奧斯特實驗

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

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

通過實驗，奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在著磁場的實驗。

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，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

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

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

電路斷開時，電路中無電流，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。

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

奧斯特實驗的兩個典型結(jié)論就是：電流周圍存在磁場；磁場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，奧斯特堅信客觀世界的各種力具有統(tǒng)一性，并開始對電、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)對奧斯特啟發(fā)很大，他認(rèn)識到電向磁轉(zhuǎn)化不是可能不可能的問題，而是如何實現(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)線會發(fā)熱的現(xiàn)象推測：如果通電導(dǎo)線的直徑進(jìn)一步縮小那么導(dǎo)線就會發(fā)光如果直徑進(jìn)一步縮小到一定程度，就會產(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，仍在不斷實驗，不斷思索，他分析了以往實驗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)物理知識的學(xué)者講課時，突然來了“靈感”，在講課結(jié)束時說：“讓我把通電導(dǎo)線與磁針平行放置來試試看！”于是，他在一個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，轉(zhuǎn)到與鉑絲垂直的方向。

小磁針的擺動，對聽課的聽眾來說并沒什么，但對奧斯特來說實在太重要了，多年來盼望出現(xiàn)的現(xiàn)象，終于看到了，當(dāng)時簡直使他愣住，他又改變電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針向相反方向偏轉(zhuǎn)，說明電流方向與磁針的轉(zhuǎn)動之間有某種聯(lián)系。

奧斯特為了進(jìn)一步弄清楚電流對磁針的作用，于1820年4月到7月，費了三個月的時間，做了六十多個實驗，他把磁針放在導(dǎo)線的上方、下方，考察了電流對磁針作用的方向；把磁針放在距導(dǎo)線不同距離，考察電流對磁針作用的強弱；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驗》的論文，這篇論文僅用四頁紙，十分簡潔地報告了他的實驗，向科學(xué)界宣布了電流的磁效應(yīng)。

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

奧斯特當(dāng)時把電流對磁體的作用稱為“電流碰撞”，他總結(jié)出了兩個特點：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”。

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

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

奧斯特的發(fā)現(xiàn)轟動了整個歐洲，對法國學(xué)術(shù)界的震動尤大，法國物理學(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。9月11日即向法國科學(xué)院報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)的實驗。阿拉果的報告，在法國科學(xué)家中引起了很大反響。當(dāng)時，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)了奧斯特的實驗，并加以發(fā)展，在一周內(nèi)于9月18日向法國科學(xué)院報告了第一篇論文，闡述了他重復(fù)做的電流對磁針的實驗，并提出了圓形電流產(chǎn)生磁性的可能性。安培在這個實驗中發(fā)現(xiàn)磁針轉(zhuǎn)動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”。

奧斯特實驗說明了什么

奧斯特實驗表明通電導(dǎo)線周圍和永磁體周圍一樣都存在磁場。

奧斯特實驗揭示了一個十分重要的本質(zhì)：電流周圍存在磁場，電流是電荷定向運動產(chǎn)生的，且磁場的方向與電流的方向有關(guān)，所以通電導(dǎo)線周圍的磁場實質(zhì)上來源于運動電荷。