欧姆定理是如何被提出的?带你了解早期的欧姆定理( 二 )


??实验工作清楚地展示了 , 导线越长 , 其中流过的电流越小 。后来欧姆又通过相同的方法测量了不同材料的导线 , 由此得到了不同材料的导电率 。此时 , 早先年间曾说欧姆兄弟堪比伯努利兄弟的那位教授 , 建议他可以尝试使用热电偶作为实验的电压源 , 因为热电偶可以提供更加稳定的电压 。热电偶现象是在1821年 , 也就是五年前就被德国物理学家托马斯·塞贝克发现 , 如果两个不同的金属被焊接在一起 , 两个节点的温度不同 , 节点之间使用电线相连 , 其中就会有电流流过 , 所产生的的磁场可以偏转磁针 。
??塞贝克当时认为装置产生了磁场 , 进而引起磁针转动 , 几乎是同一年之内 , 1820年 , 奥斯特就发现了电磁现象 , 并对塞贝克的热电偶装置进行了解释 , 其中热电偶产生了热电动势 , 进而引起导线中的电流 , 所形成的的磁场导致磁针转动 , 并将这种现象成为热电效应 , 这个名称仍在使用 。

欧姆定理是如何被提出的?带你了解早期的欧姆定理

文章插图
▲ 图1.1.3 奥斯特对热电偶效应的解释
??1824年安培和他的朋友贝克勒尔发现热电偶两个节点之间的电动势是温差的函数 。到了1826年 , 欧姆构建了一个热电偶 , 冷端是冰水 , 热端是开水 。他高兴地发现 , 热电偶所产生的的电流可以稳定持续几个小时 。借助于热电偶所产生的的电动势 , 他重新重复了他的第一个实验 。测量了八种不同长度的电线 , 欧姆发现电磁力 , 也就是取决于电流的大小 , 随着导线的长度而下降 。它们之间的关系可以由一个方程所描述 。X等于a 除以 b 加 x 。
很快 , 欧姆认为方程中的参数 a 和 b 是由电路中其他部分决定 , 他称为激励作用力 。为了确定它们之间的关系 , 他明智地选择了不同的热电偶上的温度差重新做了实验测试 , 使用了不同的激励作用力 , 或者张力 , 也就是今天我们所说的电压 。对于不同的导线长度 , 他发现电流与导线长度之间遵循相同的方程 。方程中的 a 下降了 , 但参数 b 却是相同的 。换句话说 , 电线中的电流遵循相同的分式 , 分子表明了热电偶电池的强度 , 分母则是电线的长度 , 欧姆将其成为阻力长度 。
▲ 图1.1.4 在热电偶所产生的的电动势下进行电流测量
四、欧姆的噩运??对于这个结论 , 欧姆非常高兴 , 但觉得缺少数学推导 。他想参考一本关于热量流动得数来建立电流的模型 。这本书就是大名鼎鼎的傅里叶在1822年出版的关于热量流动的分析理论 。他申请了休假一年来专门研究这方面的理论 , 到了1827年 , 它出版了一本很薄的书 , 书名为《电路的数学研究》 。坦白地说 , 这本书的出版并不成功 , 批评家称这本书是被罗织出来的纯粹幻想 , 无法治愈妄想的结果 , 它唯一的作用是对自然尊严的歪曲 。
??为何这本书恶评如潮?这值得我们深究其中的缘由 。首先 , 这本书太数学化了 , 思想并没有很好地表述出来 。例如 , 在1891年的一位翻译作家得不从其他科学家的论文和书籍中摘录很多片段 , 才能够把欧姆书籍中的思想说得明白 , 这样读者才能够理解到底在书中欧姆说了些啥 。


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