楞 次
一、生平简介
楞次,Э.X.(Эмилий Христианович Ленц1804~1865),俄国物理学家和地球物理学家。1804年2月24日(旧历12日)生于多尔帕特(今爱沙尼亚的塔尔图),1820年以优异成绩从中学毕业后进入多尔帕特大学。19岁时被推荐作为地球物理观测员参加了俄国主办的由O.E.科采布率领的“普雷德普里阿蒂”号单桅帆船第二次全球性科学航行(1823~1865)。1829~1830年去高加索考察并进行地磁观测,精确测定里海海平面的变化和提取石油及天然气样品1836~1865年任圣彼得堡大学教授,其间还兼任海军和师范等院院校物理学教授。1865年2月10日(旧历1月29日)在意大利罗马逝世。
二、科学成就 1.在电磁学方面的成就
1833年发现感应电动势阻止产生这一感应的磁铁或线圈的运动,此结论于1834年发表,后称为楞次定律。1842~1843年独立于J.P.焦耳并更为精确地建立了电流与其所生热量的关系,后被称为焦耳定律,或焦耳-楞次定律。他还研究并定量地比较了不同金属线的电阻率,确定定了电阻与温度的关系;建立了电磁铁吸引力与磁化电流的二次方成正比的定律。1832年致力于电学量和磁学量的冲击法测量的理论和应用研究。1844年导出包含电动势和电阻的归一并联电路中电流分布的定律,但1845年后,G.R.基尔霍夫却获得了更有普遍意义的电路定律。在电化学方面,他确立了伽伐尼电池中电动势的相加性,阴极和阳极上极化电动势的相加定律,以及每一电极的极化电动势和起始电极电势的相加定律。
2.地球物理方面的贡献
在地球物理方面,他积累了大量而可靠的观测数据;在全球性科学航行中,他测量了深海的海水比重和温度:发现并正确地解释了大西洋和太平洋赤道南北的海水是含盐量较高,且大西洋的比太平洋的高,而印度洋含盐量低的现象,还注意到在一定纬度下,海洋表面的水温高于水上面的空气温度;1845年在他倡导和协助下组织了俄国地理学会。
三、趣闻轶事
学生中的“物理学家”。
楞次在中学时期就酷爱物理学,成绩突出。1820年他以优异成绩考入杰普特大学,学习自然科学。1823年他还在三年级读书,就因为物理成绩优秀被校方选中,以物理学家的身分参加了环球考察。1826年,他考察归来后在一所中学教物理,同时认真总结整理考察成果。1828年2月16日,楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报,由于报告生动、出色,被接收为科学院研究生。1830年他当选为科学院候补院士,1834年接替刚去世的彼得洛夫,升为正式院士。
圆环楞次定律演示仪的改进
图1表示一种传统的楞次定律演示仪,其中A和B是很轻的铝环,环A闭合而环B断开,用来连接A、B环的横杆可绕竖直轴自由旋转。
用这种仪器成功的演示楞次定律的一般情况应该是:条形磁铁迅速插入A环时,A环被磁铁推斥;条形磁铁从A环中迅速抽出时,A环被磁铁牵引拉;而磁铁进出B环时,B环不动。对这种现象的解释通常是:磁铁接近和远离A环时,A环因为电路闭合会出现感生电场,感生电场使金属环中的电子运动引起感生电流,而感生电流产生的磁场通过“排斥”或“牵引”来阻碍电路中磁通的改变;磁铁接近和远离B环时,由于电路不闭合只产生感生电动势,不出现感生电流以及感生电流的磁场,进而便不会出现与磁铁磁场的相互作用。这样的演示便成功验证了楞次定律。 |