歐姆與歐姆定律

歐姆(1787～1854)是德國物理學家。他對物理學的主要貢獻是在研究導線中電流所遵從的規律時，發現了一條重要定律，這就是后來以他的名字命名的歐姆定律。

在18世紀初，電流、電壓等概念皆很模糊，特別是電阻的概念還沒有建立，當然也就談不上對它們進行精確地測量了。歐姆發現歐姆定律的研究工作長達10年(1817年～1827年)，是在他從事中學數學、物理教學的業余時間完成的。在他探究科學真理的道路上，幾乎沒有機會跟那個時代的物理學家溝通，他的這一發現完全緣于他個人的努力和智慧，他不愧是一個“天才的研究者”。

歐姆是在傅里葉的熱傳導理論的啟發下進行電學研究的。歐姆猜想。導線中兩點之間的電流也許正比于這兩點間的某種推動力之差，他稱之為“驗電力”，即現在所說的電勢差(簡稱電壓)。為了證實自己的觀點。歐姆下了很大的工夫進行實驗研究。在剛開始的實驗中，歐姆使用的電源是“伏打電堆”，但是這種電池很容易極化，所提供的電壓很不穩定，給歐姆的研究工作帶來了很大的麻煩。到了1821年塞貝克發現溫差電現象并發明了溫差電池之后，才為歐姆提供了具有穩定電壓的電源。于是，歐姆用溫差電池代替了電壓不穩定的伏打電池。

當時電流的測量還是尚未解決的技術難題，歐姆曾想利用電流的熱效應結合導體的熱脹冷縮來測量電流。但實驗發現這種方法很難取得精確的結果。后來他經過不斷探索，巧妙地利用電流的磁效應和庫侖扭秤相結合，創造性地設計了一個電流扭秤，用它來測量電流，才得出了比較理想的結果，從而導致歐姆定律的建立。

1826年，歐姆在《化學與物理雜志》上發表的《金屬導電定律的測定》介紹了他的電流扭秤，公布了他的研究成果。歐姆的實驗裝置原理是：用一個細絲懸掛一磁針。讓通電銅線與該磁針都沿地球子午線方向平行放置。再用鉍和銅溫差電池的一端浸在開水里，另一端浸在碎冰中，并用兩個水銀槽做電極，與銅線相連。當兩個水銀槽與被測導體連線接成回路時。溫差電池使回電路中產生了電流，電流產生的磁場將會引起磁針的偏轉。歐姆假定磁針的偏轉角與導線中的電流成正比，于是就把電流這一電學量變換成力學量——扭轉角表示出來了。

歐姆在實驗時，配制了8根粗細相同、長度不同的銅導線，將它們分別接入電路，測出每次的電流(實際上是與電流成正比的磁針偏轉角度。即懸絲的扭轉角度)，從而取得一組組數據。通過分析處理，最后得出了一個等式：X=a/b+x。其中X相當于電流，a相當于電源電動勢(簡稱電源電壓)，b相當于電源內電阻，x相當于外電路電阻，上式實際上就是全電路歐姆定律。接著在1827年，歐姆出版了《伽伐尼電路：數學研究》一書，在書中他用數學方法從理論上推導了歐姆定律。

現在我們所學的歐姆定律是部分電路歐姆定律，其內容是：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。用公式表示就是I=U/R，其中U表示一段導體兩端的電壓，單位是伏特(V)，R表示這段導體的電阻，單位是歐姆(Ω)，I表示通過這段導體的電流，單位是安培(A)。

歐姆的探索精神值得我們學習，在我們以后的學習過程中也要養成這種不斷追求，不斷探索，持之以恒的習慣。

責任編輯 蔡華杰