5瓦是200年的电磁学

2020年12月11日

直到19世纪初,许多科学家认为电和磁是两种不相关的现象。1820年,一位教授发表了令人震惊的(双关语)讲座中的发现:两个主题之间的联系。于是,电磁学的研究诞生了。庆祝200周年th这项发现的周年纪念日,让我们来看看电磁学发现的五个W-谁,什么,在哪里,何时,为什么以及如何。

发现了电磁学?

汉斯·克里斯蒂安·奥斯特于1777年8月14日出生在丹麦的鲁德克宾。奥斯特德12岁左右开始在他父亲的药店工作时,他对科学产生了兴趣。继他父亲的足迹之后,他于1797获得了哥本哈根大学药理学学位。两年后,奥斯特在德国哲学家伊曼纽尔·康德的著作的启发下写了一篇论文,并获得了哲学博士学位。

物理学家兼哲学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特的黑白肖像。
汉斯·克里斯蒂安·奥斯特。这部作品在美国属于公共领域,因为它是在1925年1月1日之前通过维基媒体公地.

在29岁的时候,在做过药剂师之后,奥斯特成为哥本哈根大学的物理教授。在那里,他研究了电流和声学。(有趣的事实:厄尔斯特德基于对物理学的研究而获得了物理学教授的职位克拉德尼数字).

什么200美元th奥斯特发现的周年纪念如此重要?

1824年,奥斯特特创立了自然科学传播学会(SNU)。SNU的开发是为了向公众传播物理学和化学的最新进展。为了纪念2020年发现电磁学200周年,SNU举办讲座,并为研究人员和高中教师颁发奖章,表彰他们对科学和技术的贡献。

此外,丹麦各地的许多公司、大学和组织全年都认可并庆祝这一周年纪念日。

哪里电磁学被发现了吗?

1820年4月21日,奥斯特德正在做一个讲座的实验,这时他注意到了一个突破性的东西:一个使附近的磁化罗盘指针偏转的导线中的带电电流这一发现是革命性的,因为它证实了电与磁的关系,它为今天所有的电磁学研究奠定了基础。

放在木桌上的现代指南针的照片。
(更现代的)指南针。

尽管许多人相信厄尔斯特德是在事故中发现的,但据他说,这是一个有计划的实验。在他的发现几年后,他发表了一篇以第三人称撰写的论文,讨论了最初的实验,陈述:

“第一个实验的计划是,让他讲课时常用的一个小电流槽装置的电流通过一根很细的铂丝,铂丝被放在一个覆盖着玻璃的罗盘上。实验的准备工作已经做好,但在讲课之前,由于发生了一些意外,阻碍了他的进行,他打算把它推迟到另一个机会;然而,在在演讲中,成功的可能性似乎更大,因此他在观众面前做了第一次实验。”

怎样奥斯特德把电和磁联系起来了吗?

如上所述,在他被发现之前,奥斯特已经有了一个线索,即电效应和磁效应是有联系的。首先,他不相信当时被广泛接受的观念电、磁、热和其他化学过程是不相关的相反,以他的哲学背景,他倾向于相信现象,比如电和磁-都是由相同的原动力产生的此外,人们已经知道闪电会影响指南针的极性,从而将这两种现象进一步联系起来。

值得注意的是,奥斯特德与一些志同道合的科学家交上了朋友,并可能从他们身上找到了灵感,比如德国物理学家约翰·威廉·里特。和奥斯特一样,里特也正确地提出了电和磁在某种程度上是相关的。两位科学家都喜欢德国哲学家弗里德里希·谢林的信仰,谁曾经说过:“所有现象都有一个绝对的、必然的规律,可以从中推断出来。”

什么时候奥斯特报告了他的发现吗?

1820年7月21日,在发现电磁学三个月后,奥斯特德宣布了他的发现。据奥斯特称,他等待公布自己的发现是因为他想确定自己的结果,因为这将是一个革命性的发现,与当时大多数科学思想背道而驰。在进行了更多的实验后,他确信电流产生磁力.

示意图显示了一个由铜和锌组成的伏打堆,电解液显示为蓝色,锌显示为灰色,铜显示为橙色。
铜锌电池组的示意图。Borbrav的图像,Luigi Chiesa的svg版本。根据CC BY-SA 3.0通过维基媒体公地.

电磁学的发现出现在科学史上一个革命性的时期。例如,20年前的1800年,意大利物理学家亚历山德罗·伏特介绍了伏打电池,或第一个电池。在这类耸人听闻的发现发布后,19世纪的科学家th世纪公司致力于对其进行扩展并设计新设备。一位这样的科学家迈克尔·法拉第他在研究奥斯特的工作后,发明了第一台电动机。

为什么?电磁学在今天重要吗?

今天,多亏了电磁技术,我们周围的技术和世界变得更加先进。除了第一台电动机的开发,这一发现还带来了其他实用设备的开发,包括:

  • 电流表
  • 电磁铁
  • 变压器
  • 发电机
  • 电磁电报
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E芯变压器的模型。

COMSOL Multiphysics®软件中发电机的完整几何图形(左)和E芯变压器的模型(右)。188金宝搏优惠

如今,这种设备可以通过多物理模拟进行进一步研究和优化。例如,左边的图像显示了一个简化模型3D中的发电机,而右边的模型显示了单相E芯变压器.

为了庆祝电磁学200周年,我们深切地怀念汉斯·克里斯蒂安·奥斯特,他大胆地思考并发现了物理学的这一重要分支!

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评论(3)

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拉里·米克尔森
拉里·米克尔森
2021年2月4日

谢谢你写得好的文章。它很好地平衡了我隐约意识到的事情和我忘记的事情。

关于一个相关的话题,我最近了解到,那个时期的教学风格与今天大不相同。具体来说,学生们没有参加“实验课”,即学生们亲自进行一些实验。(这是18世纪30年代末弗里德里希·沃勒(Friedrich Wöhler)领导的科学教育的一次革命性变革)1820年,当奥斯特(Ørsted)发现这一点时,通过演示来教授科学概念已司空见惯。因此,当厄尔斯特德提出你在这里讨论的实验/演示时,他似乎“只是”准备做一个“正常”的演讲。

雷切尔·凯特利
雷切尔·凯特利
2021年2月4日

你好拉里,

很高兴听到你喜欢这篇博文!而且非常有趣!谢谢分享。

who discovered electromagnetism is great story">
简·穆尔
简·穆尔
2021年11月22日

电磁学的历史要有趣得多。谁发现了电磁学这是一个很棒的故事

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