基本介紹
- 中文名：漢斯·克里斯蒂安·奧斯特
- 外文名：Hans Christian Oersted
- 別名：大漢斯·克里斯蒂安
- 國籍：丹麥
- 出生地：蘭格朗島魯德喬賓
- 出生日期：1777年8月14日
- 逝世日期：1851年3月9日
- 職業：物理學家 化學家
- 畢業院校：哥本哈根大學
- 主要成就：1820年發現電流的磁效應
- 代表作品：《奧斯特科學論文》
個人簡介,單位說明,科學成就,趣聞軼事,與安徒生的友誼,奧斯特的實驗,起因,實驗,意義,
個人簡介
漢斯·克里斯蒂安·奧斯特（Hans Christian Oersted，1777～1851），丹麥物理學家。1777年8月14日生於蘭格朗島魯德喬賓的一個藥劑師家庭。1794年考入哥本哈根大學，1799年獲博士學位。1801～1803年去德、法等國訪問，結識了許多物理學家及化學家。1806年起任哥本哈根大學物理學教授，1815年起任丹麥皇家學會常務秘書。1820年因電流磁效應這一傑出發現獲英國皇家學會科普利獎章。1829年起任哥本哈根工學院院長。1851年3月9日在哥本哈根逝世。
奧斯特
奧斯特他曾對物理學、化學和哲學進行過多方面的研究。由於受康德哲學與謝林的自然哲學的影響，堅信自然力是可以相互轉化的，長期探索電與磁之間的聯繫。1820年4月終於發現了電流對磁針的作用，即電流的磁效應。同年7月21日以《關於磁針上電衝突作用的實驗》為題發表了他的發現。這篇短短的論文使歐洲物理學界產生了極大震動，導致了大批實驗成果的出現，由此開闢了物理學的新領域──電磁學。
他是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師，他說：“我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課，所有的科學研究都是從實驗開始的”。因此受到學生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學普及工作者，1824年倡議成立丹麥科學促進協會，創建了丹麥第一個物理實驗室。
奧斯特
奧斯特1908年丹麥自然科學促進協會建立“奧斯特獎章”，以表彰做出重大貢獻的物理學家。1934年以“奧斯特”命名CGS單位制中的磁場強度單位。1937年美國物理教師協會設立“奧斯特獎章”，獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。
單位說明
在厘米·克·秒制單位里，磁場強度的單位是這樣規定的：把具有1單位磁場強度的磁極放在磁場裡的某一點，如果作用在這個磁場上的磁場力正好是1達因，那么這一點處的磁場強度就叫做1厘米·克 ·秒制磁場強度單位，或者叫做1奧斯特。
科學成就
發現電流的磁效應
自從庫侖提出電和磁有本質上的區別以來，很少有人再會去考慮它們之間的聯繫。而安培和畢奧等物理學家認為電和磁不會有任何聯繫。可是奧斯特一直相信電、磁、光、熱等現象相互存在內在的聯繫，尤其是富蘭克林曾經發現萊頓瓶放電能使鋼針磁化，更堅定了他的觀點。當時，有些人做過實驗，尋求電和磁的聯繫，結果都失敗了。奧斯特分析這些實驗後認為：在電流方向上去找效應，看來是不可能的，那么磁效應的作用會不會是橫向的？
在1820年4月，有一次晚上講座，奧斯特演示了電流磁效應的實驗。當伽伐尼電池與鉑絲相連時，靠近鉑絲的小磁針擺動了。這一不顯眼的現象沒有引起聽眾的注意，而奧斯特非常興奮，他接連三個月深入地研究，在1820年7月21日，他宣布了實驗情況。
奧斯特
奧斯特奧斯特將導線的一端和伽伐尼電池正極連線，導線沿南北方向平行地放在小磁針的上方，當導線另一端連到負極時，磁針立即指向東西方向。把玻璃板、木片、石塊等非磁性物體插在導線和磁針之間，甚至把小磁針浸在盛水的銅盒子裡，磁針照樣偏轉。
奧斯特認為在通電導線的周圍，發生一種“電流衝擊”。這種衝擊只能作用在磁性粒子上，對非磁性物體是可以穿過的。磁性物質或磁性粒子受到這些衝擊時，阻礙它穿過，於是就被帶動，發生了偏轉。
導線放在磁針的下面，小磁針就向相反方向偏轉；如果導線水平地沿東西方向放置，這時不論將導線放在磁針的上面還是下面，磁針始終保持靜止。
他認為電流衝擊是沿著以導線為軸線的螺旋線方向傳播，螺紋方向與軸線保持垂直。這就是形象的橫向效應的描述。
奧斯特對磁效應的解釋，雖然不完全正確，但並不影響這一實驗的重大意義，它證明了電和磁能相互轉化，這為電磁學的發展打下基礎。
《奧斯特科學論文》
他的重要論文在1920年整理出版，書名是《奧斯特科學論文》。
其它成就
奧斯特曾經對化學親合力等作了研究。1822年他精密地測定了水的壓縮係數值，論證了水的可壓縮性。1823年他還對溫差電作出了成功的研究。他對庫侖扭秤也作了一些重要的改進。
奧斯特
奧斯特奧斯特在1825年最早提煉出鋁，但純度不高，以致這項成就在冶金史上歸屬於德國化學家F.維勒(1827)。他最後一項研究是40年代末期對抗磁體的研究，試圖用反極性的反感應效應來解釋物質的抗磁性。同一時期M.法拉第在這方面的成就超過了奧斯特及其法國的同輩。法拉第證明不存在所謂的反磁極。並用磁導率和磁力線的概念統一解釋了磁性和抗磁性。不過，奧斯特研究抗磁體的方法仍具有很深的影響。
趣聞軼事
磁針的跳動令他激動
奧斯特受康德哲學思想的影響，一直堅信電和磁之間一定有某種關係，電一定可以轉化為磁。當務之急是怎樣找到實現這種轉化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷，發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁，確實不可能轉化。他猜測，非靜電、非靜磁可能是轉化的條件，應該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實驗來進行探索。
奧斯特
奧斯特1819年上半年到1820年下半年，奧斯特一面擔任電、磁學講座的主講，一面繼續研究電、磁關係。1820年4月，在一次講演快結束的時候，奧斯特抱著試試看的心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方，接通電源的瞬間，發現磁針跳動了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外，竟激動得在講台上摔了一跤。但是因為偏轉角度很小，而且不很規則，這一跳並沒有引起聽眾注意。以後，奧斯特花了三個月，作了許多次實驗，發現磁針在有電流的閉合電路周圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方，磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁性物質，比如木頭、玻璃、水、松香等，不會影響磁針的偏轉。1820年7月21日，奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實驗》的論文，正式向學術界宣告發現了電流磁效應。
設立奧斯特獎章
奧斯特是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師，他說：“我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課，所有的科學研究都是從實驗開始的”。因此受到學生歡迎。他還是卓越的講演家和自然科學普及工作者，1824年倡議成立丹麥科學促進協會，創建了丹麥第一個物理實驗室。
1908年丹麥自然科學促進協會建立“奧斯特獎章”，以表彰做出重大貢獻的物理學家。奧斯特的功績受到了學術界的公認，為了紀念他，國際上從1934年起命名磁場強度的單位為奧斯特，簡稱“奧”。1937年美國物理教師協會設立“奧斯特獎章”，獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。
與安徒生的友誼
安徒生安徒生16歲時，第一次在哥本哈根拜見了44歲的奧斯特。那時，奧斯特由於發現電流的磁效應已經譽滿全球。6年後，安徒生在外地讀完語法學校後回到哥本哈根。從這時起，他每周應邀到奧斯特家做一次客，即便在奧斯特去世後，他依舊是奧斯特家的座上賓。另一個習慣是，每個聖誕節的上午，安徒生都要去奧斯特家幫助裝點聖誕樹，寫一些短詩貼在奧斯特給孩子們準備的聖誕禮物上。安徒生曾說過，“奧斯特大概是我最熱愛的一個人”。1829年，安徒生考哥本哈根大學時，奧斯特是主考官。所以說，他們二人首先是師生關係。後來，師生關係發展成了朋友關係。於是，安徒生給奧斯特寫信時，有時就不再規規矩矩地稱呼對方了，而戲稱自己是“小漢斯·克里斯蒂安”，稱對方是“大漢斯·克里斯蒂安”。安徒生與奧斯特的子女的關係也很好，並曾暗戀過奧斯特的小女兒。安徒生對奧斯特一家太熟悉了，他1859年創作的童話《兩兄弟》就是以奧斯特和他的哥哥安德斯·桑多(長大後成為一名法學家)為原型的。《兩兄弟》中描寫了終身痛恨迷信的奧斯特小時候的情況；“哥哥還沒起床；弟弟站在窗前，凝視著草地上升起的水汽。這不是小精靈在跳舞，如同誠實的老僕人所說的那樣；他懂的可多了，才不信這一套呢。那是水蒸氣，比空氣要暖，所以往上升”。
兩人的友誼對於他倆的事業發展都很重要，還豐富了對方的精神生活。安徒生的寫作深受奧斯特的自然觀的影響。奧斯特則嘗試創作詩歌與散文，他有組詩《飛艇》等作品問世。 奧斯特的道義支持對於安徒生的寫作和藝術創作具有重要的、甚至是決定性的意義。安徒生1833-1834年去義大利旅行期間畫了一些素描，奧斯特是第一個看出這些美術作品的潛力的人。他還勸安徒生多旅行，多觀察。1835年，安徒生髮表了第一部小說《即興詩人》，還發表了第一部包含有童話的作品集。奧斯特慧眼識珠，對安徒生說：“《即興詩人》使你成名，童話將使你不朽”。
兩人就信仰與知識的關係，就當時的技術發明，還有科學在藝術中的地位等等交流了很多看法，互相影響，互相啟發。例如，奧斯特很早就樹立了一種整體觀，強調自然和人類精神之間的聯繫與類同。他認為，同樣一個神聖而永恆的事物(或者叫“理性”)反映在自然現象中，反映在人這一造物的身上，也發映在人的創造物(例如藝術)之中。這樣，他就化解了信仰(宗教)與知識(科學)之間的潛在不相容性。這一思想立刻在安徒生那裡引起了共鳴。他給奧斯特寫了一封長信，信中說；“我們的主並不反對我們通過思考去認識他，因為思考能力就是他賦予我們的；我不願意懵懵懂懂地去見上帝；我要睜開雙眼；我要看，要知曉，即使我除了成為一名信仰者之外達不到其他目標，至少我的思想豐富起來了。”安徒生1845年發表的童話《鐘淵》、1848年發表的童話《水滴》和1851年發表的遊記《在瑞典》都留下了這種整體觀的痕跡。他們兩人的交流探討也對奧斯特發生了潛移默化的影響，他將闡述整體觀的《自然精神》一書中的一章題獻給“科學與詩的關係”。
奧斯特當然，二人並不是沒有分歧的。奧斯特主張，詩的表現也絕對不能偏離科學事實，對於這個觀點，安徒生不敢恭維。安徒生認為，詩歌要從自然和科學中汲取靈感，而不是機械地描摹現實。另一個分歧在於，奧斯特譴責任何迷信思想和行為，而在安徒生的童話中總難免出現女巫和巫術之類的東西。
總之，安徒生覺得奧斯特像一位慈祥的、具有鼓舞力的、見多識廣的父執和朋友，奧斯特則視安徒生為一位對自己充滿敬佩心的知己朋友，富有奇思妙想的談話夥伴，也是用詩性語言宣傳自己的整體論自然哲學的急先鋒。他倆的友誼是科學與人文可以而且應當交融的活生生的見證。
奧斯特的實驗
起因
奧斯特早在讀大學時就深受康德哲學思想的影響，認為各種自然力都來自同一根源，可以相互轉化。他一直堅信電和磁之間一定有某種關係，電一定可以轉化為磁。當務之急是怎樣找到實現這種轉化的條件。奧斯特仔細地審查了庫侖的論斷，發現庫侖研究的對象全是靜電和靜磁，確實不可能轉化。他猜測，非靜電、非靜磁可能是轉化的條件，應該把注意力集中到電流和磁體有沒有相互作用的課題上去。他決心用實驗來進行探索。
奧斯特
奧斯特實驗
1819 年上半年到1820年下半年，奧斯特一面擔任電、磁學講座的主講，一面繼續研究電、磁關係。1820年4月，在一次講演快結束的時候，奧斯特抱著試試看的 心情又作了一次實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方，接通電源的瞬間，發現磁針跳動了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外， 竟激動得在講台上摔了一跤。但是因為偏轉角度很小，而且不很規則，這一跳並沒有引起聽眾注意。以後，奧斯特花了三個月，作了許多次實驗，發現磁針在電流周 圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方，磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁性物質，比如木頭、玻璃、水、松香等，不會影響磁針的偏轉。
奧斯特的實驗
奧斯特的實驗1820年7月21日，奧斯特寫成《論磁針的電流撞擊實驗》的論文，這篇僅用了4頁紙的論文，是一篇極其簡潔的實驗報告。奧斯特在報告中講述了他的實驗裝置和60多個實驗的結果，從實驗總結出：電流的作用僅存在於載 流導線的周圍；沿著螺紋方向垂直於導線；電流對磁針的作用可以穿過各種不同的介質；作用的強弱決定於介質，也決定於導線到磁針的距離和電流的強弱；銅和其 他一些材料做的針不受電流作用；通電的環形導體相當於一個磁針，具有兩個磁極，等等。正式向學術界宣告發現了電流磁效應。
意義
奧斯特發現的電流磁效應，是科學史上的重大發現，它立即引起了那些懂得它的重要性和價值的人們的注意。在這一重大發現之後，一系列的新發現接連出現。兩個月後安培發現了電流間的相互作用，阿拉果製成了第一個電磁鐵，施魏格發明電流計等。安培曾寫道：“奧斯特先生已經永遠把他的名字和一個新紀元聯繫在一起了．”奧斯特的發現揭開了物理學史上的一個新紀元。
