伟大的电学家们（另一章凑字）

    1、富兰克林

    简介

    .本杰明※#86;富兰克林（BｅnjaｍinFranklin）(1706—1790年)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家和外交家．

    他是美国历史上第一位享有国声誉的科学家和发明家和音乐家。为了对电进行探索曾经作过著名的“风筝实验”，在电学上成就显著，为了深入探讨电运动的规律，创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。他借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质。并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。他是一位优秀的政治家，是美国独立战争的老战士。他参加起草了《独立宣言》和美国宪法，积极主张废除奴隶制度，深受美国人民的崇敬。他是美国第一位驻外大使(法国)，所以在世界上也享有较高的声誉。

    生平

    他出身寒微，10岁便辍学回家做工，1岁起在印刷所当学徒、帮工．但他刻苦好学，在掌握印刷技术之余，还广泛阅读文学、历史、哲学方面的著作，自学数学和4门外语，潜心练习写作，所有这一切为他在一生中取得多方面的成就打下了坚实的基础．

    为了自立于当时的社会，他几经周折，创办了自己的企业——印刷所．由于吃苦耐劳，讲求信誉，注意经营管理，他不仅在印刷界激烈的竞争中站住了脚，并且把业务扩大到邻近几个州以及西印度群岛，成为北美洲印刷出版行业中的佼佼者．

    他注意观察自然现象，研究科学问题．他从实践出发，从事科学实验和观察，在电学上解答了“电为何物”的问题，将不同状态下的电称为“正电”和“负电”，提出了电学中的“一流论”，在大气电学方面揭示了雷电现象的本质，被誉为“第二个普罗米修斯”．这些电学上划时代的研究成果使他成为蜚声世界的第一流的科学家．他在光学、热学、声学、数学、海洋学、植物学等方面也有研究，并有新式火炉、避雷针、电轮、三轮钟、双焦距眼镜、自动烤肉机、玻璃乐器、高架取书器、新式路灯等一系列发明创造．因而，他以仅读过两年小学的学历，被美国的哈佛大学、耶鲁大学，英国的牛津大学、爱丁堡大学、圣安德鲁大学等六七所大学授予硕士学位或博士学位．

    富兰克林成名以后在北美殖民地的文化传播和社会福利方面做了大量的工作．他先后组织建立了“共读社”、“美洲哲学学会”、“北美科学促进会”、报社、图书馆、书店、医院、大学、消防队、地方民兵组织等学术、文化、医疗卫生、消防、治安组织和机构；他还改革了北美殖民地的邮政制度，建立起北美殖民地统一的邮政系统．他是杰出的社会活动家，成为北美殖民地有影响的人物．

    他不仅善于解决自然科学里的专门问题和社会政治活动中的实际问题，还常常探索许多哲学问题和社会问题．他是自然神论者，认为精神依附于物质；他认为社会贫困的原因是劳动者必须养活寄生者；他酷爱自由和平，反对战争，痛恨种族歧视和奴隶制度，主张维护黑人和印第安人的利益．他是当时最渊博的资产阶级自由主义思想家之一．

    富兰克林生活的时代正值美国从殖民地向独立的资产阶级国家迈进的重大转折时期，他积极投身革命运动，对独立战争的胜利和美国国家制度的初期建设作出了重大的贡献．

    在1754年北美各殖民地领导人物出席的奥尔巴尼会议上，他提出著名的“奥尔巴尼联盟”的计划，被会议通过，成为最早将美利坚合众国的大联合这种思想灌输到殖民地人民头脑中去的人．

    在宾夕法尼亚，他始终同殖民地人民一道同业主集团的横行不法作斗争．1757年，他代表州议会赴伦敦向英王请愿，要求业主交纳税款，取得成功；1764年，他第二次赴伦敦，要求英王保护殖民地利益，没有结果．其后，英国政府加强对北美殖民地的镇压，激发了殖民地人民更强烈的反抗斗争．富兰克林的立场彻底转到革命方面．

    宾夕法尼亚原为业主殖民地，是1681年英王查理二世赐予威廉※#86;宾的土地．后来，威廉※#86;宾的两个儿子继承产业．业主在其领有的殖民地享有委派包括州长在内的官吏、否决议会议案、免交捐税等特权．

    1775年5月，他回到美洲，立即投入到革命斗争中去．他担任宾州治安委员会主席，主持地方军委，并和潘恩共同起草了州宪法；他作为宾州代表出席第二次大陆会议，成为美国独立宣言的起草人之一；他担任美国邮政部长，组织战争期间的邮政，成绩显著；在美军作战屡次受挫的情况下，他作为三人委员会成员同华盛顿会商，决定实行北美1州的总动员，使得独立战争得以坚持6年之久．

    在英强美弱的局势下，殖民地人民必须争取外援．富兰克林奉大陆会议之命出使法国，争取美法结盟，共同对英作战．在当时复杂而不利于美国的外交环境中，他以美国必胜的信念、坚韧不拔的耐心，巧妙灵活的外交手腕，利用欧洲国家之间的矛盾，抓住有利时机，缔结了美法同盟盟约，争取了人力、物力、财力上的大量外援，确保了独立战争的胜利．在战争后期，他参加并一度主持美英议和谈判，签订了有利于美国的英美和平条约，胜利地完成了艰巨的战时外交使命．战后，他成为新生的美国第一任驻法特命全权大使留法工作，直到1885年归国．

    回国以后，他连续4年当选宾夕法尼亚州长．在美国宪法会议上，他是宪法起草委员会委员，他为了调解会议代表的意见分歧而提出的议会的两院制，成为美国的基本国家制度之一．

    1788年后，他不再担任公职，但仍发表政论文章，以供政府采择，并致力于促进废除奴隶制的活动．

    1790年4月17日，富兰克林与世长辞．在他出殡的那一天，为他送葬的人数多达两万，充分表达了美国人民对他的痛悼之情．同时，不仅美国国会决定为他服丧一个月，法国国民议会也决议为他哀悼，表明了他不仅属于美国，也属于全世界

    1706年1月17日，本杰明.富兰克林出生在北美洲的波士顿。他的父亲原是英国漆匠，当时以制造蜡烛和肥皂为业，生有十个孩子，富兰克林排行第八。富兰克林八岁入学读书，虽然学习成绩优异，但由于他家中孩子太多，父亲的收入无法负担他读书的费用。所以，他到十岁时就离开了学校，回家帮父亲做蜡烛。富兰克林一生只在学校读了这两年书。十二岁时，他到哥哥詹姆士经营的小印刷所当学徒，自此他当了近十年的印刷工人，但他的学习从未间断过，他从伙食费中省下钱来买书。同时，利用工作之便，他结识了几家书店的学徒，将书店的书在晚间偷偷地借来，通宵达旦地阅读，第二天清晨便归还。他阅读的范围很广，从自然科学、技术方面的通俗读物到著名科学家的论文以及名作家的作品。

    就是在当学徒的这段时期里，富兰克林把在学校曾两度考试不及格的算术学了一遍，又读了赛勒和舍尔梅的关于航海的书，从这些航海的书里，他接触到了几何学知识。他还读了洛克的《人类的悟性》和波尔洛亚尔派的作者们写的《思维的艺术》。富兰克林的学习日渐深入。

    17年富兰克林离开了波士顿，到费城的基未尔印刷所和英国伦敦的帕尔未和瓦茨印刷厂当工人。176年秋，富兰克林回到费城，这时他已掌握了精湛的印刷技术，开始独立经营印刷所，印刷和发行《宾夕尼亚报》，并出版了《可怜的李查历书》，当时被译成十二种文字，销行于欧美各国。177年秋，在费城他和几个青年创办了“共读社”，组织了小型图书馆，帮助工人、手工业者和小职员进行自学。每星期五晚上，论讨有关哲学、政治和自然科学等问题。这时富兰克林还不到三十岁，通过刻苦自修，已经成为一个学识渊博的学者和启蒙思想家，在北美的声誉日益提高。在富兰克林的领导下，“共读社”几乎存在了四十年之久，后来发展为美国哲学会，成为美国科学思想的中心。

    176年，富兰克林当选为宾夕尼亚州议会秘书。177年，任费城副邮务长。虽然工作越来越繁重，可是富兰克林每天仍然坚持学习。为了进一步打开知识宝库的大门，他孜孜不倦地学习外国语，先后掌握了法文、意大利文、西班牙文及拉丁文。他广泛地接受了世界科学文化的先进成果。为自己的科学研究奠定了坚实的基础。

    捕捉雷电

    1746年，一位英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验。富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演，并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了。随后富兰克林开始了电学的研究。富兰克林在家里做了大量实验，研究了两种电荷的性能，说明了电的来源和在物质中存在的现象。在十八世纪以前，人们还不能正确地认识雷电到底是什么。当时人们普遍相信雷电是上帝发怒的说法。一些不信上帝的有识之士曾试图解释雷电的起因，但都未获成功，学术界比较流行的是认为雷电是“气体爆炸”的观点。

    在一次试验中，富兰克林的妻子丽德不小心碰到了莱顿瓶，一团电火闪过，丽德被击中倒地，面色惨白，足足在家躺了一个星期才恢复健康。这虽然是试验中的一起意外事件，但思维敏捷的富兰克林却由此而想到了空中的雷电。他经过反复思考，断定雷电也是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论天空闪电和我们的电气相同》的论文，并送给了英国皇家学会。但富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的嘲笑，有人甚至嗤笑他是“想把上帝和雷电分家的狂人”。

    富兰克林决心用事实来证明一切。175年6月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手kao近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顾瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。

    风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振。英国皇家学会给他送来了金质奖章，聘请他担任皇家学会的会员。他的科学著作也被译成了多种语言。他的电学研究取得了初步的胜利。然而，在荣誉和胜利面前，富兰林没有停止对电学的进一步研究。175年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。血的代价，使许多人对雷电试验产生了戒心和恐惧。但富兰克林在死亡的威胁面前没有退缩，经过多次试验，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始应用，但有些人认为这是个不祥的东西，违反天意会带来旱灾。就在夜里偷偷地把避雷针拆了。然而，科学终于将战胜愚昧。一场挟有雷电的狂风过后，大教堂着火了；而装有避雷针的高层房屋却平安无事。事实教育了人们，使人们相信了科学。避雷针相继传到英国、德国、法国，最后普及世界各地。

    富兰克林对科学的贡献不仅在静电学方面，他的研究范围极其广泛。在数学方面，他创造了八次和十六次幻方，这两种幻方性质特殊，变化复杂，至今尚为学者称道；在热学中，他改良了取暖的炉子，可以节省四分之三燃料，被称为“富兰克林炉”；在光学方面，他发明了老年人用的双焦距眼镜，戴上这种眼镜既可以看清近处的东西，也可看清远处的东西。他和剑桥大学的哈特莱共同利用醚的蒸发得到负二十五度（摄氏）的低温，创造了蒸发致冷的理论。此外，他对气象、地质、声学及海洋航行等方面都有研究，并取得了不少成就。

    杰出的社会活动家

    富兰克不仅是一位优秀的科学家，而且还是一位杰出的社会活动家。他一生用了不少时间去从事社会活动。富兰克林特别重视教育，他兴办图书馆、组织和创立多个协会都是为了提高各阶层人的文化素质。

    正当他在科学研究上不断取得新成果的时候，由于英国殖民者的残暴统治，北美殖民地的民族解放运动日益高涨。为了民族的独立和解放，他毅然放下了实验仪器，积极地站在了斗争的最前列。从1757到1775年他几次作为北美殖民地代表到英国谈判。独立战争爆发后，他参加了第二届大陆会议和《独立宣言》的起草工作。1776年，已经七十高龄的富兰克林又远涉重洋出使法国，赢得了法国和欧洲人民对北美独立战争的支援。1787年，他积极参加了制定美国宪法的工作，并组织了反对奴役黑人的运动。

    巨星陨落

    富兰克林度过的最后一个冬天是在亲人环护中度过的。1790年4月17日，夜里11点，富兰克林溘然逝去。那时，他的孙子谭波尔和本杰明正陪在他的身边。4月1日，费城人民为他举行了葬礼，两万人参加了出殡队伍，为富兰克林的逝世服丧一个月以示哀悼。本杰明．富兰克林就这样走完了他人生路上的84度春秋，静静地躺在教堂院子里的墓穴中，第一块墓碑立于富兰克林逝世时，碑文是:印刷工本杰明※#86;富兰克林第二块墓碑是群众为他后立的，碑文是:从苍天处取得闪电从暴君处取得民权两句碑文概括了他一生中的两件辉煌的事业。“

    、安培

    安德烈※#86;玛丽※#86;安培（Andr※#;-ｍariｅAｍp※#;rｅ，1775年—186年），法国物理学家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对数学和化学也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名。

    1775年1月日生于里昂一个富商家庭，186年6月10日卒于马赛。180年他在布尔让-布雷斯中央学校任物理学和化学教授；1808年被任命为法国帝国大学总学监，此后一直担任此职；1814年被选为帝国学院数学部成员；1819年主持巴黎大学哲学讲座；184年担任法兰西学院实验物理学教授。

    安培最主要的成就是180～187年对电磁作用的研究。180年7月，H.ｃ.奥斯特发表关于电流磁效应的论文后，安培报告了他的实验结果：通电的线圈与磁铁相似；9月5日，他报告了两根载流导线存在相互影响，相同方向的平行电流彼此相吸，相反方向的平行电流彼此相斥；对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。通过一系列经典的和简单的实验，他认识到磁是由运动的电产生的。他用这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。他提出分子电流假说：电流从分子的一端流出，通过分子周围空间由另一端注入；非磁化的分子的电流呈均匀对称分布，对外不显示磁性；当受外界磁体或电流影响时，对称性受到破坏，显示出宏观磁性，这时分子就被磁化了。在科学高度发展的今天，安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依据。为了进一步说明电流之间的相互作用，181～185年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验导出两个电流元之间的相互作用力公式。187年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上一部重要的经典论著，对以后电磁学的发展起了深远的影响。为了纪念安培在电学上的杰出贡献，电流的单位安培是以他的姓氏命名的。

    他曾研究过概率论和积分偏微分方程，显示出他在数学方面奇特的才能。他还做过化学研究，几乎与H.戴维同时认识到元素氯和碘；比A.阿伏伽德罗晚年导出阿伏伽德罗定律。

    【安培的生平】

    安培小时候记忆力极强，数学才能出众。他父亲受卢梭(171-1778)的教育思想的影响很深，决定让安培自学，经常带他到图书馆看书。安培自学了《科学史》、《百科全书》等著作。他对数学最着迷，1岁就发表第一篇数学论文，论述了螺旋线。1799年安培在里昂的一所中学教数学。180年二月安培离开里昂去布尔格学院讲授物理学和化学，四月他发表一篇论述赌博的数学理论，显lou出极好的数学根底，引起了社会上的注意。后来应聘在拿破仑创建的法国公学任职。1808年安培任法国帝国大学总学监，1809年任巴黎工业大学数学教授。1814年当选为法国科学院院士。184年任法兰西学院实验物理学教授。187年当选为英国伦敦皇家学会会员。他还是柏林、斯德哥尔摩等科学院的院士。

    安培在物理学方面的主要贡献是对电磁学中的基本原理有重要发现，如安培定律、安培定则和分子屯流等。180年七月二十一日丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。法国物理学界长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条，这个重大发现使他们受到极大的震动，以阿拉果(1786-185)，安培等为代表的法国物理学家迅速作出反应。八月末阿拉果在瑞士听到奥斯特成功的消息，立即赶回法国，九月十一日就向法国科学院报告了奥斯特的实验细节.安搪听了报告之后，第二天就重复了奥斯特的实验，并于九月十八月向法国科学院报告了第一篇论文，提出了磁针转动方向和电流方向的关系服从右手定则，以后这个定则被命名为安培定则。九月二十五日安培向科学院报告了第二篇论文，提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两皋平行载流导线互相排斥。十月九日报告了第三篇论文，阐述丁各种形状的曲线载流导线之间的相互作用。后来，安培又做了许多实验，并运用高度的数学技巧于186年总结出电流元之间作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这个定律称为安培定律。十二月四日安培向科学院报告了这个成果。安培并不满足于这些实验研究的成果。181年一月，他提出了著名的分子电流的假设，认为每个分子的圆电流形成十个小磁体，这是形成物体宏观磁性的原因。安培还对比了静力学和动力学的名称，第一个把研究动电的理论称为“电动力学’，并于‘18年出版了《电动力学的观察汇编》，187年出版了螟电动力学理论》。此外，安培还发现，电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似，创制出第一个螺线管，在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。

    安培的研究还涉及哲学、化学等领域，甚至还研究过植物分类学上的复杂问题。

    186年，安培以大学学监的身份外出巡视工作，不幸途中染上急性肺炎，医治无效，于六月十日在马赛去世，终年61岁。后人为了纪念安培，用他的名字来命名电流强度的单位，简称“安”。

    【科学成就】

    安培最主要的成就是180～187年对电磁作用的研究。

    ①发现了安培定则

    奥斯特发现电流磁效应的实验，引起了安培注意，使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动，他全部精力集中研究，两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告，以后这个定则被命名为安培定则。

    ②发现电流的相互作用规律

    接着他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。

    ③发明了电流计

    安培还发现，电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似，创制出第一个螺线管，在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。

    ④提出分子电流假说

    他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实，它带有相当大的臆测成分；在今天已经了解到物质由分子组成，而分子由原子组成，原子中有绕核运动的电子，安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依据。

    ⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律

    安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力学”，187年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位“安培”以他的姓氏命名。

    他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程；他几乎与H戴维同时认识元素氯和碘，导出过阿伏伽德罗定律，论证过恒温下体积和压强之间的关系，还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。

    【趣闻轶事】

    1．怀表变卵石

    安培思考科学问题专心致志，据说有一次，安培正慢慢地向他任教的学校走去，边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候，他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿，又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后，他走进教室，习惯地掏怀表看时间，拿出来的却是一块鹅卵石。原来，怀表已被扔进了塞纳河。

    ．马车车厢做“黑板”

    还有一次，安培在街上行走，走着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁。突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，边走边写；马车越来越快，他就跑了起来，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。

    ．“电学中的牛顿”

    安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学中的牛顿”。

    安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。

    安培在他的一生中，只有很短的时期从事物理工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述带电导线的磁效应，因此我们称他是电动力学的先创者，他是当之无愧的。

    【电流的国际单位】

    安培是电流的国际单位，简称为安，符号为A，定义为：在真空中相距为1米的两根无限长平行直导线，通以相等的恒定电流，当每根导线上所受作用力为※#15;10-7N时，各导线上的电流为1安培。

    比安培小的电流可以用毫安、微安等单位表示。

    1安=1000毫安

    1毫安=1000微安

    在电池上常见的单位为ｍAH（毫安※... -->>
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