奧斯特

奧斯特

奧斯特,全名漢斯·克裏斯蒂安·奧斯特(Hans Christian Oersted,1777年8月14日-1851年3月9日),丹麥物理學家、化學家。1820年發現了電流的磁效應,他的重要論文在1920年整理出版,書名是《奧斯特科學論文》。

  • 中文名稱
    漢斯·克裏斯蒂安·奧斯特
  • 外文名稱
    Hans Christian Oersted
  • 出生地
    蘭格朗島魯德喬賓
  • 畢業院校
    哥本哈根大學
  • 逝世日期
    1851年3月9日
  • 別名
    大漢斯·克裏斯蒂安
  • 國籍
    丹麥
  • 出生日期
    1777年8月14日
  • 職業
    物理學家 化學家
  • 主要成就
    1820年發現電流的磁效應

簡介

奧斯特奧斯特

奧斯特

漢斯·克裏斯蒂安·奧斯特(Hans Christian Oersted,1777~1851),丹麥物理學家。1777年8月14日生于蘭格朗島魯德喬賓的一個葯劑師家庭。1794年考入哥本哈根大學,1799年獲博士學位。1801~1803年去德、法等國訪問,結識了許多物理學家及化學家。1806年起任哥本哈根大學物理學教授,1815年起任丹麥皇家學會常務秘書。1820年因電流磁效應這一傑出發現獲英國皇家學會科普利獎章。1829年起任哥本哈根工學院院長。1851年3月9日在哥本哈根逝世。

他曾對物理學、化學和哲學進行過多方面的研究。由于受康德哲學與謝林的自然哲學的影響,堅信自然力是可以相互轉化的,長期探索電與磁之間的聯系。1820年4月終于發現了電流對磁針的作用,即電流的磁效應。同年7月21日以《關于磁針上電沖突作用的實驗》為題發表了他的發現。這篇短短的論文使歐洲物理學界產生了極大震動,導致了大批實驗成果的出現,由此開闢了物理學的新領域──電磁學

他是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師,他說:"我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課,所有的科學研究都是從實驗開始的"。因此受到學生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學普及工作者,1824年倡議成立丹麥科學促進協會,建立了丹麥第一個物理實驗室。

1908年丹麥自然科學促進協會建立"奧斯特獎章",以表彰做出重大貢獻的物理學家。1934年以"奧斯特"命名CGS單位製中的磁場強度單位。1937年美國物理教師協會設立"奧斯特獎章",獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。

單位說明

在釐米·克·秒製單位裏,磁場強度的單位是這樣規定的:把具有1單位磁場強度的磁極放在磁場裏的某一點,如果作用在這個磁場上的磁場力正好是1達因,那麽這一點處的磁場強度就叫做1釐米·克 ·秒製磁場強度單位,或者叫做1奧斯特。

科學成就

發現磁效應

自從庫侖提出電和磁有本質上的區別以來,很少有人再會去考慮它們之間的聯系。而安培和畢奧等物理學家認為電和磁不會有任何聯系。可是奧斯特一直相信電、磁、光、熱等現象相互存在內在的聯系,尤其是富蘭克林曾經發現萊頓瓶放電能使鋼針磁化,更堅定了他的觀點。當時,有些人做過實驗,尋求電和磁的聯系,結果都失敗了。奧斯特分析這些實驗後認為:在電流方向上去找效應,看來是不可能的,那麽磁效應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的實驗。當伽伐尼電池與鉑絲相連時,靠

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奧斯特

近鉑絲的小磁針擺動了。這一不顯眼的現象沒有引起聽眾的註意,而奧斯特非常興奮,他接連三個月深入地研究,在1820年7月21日,他宣布了實驗情況。

奧斯特將導線的一端和伽伐尼電池正極連線,導線沿南北方向平行地放在小磁針的上方,當導線另一端連到負極時,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線和磁針之間,甚至把小磁針浸在盛水的銅盒子裏,磁針照樣偏轉。

奧斯特認為在通電導線的周圍,發生一種"電流沖擊"。這種沖擊隻能作用在磁性粒子上,對非磁性物體是可以穿過的。磁性物質或磁性粒子受到這些沖擊時,阻礙它穿過,于是就被帶動,發生了偏轉。

導線放在磁針的下面,小磁針就向相反方向偏轉;如果導線水準地沿東西方向放置,這時不論將導線放在磁針的上面還是下面,磁針始終保持靜止。

他認為電流沖擊是沿著以導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的描述。

奧斯特對磁效應的解釋,雖然不完全正確,但並不影響這一實驗的重大意義,它證明了電和磁能相互轉化,這為電磁學的發展打下基礎。

科學論文

他的重要論文在1920年整理出版,書名是《奧斯特科學論文》。

其它成就

奧斯特曾經對化學親合力等作了研究。1822年他精密地測定了水的壓縮系數值,論

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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。

奧斯特在1825年最早提煉出鋁,但純度不高,以致這項成就在冶金史上歸屬于德國化學家F.維勒(1827)。他最後一項研究是40年代末期對抗磁體的研究,嘗試用反極性的反感應效應來解釋物質的抗磁性。同一時期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。並用磁導率和磁力線的概念統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。

趣聞軼事

磁針的跳動

奧斯特受康德哲學思想的影響,一直堅信電和磁之間一定有某種關系,電一定可以轉化為磁。當務之急是怎樣找到實現這種轉化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷,發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁,確實不可能轉化。他猜測,非靜電、非靜磁可能是轉化的條件,應該把註意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實驗來進行探索。

1819年上半年到1820年下半年,奧斯特一面擔任電、磁學講座的主講,一面繼續研究電、磁關系。1820年4月,在一次講演快結束的時候,奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方,接通電源的瞬間,發現磁針跳動了一下。這一跳,使有心的奧斯特喜出望外,竟激動得在講台上摔了一跤。但是因為偏轉角度很小,而且不很規則,這一跳並沒有引起聽眾註意。以後,奧斯特花了三個月,作了許多次實驗,發現磁針在有電流的閉合電路周圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方,磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁性物質,比如木頭、玻璃、水、松香等,不會影響磁針的偏轉。1820年7月21日,奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實驗》的論文,正式向學術界宣告發現了電流磁效應。

設立獎章

奧斯特是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師,他說:"我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課,所有的科學研究都是從實驗開始的"。因此受到學生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學普及工作者,1824年倡議成立丹麥科學促進協會,建立了丹麥第一個物理實驗室。

1908年丹麥自然科學促進協會建立"奧斯特獎章",以表彰做出重大貢獻的物理學家。奧斯特的功績受到了學術界的公認,為了紀念他,國際上從1934年起命名磁場強度的單位為奧斯特,簡稱"奧"。1937年美國物理教師協會設立"奧斯特獎章",獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。

與安徒生友誼

漢斯·克裏斯蒂安·安徒生是世界著名的童話家,漢斯·克裏斯蒂安·奧斯特是丹麥的另一位偉大人物,發現了電流磁效應的物理學家,安徒生這位文學家是科學家奧斯特的密友。

安徒生安徒生

安徒生16歲時,第一次在哥本哈根拜見了44歲的奧斯特。那時,奧斯特由于發現電流的磁效應已經譽滿全球。6年後,安徒生在外地讀完文法學校後回到哥本哈根。從這時起,他每周應邀到奧斯特家做一次客,即便在奧斯特去世後,他依舊是奧斯特家的座上賓。另一個習慣是,每個聖誕節的上午,安徒生都要去奧斯特家幫助裝點聖誕樹,寫一些短詩貼在奧斯特給孩子們準備的聖誕禮物上。安徒生曾說過,"奧斯特大概是我最熱愛的一個人"。1829年,安徒生考哥本哈根大學時,奧斯特是主考官。所以說,他們二人首先是師生關系。後來,師生關系發展成了朋友關系。于是,安徒生給奧斯特寫信時,有時就不再規規矩矩地稱呼對方了,而戲稱自己是"小漢斯·克裏斯蒂安",稱對方是"大漢斯·克裏斯蒂安"。安徒生與奧斯特的子女的關系也很好,並曾暗戀過奧斯特的小女兒。安徒生對奧斯特一家太熟悉了,他1859年創作的童話《兩兄弟》就是以奧斯特和他的哥哥安德斯·桑多(長大後成為一名法學家)為原型的。《兩兄弟》中描寫了終身痛恨迷信的奧斯特小時候的情況;"哥哥還沒起床;弟弟站在窗前,凝視著草地上升起的水汽。這不是小精靈在跳舞,如同誠實的老僕人所說的那樣;他懂的可多了,才不信這一套呢。那是水蒸氣,比空氣要暖,所以往上升"。

兩人的友誼對于他倆的事業發展都很重要,還豐富了對方的精神生活。安徒生的寫作深受奧斯特的自然觀的影響。奧斯特則嘗試創作詩歌與散文,他有組詩《飛艇》等作品問世。 奧斯特的道義支持對于安徒生的寫作和藝術創作具有重要的、甚至是決定性的意義。安徒生1833-1834年去義大利旅行期間畫了一些素描,奧斯特是第一個看出這些美術作品的潛力的人。他還勸安徒生多旅行,多觀察。1835年,安徒生發表了第一部小說《即興詩人》,還發表了第一部包含有童話的作品集。奧斯特慧眼識珠,對安徒生說:"《即興詩人》使你成名,童話將使你不朽"。

兩人就信仰與知識的關系,就當時的技術發明,還有科學在藝術中的地位等等交流了很多看法,互相影響,互相啓發。例如,奧斯特很早就樹立了一種整體觀,強調自然和人類精神之間的聯系與類同。他認為,同樣一個神聖而永恆的事物(或者叫"理性")反映在自然現象中,反映在人這一造物的身上,也發映在人的創造物(例如藝術)之中。這樣,他就化解了信仰(宗教)與知識(科學)之間的潛在不相容性。這一思想立刻在安徒生那裏引起了共鳴。他給奧斯特寫了一封長信,信中說;"我們的主並不反對我們通過思考去認識他,因為思考能力就是他賦予我們的;我不願意懵懵懂懂地去見上帝;我要睜開雙眼;我要看,要知曉,即使我除了成為一名信仰者之外達不到其他目標,至少我的思想豐富起來了。"安徒生1845年發表的童話《鍾淵》、1848年發表的童話《水滴》和1851年發表的遊記《在瑞典》都留下了這種整體觀的痕跡。他們兩人的交流探討也對奧斯特發生了潛移默化的影響,他將闡述整體觀的《自然精神》一書中的一章題獻給"科學與詩的關系"。

他倆對科學技術進步將給人類帶來的福祉都持樂觀態度。安徒生在1853年發表了一篇類似科幻小說的童話《千年之後》,其中居然預言了飛機的發明和英吉利海峽海底隧道的興建。奧斯特認為,氣球將在氣象研究中大顯身手,推動氣象學的進展,以至人類最終將能對任何地方、任何時候的天氣情勢進行預報。

當然,二人並不是沒有分歧的。奧斯特主張,詩的表現也絕對不能偏離科學事實,對于這個觀點,安徒生不敢恭維。安徒生認為,詩歌要從自然和科學中汲取靈感,而不是機械地描摹現實。另一個分歧在于,奧斯特譴責任何迷信思想和行為,而在安徒生的童話中總難免出現女巫和巫術之類的東西。

總之,安徒生覺得奧斯特像一位慈祥的、具有鼓舞力的、見多識廣的父執和朋友,奧斯特則視安徒生為一位對自己充滿敬佩心的知己朋友,富有奇思妙想的談話伙伴,也是用詩性語言宣傳自己的整體論自然哲學的急先鋒。他倆的友誼是科學與人文可以而且應當交融的活生生的見證。

股份公司

奧地利科技與系統技術股份公司(AT&S)(Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft)是歐洲最大,全球領先的印製電路板製造商,尤其在高端高密度微孔印製電路板市場一直處于領先地位。主要產品HDI高密度印製電路板主要套用于移動通訊設備。除此之外,公司業務還廣泛涉及汽車,工業和醫療領域。作為一家飛速發展的跨國公司,AT&S 分別在奧地利(利奧本、菲嶺、克拉根福特)、中國(上海)、印度(南燕古德)和韓國(安山)擁有6家工廠。)

奧特斯(中國)有限公司是奧地利AT&S 集團在中國設立的獨資企業,截至目前總投資約為6 億美元,是迄今為止奧地利在華最大的投資項目。公司主要產品為高端HDI 印製電路,客戶包括了眾多全球頂尖的通訊設備製造商。從 2001 年投資上海起,10年來奧特斯實現了高速成長,目前員工總數超過4600 人(其中常駐外籍員工近40人)。根據中國印製電路行業協會(CPCA)的排名,奧特斯(中國)已經成為了全球最大的高端HDI印製電路製造基地。

為了滿足全球智慧型手機和平板電腦市場的強勁需求,2010年,集團第4次增資1億美元繼續擴充上海工廠。2011年3月1日,AT&S集團決定在中國重慶兩江新區建設新的HDI工廠,工廠佔地120,000平方米,一期投資3億美元,招聘員工約1700人,其最終規模將與上海工廠相當,從而賦予AT&S無可匹敵的競爭優勢。

奧斯特的實驗

起因

奧斯特早在讀大學時就深受康德哲學思想的影響,認為各種自然力都來自同一根源,可以相互轉化。他一直堅信電和磁之間一定有某種關系,電一定可以轉化為磁。當務之急是怎樣找到實現這種轉化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷,發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁,確實不可能轉化。他猜測,非靜電、非靜磁可能是轉化的條件,應該把註意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實驗來進行探索。

實驗

1819 年上半年到1820年下半年,奧斯特一面擔任電、磁學講座的主講,一面繼續研究電、磁關系。1820年4月,在一次講演快結束的時候,奧斯特抱著試試看的 心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方,接通電源的瞬間,發現磁針跳動了一下。這一跳,使有心的奧斯特喜出望外, 竟激動得在講台上摔了一跤。但是因為偏轉角度很小,而且不很規則,這一跳並沒有引起聽眾註意。以後,奧斯特花了三個月,作了許多次實驗,發現磁針在電流周 圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方,磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁性物質,比如木頭、玻璃、水、松香等,不會影響磁針的偏轉。

1820年7月21日,奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實驗》的論文,這篇僅用了4頁紙的論文,是一篇極其簡潔的實驗報告。奧斯特在報告中講述了他的實驗裝置和60多個實驗的結果,從實驗總結出:電流的作用僅存在于載 流導線的周圍;沿著螺紋方向垂直于導線;電流對磁針的作用可以穿過各種不同的介質;作用的強弱決定于介質,也決定于導線到磁針的距離和電流的強弱;銅和其 他一些材料做的針不受電流作用;通電的環形導體相當于一個磁針,具有兩個磁極,等等。正式向學術界宣告發現了電流磁效應。

意義

奧斯特發現的電流磁效應,是科學史上的重大發現,它立即引起了那些懂得它的重要性和價值的人們的註意。在這一重大發現之後,一系列的新發現接連出現。兩個月後安培發現了電流間的相互作用,阿拉果製成了第一個電磁鐵,施魏格發明電流計等。安培曾寫道:"奧斯特先生已經永遠把他的名字和一個新紀元聯系在一起了."奧斯特的發現揭開了物理學史上的一個新紀元。

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