六欧姆定律的建立.ppt

欧姆定律的建立 欧姆定律建立的历史背景 欧姆对物理学的主要贡献是发现了以他名字命名的欧姆定律.这个定律在我们今天看来是如此简单,然而它的发现过程却并非如一般人想象的那么简单.在欧姆从事研究工作的时候，科学上还没有电动势，电流，电阻等的明确概念，更没有可以精确测量它们的仪器．况且欧姆本人在他的研究过程中,几乎没有机会跟他那个时代的伟大物理学家进行接触,他的发现完全是独立进行的.因此，他遇到了很多困难，欧姆并没有在困难面前屈服，而是经过艰苦的努力，把困难一个个地克服了． 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． 当时还没有测量电流强弱的仪器，欧姆曾设想用电流的热效应去测量电流的强弱，但没有成功． 1821年施魏格尔和波根多夫发明了一种原始的电流计，这个仪器的发明使欧姆受到鼓舞． 欧姆定律的发现过程 欧姆把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用来测量电流强度，引入和定义了电动势、电流强度和电阻的精确概念． 扭力秤用一根扭丝悬挂一磁针，让通电导线和磁针都沿子午线方向平行放置；再用铋和铜做成温差电池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用两个水银槽作电极，与铜线相连．当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比． 其实在实验之初他用伏打电堆作电源，但是因为电流不稳定，效果不好．后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保证了电流的稳定性． 欧姆的实验装置: 电流扭秤 实验装置分析： 装置的上半部分 图中v v是电流扭力秤的玻璃罩,罩内是用悬丝悬着的磁针t t，悬丝上有调零装置，UU是刻度，Z是观察刻度的放大镜． 实验装置分析： 装置的下半部分 装置的下半部分实际上是一个温差电池．铋铸框架b两脚分别铆上铜框架C和c的两脚．铋铜腿分别插入盛沸水和冰水混合物的锡杯中形成100℃的温差．铜框架脚D与d分别插入水银杯M和m中，形成整个温差电源的两极． 实验过程 实验时，欧姆把截面相同但长度不同的八根铜导体作为外电路分别接入电路的两极（两水银槽）中，观测扭力秤磁针偏转角的大小,然后记录数据.通过实验所得的数据,欧姆总结了以下原形公式: X=a/(b+x) 其中X表示扭转角,x为导线的长度.a,b为两个常数． 经过欧姆的不断实验发现，a与温差电源有关，b决定于温差电源内部抗阻.其实,欧姆所确定的公式原型中, X相当于电流强度，a表示电动势，b+x表示电阻，b是电源内部的电阻，x为外部电路的电阻． 实验结论 欧姆从实验中得出了关系式: X=a/(b+x) 这也就是欧姆定律的原型公式. 后来再经过归纳总结得到了我们今天常用的全电路欧姆定律公式: I=ε/(R+r) 欧姆定律的确立 1826年，他把这些实验结果写成题目为《金属导电定律的测定》的论文，发表在德国《化学和物理学杂志》上． 1827年出版著作《伽伐尼电路的数学论述》．从理论上论证了欧姆定律． 至此,欧姆定律得到了真正的确立． 欧姆曲折的科研之路 1827年，欧姆发表《伽伐尼电路的数学论述》，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．德国人鲍尔攻击他说：“以虔诚的眼光看待世界的人不要去读这本书，因为它纯然是不可置信的欺骗，它的唯一目的是要亵渎自然的尊严．”这一切使欧姆十分伤心． 直到七、八年之后，随着研究电路工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性，欧姆本人的声誉也大大提高． * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 欧姆的简介 欧姆是德国物理学家.1787年5月16日,欧姆诞生于德国的伐尼亚州的埃尔兰根.欧姆的父亲是个技术熟练的锁匠,对哲学和数学都十分爱好.欧姆从小就在父亲的教育下学习数学并受到机械技能的训练,这对他后来进行研究工作(特别是自制仪器)有一定的作用. 1805年,他进入爱尔兰大学学习,由于家庭经济困难,被迫退学.1811年又重返校园,参加大学生考试,并顺利取得博士学位.自1820年起,他开始研究电磁学. *