喬治西蒙 歐姆

喬治·西蒙·歐姆巴伐利亞科學(xué)院院士01人物生平技術(shù)應(yīng)用人物評價歐姆定律軼事典故目錄03050204基本信息喬治·西蒙·歐姆（GeorgSimonOhm，1789年3月16日——1854年7月6日），德國物理學(xué)家。歐姆發(fā)現(xiàn)了電阻中電流與電壓的正比關(guān)系，即著名的歐姆定律；他還證明了導(dǎo)體的電阻與其長度成正比，與其橫截面積和傳導(dǎo)系數(shù)成反比；以及在穩(wěn)定電流的情況下，電荷不僅在導(dǎo)體的表面上，而且在導(dǎo)體的整個截面上運(yùn)動。電阻的國際單位制“歐姆”以他的名字命名。歐姆的名字也被用于其他物理及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容中，比如“歐姆接觸”，“歐姆殺菌”，“歐姆表”等。人物生平家世背景早年經(jīng)歷大學(xué)生活逆境生活人物生平家世背景喬治·西蒙·歐姆生于德國埃爾朗根城，父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識，并教給少年時期的歐姆，喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。然而他的成就對我們后人的意義是非常遠(yuǎn)大的。歐姆出生于德國埃爾朗根的一個鎖匠世家，父親喬安·渥夫甘·歐姆是一位鎖匠，母親瑪莉亞·伊麗莎白·貝克是埃爾朗根的裁縫師之女。雖然歐姆的父母親從未受過正規(guī)教育，但是他的父親是一位受人尊敬的人，高水平的自學(xué)程度足以讓他給孩子們出色的教育。歐姆的一些兄弟姊妹們在幼年時期死亡，只有三個孩子存活下來，這三個孩子分別是他、他后來成為著名數(shù)學(xué)家的弟弟馬丁·歐姆（MartinOhm，1792年—1872年）和他的姊姊伊麗莎白·芭芭拉。他的母親在他十歲的時候就去世了。早年經(jīng)歷幼年時期的初期，格奧爾格·西蒙和馬丁高程度的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和哲學(xué)是受他們的父親所教。格奧爾格·西蒙在11歲至15歲時曾上埃爾朗根高級中學(xué)，在那里他接受到了一點(diǎn)點(diǎn)科學(xué)知識的培養(yǎng)，并且感受到學(xué)校所教授的與父親所傳授的有著非常鮮明的不同。格奧爾格·西蒙·歐姆15歲時接受了埃爾朗根大學(xué)教授卡爾·克利斯坦·凡·蘭格斯多弗（KarlChristianvonLangsdorf）的一次測試，他注意到歐姆在數(shù)學(xué)領(lǐng)域異于常人的出眾天賦，他甚至在結(jié)論上寫道，從鎖匠之家將誕生出另一對伯努利兄弟。大學(xué)生活1805年，16歲的歐姆進(jìn)入埃爾朗根大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理和哲學(xué)。他并沒有把精力放在學(xué)習(xí)上，而是在跳舞、滑冰和臺球上花費(fèi)了大把的時間。歐姆的父親對于歐姆如此浪費(fèi)受教育的機(jī)會，而感到非常憤怒，于是把歐姆送到了瑞士。1806年9月，歐姆在GottstadtbeiNydau的一所學(xué)校取得了數(shù)學(xué)教師的職務(wù)?？枴た死固埂し病ぬm格斯多弗在1809年離開埃爾朗根大學(xué)前往海德堡大學(xué)任教，歐姆提出希望跟他一起前往海德堡重新開始他的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，但是蘭格斯多弗建議歐姆繼續(xù)自學(xué)數(shù)學(xué)，并建議他閱讀歐拉、拉普拉斯和拉克洛瓦的著作。歐姆接受了蘭格斯多弗的建議，一邊任教一邊繼續(xù)自學(xué)數(shù)學(xué)。22歲時，歐姆回到埃爾朗根，并在1811年以論文《光線和色彩》（LichtundFarben）獲得博士學(xué)位，此后在埃爾朗根做了3個學(xué)期的數(shù)學(xué)講師。此后分別于1813年在班貝格、1817年在科隆、1826年在柏林的幾家中學(xué)任教。1833年成為紐倫堡皇家綜合技術(shù)學(xué)校的教授，1839年起擔(dān)任該校的校長，1849年起任教于慕尼黑大學(xué)，1852年成為實驗物理學(xué)教授，這是后話。由于歐姆長期擔(dān)任中學(xué)教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中始終堅持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，自己動手制作儀器。逆境生活喬治·西蒙·歐姆的雕像歐姆正處在電學(xué)飛速發(fā)展的時期，新的電學(xué)成果不斷地涌現(xiàn)，其他科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)激勵著他去進(jìn)一步探索一個重要的問題：使用伏打電池的電路中，電流強(qiáng)度可能隨電池數(shù)目的增多而增大，但是，這中間到底存在什么規(guī)律呢？他決心通過實驗尋找答案。當(dāng)時還沒有測量電流強(qiáng)弱的儀器，歐姆曾設(shè)想用電流的熱效應(yīng)去測量電流的強(qiáng)弱，但沒有成功。1821年施魏格爾和波根多夫發(fā)明了一種原始的電流計，這個儀器的發(fā)明使歐姆受到鼓舞。他利用業(yè)余時間，向工人學(xué)習(xí)多種加工技能，決心制作必要的電學(xué)儀器與設(shè)備。歐姆試圖找到載流導(dǎo)線施加的電磁力減小與導(dǎo)線長度之間的函數(shù)關(guān)系。為了準(zhǔn)確地量度電流，他巧妙地利用電流的磁效應(yīng)設(shè)計了一個電流扭秤。用一根扭絲掛一個磁針，讓通電的導(dǎo)線與這個磁針平行放置，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，磁針就偏轉(zhuǎn)一定的角度，由此可以判斷導(dǎo)線中電流的強(qiáng)弱了。他把自己制作的電流計連在電路中，并創(chuàng)造性地在放磁針的度盤上劃上刻度，以便記錄實驗的數(shù)據(jù)。這樣，1825年從根據(jù)實驗結(jié)果得出了一個公式，可惜是錯的，用這個公式計算的結(jié)果與歐姆本人后來的實驗也不一致。歐姆很后悔，意識到問題的嚴(yán)重性，打算收回已發(fā)出的論文，可是已經(jīng)晚了，論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法，使他吃了苦頭，科學(xué)家對他也表示反感，認(rèn)為他是假充內(nèi)行。歐姆決心要挽回影響和損失，更重要的是還要繼續(xù)通過實驗找規(guī)律。這時歐姆多么需要人們的理解和支持?。‘?dāng)時有位科學(xué)家叫波根多夫，從歐姆這位中學(xué)教師身上看到了追求真理勇于創(chuàng)新的才華，寫信鼓勵歐......歐姆定律歐姆定律歐姆第一階段的實驗是探討電流產(chǎn)生的電磁力的衰減與導(dǎo)線長度的關(guān)系，其結(jié)果于1825年5月在他的第一篇科學(xué)論文中發(fā)表。在這個實驗中，他碰到了測量電流強(qiáng)度的困難。在德國科學(xué)家施威格發(fā)明的檢流計啟發(fā)下，他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤方法巧妙地結(jié)合起來，設(shè)計了一個電流扭力秤，用它測量電流強(qiáng)度。歐姆從初步的實驗中發(fā)出，電流的電磁力與導(dǎo)體的長度有關(guān)。其關(guān)系式與今天的歐姆定律表示式之間看不出有什么直接聯(lián)系。歐姆在當(dāng)時也沒有把電勢差（或電動勢）、電流強(qiáng)度和電阻三個量聯(lián)系起來。實驗用具(2張)在歐姆之前，雖然還沒有電阻的概念，但是已經(jīng)有人對金屬的電導(dǎo)率（傳導(dǎo)率）進(jìn)行研究。1825年7月，歐姆也用上述初步實驗中所用的裝置，研究了金屬的相對電導(dǎo)率。他把各種金屬制成直徑相同的導(dǎo)線進(jìn)行測量，確定了金、銀、鋅、黃銅、鐵等金屬的相對電導(dǎo)率。雖然這個實驗較為粗糙，而且有不少錯誤，但歐姆想到，在整條導(dǎo)線中電流不變的事實表明電流強(qiáng)度可以作為電路的一個重要基本量，他決定在下一次實驗中把它當(dāng)作一個主要觀測量來研究。喬治·西蒙·歐姆的裝置歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律受到啟發(fā)，導(dǎo)熱桿中兩點(diǎn)間的熱流正比于這兩點(diǎn)間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為，電流現(xiàn)象與此相似，猜想導(dǎo)線中兩點(diǎn)之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力，即所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進(jìn)行研究。開始他用伏打電堆作電源，但是因為電流不穩(wěn)定，效果不好，如何測量電流的大小，這在當(dāng)時還是一個沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。在以前的實驗中，歐......技術(shù)應(yīng)用電阻單位歐姆接觸歐姆殺菌歐姆表技術(shù)應(yīng)用電阻單位簡稱“歐”，符號為ΩΩμγα（大寫Ω，小寫ω），又稱為大O，是第二十四個希臘字母，亦是最后一個希臘字母。歐姆——以國際歐姆作為電阻單位，它以等于109CGSM電阻的歐姆作為基礎(chǔ)，用恒定電流在融冰溫度時通過質(zhì)量為14.4521克、長度為106.3厘米、橫截面恒定的水銀柱受到的電阻。歐姆接觸歐姆接觸是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，而其接觸面的電阻值遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時，大部分的電壓降在于活動區(qū)（Activeregion）而不在接觸面。欲形成好的歐姆接觸，有二個先決條件：（1）金屬與半導(dǎo)體間有低的界面能障（BarrierHeight）（2）半導(dǎo)體有高濃度的雜質(zhì)摻入（N≧10×e12/cm3）前者可使界面電流中熱激發(fā)部分增加；后者則使界面空乏區(qū)變窄，電子有更多的機(jī)會直接穿透（Tunneling），而同使Rc阻值降低。若半導(dǎo)體不是硅晶，而是其它能量間隙（EnergyCap）較大的半導(dǎo)體（如Ga，As），則較難形成歐姆接觸（無適當(dāng)?shù)慕饘倏捎茫仨氂诎雽?dǎo)體表面摻雜高濃度雜質(zhì)，形成Metal-n+-norMetal-p+-p等結(jié)構(gòu)。歐姆殺菌歐姆殺菌是借助通入電流使食品內(nèi)部產(chǎn)生熱量達(dá)到殺菌目的的一種殺菌方法。原理：所用電流為50—60Hz的低頻交流電。根據(jù)焦耳定律，在被加熱食品內(nèi)部的任一點(diǎn)，通入電流所產(chǎn)生的熱量為Q=K（gradV.*gradVo)=K（ΔV）e2Q——某點(diǎn)處的單位加熱功率（W/m2），K——某點(diǎn)處的電導(dǎo)率（S/m）。S——電導(dǎo)單位西門子，它等于電阻歐姆的倒數(shù)gradV——為任一點(diǎn)處的電位梯度，V/m影響歐姆殺菌的因素(一)電導(dǎo)率與溫度(二)電場強(qiáng)度E、頻率f(三)流體在加熱器中所處的位置與受......歐姆表歐姆表是測量電阻的儀表，G是內(nèi)阻為Rg，滿刻度電流為Ig的電流表，R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻；電池為一節(jié)干電池，電動勢為E，內(nèi)阻是r，紅表筆（插入“+”插孔）與電池負(fù)極相連；黑表筆（插入“-”插孔）與電池正極相連。當(dāng)被測電阻Rx。軼事典故軼事典故靈巧的手藝歐姆的家境十分困難，但從小受到良好的熏陶，父親是個技術(shù)熟練的鎖匠，還愛好數(shù)學(xué)和哲學(xué)。父親對他的技術(shù)啟蒙，使歐姆養(yǎng)成了動手的好習(xí)慣，他心靈手巧，做什么都像樣。物理是一門實驗學(xué)科，如果只會動腦不會動手，那么就好像是用一條腿走路，走不快也走不遠(yuǎn)。歐姆要不是有這一手好手藝，木工、車工、鉗工樣樣都能來一手，那么他是不可能獲得如此成就的。在進(jìn)行了電流隨電壓變化的實驗中，正是歐姆巧妙地利用電流的磁效應(yīng)，自己動手制成了電流扭秤，用它來測量電流強(qiáng)度，才取得了較精確的結(jié)果?？茖W(xué)真理之光歐姆著作《伽伐尼電路的數(shù)學(xué)論述》(2張)1827年，歐姆發(fā)表《伽伐尼電路的數(shù)學(xué)論述》，從理論上論證了歐姆定律，歐姆滿以為研究成果一定會受到學(xué)術(shù)界的承認(rèn)也會請他去教課?？墒撬脲e了。書的出版招來不少諷刺和詆毀，大學(xué)教授們看不起他這個中學(xué)教師。德國人鮑爾攻擊他說：“以虔誠的眼光看待世界的人不要去讀這本書，因為它純?nèi)皇遣豢芍眯诺钠垓_，它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴(yán)。”這一切使歐姆十分傷心，他在給朋友的信中寫道：“伽伐尼電路的誕生已經(jīng)給我?guī)砹司薮蟮耐纯?，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學(xué)識淺薄，他們不能理解它的母親的......人物評價人物評價喬治·西蒙·歐姆是一個天才的研究者，一個很有天賦和科學(xué)抱負(fù)的人。為紀(jì)念他，電阻的單位“歐姆”，以他的姓氏命名。參考資料1AzOhmt?rvényekmegfogalmazója-Cultura.hu．cultura.hu[引用日期2021-07-13]2GeorgSimonOhmΩ–AfinidadEléctrica．[引用日期2021-12-19]3DeutschesTextarchiv–Ohm,GeorgSimon:DiegalvanischeKette.Berlin,1827.．www.deutschestextarchiv.de[引用日期2021-12-19]4DeutschesTextarchiv–Ohm,GeorgSimon:DiegalvanischeKette.Berlin,1827.．www.d