喬治西蒙 歐姆

喬治·西蒙·歐姆巴伐利亞科學院院士01人物生平技術(shù)應(yīng)用人物評價歐姆定律軼事典故目錄03050204基本信息喬治·西蒙·歐姆（GeorgSimonOhm，1789年3月16日——1854年7月6日），德國物理學家。歐姆發(fā)現(xiàn)了電阻中電流與電壓的正比關(guān)系，即著名的歐姆定律；他還證明了導體的電阻與其長度成正比，與其橫截面積和傳導系數(shù)成反比；以及在穩(wěn)定電流的情況下，電荷不僅在導體的表面上，而且在導體的整個截面上運動。電阻的國際單位制“歐姆”以他的名字命名。歐姆的名字也被用于其他物理及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容中，比如“歐姆接觸”，“歐姆殺菌”，“歐姆表”等。人物生平家世背景早年經(jīng)歷大學生活逆境生活人物生平家世背景喬治·西蒙·歐姆生于德國埃爾朗根城，父親自學了數(shù)學和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學的興趣。然而他的成就對我們后人的意義是非常遠大的。歐姆出生于德國埃爾朗根的一個鎖匠世家，父親喬安·渥夫甘·歐姆是一位鎖匠，母親瑪莉亞·伊麗莎白·貝克是埃爾朗根的裁縫師之女。雖然歐姆的父母親從未受過正規(guī)教育，但是他的父親是一位受人尊敬的人，高水平的自學程度足以讓他給孩子們出色的教育。歐姆的一些兄弟姊妹們在幼年時期死亡，只有三個孩子存活下來，這三個孩子分別是他、他后來成為著名數(shù)學家的弟弟馬丁·歐姆（MartinOhm，1792年—1872年）和他的姊姊伊麗莎白·芭芭拉。他的母親在他十歲的時候就去世了。早年經(jīng)歷幼年時期的初期，格奧爾格·西蒙和馬丁高程度的數(shù)學、物理、化學和哲學是受他們的父親所教。格奧爾格·西蒙在11歲至15歲時曾上埃爾朗根高級中學，在那里他接受到了一點點科學知識的培養(yǎng)，并且感受到學校所教授的與父親所傳授的有著非常鮮明的不同。格奧爾格·西蒙·歐姆15歲時接受了埃爾朗根大學教授卡爾·克利斯坦·凡·蘭格斯多弗（KarlChristianvonLangsdorf）的一次測試，他注意到歐姆在數(shù)學領(lǐng)域異于常人的出眾天賦，他甚至在結(jié)論上寫道，從鎖匠之家將誕生出另一對伯努利兄弟。大學生活1805年，16歲的歐姆進入埃爾朗根大學學習數(shù)學、物理和哲學。他并沒有把精力放在學習上，而是在跳舞、滑冰和臺球上花費了大把的時間。歐姆的父親對于歐姆如此浪費受教育的機會，而感到非常憤怒，于是把歐姆送到了瑞士。1806年9月，歐姆在GottstadtbeiNydau的一所學校取得了數(shù)學教師的職務(wù)?？枴た死固埂し病ぬm格斯多弗在1809年離開埃爾朗根大學前往海德堡大學任教，歐姆提出希望跟他一起前往海德堡重新開始他的數(shù)學學習，但是蘭格斯多弗建議歐姆繼續(xù)自學數(shù)學，并建議他閱讀歐拉、拉普拉斯和拉克洛瓦的著作。歐姆接受了蘭格斯多弗的建議，一邊任教一邊繼續(xù)自學數(shù)學。22歲時，歐姆回到埃爾朗根，并在1811年以論文《光線和色彩》（LichtundFarben）獲得博士學位，此后在埃爾朗根做了3個學期的數(shù)學講師。此后分別于1813年在班貝格、1817年在科隆、1826年在柏林的幾家中學任教。1833年成為紐倫堡皇家綜合技術(shù)學校的教授，1839年起擔任該校的校長，1849年起任教于慕尼黑大學，1852年成為實驗物理學教授，這是后話。由于歐姆長期擔任中學教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤獨與困難的環(huán)境中始終堅持不懈地進行科學研究，自己動手制作儀器。逆境生活喬治·西蒙·歐姆的雕像歐姆正處在電學飛速發(fā)展的時期，新的電學成果不斷地涌現(xiàn)，其他科學家的發(fā)現(xiàn)激勵著他去進一步探索一個重要的問題：使用伏打電池的電路中，電流強度可能隨電池數(shù)目的增多而增大，但是，這中間到底存在什么規(guī)律呢？他決心通過實驗尋找答案。當時還沒有測量電流強弱的儀器，歐姆曾設(shè)想用電流的熱效應(yīng)去測量電流的強弱，但沒有成功。1821年施魏格爾和波根多夫發(fā)明了一種原始的電流計，這個儀器的發(fā)明使歐姆受到鼓舞。他利用業(yè)余時間，向工人學習多種加工技能，決心制作必要的電學儀器與設(shè)備。歐姆試圖找到載流導線施加的電磁力減小與導線長度之間的函數(shù)關(guān)系。為了準確地量度電流，他巧妙地利用電流的磁效應(yīng)設(shè)計了一個電流扭秤。用一根扭絲掛一個磁針，讓通電的導線與這個磁針平行放置，當導線中有電流通過時，磁針就偏轉(zhuǎn)一定的角度，由此可以判斷導線中電流的強弱了。他把自己制作的電流計連在電路中，并創(chuàng)造性地在放磁針的度盤上劃上刻度，以便記錄實驗的數(shù)據(jù)。這樣，1825年從根據(jù)實驗結(jié)果得出了一個公式，可惜是錯的，用這個公式計算的結(jié)果與歐姆本人后來的實驗也不一致。歐姆很后悔，意識到問題的嚴重性，打算收回已發(fā)出的論文，可是已經(jīng)晚了，論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法，使他吃了苦頭，科學家對他也表示反感，認為他是假充內(nèi)行。歐姆決心要挽回影響和損失，更重要的是還要繼續(xù)通過實驗找規(guī)律。這時歐姆多么需要人們的理解和支持??！當時有位科學家叫波根多夫，從歐姆這位中學教師身上看到了追求真理勇于創(chuàng)新的才華，寫信鼓勵歐......歐姆定律歐姆定律歐姆第一階段的實驗是探討電流產(chǎn)生的電磁力的衰減與導線長度的關(guān)系，其結(jié)果于1825年5月在他的第一篇科學論文中發(fā)表。在這個實驗中，他碰到了測量電流強度的困難。在德國科學家施威格發(fā)明的檢流計啟發(fā)下，他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤方法巧妙地結(jié)合起來，設(shè)計了一個電流扭力秤，用它測量電流強度。歐姆從初步的實驗中發(fā)出，電流的電磁力與導體的長度有關(guān)。其關(guān)系式與今天的歐姆定律表示式之間看不出有什么直接聯(lián)系。歐姆在當時也沒有把電勢差（或電動勢）、電流強度和電阻三個量聯(lián)系起來。實驗用具(2張)在歐姆之前，雖然還沒有電阻的概念，但是已經(jīng)有人對金屬的電導率（傳導率）進行研究。1825年7月，歐姆也用上述初步實驗中所用的裝置，研究了金屬的相對電導率。他把各種金屬制成直徑相同的導線進行測量，確定了金、銀、鋅、黃銅、鐵等金屬的相對電導率。雖然這個實驗較為粗糙，而且有不少錯誤，但歐姆想到，在整條導線中電流不變的事實表明電流強度可以作為電路的一個重要基本量，他決定在下一次實驗中把它當作一個主要觀測量來研究。喬治·西蒙·歐姆的裝置歐姆對導線中的電流進行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導規(guī)律受到啟發(fā)，導熱桿中兩點間的熱流正比于這兩點間的溫度差。因而歐姆認為，電流現(xiàn)象與此相似，猜想導線中兩點之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力，即所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進行研究。開始他用伏打電堆作電源，但是因為電流不穩(wěn)定，效果不好，如何測量電流的大小，這在當時還是一個沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。在以前的實驗中，歐......技術(shù)應(yīng)用電阻單位歐姆接觸歐姆殺菌歐姆表技術(shù)應(yīng)用電阻單位簡稱“歐”，符號為ΩΩμγα（大寫Ω，小寫ω），又稱為大O，是第二十四個希臘字母，亦是最后一個希臘字母。歐姆——以國際歐姆作為電阻單位，它以等于109CGSM電阻的歐姆作為基礎(chǔ)，用恒定電流在融冰溫度時通過質(zhì)量為14.4521克、長度為106.3厘米、橫截面恒定的水銀柱受到的電阻。歐姆接觸歐姆接觸是指金屬與半導體的接觸，而其接觸面的電阻值遠小于半導體本身的電阻，使得組件操作時，大部分的電壓降在于活動區(qū)（Activeregion）而不在接觸面。欲形成好的歐姆接觸，有二個先決條件：（1）金屬與半導體間有低的界面能障（BarrierHeight）（2）半導體有高濃度的雜質(zhì)摻入（N≧10×e12/cm3）前者可使界面電流中熱激發(fā)部分增加；后者則使界面空乏區(qū)變窄，電子有更多的機會直接穿透（Tunneling），而同使Rc阻值降低。若半導體不是硅晶，而是其它能量間隙（EnergyCap）較大的半導體（如Ga，As），則較難形成歐姆接觸（無適當?shù)慕饘倏捎茫?，必須于半導體表面摻雜高濃度雜質(zhì)，形成Metal-n+-norMetal-p+-p等結(jié)構(gòu)。歐姆殺菌歐姆殺菌是借助通入電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量達到殺菌目的的一種殺菌方法。原理：所用電流為50—60Hz的低頻交流電。根據(jù)焦耳定律，在被加熱食品內(nèi)部的任一點，通入電流所產(chǎn)生的熱量為Q=K（gradV.*gradVo)=K（ΔV）e2Q——某點處的單位加熱功率（W/m2），K——某點處的電導率（S/m）。S——電導單位西門子，它等于電阻歐姆的倒數(shù)gradV——為任一點處的電位梯度，V/m影響歐姆殺菌的因素(一)電導率與溫度(二)電場強度E、頻率f(三)流體在加熱器中所處的位置與受......歐姆表歐姆表是測量電阻的儀表，G是內(nèi)阻為Rg，滿刻度電流為Ig的電流表，R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻；電池為一節(jié)干電池，電動勢為E，內(nèi)阻是r，紅表筆（插入“+”插孔）與電池負極相連；黑表筆（插入“-”插孔）與電池正極相連。當被測電阻Rx。軼事典故軼事典故靈巧的手藝歐姆的家境十分困難，但從小受到良好的熏陶，父親是個技術(shù)熟練的鎖匠，還愛好數(shù)學和哲學。父親對他的技術(shù)啟蒙，使歐姆養(yǎng)成了動手的好習慣，他心靈手巧，做什么都像樣。物理是一門實驗學科，如果只會動腦不會動手，那么就好像是用一條腿走路，走不快也走不遠。歐姆要不是有這一手好手藝，木工、車工、鉗工樣樣都能來一手，那么他是不可能獲得如此成就的。在進行了電流隨電壓變化的實驗中，正是歐姆巧妙地利用電流的磁效應(yīng)，自己動手制成了電流扭秤，用它來測量電流強度，才取得了較精確的結(jié)果?？茖W真理之光歐姆著作《伽伐尼電路的數(shù)學論述》(2張)1827年，歐姆發(fā)表《伽伐尼電路的數(shù)學論述》，從理論上論證了歐姆定律，歐姆滿以為研究成果一定會受到學術(shù)界的承認也會請他去教課?？墒撬脲e了。書的出版招來不少諷刺和詆毀，大學教授們看不起他這個中學教師。德國人鮑爾攻擊他說：“以虔誠的眼光看待世界的人不要去讀這本書，因為它純?nèi)皇遣豢芍眯诺钠垓_，它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴?！边@一切使歐姆十分傷心，他在給朋友的信中寫道：“伽伐尼電路的誕生已經(jīng)給我?guī)砹司薮蟮耐纯?，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學識淺薄，他們不能理解它的母親的......人物評價人物評價喬治·西蒙·歐姆是一個天才的研究者，一個很有天賦和科學抱負的人。為紀念他，電阻的單位“歐姆”，以他的姓氏命名。參考資料1AzOhmt?rvényekmegfogalmazója-Cultura.hu．cultura.hu[引用日期2021-07-13]2GeorgSimonOhmΩ–AfinidadEléctrica．[引用日期2021-12-19]3DeutschesTextarchiv–Ohm,GeorgSimon:DiegalvanischeKette.Berlin,1827.．www.deutschestextarchiv.de[引用日期2021-12-19]4DeutschesTextarchiv–Ohm,GeorgSimon:DiegalvanischeKette.Berlin,1827.．www.d