自然科学名家名作中的为什么
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一次看似平淡的课堂实验,为什么使奥斯特激动万分?

《磁针电抗作用实验》是丹麦物理学家奥斯特于1820年在法国的科学杂志《化学与物理学年鉴》上发表的一篇著名论文。这篇论文介绍了他发现电流磁效应的成果,把电学和磁学结合起来,促进了电磁学研究的开展。

1820年7月21日,丹麦哥本哈根大学奥斯特教授带着伏打电池来到物理实验室,为学生们上实验课。

当他接通电池时,突然发现放在电磁旁边的磁针发生了偏转,改变了原来的位置,在垂直于导线的方向停了下来。

学生们对这一现象丝毫没有感觉,可是奥斯特却激动万分。

长期以来,人们一直把电和磁作为独立的互不相关的现象进行研究,而奥斯特却隐约地认识到电和磁之间存在某种联系,他从1807年起,就致力于电的各种效应的研究,经过10多年的探索,进展不大。今天他在课堂上看到通电后引起的磁针偏转时,怎能不激动呢?

奥斯特意识到自己将有一项重大发现,下课后,立即进行研究。

他用导线又接通了伏打电池,当磁针垂直地放在导线的位置时,磁针并无变化;当磁针平行地放在导线的位置时,磁针立即偏转,直到与导线垂直为止。他再把磁针放在一定的位置上,当伏打电池接通时,磁针发生了偏转,当关闭电源时,磁针就恢复到原来的状态。

奥斯特又进一步地试验了不同的金属导线,发现磁针的偏转几乎一样。

接着,他又在导线和磁针之间放一块硬纸板隔着,在接通电源时,磁针仍然偏转,甚至在中间放上玻璃、石头、水、金属时,磁针照样偏转。

通电导线为什么会使磁针偏转呢?奥斯特认为,磁针的偏转是由于电荷的流动引起的,磁针的偏转方向和电荷的流动方向密切相关。由于导体中的电流会在导体周围产生一个环形磁场,因此,磁针在这个磁场范围内,无论是改变电流的方向,还是改变磁针与导线的位置,都会引起磁针的偏转。

奥斯特的发现把电学和磁学结合起来了。从此,电磁学的研究蓬勃地开展起来。