2011年1月19日 星期三

右手開掌定則

右手開掌定則
一、前言
1820 年的哥本哈根,厄斯特的小磁針轉開了電磁學的大門,開創了物理學另一個新紀元。
隨後許多科學家的前仆後繼,如:安培、法拉第、馬克士威等,讓電磁學光耀在十九世紀,
更加蓬勃發展至今。
或許大家會記得法拉第的發電機,但如果沒有安培接手電磁學開山祖師─厄斯特的實
驗,想必法拉第的研究也不會如此順暢。這個安培到底是何許人也呢?
安培﹝1775~1836﹞,生於法國里昂,從小就是個數學天才。他父親還因此特別為他設立
一個圖書館,所以他從小就埋首於群書之中,培養了對自然科學、數學和哲學的興趣。但他
的才能卻不僅僅只是在於理論數學上的研究,而是徹底利用數學,在物理上發揮到淋漓盡致。
尤其對電磁學的發展更是功不可沒。他不但創造了「電流」這個名詞,也根據1820 年厄斯
特發現的「電流磁效應」,進行了很多有關電流和磁鐵相互作用的實驗,發現了兩條載流導線
之間所產生磁場的作用力關係,終於在 1822 年發表了「安培定律」,更進一步在 1826 年推
導出兩載流導線之間的作用力公式。
安培在電磁學上的成就除了「電流磁效應」的數學分析,更發明了一個極簡單的方法來
判斷載流導線的磁場方向及載流導線與外加磁場之間作用力的結果。也就是著名的「安培右
手定則」及「右手開掌定則」,這兩個簡單的法則對於一個電磁學的初學者而言,無異是另一
大貢獻。
然而,「右手開掌定則」的應用對於初學的國中生來說卻也是相當頭痛的問題之一。似乎
總是在手上筆劃筆劃,而難以觀察到實際上載流導線和外加磁場交互作用之後的受力結果。
在此,筆者根據國中的教學現場設計了一個簡單、易於操作演示的教具,希望能利用具體的
實驗,讓學生更易了解這個電磁學上的偉大成就!
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