电磁铁的两极_磁铁的两极相吸_磁铁的两极(4)

1800 年伏打进一步把锌片和铜片夹在用盐水浸湿的纸片中重复地叠成一堆形成了很强的电源这就是著名的伏打电堆。把锌片和铜片插入盐水或稀酸杯中也可以形成电源叫做伏打电池。伏打为了遵重伽伐尼的先驱性工作在自己的著作中总是称之为伽伐尼电池。所以以他们两人名字命名的电池实际上是一回事。这就是化学电池的由来。

伏打电堆(电池)的发明提供了产生恒定电流的电源使人们有可能从各方面研究电流的各种效应。从此电学进入了一个飞速发展的时期——研究电流和电磁效应的新时期。

奥斯特发现电流磁效应

电流磁效应的发现在电学的发展史中占有重要地位。在这项发现以前, 电和磁在人们看来是截然无关的两件事。电和磁究竟有没有联系? 这是先人经常思索的问题。“顿牟缀芥、磁石引针” 说明电现象和磁现象的相似性, 库仑先后建立电力和磁力的平方反比定律, 说明它们有类似的规律。但是相似性不等于本质上有联系。17世纪初, 吉尔伯特就作过断言, 认为两者没有关系, 库仑也持同样观点。然而, 实际事例不断吸引人们的注意。例如 1731 年有一名英国商人述说, 雷闪过后他一箱新的刀叉竟带上了磁性。1751 年富兰克林发现在莱顿瓶放电后, 缝纫针磁化了。

电真的会产生磁吗? 这个疑问促使1774年德国有一家研究所悬奖征解, 题目是“电力和磁力是否存在着实际的和物理的相似性?” 许多人纷纷做实验进行研究, 但是,在伏打发明电堆以前, 这类实验是很难有希望成功的, 因为没有产生稳恒电流的条件。不过, 即使有了伏打电堆, 也不一定能立即找到电和磁的联系。

例如1805年有两个德国人, 他们把伏打电堆悬挂起来, 企图观察电堆在地磁的作用下会不会改变取向。这类实验当然得不到结果。

这时丹麦有一位物理学家, 名叫奥斯特(1777—1851), 他在坚定的信念支持下, 反复探索, 终于揭示了自然界的这一奥秘。

奥斯特是丹麦哥本哈根大学的物理学教授。他信奉康德的哲学思想, 认为自然界各种基本力是可以相互转化的。早在1812年, 奥斯特就发表过一篇论文, 论证化学力和电力的等价性,文中写道“我们应该检验的是究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用”。在奥斯特的头脑里, 经常盘据着这个疑问。他深信电和磁有某种联系, 只是不知道应该怎样来实现它。当时, 电流的研究早已揭示导体通过电流时会发热, 甚至会发光。他想, 既然电流通过细导体会发热, 通过更细的导体甚至会发光, 进一步减小导体的直径, 为什么不能指望会激发出磁来呢? 于是他拿一根细白金丝, 让它接到电源上, 在它前面放一根磁针,他和别人一样, 企图用白金丝的尖端吸引磁针。然而, 尽管白金丝灼热了, 烧红了, 发光了, 磁针也纹丝不动。奥斯特没有灰心, 边思考, 边试验。他想, 观察发热和发光的现象, 热和光都是向四周扩展的, 会不会磁的作用也是向四周扩展?

图2.6 奥斯特表演电流磁效应

1820 年 4 月的一个晚上, 奥斯特正在向听众演讲有关电和磁的问题。他准备了实物表演, 一边讲, 一边做。在他做过那些磁针实验后, 他说“今天我们不妨把导线和磁针平行放置来试试看.” 他把磁针移向导线下方, 正当助手接通电池的一瞬间, 他看到磁针有一轻微晃动。这正是奥斯特盼望多年的反应。

演讲会后奥斯特接连几个月研究这一新现象。开始他还是用细铂丝做实验,后来他终于认识到, 磁效应强的不是细金属丝, 而是直径大的金属丝, 更不必用贵重的白金, 任何金属都可以。后来, 他有了更强大的伏打电池, 终于查明电流的磁效应是沿着围绕导线的螺旋方向。