什么是奥斯特实验，关于电磁场的理论介绍

很多朋友对什么是奥斯特实验，关于电磁场的理论介绍不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

01奥斯特实验一、背景奥斯特实验是什么？其实很简单，把指南针放在通电的电线下面就行了。为什么这个实验如此重要？为什么实验结果看起来很奇怪？当然，现在也有人认为实验结果很正常。图1.1.1伏打和他发明的电池二、奥斯特实验。

故事起源于17世纪初，一位英国医生确定静电和磁力完全不同。时光荏苒，200年后，一位名叫亚历山大伏打的意大利人发明了电池。人们对发现电和磁之间的关系感兴趣。磁铁有南极和北极，电池有正极和负极。没有其他相似之处。图1.1.2磁铁和电池

我们来看看丹麦哲学家和科学家汉斯克里斯蒂安奥斯特(hans christian oersted)，他非常相信伊曼纽尔孔蒂的哲学。奥斯特认为，根据康特的哲学，自然界的一切都是交织在一起的。因此，力的本质和物理学应该是相互联系的。他试图通过实证科学证明自然规律可以从理性中推导出来，自然本身就是理性的结果。

从1806年开始，奥斯特就尽力去测试磁性对电有没有影响，或者说反向通话对磁性会有什么影响。14年了，一无所获。1820年，奥斯特把指南针放在一根电线下面，接通电流后发现磁针有偏差。奥斯特知道指南针是一个支架上的小磁针，附近的永磁铁可以让小磁针转动。

如果通用电气的电线可以移动磁针，那就说明里面的电流也会产生磁场，这个磁场不是在电池里，而是在电线附近。

图1.1.3汉斯克里斯蒂安奥斯特我们来看看奥斯特实验的细节。奥斯特使用的电池由一对浸泡在酸性溶液中的铜棒和锌棒组成。当他把指南针放在通电的电线下时，他看到磁针在移动。但奇怪的是，磁针并不是沿着导线的方向或者反方向运动，它的方向是绕着导线形成一个圆，这也是实验结果如此奇怪的原因。图1.1.4电流周围磁场的方向

电流沿着导线的方向流动，产生的磁场方向围绕着导线。当时人们并不知道其他势力也有这个特点。比如重力总是指向地心，磁力和电产生引力或斥力。拖动或推动一个物体的力也是与施力的人同方向或反方向的，但作用在指南针上的磁力似乎使磁针绕着电流旋转。

奥斯特花了14年时间才做出这个发现，这并不奇怪，因为他明白磁针所受的力一直都是错的。该实验的另一个奇怪之处是静电荷不会产生磁场，只有运动电荷会产生磁场。三、实验的重要性

实验很奇怪，但为什么重要？首先，电流和磁场的关系与我们所了解的磁和电有着本质的不同。其次，磁针在带电导线外运动的现象可以让我们更系统地研究电和磁的规律，会产生更多新的方程和理论。图1.1.5线圈中的磁场

例如，就在奥斯特发表他的实验记录几个月后，一位德国科学家绕着指南针转了几圈，以增加磁场作用在磁针上的力，从而制成了第一台可以精确测量电流的仪器。1825年，另一位德国科学家格奥尔格欧姆(georg ohm)利用这一设备发现了电流与带电材料的性质之间的关系，包括材料的温度。因此，他提出了电阻的概念，并以他的名字命名电阻测量单位，以纪念他的贡献。

我们现在用的很多方程都是在这个时期发现的。

图1.1.6电路相关方程

第三点是根据电和磁的关系，实用电气设备的发明也吹了出来。在奥斯特之前，电池只用于三个方面的研究。一个是产生一个小电击；二是化学元素的电解分离；第三，许多电池被用来点燃弧光灯。奥斯特发现后的几十年里，发明了以下设备：电流表、电机、电磁铁、变压器、发电机和第一部实用的电报。

事实上，你可以把现在使用的所有电气设备都追溯到这个发现。这真是一件大事。

四、发现的硬词又来了。奥斯特本人当时是如何看待这个发现的？当然，他知道这个发现非常重要。事实上，他在发表研究成果的几个月前就发现了这一现象，但当时电池很弱。因为这个发现太重要了，他换了一个强电池，又做了一次实验。

不幸的是很多人读到这个过程认为奥斯特最初的实验结果是偶然发现的。你可知道奥斯特为了探索电与磁之间的关系探寻了14年，但人们总是忽略这个艰辛的过程而将他的成功归功于一次意外。

奥斯特与其他当时的科学家一样也被通电电线周围的磁场力所形成的的圆环感到困惑，根据牛顿力学来看这不符合逻辑。为了解决这个问题，他认为电线中的电流不是直线流动，而是在电线中以螺旋线的轨迹流动，由此也拖动磁场形成螺旋方向。

图1.1.7 电流周围的磁场以及磁场力

在英国一位出身下层阶级，没有受过正规教育，名叫麦克法拉第决定系统研究奥斯特螺旋电流的理论。他发现电流并不沿着螺旋线流动，而是沿着电线直线流动，只是产生了一个原型磁场作用在磁铁上。后来他又建立了磁场产生圆形静电力场的理论。这对研究电场与磁场理论产生了革命性的改变，由此产出电磁场的理论。

五、后记

为什么人们原因相信这位低学历化学实验助手的理论呢？这就涉及到法拉第是如何通过实验来证实他的理论的。

参考资料

[1]闪电的驯服者：电学的历史：https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128426612

[2]Oersteds Experiment: Why it is Important Why it is so WEIRD:https://www.youtube.com/watch?v=2yawV5ekyN0list=PLepnjl2hm9tF-CxhyRFZi3Pujkq_V4pKPindex=19

黄飞

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