电的发明过程

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1、電的發現之旅(II)：電、磁、光賴癸江成功大學電機系通識教育電與生活磁(Magnetism)中國慈石在《管子》等先秦古書中，曾有「上有慈石者下有銅金」的記載。當時人們已覺察到磁石往往和鐵礦儲存在一塊。在春秋戰國的著作中，便屢屢記載到磁體的吸鐵性質了。如西元前三世紀的《呂氏春秋》上的「磁石召鐵」，時代相隔不遠的《鬼谷子》上的「磁石之取針」等都是。這個時候大概已經比較普遍地認識到磁性了，並且把它比作為慈愛的母親對子女的吸引。東漢的高誘在註釋《呂氏春秋》時說：石是鐵的母親，但石又有慈和不慈的，慈愛的石，能吸引它的子女(鐵)，不慈的石則不能吸引。所以漢以前都把磁石寫成「慈石」，就是「慈愛的石頭

2、的意思。據考古學家考據，古人發現的磁石是以四氧化三鐵為主要成份的天然磁體。磁鐵的性質磁體總有兩個極，一個叫做南極，另一個叫北極。凡是異性極相接近，互相吸引，凡是同性極相接近，則互相排斥。漢武帝時，有個「方士」名叫欒大，搞了兩個磁體，樣子很像是棋子，互相接近，說不但能移相吸(「相抵」)，還能夠「相拒不休」，就是互相排斥。這就是所謂「鬥棋」的把戲，他把這個把戲表演給漢武帝看，可把那皇帝逗樂了，因此獲得一個「五利將軍」的官位。古代磁石的應用「三輔皇圖」：阿房宮…以慈石為門，懷刃者止之。《韓非子‧有度篇》裏就有「先王立司南以端朝夕」的話。「司南」就是指南的意思，「端朝夕」就是正四方的意思。我國

3、古代的四大發明之一的指南針，就是利用磁體的指極性製成的。北宋沈括的《夢溪筆談》中十分明確地記載說，磁針能夠指南，但「常微偏東，不全南也」。在歐洲，到了十三世紀才發現磁針指向並非正南北方，但當時他們多誤解為磁針裝置工藝上的缺點。到了一四九二年，哥倫布橫渡大西洋，才真正發現了磁偏角，較我國遲了四百多年！地球磁場太陽表面的強烈爆炸，送出大量的帶電離子（稱為電漿）射向太空。這種電漿以超音速的速度直奔地球而來，稱為太陽風。還好地球有強烈的磁場。帶電離子只能順著磁場跑，而難以穿越磁場，因此太陽風無法直接打擊地球，但已足以把地球磁場予以嚴重扭曲。部分電漿順著磁場跑到離地球很遠的地方後，再順著磁場回來

4、，並且集中射向南、北兩磁極（和地理的南、北兩極相差不是很遠），然後打擊大氣上層的空氣分子，而造成極光奇景。如果沒有大氣，這些回流的電漿仍然具有相當的威力，打擊地球上的生物。Oersted(奧斯特,1777-1851)偶然是揭開奧秘的鑰匙1777年生於丹麥小鎮，1799年獲博士學位，原來主修藥學和哲學，後來卻在物理和化學上大放異采。1801年至德國留學，結識物理學家Ritter，他是「電鍍工業之父」、發現紫外光、製造出第一個乾電池、第一個蓄電池，可是個性內向，字跡潦草，研究手稿難以閱讀，於是Oersted將Ritter的德文手稿譯成優美的法文，使Ritter獲得法國科學競賽的首獎。經過三

5、次的申請，才於1806年獲得哥本哈根大學的物理教職。1808年開始研究電與磁的關係。1810年，Ritter逝世。1814年結婚，成立「丹麥皇家科學和文學會」，定期發表文學性的科學文章1820年的一個冬夜，為六名學生展示新實驗，意外發現科學史上著名的「通電導線對磁針偏轉的影響」，這項發現為電和磁建立連繫，揭開電磁學的序幕。Oersted是一位認真嚴謹的學者，發現這個令人興奮的驚人現象後，又花了三個月的時間仔細地進一步研究；它在磁針與導線之間分別放置玻璃、木塊、水、石頭..等不同的物質重複實驗，觀察磁針的偏轉是否受影響。它又用黃銅、玻璃、橡皮..等不同材質做成的細針代替鐵針進行實驗，以確

6、定這是真正的磁效應。1820年7月21日他發表了一篇拉丁文寫成的論文“關於電流對磁針作用的實驗”，從人類認識磁與靜電開始到那個時候約有2600年相隔，他把兩種作用首先地關聯在一起，這是個創是之舉。「在觀察的領域中，機遇只偏愛有準備的頭腦」巴斯德論奧斯特。為了紀念他在電磁學上的貢獻，後人將磁場強度的單位定為「奧斯特」。Oersted在晚年時認識一個窮小子，認為他是未來光大丹麥文學的天才，於是延聘到家當小女兒Matilda的家教，這位年輕人就是安徒生，「安徒生童話」裏的女主角經常就是Matilda。AndreMarieAmpere(安培,1775-1836)法國人，12歲已掌握了所有的數學

7、，13歲發表第一篇數學論文，1810年到巴黎綜合工科學校當數學教授。安培的少年時代，雖然是在安適的環境中度過的，但是後來卻經歷了種種的不幸，先是在大革命中牠他父親被斬首，後是他的妻子的早喪。這使他的生活從精神到物質都受到了極大的損害，從而也對他的科學活動產生了深刻的影響。安培智慧非凡，善於運用數學進行定量分析，他的學術地位也因而不斷提高。他被聘為多個學院的物理和數學分析教授，更被邀為英國皇家學會會員。定義電流的方向電學領域裏的牛頓安培定律182