欧姆与他的定律

梁　羽

欧姆定律的数学表达式是物理学中的一个最重要、最普遍的电流定律。这个给人以和谐感觉的数学表达式是如此简单明了，它表明：导体中的电流强度I与它两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。这个以欧姆的名字命名的电流定律发表于1827 年。

在我们今天看来，这个定律是如此简单，然而它的发现过程却饱含了欧姆的无数心血。在那个时代，电流强度、电压等概念都尚不清楚，特别是电阻的概念还未形成，测量的仪器也很简陋，根本无法对它们进行十分精密的测量。因此，整个过程是非常艰辛的。

1787 年5 月16 日，欧姆出生于德国巴伐利亚州的埃尔兰根。欧姆的父亲是个技术熟练的锁匠，十分喜爱哲学和数学。在父亲的熏陶和良好的启蒙教育下，欧姆从小就养成了认真读书，独立思考的好习惯，同时受到有关机械技能的训练，为他日后自制仪器，进行科学研究打下了良好的基础。另外，欧姆对学习一丝不苟，喜欢刨根问底地提问题，直到最后弄明白为止。

中学毕业后，欧姆以优异的成绩考入埃尔兰根大学，并获得了博士学位。在大学学习期间，欧姆就对电学产生了浓厚的兴趣，开始钻研有关电学的理论。

欧姆大学毕业后，先后教过数学、物理等课程。他的研究工作是在十分困难的条件下进行的。一方面，他要完成繁忙的教学任务，另一方面，当时的图书资料和测量仪器都很缺乏。但是欧姆毫不畏缩，他利用教学工作之余，自己动手设计和制造仪器进行电流实验。

欧姆进行电流实验，碰到的第一个难题就是如何测量电流的强度。欧姆起初用伏打电池作为电源，但测量很不稳定。后来，从施威格的检流计中，欧姆受到启发，他把电流的磁效应与库仑扭秤法巧妙地结合起来，创造性地设计出一个电流扭力秤。欧姆用扭力秤来测量电流所产生的磁场对磁针的作用力矩，以此来确定电流强度。

然后，欧姆选择了一组截面积相同，长度不同的铜导线作为外电路进行了实验。从实验的数据中，欧姆发现：当导线的长度与其横截面积成比例时，它们的导电率相等。而被测导线的长度越长，电流扭力秤的偏转角越小，两者之间则存在着反比的关系。经过多次反复实验，欧姆发现了检流计指针的偏转量和导体长度、串接材料的电阻率以及与所加电压之间的关系。1825年，他总结了自己的实验，撰写并发表了题为《金属导电规律的初步探索》一文。1826 年，欧姆的第二篇论文《金属导电规律的确定及伏打电池和施威格检流计的理论要点》发表了。第二年，又发表了第三篇论文《伽伐尼电池的数学论述》，终于总结出了欧姆定律。

然而在当时，欧姆的研究公布后，不仅没有立即引起科学界的重视，甚至科学学会根本不同意他的见解，理由是欧姆定律的公式太简单了。

种种不公正的评价，使欧姆深深地感到从事科学事业的艰难。然而，在责难和诽谤中欧姆并不气馁。欧姆完全相信自己得出的公式是正确的，并确信科学家们最终会接受这一定律。

后来，一些科学家开始注意欧姆定律。德国科学家波根多在实验中重复了欧姆的研究过程，得出了和欧姆相同的结果，波根多再次重复了实验，结果仍相同。这使波根多相信欧姆发现的定律是正确的。1831 年，波根多发表文章肯定了欧姆的研究成果。随后，俄国、英国、美国的一些著名科学家都相继重复了欧姆的实验，都证明了欧姆研究成果的正确性。

1841 年，英国伦敦皇家学会为了表彰欧姆的杰出贡献，授予他科普利金质奖章，这是当时科学界的最高荣誉。从此，欧姆定律开始被人们接受。

1845 年，欧姆当选为巴伐利亚科学院院士。1849 年，已经62 岁的欧姆终于实现了自己年轻时的抱负，担任慕尼黑大学教授，并亲自在慕尼黑大学讲授物理学。1854 年，欧姆在德国曼纳希逝世。一颗灿烂的巨星陨落了，但他的伟绩长存。他的名字被定为电阻的单位，他发现的定律被称为“欧姆定律”。