奧斯特

人物生平

早年經(jīng)歷

丹麥物理學(xué)家。1777年8月14日生于蘭格朗島魯?shù)聠藤e的一個(gè)藥劑師家庭。

工作經(jīng)歷

1794年考入哥本哈根大學(xué)，1799年獲博士學(xué)位。1801～1803年去德、法等國訪問，結(jié)識了許多物理學(xué)家及化學(xué)家。1806年起任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1815年起任丹麥皇家學(xué)會常務(wù)秘書。1820年因電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學(xué)會科普利獎(jiǎng)?wù)隆?829年起任哥本哈根工學(xué)院院長。

他是一位熱情洋溢重視科研和實(shí)驗(yàn)的教師，他說：“我不喜歡那種沒有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，所有的科學(xué)研究都是從實(shí)驗(yàn)開始的”。因此受到學(xué)生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學(xué)普及工作者，1824年倡議成立丹麥科學(xué)促進(jìn)協(xié)會，創(chuàng)建了丹麥第一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)室。

人物逝世

1851年3月9日在哥本哈根逝世。

主要成就

發(fā)現(xiàn)磁效應(yīng)

他曾對物理學(xué)、化學(xué)和哲學(xué)進(jìn)行過多方面的研究。由于受康德哲學(xué)與謝林的自然哲學(xué)的影響，堅(jiān)信自然力是可以相互轉(zhuǎn)化的，長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1820年4月終于發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用，即電流的磁效應(yīng)。同年7月21日以《關(guān)于磁針上電沖突作用的實(shí)驗(yàn)》為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使歐洲物理學(xué)界產(chǎn)生了極大震動(dòng)，導(dǎo)致了大批實(shí)驗(yàn)成果的出現(xiàn)，由此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域──電磁學(xué)。

1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，自從庫侖提出電和磁有本質(zhì)上的區(qū)別以來，很少有人再會去考慮它們之間的聯(lián)系。而安培和畢奧等物理學(xué)家認(rèn)為電和磁不會有任何聯(lián)系?？墒菉W斯特一直相信電、磁、光、熱等現(xiàn)象相互存在內(nèi)在的聯(lián)系，尤其是富蘭克林曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)萊頓瓶放電能使鋼針磁化，更堅(jiān)定了他的觀點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，有些人做過實(shí)驗(yàn)，尋求電和磁的聯(lián)系，結(jié)果都失敗了。奧斯特分析這些實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為：在電流方向上去找效應(yīng)，看來是不可能的，那么磁效應(yīng)的作用會不會是橫向的？

在1820年4月，有一次晚上講座，奧斯特演示了電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)伽伐尼電池與鉑絲相連時(shí)，靠

近鉑絲的小磁針擺動(dòng)了。這一不顯眼的現(xiàn)象沒有引起聽眾的注意，而奧斯特非常興奮，他接連三個(gè)月深入地研究，在1820年7月21日，他宣布了實(shí)驗(yàn)情況。

奧斯特將導(dǎo)線的一端和伽伐尼電池正極連接，導(dǎo)線沿南北方向平行地放在小磁針的上方，當(dāng)導(dǎo)線另一端連到負(fù)極時(shí)，磁針立即指向東西方向。把玻璃板、木片、石塊等非磁性物體插在導(dǎo)線和磁針之間，甚至把小磁針浸在盛水的銅盒子里，磁針照樣偏轉(zhuǎn)。

奧斯特認(rèn)為在通電導(dǎo)線的周圍，發(fā)生一種“電流沖擊”。這種沖擊只能作用在磁性粒子上，對非磁性物體是可以穿過的。磁性物質(zhì)或磁性粒子受到這些沖擊時(shí)，阻礙它穿過，于是就被帶動(dòng)，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

導(dǎo)線放在磁針的下面，小磁針就向相反方向偏轉(zhuǎn)；如果導(dǎo)線水平地沿東西方向放置，這時(shí)不論將導(dǎo)線放在磁針的上面還是下面，磁針始終保持靜止。

他認(rèn)為電流沖擊是沿著以導(dǎo)線為軸線的螺旋線方向傳播，螺紋方向與軸線保持垂直。這就是形象的橫向效應(yīng)的描述。

奧斯特對磁效應(yīng)的解釋，雖然不完全正確，但并不影響這一實(shí)驗(yàn)的重大意義，它證明了電和磁能相互轉(zhuǎn)化，這為電磁學(xué)的發(fā)展打下基礎(chǔ)。

其它成就

奧斯特曾經(jīng)對化學(xué)親合力等作了研究。1822年他精密地測定了水的壓縮系數(shù)值，論證了水的可壓縮性。1823年他還對溫差電作出了成功的研究。他對庫侖扭秤也作了一些重要的改進(jìn)。

奧斯特在1825年最早提煉出鋁，但純度不高，以致這項(xiàng)成就在冶金史上歸屬于德國化學(xué)家F.維勒(1827)。他最后一項(xiàng)研究是40年代末期對抗磁體的研究，試圖用反極性的反感應(yīng)效應(yīng)來解釋物質(zhì)的抗磁性。同一時(shí)期M.法拉第在這方面的成就超過了奧斯特及其法國的同輩。法拉第證明不存在所謂的反磁極。并用磁導(dǎo)率和磁力線的概念統(tǒng)一解釋了磁性和抗磁性。不過，奧斯特研究抗磁體的方法仍具有很深的影響。

著作作品

他的重要論文在1920年整理出版，書名是《奧斯特科學(xué)論文》。

人物紀(jì)念

1908年丹麥自然科學(xué)促進(jìn)協(xié)會建立“奧斯特獎(jiǎng)?wù)隆保员碚米龀鲋卮筘暙I(xiàn)的物理學(xué)家。1934年以“奧斯特”命名CGS單位制中的磁場強(qiáng)度單位。1937年美國物理教師協(xié)會設(shè)立“奧斯特獎(jiǎng)?wù)隆?，?jiǎng)勵(lì)在物理教學(xué)上做出貢獻(xiàn)的物理教師。

軼事典故

1．磁針的跳動(dòng)，使他激動(dòng)得摔了一跤奧斯特受康德哲學(xué)思想的影響，一直堅(jiān)信電和磁之間一定有某種關(guān)系，電一定可以轉(zhuǎn)化為磁。當(dāng)務(wù)之急是怎樣找到實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的條件。奧斯特仔細(xì)地審查了庫侖的論斷，發(fā)現(xiàn)庫侖研究的對象全是靜電和靜磁，確實(shí)不可能轉(zhuǎn)化。他猜測，非靜電、非靜磁可能是轉(zhuǎn)化的條件，應(yīng)該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探索。1819年上半年到1820年下半年，奧斯特一面擔(dān)任電、磁學(xué)講座的主講，一面繼續(xù)研究電、磁關(guān)系。1820年4月，在一次講演快結(jié)束的時(shí)候，奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實(shí)驗(yàn)。他把一條非常細(xì)的鉑導(dǎo)線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方，接通電源的瞬間，發(fā)現(xiàn)磁針跳動(dòng)了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外，竟激動(dòng)得在講臺上摔了一跤。但是因?yàn)槠D(zhuǎn)角度很小，而且不很規(guī)則，這一跳并沒有引起聽眾注意。以后，奧斯特花了三個(gè)月，作了許多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)磁針在電流周圍都會偏轉(zhuǎn)。在導(dǎo)線的上方和導(dǎo)線的下方，磁針偏轉(zhuǎn)方向相反。在導(dǎo)體和磁針之間放置非磁性物質(zhì)，比如木頭、玻璃、水、松香等，不會影響磁針的偏轉(zhuǎn)。1820年7月21日，奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實(shí)驗(yàn)》的論文，正式向?qū)W術(shù)界宣告發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)。2．設(shè)立奧斯特獎(jiǎng)?wù)聤W斯特的功績受到了學(xué)術(shù)界的公認(rèn)，為了紀(jì)念他，國際上從1934年起命名磁場強(qiáng)度的單位為奧斯特，簡稱“奧”。1937年美國物理教師協(xié)會還專門設(shè)立了奧斯特獎(jiǎng)?wù)?，來?jiǎng)勵(lì)教學(xué)有成績的優(yōu)秀物理教師。