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安培 Ampere, Andre -Marie (1775.1.22~1836.6.10)
發佈者:系統管理員 (2012-05-14 16:58:30)
最後修改者:系統管理員 (2012-05-14 23:46:36)
安培(Andre-Marie Aarpere,1775~1836),法國物理學家、數學家和化學家,電動力學的奠基人之一。1820年9月18日,他在向法國科學院報告的論文中,提出了在電流的磁效應中,判定電流所產生的磁場的方向的定則,後來這個定則被命名為安培定則(亦稱"右手螺旋定則"或"拇指定則"),現在,一般它被表述為:
l﹒直線電流的磁場:用右手握住專線,讓伸直的大拇指指向電流的方向,弩由約四指所指的方向就是磁感線繞行的方向;
2﹒環形電流的持場:讓右手彎曲的四指和環形電流的方向一致,則伸直的大拇指所指的方向就是環形導線心軸線上磁感線的方向(或伸直的大拇指所指出的一側為環形電流的北極);
3﹒通電螺線管的磁場:用右手握住螺線管,讓彎曲的四指與電流繞行方向一致,則伸直的大拇指所指的方向就是螺線管內部磁感線的方向(或伸直的大拇指所指的那端就是螺線管的北極)

生平簡述
  1775年1月22日,安培誕生於法國里昂附近波利米尤克斯的一個富裕的土地商家庭。由於他父親受盧梭的教育思想影響很深,因而主張讓安培自學,除盡量供給他一批圖書外,還經常帶他去圖書館。安培博覽群書,兼收並蓄,他不僅記憶力超群,而且數學才能特別出眾。12歲時,他學會了微積分,13歲時就發表了第一篇數學論文,論述了螺旋線。當他還是一個16歲的少年時,就充滿熱情地學習了狄德羅和達朗伯合編的20卷法文版《百科全書》,過了30年之後,他仍背誦出書中的許多章節。盧稜物學的著作燃起了他對科學的熱情。
 
18歲時,除了拉丁語之外,他還通曉意大利語和希臘語。
 
1799年安培結婚後在里昂的一所中學裡做了數學教師。1802年2月,擔任布爾讓-布雷斯中央學校的物理學和化學教授。4月,他發表了一篇論證賭博的數學理論的論文《關於博奕數學理論的思考》。該文充分顯示了安培橫溢的才華,從而得到科學界的普遍重視,應聘在拿破侖創建的法國公學任職。自1805年起,他在巴黎工業學校任教。其間,他潛心研究數學,著作頗豐。
 
1808年,安培的天才得到拿破侖的賞識,被任命為新建的大學聯合組織的總監事,並一直擔任此職,直至逝世。
 
1814年當選為法國科學院院士;因發表關於微分方程的著作而被選為帝國學院數學部成員。
1819年主持巴黎大學哲學講座。
1824年擔任法蘭西學院實驗物理學教授。
1827年當選為英國倫敦皇家學會會員。1830年被聘為俄國彼得堡科學院國外院士……他還是柏林、斯德哥爾摩科學院的院士。
1836年,安培以大學聯台組織總監事的身份外出巡視,在前往馬賽的途中不幸染上肺炎,於1836年6月10日病逝,享年61歲。
 
  安培的少年時代,雖然是在安適的環境中度過的,但是後來卻經歷了種種的不幸,先是在大革命中牠他父親被斬首,後是他的妻子的早喪。這使他的生活從精神到物質都受到了極大的損害,從而也對他的科學活動產生了深刻的影響。這既使他篤信宗教,又使他遵循一種追求事物客觀原因的本體論哲學。從1800年直到去世,安培把熱情都放在思考他的哲學體系上。與此同時,倘也致力於一些科學研究,並顯示了相當的創見。1800~1814年,他的主要興趣在數學方面,在概率論的研究和積分偏微分方程等方面,他具有只有像歐拉那樣的少數天才數學家才具有的、發現種種複雜而又隱蔽的數學關係的奇特才能。
 
1808~1815年;他做了一些化學研究。他幾乎與戴維同時認識到元素氯和碘;1814年他獨立地發現了亞佛加德羅定律(較亞佛加德羅晚3年)。他撰寫的論證波義耳-略特定律與恆溫下體積和壓強之間的關係的論文,和拉普拉斯關於毛細作用的重要論文一樣,在數學分析應用於分子領域方面具有先驅作用;他還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關係。
重大貢獻
1.安培定則
2.螺線管
發現定理
  安培最主要的成就是1820~1827年間對電磁作用的研究。他除發現了安培定則外,還發現了安培定律。自安培在1820年9月知道了導線中的電流能引起磁體的運動之後,就想到一個磁體可以影響另一個磁體,進而想到是否一個電流可以影響其他的電流?他想到,電流之間這種相互作用的最簡單的例子,是讓電流通過兩根平行的直導線。他發現,如果通過兩根平行的直導線的電流方向相同,則兩根導線相互吸引;如果電流的方向相反,則兩根導線相互排斥,通過一系列的簡單實驗,安培認識到磁是由運動的電產生的。他用這一觀點來說明地磁的形成和物質的磁性。
 
  安培受到摯友菲涅耳的啟示,提出分子電流的假說。這一假說在當時人們關於物理結構的知識知之甚少的情況下無法證實,因而可以說它帶有相當大的臆測成分。但在今天,人們已經了解到物質由分子組成,而分子由原子組成,原子中電子繞核運動,安培的分子電流假說已成為認識物質磁性的重要依據。
 
為了進一步說明電流問的相互作用,1821~1825年間,安培做了關於電流相互作用的四個精巧的實驗,並根據這四個實驗導出了兩個電流元之間的相互作用公式(安培公式)1827年,安培將他的電磁現象的研究綜合在《電動力學現象的數學理論》一書中,這是電磁學史上一部重要的經典論著,對以後電磁學的發展產生了深遠的影響。因此,人們稱安培為"電動力學"的創建者,麥克斯韋還稱安培為"電學中的牛頓"安培之前,"電流"尚未成為一個科學的概念,正是安培首先規定了電流的方向。可能是受了富蘭克林的影響,他認為電流是電液體由正極向負極流動。因此,他把電流的方向規定為由正極指向負極。現在,我們知道在金屬導體中電流是電子由負極向正極運動形成的。不過,人們發現,仍用安培的規定,並不會帶來任何原則上的麻煩。所以,直至今天依然因襲著安培的上述規定。安培還創製出了第一個螺線管,在這個基礎上發明了探測和量度電流的電流計。
 
為了紀念安培在電學上的傑出貢獻,電流的單位"安培"就是以他的姓氏命名的。
 
  在物質生活方面,如果說1799年結婚後做中學教師時,"尚能勉強維持簡樸的生活"的話,那麼,到安培從事電磁學研究後(1820年之後),他的"試驗經費"就總是入不敷出。他曾向阿喇戈抱怨說:".…‥我敢說,去年一年女管家白白糟踢了我600個法朗。這可真把我坑苦了。我要清點一下我的錢,但是辦不到,因為我已經沒有錢了……我現在已經束手無策了"。顯然,他這是在向阿喇戈告貸。  
安培趣事
  關於安培思考科學問題時的專心致志,流傳著不少趣談。據說有次,安培正慢慢地向學校走去,邊走邊思索著一個電學問題。經過塞納河的時候,他隨手撿起一塊鵝卵石裝進了口袋。過一會兒,又從口袋裡掏出來扔到河裡。到學校後,他走進教室,習慣地掏懷錶看時間,掏出來的卻是一塊鵝卵石。原來,懷錶已被當作鵝卵石扔進塞納河裡去了。還有一次,安培在街上行走,走著走著,突然見前面有一塊"黑板",就拿出隨身帶著的粉筆,在"黑板"上運算起來。原來,那"黑板"是一輛馬車的車廂背面。馬車走動了,他也跟著走,邊走邊寫;馬車越來越快,他也越跑越快,他居然沒有發現,街上的行人們正在為他的失常行為笑得前仰後合呢!據說,有一次他正思考著一個問題而忘掉了一切,連皇帝拿破侖的宴會也忘掉了……尤於受庫侖思想的影響,在法國的物理學家普遍認為電和磁是彼此沒有聯繫的,它們之間不會產生相互作用。以致1820年7月21日奧斯特發現了電流的磁效應之後,使法國物理學界受到極大的震動。8月末,阿喇戈在瑞士聽到了有關電流的磁效應發現的消息,便立即趕回法國。9月11日他就向法國科學院報告了奧斯特實驗的細節。安培聽了報告之後,敏銳地感到了這一發現的重大意義。第二天他就重複了奧斯特的實驗。根據阿喇戈的說法,他曾多次去訪問安培,但都沒有人開門,憑著安培工作室的燈光徹夜不熄,阿喇戈知道安培在夜以繼日地工作……  
安培定則
  安培在載流直導線的周圍一次又一次地改變著小磁針的位置,並記下小磁針受力而旋轉後靜止下來時的方向,再找出這一方向與電流方向問的關係。安培把一個纏繞著的絕緣銅線的線軸接入電路,通電後,觀測絕緣銅線軸周圍各不同位置上小磁針受力而轉動以及最後停下來時的方向。後來,阿喇戈也來與他共同實驗,邊實驗邊討論,從而認識到圓形電流,通電線圈相當於一個磁鐵。在經過七天七夜的奮戰之後,終於發現了被稱作"安培定則"的判斷電流產生的磁場方向的方法,並於1820年9月18日向法國科學院報告了這一成果。