奧斯特實(shí)驗(yàn)

1820年4月的一天，丹麥科學(xué)家奧斯特在上課時(shí)，無(wú)意中讓通電的導(dǎo)線靠近指南針，他突然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象。

這個(gè)現(xiàn)象并沒有引起在場(chǎng)其他人的注意，而奧斯特卻是個(gè)有心人，他非常興奮，緊緊抓住這個(gè)現(xiàn)象，接連三個(gè)月深入地研究，反復(fù)做了幾十次實(shí)驗(yàn)。

通過實(shí)驗(yàn)，奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)。

如果在直導(dǎo)線附近（導(dǎo)線需要南北放置），放置一枚小磁針，則當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

在此基礎(chǔ)上，通過了解環(huán)形電流、通電螺線管磁場(chǎng)的磁感線，以及條形磁體和馬蹄形磁體磁場(chǎng)的磁感線，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的方向性。

在奧斯特實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電路閉合時(shí)，電路中有電流，導(dǎo)線下邊的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，受到磁場(chǎng)作用。

電路斷開時(shí)，電路中無(wú)電流，小磁針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。所以得到的結(jié)論是：電流周圍存在磁場(chǎng)。

同時(shí)，電路中電流方向相反時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生也相反，說(shuō)明小磁針受到的磁場(chǎng)作用相反。所以得到的結(jié)論是：磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)。

奧斯特實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)典型結(jié)論就是：電流周圍存在磁場(chǎng)；磁場(chǎng)方向跟電流的方向有關(guān)。

奧斯特研究電流磁效應(yīng)的過程

丹麥物理學(xué)家漢斯·奧斯特(H．C．Oersted，1777－1851)是康德哲學(xué)思想的信奉者，深受康德等人關(guān)于各種自然力相互轉(zhuǎn)化的哲學(xué)思想的影響，奧斯特堅(jiān)信客觀世界的各種力具有統(tǒng)一性，并開始對(duì)電、磁的統(tǒng)一性的研究。

1751年富蘭克林用萊頓瓶放電的辦法使鋼針磁化的發(fā)現(xiàn)對(duì)奧斯特啟發(fā)很大，他認(rèn)識(shí)到電向磁轉(zhuǎn)化不是可能不可能的問題，而是如何實(shí)現(xiàn)的問題，電與磁轉(zhuǎn)化的條件才是問題的關(guān)鍵。開始奧斯特根據(jù)電流通過直徑較小的導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象推測(cè)：如果通電導(dǎo)線的直徑進(jìn)一步縮小那么導(dǎo)線就會(huì)發(fā)光如果直徑進(jìn)一步縮小到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)。

但奧斯特沿著這條路子并未能發(fā)現(xiàn)電向磁的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。奧斯特沒有因此灰心，仍在不斷實(shí)驗(yàn)，不斷思索，他分析了以往實(shí)驗(yàn)都是在電流方向上尋找電流的磁效應(yīng)，結(jié)果都失效了，莫非電流對(duì)磁體的作用根本不是縱向的，而是一種橫向力，于是奧斯特繼續(xù)進(jìn)行新的探索。1820年4月的一天晚上，奧斯特在為精通哲學(xué)及具備相當(dāng)物理知識(shí)的學(xué)者講課時(shí)，突然來(lái)了“靈感”，在講課結(jié)束時(shí)說(shuō)：“讓我把通電導(dǎo)線與磁針平行放置來(lái)試試看！”于是，他在一個(gè)小伽伐尼電池的兩極之間接上一根很細(xì)的鉑絲，在鉑絲正下方放置一枚磁針，然后接通電源，小磁針微微地跳動(dòng)，轉(zhuǎn)到與鉑絲垂直的方向。

小磁針的擺動(dòng)，對(duì)聽課的聽眾來(lái)說(shuō)并沒什么，但對(duì)奧斯特來(lái)說(shuō)實(shí)在太重要了，多年來(lái)盼望出現(xiàn)的現(xiàn)象，終于看到了，當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)直使他愣住，他又改變電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針向相反方向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流方向與磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)之間有某種聯(lián)系。

奧斯特為了進(jìn)一步弄清楚電流對(duì)磁針的作用，于1820年4月到7月，費(fèi)了三個(gè)月的時(shí)間，做了六十多個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把磁針放在導(dǎo)線的上方、下方，考察了電流對(duì)磁針作用的方向；把磁針放在距導(dǎo)線不同距離，考察電流對(duì)磁針作用的強(qiáng)弱；把玻璃、金屬、木頭、石頭、瓦片、松脂，水等放在磁針與導(dǎo)線之間，考察電流對(duì)磁針的影響……

奧斯特于1820年7月21日發(fā)表了題為《關(guān)于磁針上電流碰撞的實(shí)驗(yàn)》的論文，這篇論文僅用四頁(yè)紙，十分簡(jiǎn)潔地報(bào)告了他的實(shí)驗(yàn)，向科學(xué)界宣布了電流的磁效應(yīng)。

1820年7月21日作為一個(gè)劃時(shí)代的日子載入史冊(cè)，它揭開了電磁學(xué)的序幕，標(biāo)志著電磁學(xué)時(shí)代的到來(lái)。

奧斯特當(dāng)時(shí)把電流對(duì)磁體的作用稱為“電流碰撞”，他總結(jié)出了兩個(gè)特點(diǎn)：一是電流碰撞存在于載流導(dǎo)線的周圍；二是電流碰撞“沿著螺紋方向垂直于導(dǎo)線的螺紋線傳播”。

奧斯特實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電流所產(chǎn)生的磁力的橫向作用，他在二十年前建立的信念，終于靠自己的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了。

有人說(shuō)奧斯特的電流磁效應(yīng)是“偶然地發(fā)現(xiàn)了磁針轉(zhuǎn)動(dòng)”，當(dāng)然也不無(wú)道理，但是法國(guó)的巴斯德 說(shuō)得好：“在觀察的領(lǐng)域中，機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦。”

奧斯特的發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了整個(gè)歐洲，對(duì)法國(guó)學(xué)術(shù)界的震動(dòng)尤大，法國(guó)物理學(xué)家阿拉果在瑞士聽到了奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的消息，十分敏銳地感到這一成果的重要性，隨即于1820年9月初從瑞士趕回法國(guó)。9月11日即向法國(guó)科學(xué)院報(bào)告了奧斯特的這一最新發(fā)現(xiàn)，他詳細(xì)地向科學(xué)院的同事們描述了電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。阿拉果的報(bào)告，在法國(guó)科學(xué)家中引起了很大反響。當(dāng)時(shí)，以科學(xué)上極為敏感、最能接受他人成果而著稱的安培(A．M．Ampere，1775－1836)對(duì)此作出了異乎尋常的反應(yīng)，他于第二天就重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，并加以發(fā)展，在一周內(nèi)于9月18日向法國(guó)科學(xué)院報(bào)告了第一篇論文，闡述了他重復(fù)做的電流對(duì)磁針的實(shí)驗(yàn)，并提出了圓形電流產(chǎn)生磁性的可能性。安培在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與電流方向的關(guān)系服從右手定則，即是后人稱它為“安培右手定則”。

奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么

奧斯特實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場(chǎng)。

奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了一個(gè)十分重要的本質(zhì)：電流周圍存在磁場(chǎng)，電流是電荷定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，且磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān)，所以通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)實(shí)質(zhì)上來(lái)源于運(yùn)動(dòng)電荷。