Открытия ампера. Андре мари ампер - биография

{ Amper } (22.01.1775-10.07.1836)

Ампер создал новую науку - электродинамику на основе экспериментов и математической теории.

Начал он с подробного исследования отклонения магнитной стрелки вблизи проводника с током, теоретически обосновав это явление созданием магнитного поля. В следствие этого обоснования было естественным рассмотреть взаимодействие проводников. Он установил, что два параллельных провода, по которым течет ток в одинаковом направлении, притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны - отталкиваются. Ампер нашел закон взаимодействия, который носит теперь его имя. Затем он развил эти идеи далее, демонстрируя опыты, в которых спирали, по которым течет ток (соленоиды), взаимодействовали друг с другом как магниты.

Ампер доказал сходство светового и теплового излучения.

Кстати, он первым ввел термины "соленоид", "электростатика", "электродинамика" и ввел название "кибернетика" для еще не существовавшей тогда науки об общих закономерностях процессов управления.

Его именем названа единица силы тока (система единиц СИ) - Ампер /A/.

Подробная биография

Его отец, Жан-Жак Ампер, вместе со своими братьями торговал шелками. Мать, Жанна Сарсе, была дочерью одного из крупных торговцев. Детство Андре прошло в небольшом поместье Полемье в окрестностях Лиона.

Он не учился в школе, но чтение и арифметику освоил очень быстро. В возрасте тринадцати лет, он представил в Лионскую академию свои первые работы по математике. В 14 лет он прочитал все двадцать восемь томов французской "Энциклопедии". Особый интерес Андре проявил к физике и математике и стал посещать библиотеку Лионского колледжа, чтобы читать труды великих математиков.

В 1793 году в Лионе вспыхнул мятеж, который был жестоко подавлен. За сочувствие мятежникам его отец, Жан-Жак Ампер, был казнен, а почти все имущество было конфисковано. Ампер переселился в Лион и стал давать частные уроки математики.

В 1802 году Ампера пригласили преподавать физику и химию в Центральную школу города Бурк-ан-Бреса, который находился в шестидесяти километрах от Лиона.

В конце 1804 года Ампер начал преподавать в Политехнической школе в Париже, которая готовила высокообразованных технических специалистов с глубокими знаниями физики и математики. В 1807 году он стал профессором этой школы, а в 1808 - получил место главного инспектора университетов.

Время расцвета научной деятельности Ампера приходится на 1814-1824 годы и связано с Академией наук, в члены которой он был избран 28 ноября 1814 года за свои заслуги в области математики.

Практически до 1820 года Ампер занимался проблемами математики, механики и химии, почти не уделяя внимания электричеству и магнетизму. Он всегда рассматривал математику как мощный аппарат для решения разнообразных прикладных задач физики и техники. К его достижениям в области химии относится открытие, независимо от Авогадро, закона равенства молярных объемов различных газов.

В 1820 году датский физик Ханс Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Ампер подробно исследовал это явление и открыл взаимодействие токов. Он объяснил это взаимодействием магнитных полей, которые создают токи, и нашел закон взаимодействия токов в виде строгой математической формулы. Этот закон теперь носит его имя. Полученные результаты он сразу же передал в Академию, а на заседании 25 сентября развил эти идеи далее, демонстрируя опыты, в которых спирали, по которым течет ток (соленоиды), взаимодействовали друг с другом как магниты.

На основе этих и последующих исследований была создана новая наука - электродинамика. С 1820 по 1826 год Ампер публикует ряд теоретических и экспериментальных работ по электродинамике. В 1826 году выходит из печати "Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта".

В 1824 году Ампер был избран на должность профессора Коллеж де Франс на кафедре общей и экспериментальной физики.

Помимо перечисленного, он разработал систему классификации наук, которую намеревался изложить в двухтомном сочинении. В 1834 году вышел первый том "Опыты философии наук или аналитического изложения естественной классификации всех человеческих знаний". Ампер ввел такие слова, как "электростатика", "электродинамика", "соленоид". Ампер высказал мысль о том, что, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления. Он предложил именовать ее "кибернетикой".

Ампер умер от воспаления легких 10 июля 1836 года в Марселе во время инспекционной поездки. Там же он и был похоронен.

Андре́-Мари́ Ампе́р (фр. André-Marie Ampère ; 20 января 1775 - 10 июня 1836) - знаменитый французский физик, математик и естествоиспытатель, член Парижской Академии наук (1814). Член многих академий наук, в частности иностранный почётный член Петербургской Академии наук (1830). Он создал первую теорию, которая выражала связь электрических и магнитных явлений. Амперу принадлежит гипотеза о природе магнетизма, он ввел в физику понятие «электрический ток ». Джеймс Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества».

Краткая биография

Ампер родился в Лионе, получил домашнее образование. После смерти своего отца, гильотинированного в 1793, Ампер был сперва репетитором в Политехнической школе в Париже, затем занимал кафедру физики в Бурке, а с 1805 года - кафедру математики в парижской Политехнической школе, где он проявил себя и на литературном поприще, впервые выступив с сочинением: «Considerations sur la theorie mathematique du jeu » («Рассуждения о математической теории игр», Лион, 1802).

В 1814 он был избран членом Академии наук, а с 1824 занимал должность профессора экспериментальной физики в Коллеж де Франс. Ампер умер 10 июня 1836 в Марселе.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Сын Андре Мари, Жан-Жак Ампер (1800-1864), был известным филологом.

Научная деятельность

Математика, механика и физика обязаны Амперу важными исследованиями. Его основные физические работы выполнены в области электродинамики. В 1820 он установил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку, известное ныне как правило Ампера; провёл множество опытов по исследованию взаимодействия между магнитом и электрическим током; для этих целей создал ряд приборов; обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на движущиеся проводники с током. В том же году открыл взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.

Согласно теории Ампера, магнитные взаимодействия являются результатом происходящих в телах взаимодействий так называемых круговых молекулярных токов, эквивалентных маленьким плоским магнитам, или магнитным листкам. Это утверждение носит название теоремы Ампера. Таким образом, большой магнит, по представлениям Ампера, состоит из множества таких элементарных магнитиков. В этом заключается суть глубокого убеждения ученого в чисто токовом происхождении магнетизма и тесной связи его с электрическими процессами.

В 1822 Ампером был открыт магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Также им было предложено усиливать магнитное поле с помощью железного сердечника, помещаемого внутрь соленоида. Идеи Ампера были изложены им в работах «Свод электродинамических наблюдений» (фр. «Recueil d’observations electrodynamiques» , Париж, 1822), «Краткий курс теории электродинамических явлений» (фр. «Precis de la theorie des phenomenes electrodynamiques» , Париж, 1824), «Теория электродинамических явлений» (фр. «Theorie des phenomenes electrodynamiques» ). В 1826 году им была доказана теорема о циркуляции магнитного поля. В 1829 Ампер изобрел такие устройства как коммутатор и электромагнитный телеграф.

В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика».

В 1830 году ввел в научный оборот термин «кибернетика».

Разносторонний талант Ампера оставил след и в истории развития химии, которая отводит ему одну из почетных страниц и считает его, совместно с Авогадро, автором важнейшего закона современной химии.

В честь учёного единица силы электрического тока названа «ампером», а соответствующие измерительные приборы - «амперметрами».

Некоторые исследования Ампера относятся к ботанике, а также к философии, в частности «Наброски по философии науки» (фр. «Essais sur la philosophie des Sciences» , 2 т., 1834-43; 2-е издание, 1857).

О жизненном пути этого необыкновенно одарённого от природы человека, еще в детстве поражавшего своими выдающимися способностями и поистине энциклопедическими знаниями и завидным чувством научного предвидения, можно говорить много. Андре Мари Ампер ввёл в науку термин «электрический ток» и за полтора века предсказал возникновение кибернетики - науки об общих закономерностях управления и связи в организованных системах.
Звёздный час в жизни Ампера наступил в сентябре 1820 г., когда он впервые узнал об открытии датским физиком Г.Х.Эрстедом (1819) действия электрического тока на магнитную стрелку и занялся повторением его опытов. Ампер интуитивно понял значение этого открытия для будущих успехов в области электромагнетизма. Он с головой погрузился в изучение нового ранее неизвестного явления. Прежде всего, он тщательно повторил опыты Эрстеда и сразу же отметил неточность его выводов, так как Эрстед не учёл действия на магнитную стрелку магнитного поля Земли. И уже всего через неделю (!) Ампер выступил на заседании Академии наук с докладом о своих новых открытиях в области электромагнетизма. А затем почти подряд неделю за неделей (на регулярных заседаниях Академии) излагал перед крупнейшими учёными результаты своих экспериментальных и теоретических исследований, которые позднее были обобщены в его знаменитом труде по электродинамике.
Ампер первым в мире произнёс слова «сила тока». Не удивительно, что через много лет «ампером» была названа единица именно силы тока. В 1821 г. Ампер предложил «астатическую пару», представляющую собой две магнитные стрелки, укрепленные на общей медной оси параллельно друг другу с полюсами, обращёнными в разные стороны. Это стало прообразом прибора для обнаружения тока - гальванометра, и термин «гальванометр» Ампер впервые употребляет в своих работах.
Ампер поразительно наглядно продемонстрировал магнитные свойства проволоки, согнутой в кольцо, аналогичные «тонкому листку» постоянного магнита. И кольцо, и «листок» имели разноимённые магнитные полюса, что убедительно подтверждало электрическую природу магнетизма.
Ампер утверждает, что «какой угодно малый замкнутый ток действует на любой магнитный полюс, так же как будет действовать малый магнит, помещённый на месте тока, имеющий ту же магнитную ось». Ампер неоднократно подчёркивает, что «единственной причиной электромагнитных явлений является электричество». Ампер выдвинул принципиально новую, радикальную и даже, на первый взгляд, дерзкую идею: никаких магнитных зарядов в природе вообще не существует, есть только электрические заряды, и магнетизм возникает только из-за движения электрических зарядов, то есть из-за электрических токов.

Он предложил считать за направление тока направление положительного электричества «от плюса к минусу» во внешней цепи. Он сумел сформулировать и правило о направлении отклонения магнитной стрелки в зависимости от направления тока в проводнике. Это правило стало известным под названием «правила пловца» и формулировалось следующим образом: «Если мысленно расположиться человеку вдоль проводника с током так, чтобы ток проходил по направлению от ног наблюдателя к голове, и чтобы лицо его было обращено к магнитной стрелке, то под влиянием тока северный полюс магнитной стрелки всегда будет отклоняться влево».
На основании многочисленных экспериментов Ампер сформулировал закон взаимодействия прямых токов: «два параллельных и одинаково направленных тока взаимно притягиваются, тогда как два параллельных и противоположно направленных - отталкиваются». Чтобы найти, как взаимодействуют токи в различных контурах, ему пришлось сформулировать законы магнитного взаимодействия отдельных элементов тока («Закон Ампера») и воздействия токов на магниты («правило Ампера»).

Им был придуман и изготовлен ряд приборов, с помощью которых он, обладая обширными математическими знаниями, сумел выполнить достаточно точные измерения силы магнитного взаимодействия токов. Позднее великий Максвелл отметил эти измерения как чрезвычайно оригинальные. Далеко не всем известно, что Ампер был одним из пионеров электрометрии. В Германском музее шедевров науки и техники хранятся оригинальные приборы Ампера, при помощи которых он производил опыты. В иллюстрированном путеводителе по музею сказано, что «приборы Ампера принадлежат к числу драгоценнейших экспонатов музея. Невзрачные, покрытые сургучом составные проволочные контуры, висящие и вращающиеся в чашечках со ртутью, соединённые с переключателем тока, они помещены в шкафу, украшенном богатой резьбой и портретом.
По существу, Ампером была создана новая наука об электричестве и магнетизме, и даже термин «Электродинамика», ставший позднее названием одного из величественнейших разделов классической физики, был введён самим Андре Мари Ампером.

Пащенко Ирина Валентиновна (Иркутская область, г. Иркутск)

АМПЕР (Ampere), Андре Мари

Андре Мари Ампер – французский физик, математик и химик, один из основоположников электродинамики. Родился в Лионе в аристократической семье; получил домашнее образование. В 1801 г. занял кафедру физики в Центральной школе г. Бурк-ан-Брес, в 1805-1824 гг. работал в Политехнической школе в Париже (с 1809 – профессор), с 1824 г. – профессор Коллеж де Франс. Член Парижской АН (1814) и многих других академий, в частности Петербургской АН (1834).

Основные научные работы посвящены физике, прежде всего электродинамике; некоторые исследования относятся также к математике, химии, философии, психологии, лингвистике, зоологии и ботанике. В 1802 г. опубликовал труд «Соображения о математической теории игры». Занимался приложениями вариационного исчисления к механике (в частности доказал принцип возможных перемещений). Одновременно с А. Авогадро высказал (1814) близкие к современным представления о соотношении между понятиями атома и молекулы. В 1820 г. сформулировал "правило пловца" (иначе пр авило Ампера) для определения направления действия магнитного поля тока на магнитную стрелку. Выполнил множество экспериментов по исследованию взаимодействия между электрическим током и магнитом, сконструировав для этого несколько приборов. Обнаружил влияние магнитного поля Земли на движущиеся проводники с током. Открыл взаимодействие электрических токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера), разработал теорию магнетизма (1820). Согласно его теории все магнитные взаимодействия сводятся к взаимодействию скрытых в телах так называемых круговых электрических молекулярных токов, каждый из которых эквивалентен плоскому магниту – магнитному листку (теорема Ампера). По Амперу, большой магнит состоит из огромного количества таких элементарных плоских магнитов. Т. о., Ампер впервые указал на тесную «генетическую» связь между электрическими и магнитными процессами и последовательно проводил чисто токовую идею происхождения магнетизма. Открыл (1822) магнитный эффект катушки с током – соленоида, сделал вывод, что соленоид, обтекаемый током, является эквивалентом постоянного магнита, выдвинул идею усиления магнитного поля путем помещения внутрь соленоида железного сердечника из мягкого железа. В 1820 г. предложил использовать электромагнитные явления для передачи сигналов. Изобрел коммутатор, электромагнитный телеграф (1829). Сформулировал понятие «кинематика».

Впервые после древних греков ввёл в 1834 г. термин «кибернетика» в предложенной им классификации наук для обозначения науки об общих законах управления сложными системами. Разработал классификацию науки своего времени, изложенную в работе «Опыт философии наук...» (1834)

(1775-1836) французский физик, математик и химик

Андре Мари Ампер является основателем классической электродинамики. Он ввел в физику многие понятия и термины: «напряжение», «сила тока», «направление тока», «гальванометр». Ему принадлежит и идея самого гальванометра, основанного на действии тока на стрелку.

Ученый родился 22 января 1775 года в семье лионского коммерсанта и получил домашнее образование. Научные склонности юноши проявились очень рано: уже в 13 лет он владел дифференциальным исчислением.

Отец будущего знаменитого ученого имел хорошую библиотеку, и еще четырнадцатилетним подростком Андре прочитал все 20 томов знаменитой французской «Энциклопедии» Д. Дидро и Ж. Д"Аламбера. Интересы его были чрезвычайно обширны: разные отрасли математики (например, теория игр, геометрия, теория конических сечений), биология, физика, геология, лингвистика, философия и химия. За несколько недель он выучил латынь, чтобы прочесть в подлиннике работы Эйлера и Бернулли. К восемнадцати годам Андре изучил высшую математику и естественные науки, а кроме того, греческий и итальянский языки.

Жизнь Андре Мари Ампера была очень тяжелой. В революции 1793 года его отец оказался в числе жертв и был казнен на гильотине. Смерть отца стала для него большим потрясением. С этого времени юноше пришлось самому зарабатывать себе на жизнь. Он давал частные уроки, затем преподавал физику и химию в Центральной школе города Буркан-Брес. В 1803 году Ампера назначают преподавателем математики и астрономии Лионского лицея. После опубликования в 1802 году работы по теории вероятностей о математической теории игр ему в 1804 году было предложено место репетитора в Политехнической школе Парижа, а в 1807 году он стал ее профессором. Там Ампер работал с 1804 по 1824 год.

До отъезда в Париж, где прошла вторая половина его жизни, ученый пережил еще одно событие - смерть любимой жены. От этого потрясения он не смог оправиться до конца жизни. Ампера все время преследовали несчастья: неудачный второй брак, несложившаяся жизнь сына Жан Жака Ампера, который впоследствии стал одним из известных историков французской литературы. Окружающим Андре Ампер казался человеком странным: рассеянный, близорукий, доверчивый, мало обращающий внимание на свой внешний вид. Он также имел привычку прямо говорить людям все, что о них думал.

Первые работы А. Ампера (1802-1809) посвящены теории вероятностей и дифференциальным уравнениям, и в 1814 году за них его избирают членом Парижской Академии наук. Работы о решении уравнений с частными производными составили эпоху в истории математики. Независимо от итальянского ученого Амедео Авогадро Ампер предложил теорию молекулярного строения газов, что явилось существенным вкладом в развитие химии.

В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед (1777-1851) открыл магнитное поле электрического тока, установив связь электричества с магнетизмом. 4 сентября 1820 года французский ученый Доминик Франсуа Араго (1786-1853) на заседании Парижской Академии наук сделал устное сообщение об опытах Эрстеда, а на следующем заседании, 11 сентября, собрав несложную установку, продемонстрировал их. Ампер заинтересовался опытами Эрстеда, повторил их и начал усиленно работать в этом направлении, разработав новый раздел электричества - электродинамику. Он сам соорудил небольшой лабораторный стол. Уже 18 сентября, на следующем заседании академии, он делает первое сообщение о своих исследованиях. Ампер установил, что величина магнитного действия зависит от интенсивности движения электричества. Для измерения этой интенсивности, он впервые в мире, вводит понятие силы тока, единица которой - ампер - названа в его честь.

25 сентября 1820 года, он вновь поднялся на кафедру академии и продемонстрировал свои знаменитые опыты, устанавливающие наличие механического взаимодействия между параллельными проводниками и током. Он сформулировал закон, определяющий характер этого взаимодействия (притяжение или отталкивание) в зависимости от взаимного направления токов. Затем Ампер вывел формулу для расчета силы взаимодействия двух элементов тока.

В течение остальных трех месяцев 1820 года он делает 9 сообщений, в которых содержатся фундаментальные результаты его работ по взаимодействию электрических токов. В дальнейшем он установил эквивалентность элементарного магнита круговому току и пришел к мысли о том, что все магнитные взаимодействия сводятся к взаимодействию скрытых в телах так называемых круговых электрических молекулярных токов. Эта гипотеза Ампера получила свое подтверждение лишь в XX веке. В том же году он предложил использовать электромагнитные явления для передачи сигналов.

В 1822 году Андре открыл магнитный эффект соленоида - катушки с током: соленоид, обтекаемый током, является эквивалентом постоянного магнита. Ученый также выдвинул идею, суть которой заключалась в усилении магнитного поля соленоида путем помещения внутрь него железного сердечника из мягкого железа. Таким образом, Ампер изобрел электромагнит, не подозревая об этом, поэтому честь открытия электромагнита досталась английскому физику Уильяму Стерджену (1783-1850) в 1825 году.

С 1824 года Ампер работал профессором Высшей Нормальной школы в Париже. Свои исследования он обобщил в 1826 году в труде под названием «Теория электродинамических явлений, выведенная из опыта». В нем впервые был приведен количественный закон для силы взаимодействия токов, известный сейчас как закон Ампера, явившийся одним из основополагающих законов электродинамики. Многие физики отмечали универсальность этой формулы. Наиболее точную и емкую характеристику открытий ученого дал основоположник теории электромагнитного поля Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879), назвав Ампера «Ньютоном электричества».

В 1829 году физик изобрел коммутатор и электромагнитный телеграф. В 1830 году его избирают членом Петербургской Академии наук. В последние годы жизни он вновь начинает заниматься математикой, а затем философией науки.

Жизнь великого французского ученого не становилась легче, несмотря на его известность. Он по-прежнему покупал и изготовлял приборы на свои деньги. Не имея средств, он был вынужден выпрашивать дополнительную работу у университетского начальства. По несколько месяцев, забросив работы по электродинамике, Ампер инспектировал провинциальные училища, проверяя знания учеников по разным предметам, и писал отчеты о расходах на мебель, чернила и мел. Начальство, видимо, получало удовольствие от возможности унизить ученого-физика, а он был человеком чрезвычайно скромным, мучился от своего бессилия, от необходимости тратить драгоценное время на совершенно пустяковые занятия. Несмотря на все жизненные испытания, он всегда оставался добрым, отзывчивым и жизнелюбивым человеком.

Его открытия встречались многими коллегами скептическими усмешками и непониманием. Труды Ампера были оценены по достоинству лишь после его смерти. Как сказал Франсуа Араго, «смерть Ампера - несчастье национальное».

Андре Мари Ампер умер от воспаления легких 10 июня 1836 года в Марселе по дороге на юг, где надеялся поправить свое здоровье. В это время он находился в расцвете творческих сил. Его прах в 1869 году из Марселя был перевезен в Париж на Монмартрское кладбище. На его надгробном памятнике высечены слова: «Он был так же добр и так же прост, как и велик».