欧姆定律发现者——欧姆

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欧姆定律发现者——欧姆

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作者 高关中（德国汉堡）2022/10/20

中学物理中的电学部分，记得最清楚的就是欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。用公式表示，就是 I=U/R ，其中：I 表示电流，单位是安培；U 表示电压，单位是伏特； R 表示电阻，单位是欧姆。这三个电学单位，都来自电学先驱的名字，即法国人安培（1775-1836）、意大利人伏打（1745-1827）和德国人欧姆（1789-1854），以表达对这些著名科学家的纪念。而欧姆定律则是以欧姆命名，因为这个定律是欧姆发现的。

德国物理学家格奥尔格（乔治）·西蒙·欧姆（Georg Simon Ohm）1789 年 3 月 16 日出生于南德拜恩（巴伐利亚）州北部的埃朗根（Erlangen ，又译埃尔兰根）。它距纽伦堡很近。是个大学城。

父亲是一位锁匠，自学了数学和物理方面的知识，并教给少年时期的欧姆，唤起了欧姆对科学的兴趣。

1805 年，16 岁的欧姆进入埃朗根大学学习数学、物理和哲学。1811 年以论文《Licht und Farben》（光线和色彩）获得博士学位，此后他在埃朗根做了 3 个学期的数学讲师。

不过欧姆 24 岁就离开该校，1813 年起分别在班贝克、科隆和柏林的几家中学教书。先后担任中学教师 20 年之久。

但他的理想是成为一名大学教授。为了达到这个目标，欧姆必须做出一些重要的科研成果。他看上了电学。欧姆正处在电学飞速发展的时期，新的电学成果不断地涌现，其他科学家的发现激励着他去进一步探索一个重要的问题：使用伏打电池的电路中，电流强度可能随电池数目的增多而增大，但是，这中间到底存在什么规律呢？他决心通过实验寻找答案。

由于欧姆长期担任中学教师，缺少资料和仪器，给他的研究工作带来不少困难，但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究，自己动手制作仪器。锁匠父亲对他的技术启蒙，使欧姆养成了动手的好习惯，他心灵手巧，做什么都像样。物理是一门实验学科，如果只会动脑不会动手，那么就好像是用一条腿走路，走不快也走不远。欧姆要不是有这一手好手艺，木工、车工、钳工样样都能来一手，那么他是不可能获得如此成就的。

在进行了电流随电压变化的实验中，欧姆巧妙地利用电流的磁效应，自己动手制成了电流扭秤，用它来测量电流强度，才取得了较精确的结果。

在欧姆之前，还没有电阻的概念，但是已经有人对金属的电导率（传导率）进行研究。1825 年 7 月，欧姆也研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量，确定了铜、铁、金、银、锌等金属的相对电导率。而电导率的倒数即为电阻。由此引进了电阻的概念。

欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅立叶发现的热传导规律受到启发，导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差。因而欧姆认为，电流现象与此相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即所称的电动势，而电势差就是电压。

欧姆花了很大的精力在这方面进行研究。功夫不负有心人，1826 年欧姆终于揭示了电流、电压、电阻之间的关系，发现了欧姆定律。

1827 年，欧姆发表《伽伐尼电路的数学研究》（Die galvanische Kette mathematisch bearbeitet），从理论上论证了欧姆定律。欧姆满以为研究成果一定会受到学术界的承认也会请他去教课。可是他想错了。书的出版招来不少讽刺和诋毁，大学教授们看不起他这个中学教师。

直到六七年后，欧姆的电学研究成果，才逐渐受到重视。1833 年他成为纽伦堡综合技术学校的教授，1839 年起担任该校的校长。该校现为纽伦堡欧姆理工学院（Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm）。

1841 年欧姆的研究成果最终得到国际上的认可，英国伦敦皇家学会认为欧姆定律是“精密实验领域中最突出的发现”，并给这位来自异域的中学老师颁发了科普利金质奖章（Copley Medal）。还把他吸收为英国皇家学会外籍会员。1845 年，欧姆被接纳为拜恩（巴伐利亚）科学院院士。

这下欧姆才得到应有的尊重。1849 年他起任教于慕尼黑大学，成为实验物理学教授，实现了他终身的愿望。

1854 年 7 月 6 日，欧姆在慕尼黑去世，享年 65 岁， 葬于南郊公墓（Alten Südlichen Friedhof），慕尼黑工大立有他的塑像。大学附近的一条街命名为欧姆街（Ohmstasse）。

欧姆定律从发现至今约 200 年了，无数的实践都证明了它的正确性，它已成为现代电学和电工学最基本的规律之一。

为了纪念电学家欧姆，1881 年在国际电学大会上，决议把电阻的单位命名为欧姆，简称“欧”，符号为 Ω 。其定义是：在电路中两点间，当通过 1 安培恒定电流时，如果这两点间的电压为 1 伏特，那么这两点间导体的电阻便定义为 1 欧姆。