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部分电路欧姆定律
主讲:詹盛君
乔治·西蒙·欧姆- 人物简介
乔治·西蒙·欧姆
乔治·西蒙·欧姆 ( Simon Ohm,1787—1845)一个天才的研究者,父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。然而他的成就对我们后人的意义是非常远大的。
欧姆是德国物理学家,提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律。为纪念其重要贡献, 人们将其名字作为电阻单位。欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中,比如“欧姆接触”“欧姆杀菌”,“欧姆表”等。
乔治·西蒙·欧姆- 人生经历--早年生活
欧姆1787年3月16日出生于德国埃尔朗根的一个锁匠世家,父亲乔安·渥夫甘·欧姆是一位锁匠,母亲玛莉亚·伊丽莎白·贝克是埃尔朗根的裁缝师之女。虽然欧姆的父母亲从未受过正规教育,但是他的父亲是一位受人尊敬的人,高水平的自学程度足以让他给孩子们出色的教育。欧姆的一些兄弟姊妹们在幼年时期死亡,只有三个孩子存活下来,这三个孩子分别是他、他后来成为著名数学家的弟弟马丁·欧姆(MartinOhm,1792年—1872年)和他的姊姊伊丽莎白·芭芭拉。他的母亲在他十岁的时候就去世了。
幼年时期的初期,格奥尔格·西蒙和马丁高程度的数学、物理、化学和哲学是受他们的父亲所教。格奥尔格·西蒙在11岁至15岁时曾上埃朗根高级中学,在那里他接受到了一点点科学知识的培养,并且感受到学校所教授的与父亲所传授的有着非常鲜明的不同。格奥尔格·西蒙·欧姆15岁时接受了埃尔朗根大学教授卡尔·克利斯坦·凡·兰格斯多弗(KarlChristianvonLangsdorf)的一次测试,他注意到欧姆在数学领域异于常人的出众天赋,他甚至在结论上写道,从锁匠之家将诞生出另一对伯努利兄弟。
大学生活、教学生涯
大学生活
1805年,16岁的欧姆进入埃尔朗根大学学习数学、物理和哲学。他并没有把精力放在学习上,而是在跳舞、滑冰和台球上花费了大把的时间。欧姆的父亲对于欧姆如此浪费受教育的机会,而感到非常愤怒,于是把欧姆送到了瑞士。1806年9月,欧姆在GottstadtbeiNydau的一所学校取得了数学教师的职务。
教学生涯
卡尔·克利斯坦·凡·兰格斯多弗在1809年离开埃尔朗根大学前往海德堡大学任教,欧姆提出希望跟他一起前往海德堡重新开始他的数学学习,但是兰格斯多弗建议欧姆继续自学数学,并建议他阅读欧拉、拉普拉斯和拉克洛瓦的著作。欧姆接受了兰格斯多弗的建议,一边任教一边继续自学数学。22岁时,欧姆回到埃尔朗根,并在1811年以论文《LichtundFarben》(光线和色彩)获得博士学位,此后在埃尔朗根做了3个学期的数学讲师。此后分别于1813年在班贝格、1817年在科隆、1826年在柏林的几家中学任教。
欧姆的主要研究兴趣在于当时仍没有被普遍研究的电学,1833年成为纽伦堡皇家综合技术学校的教授,1839年起担任该校的校长,1849年起任教于慕尼黑大学,1852年成为实验物理学教授。
逆境中的欧姆
欧姆爱好物理和数学,欧姆自幼受到父亲的教导,在科学和技术方面得到了不少的启迪。在大学期间,因生活困难,不得不退学去做家庭教师。但他仍然坚持学习,终于完成了学业,获得了博士学位。他曾在几处中学任教,并在繁重的工作之余,坚持进行科学研究。
欧姆正处在电学飞速发展的时期,新的电学成果不断地涌现,其他科学家的发现激励着他去进一步探索一个重要的问题:使用伏打电池的电路中,电流强度可能随电池数目的增多而增大,但是,这中间到底存在什么规律呢?他决心通过实验寻找答案。
当时还没有测量电流强弱的仪器,欧姆曾设想用电流的热效应去测量电流的强弱,但没有成功。
1821年施魏格尔和波根多夫发明了一种原始的电流计,这个仪器的发明使欧姆受到鼓舞。他利用业余时间,向工
人学习多种加工技能,决心制作必要的电学仪器与设备。为了准确地量度电流,他巧妙地利用电流的磁效应设计了一个电流扭秤。用一根扭丝挂一个磁针,让通电的导线与这个磁针平行放置,当导线中有电流通过时,磁针就偏转一定的角度,由此可以判断导线中电流的强弱了。他把自己制作的电流计连在电路中,并创造性地在放磁针的度盘上划上刻度,以便记录实验的数据。这样,1825年从根据实验结果得出了一个公式,可惜是错的,用这个公式计算的结果与欧姆本人后来的实验也不一致。欧姆很后悔,意识到问题的严重性,打算收回已发出的论文,可是已经晚了,论文已发散出去了。急于求成的轻率做法,使他吃了苦头,科学家对他也表示反感,认为他是假充内行。
欧姆决心要挽回影响和损失,更重要的是还要继续通过实验找规律。这时欧姆多么需要人们的理解和支持啊!当时有位科学家叫波根多夫,从欧姆这位中学教师身上看到了追求真理勇于创新的才华,写信鼓励欧姆继续干下去。并建议他在实验中,使用更加稳定的