奥斯特发现电流的磁效应

汉斯·奥斯特

自从法国物理学家库仑提出电和磁有本质上的区别以来，很少有人会去考虑电与磁之间的联系。就连法国当时的大物理学家安培和毕奥等人也一直这样认为。可是奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在的联系，尤其是富兰克林曾经发现莱顿瓶放电能使钢针磁化，更坚定了他的观点。

有一次当屋外有闪电时，奥斯特看到室内的指南针发生了不规则的摆动。在这个启示下，他猜想是电流使磁针发生了摆动。在实验室，他将电池的两个电极用导线短接，把导线靠近磁针，导线是水平放置并与磁针成直角，因而没有观察到对磁针的影响。当他将导线放到与磁针平行的位置时，却立即发现磁针产生了明显的偏转。在接下来的三个月里，他换了一个大一些的电池，反复做了多次这样的实验以证实这一现象。

1820年6月，他写了一本小册子《电流对磁针作用的实验》，私人印发给一些科学家和科学团体。这本书中记载了他观察到的现象：“接通电池两极的金属导线可简称联线，……在联线距磁针约3／4英寸时，磁针的偏转约为45度，若距离增加则针的偏转减小，偏转的大小与电池的强弱有关系。……这种效应可以透过玻璃、金属、木材、树脂、石头等。……‘电冲突’的效应不同于正电荷或负电荷的作用，联线放在磁针的上方或者磁针的下方，针的偏转方向是相反的。……”

奥斯特还观察到当把导线在水平面上改变轴线方向时，磁铁也跟着转动；如果将磁针改用铜的、玻璃的、或树脂的针，则电流导线对这些针不产生影响。因此，他在小册子中对他所发现的现象作了一些解释：“电冲突仅仅对物质中的磁粒子发生作用，对非磁性物质，电冲突只是穿透过去，而磁粒子抵抗这种穿透，所以物体就被推动。”很明显，电冲突不只存在于导体联线本身，而是广泛散布到周围空间。从已有事实中，我们可以得出这样的结论，电冲突是沿着圆周形状作用的，否则联线放在磁针上面或磁针下面时，针的偏转方向就不会相反了。”

奥斯特实验

奥斯特在他的小册子中，叙述上的确有些杂乱并缺乏定量的结果，但是他也确实研究了一些现象，例如这种效应与电流强度的关系，与距离的关系，包括与不同材料的关系等这种效应是沿着圆周方向也是一个有力的推论。

奥斯特发现了电流的磁效应，是科学史上的一个重要发现，它把电学和磁学从此联系起来了。

电磁效应的发现简直就是石破天惊，引爆了电磁学的“火药桶”，一系列的新发现接踵而来。安培发现了电流间的相互作用，提出了安培定律，阿果拉发明了电磁铁，施魏格发明了电流计等等，物理学的一个全新领域——电磁学，从此宣告到来。正如安培所言，奥斯特先生已经把他的名字和一个新纪元联系在一起了。奥斯特凭着这一发现，获得了该年度英国皇家学会科普利奖章，并于1829年起荣任哥本哈根工学院院长。

1777年8月14日，汉斯·奥斯特出生于丹麦兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭，从小就爱好科学。为了实现自己科学的梦想，他于1794年考入了哥本哈根大学，1799年获博士学位。此后几年他去德、法等国访问，结识了许多物理学家及化学家，在从中了解到当时电磁研究状况的同时，也和不少物理学家交流了自己的观点和看法。1806年起任哥本哈根大学物理学教授。

从1812年开始，奥斯特便开始了对电磁学的深入研究，经过多年的研究和试验使他对科学发现有了敏锐的观察力，哪怕是十分微小的变化，他也要追根究底。尽管当时也有人从事电与磁的联系实验，尽管一个失败紧接一个失败，他都没有动摇自己的观点。正是有这种经历和信念，他便抓住了稍纵即逝的机会，发现了电流的磁效应。

除发现电流磁效应外，奥斯特在科学上还有许多杰出的贡献。1822年他精密地测定了水的压缩系数值，并论证了水的可压缩性。次年他还对温差电作出了成功的研究，改进了库仑扭秤。1825年，他提炼出金属铝，虽然纯度不高，但在当时是最早的。40年代末期，他还研究了抗磁体，对后人深入研究磁本质打开了一个通道。

作为物理学家，奥斯特一生成果丰硕，作为一名教师，他的讲课也深受学生欢迎。他说过“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，因为归根到底，所有的科学进展都是从实验开始的”。为此，1934年美国特地设立了“奥斯特奖”，以奖励优秀的物理老师。

1851年3月9日，奥斯特在哥本哈根逝世。为纪念他在科学上做出的贡献，1934年科学界把国际单位制中的磁场强度单位命名为“奥斯特”。