《科学探索者》—物质结构、化学反应、电与磁的读书笔记25篇(每篇200字以上)急!急!急!急!急!急!急!急!急!急!
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《科学探索者》—物质结构、化学反应、电与磁的读书笔记25篇(每篇200字以上)
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奥斯特
丹麦物理学家.1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭.1794年考入哥本哈根大学,1799年获博士学位.1801~1803年去德、法等国访问,结识了许多物理学家及化学家.1806年起任哥本哈根大学物理学教授,1815年起任丹麦皇家学会常务秘书.1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章.1829年起任哥本哈根工学院院长.1851年3月9日在哥本哈根逝世.
他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究.由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响,坚信自然力是可以相互转化的,长期探索电与磁之间的联系.1820年4月终于发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应.同年7月21日以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现.这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域——电磁学.
他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师,他说:“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课,所有的科学研究都是从实验开始的”.因此受到学生欢迎.他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者,1824年倡议成立丹麦科学促进协会,创建了丹麦第一个物理实验室.
1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”,以表彰做出重大贡献的物理学家.1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场强度单位.1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”,奖励在物理教学上做出贡献的物理教师.
科学成就
1.1820年发现电流的磁效应
自从库仑提出电和磁有本质上的区别以来,很少有人再会去考虑它们之间的联系.而安培和毕奥等物理学家认为电和磁不会有任何联系.可是奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系,尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化,更坚定了他的观点.当时,有些人做过实验,寻求电和磁的联系,结果都失败了.奥斯特分析这些实验后认为:在电流方向上去找效应,看来是不可能的,那么磁效应的作用会不会是横向的?
在1820年4月,有一次晚上讲座,奥斯特演示了电流磁效应的实验.当伽伐尼电池与铂丝相连时,靠奥斯特近铂丝的小磁针摆动了.这一不显眼的现象没有引起听众的注意,而奥斯特非常兴奋,他接连三个月深入地研究,在1820年7月21日,他宣布了实验情况.
奥斯特将导线的一端和伽伐尼电池正极连接,导线沿南北方向平行地放在小磁针的上方,当导线另一端连到负极时,磁针立即指向东西方向.把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁针之间,甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里,磁针照样偏转.
奥斯特认为在通电导线的周围,发生一种“电流冲击”.这种冲击只能作用在磁性粒子上,对非磁性物体是可以穿过的.磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时,阻碍它穿过,于是就被带动,发生了偏转.
导线放在磁针的下面,小磁针就向相反方向偏转;如果导线水平地沿东西方向放置,这时不论将导线放在磁针的上面还是下面,磁针始终保持静止.
他认为电流冲击是沿着以导线为轴线的螺旋线方向传播,螺纹方向与轴线保持垂直.这就是形象的横向效应的描述.
奥斯特对磁效应的解释,虽然不完全正确,但并不影响这一实验的重大意义,它证明了电和磁能相互转化,这为电磁学的发展打下基础.
2.其它方面的成就
奥斯特曾经对化学亲合力等作了研究.1822年他精密地测定了水的压缩系数值,论证了水的可压缩性.1823年他还对温差电作出了成功的研究.他对库仑扭秤也作了一些重要的改进.
奥斯特在1825年最早提炼出铝,但纯度不高,以致这项成就在冶金史上归属于德国化学家F.维勒(1827).他最后一项研究是40年代末期对抗磁体的研究,试图用反极性的反感应效应来解释物质的抗磁性.同一时期M.法拉第在这方面的成就超过了奥斯特及其法国的同辈.法拉第证明不存在所谓的反磁极.并用磁导率和磁力线的概念统一解释了磁性和抗磁性.不过,奥斯特研究抗磁体的方法仍具有很深的影响.
3.出版了《奥斯特科学论文》集
他的重要论文在1920年整理出版,书名是《奥斯特科学论文》.
趣闻轶事
1.磁针的跳动,使他激动得摔了一跤
奥斯特受康德哲学思想的影响,一直坚信电和磁之间一定有某种关系,电一定可以转化为磁.当务之急是怎样找到实现这种转化的条件.奥斯特仔细地审查了库仑的论断,发现库仑研究的对象全是静电和静磁,确实不可能转化.他猜测,非静电、非静磁可能是转化的条件,应该把注意力集中到电流和磁体有没有相互作用的课题上去.他决心用实验来进行探索.
1819年上半年到1820年下半年,奥斯特一面担任电、磁学讲座的主讲,一面继续研究电、磁关系.1820年4月,在一次讲演快结束的时候,奥斯特抱着试试看的心情又作了一次实验.他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方,接通电源的瞬间,发现磁针跳动了一下.这一跳,使有心的奥斯特喜出望外,竟激动得在讲台上摔了一跤.但是因为偏转角度很小,而且不很规则,这一跳并没有引起听众注意.以后,奥斯特花了三个月,作了许多次实验,发现磁针在电流周围都会偏转.在导线的上方和导线的下方,磁针偏转方向相反.在导体和磁针之间放置非磁性物质,比如木头、玻璃、水、松香等,不会影响磁针的偏转.1820年7月21日,奥斯特写成《论磁针的电流撞击实验》的论文,正式向学术界宣告发现了电流磁效应.
2.设立奥斯特奖章
奥斯特的功绩受到了学术界的公认,为了纪念他,国际上从1934年起命名磁场强度的单位为奥斯特,简称“奥”.1937年美国物理教师协会还专门设立了奥斯特奖章,来奖励教学有成绩的优秀物理教师.
安德烈•玛丽•安培(André-Marie Ampère,1775年—1836年)
法国物理学家,在电磁作用方面的研究成就卓著,对数学和化学也有贡献.电流的国际单位安培即以其姓氏命名.
1775 年1月22日生于里昂一个富商家庭,1836 年6月10日卒于马赛.1802 年他在布尔让-布雷斯中央学校任物理学和化学教授 ;1808年被任命为法国帝国大学总学监,此后一直担任此职 ;1814 年被选为帝国学院数学部成员;1819年主持巴黎大学哲学讲座;1824年担任法兰西学院实验物理学教授.
安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究 .1820年7月 ,H.C.奥斯特发表关于电流磁效应的论文后,安培报告了他的实验结果 :通电的线圈与磁铁相似 ;9月25日,他报告了两根载流导线存在相互影响,相同方向的平行电流彼此相吸,相反方向的平行电流彼此相斥;对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论.通过一系列经典的和简单的实验,他认识到磁是由运动的电产生的.他用这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性.他提出分子电流假说:电流从分子的一端流出,通过分子周围空间由另一端注入;非磁化的分子的电流呈均匀对称分布,对外不显示磁性;当受外界磁体或电流影响时,对称性受到破坏,显示出宏观磁性,这时分子就被磁化了.在科学高度发展的今天,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为认识物质磁性的重要依据.为了进一步说明电流之间的相互作用,1821~1825年,安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并根据这四个实验导出两个电流元之间的相互作用力公式.1827年,安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中 ,这是电磁学史上一部重要的经典论著,对以后电磁学的发展起了深远的影响.为了纪念安培在电学上的杰出贡献,电流的单位安培是以他的姓氏命名的.
安培的生平
安培小时候记忆力极强,数学才能出众.他父亲受卢梭(1712-1778)的教育思想的影响很深,决定让安培自学,经常带他到图书馆看书.安培自学了《科学史》、《百科全书》等著作.他对数学最着迷,13岁就发表第一篇数学论文,论述了螺旋线.1799年安培在里昂的一所中学教数学.1802年二月安培离开里昂去布尔格学院讲授物理学和化学,四月他发表一篇论述赌博的数学理论,显露出极好的数学根底,引起了社会上的注意.后来应聘在拿破仑创建的法国公学任职.1808年安培任法国帝国大学总学监,1809年任巴黎工业大学数学教授.1814年当选为法国科学院院士.1824年任法兰西学院实验物理学教授.1827年当选为英国伦敦皇家学会会员.他还是柏林、斯德哥尔摩等科学院的院士.
安培在物理学方面的主要贡献是对电磁学中的基本原理有重要发现,如安培定律、安培定则和分子屯流等.1820年七月二十一日丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.法国物理学界长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条,这个重大发现使他们受到极大的震动,以阿拉果(1786-1853),安培等为代表的法国物理学家迅速作出反应.八月末阿拉果在瑞士听到奥斯特成功的消息,立即赶回法国,九月十一日就向法国科学院报告了奥斯特的实验细节.安搪听了报告之后,第二天就重复了奥斯特的实验,并于九月十八月向法国科学院报告了第一篇论文,提出了磁针转动方向和电流方向的关系服从右手定则,以后这个定则被命名为安培定则.九月二十五日安培向科学院报告了第二篇论文,提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引,电流方向相反的两皋平行载流导线互相排斥.十月九日报告了第三篇论文,阐述丁各种形状的曲线载流导线之间的相互作用.后来,安培又做了许多实验,并运用高度的数学技巧于1826年总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系.后来人们把这个定律称为安培定律.十二月四日安培向科学院报告了这个成果.安培并不满足于这些实验研究的成果.1821年一月,他提出了著名的分子电流的假设,认为每个分子的圆电流形成十个小磁体,这是形成物体宏观磁性的原因.安培还对比了静力学和动力学的名称,第一个把研究动电的理论称为“电动力学’,并于‘1822年出版了《电动力学的观察汇编》,1827年出版了螟电动力学理论》.此外,安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计.
安培的研究还涉及哲学、化学等领域,甚至还研究过植物分类学上的复杂问题.
1836年,安培以大学学监的身份外出巡视工作,不幸途中染上急性肺炎,医治无效,于六月十日在马赛去世,终年61岁.后人为了纪念安培,用他的名字来命名电流强度的单位,简称“安”.
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