欧姆定律的发现与研究房振201100150086 是欧姆定律的数学表达式，这是物理学中的一个最重要、最普遍的电流定律这个给比，跟它的电阻 R成人以和谐感觉的数学表达式竟是如此简单 明了它表明：导体中的电流强度I 与它两端的电压 U成正反比 在今天看来， 这个定律是如此简单， 然而它的发现过程却饱含了发现者欧姆的无数心血在欧 姆那个时代，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在欧姆的整个研究 过程中，也几乎没有机会跟他那个时代的其他物理学家进行交流，欧姆定律的发 现完全是独立进行的，欧姆历尽种种艰辛，经受了一个又一个的挫折，最终，他 的发现得到了科学界的普遍承认，开始被人们所接受 由此，欧姆荣获伦敦皇家 学会科普利金质奖章，被誉为“天才的发现者”一，欧姆定律发现者，欧姆简介：乔治· 西蒙· 欧姆(1787～1854 年)是德国物 理学家生于巴伐利亚埃尔兰根城 欧姆的父亲是一个技术熟练的锁匠，对哲学 和数学都十分爱好 欧姆从小就在父亲的教育下学习数学并受到有关机械技能的 训练，这对他后来进行研究工作特别是自制仪器有很大的帮助。
欧姆的研究， 主 要是在 1817～1827 年担任中学物理教师期间进行的！1800 年在中学接受过古典式教育 1803 年考入埃尔兰根大学， 未毕业就在 一所中学教书 1811 年欧姆又回到埃尔兰根完成了大学学业，并通过考试于 1813 年获得哲学博士学位 1817 年，他的《几何学教科书》一书出版同年应 聘在科隆大学预科教授物理学和数学在该校设备良好的实验室里， 作了大量实 验研究，完成了一系列重要发明他最主要的贡献是通过实验发现了电流公式， 后来被称为欧姆定律 1826 年，他把这些研究成果写成题目为《金属导电定律 的测定》的论文，发表在德国《化学和物理学杂志》上欧姆在1827 年出版的 《动力电路的数学研究》 一书中，从理论上推导了欧姆定律， 此外他对声学也有 贡献1833 年，他前往纽伦堡理工学院任物理学教授1841 年，欧姆获英国伦 敦皇家学会的柯希利奖章，第二年当选为该学会的国外会员1852 年，他被任 命为慕尼黑大学教授为了纪念他，人们把电阻的单位命名为欧姆其定义是： 在电路中两点间，当通过1 安培稳恒电流时，如果这两点间的电压为1 伏特， 那么这两点间导体的电阻便定义为1 欧姆。
二 欧姆定律的发现过程 欧姆正处在电学飞速发展的时期，新的电学成果不断地涌现， 其他科学家的发现 激励着他去进一步探索一个重要的问题：使用伏打电池的电路中， 电流强度可能 随电池数目的增多而增大， 但是，这中间到底存在什么规律呢？他决心通过实验 寻找答案从 1820 年起，他开始研究电磁学欧姆的研究工作是在十分困难的条件下 进行的 1821 年施魏格尔和波根多夫发明了一种原始的电流计，这个仪器的发明使欧 姆受到鼓舞 他利用业余时间， 向工人学习多种加工技能， 决心制作必要的电学 仪器与设备 为了准确地量度电流， 他巧妙地利用电流的磁效应设计了一个电流 扭秤用一根扭丝挂一个磁针， 让通电的导线与这个磁针平行放置，当导线中有 电流通过时， 磁针就偏转一定的角度， 由此可以判断导线中电流的强弱了他把 自己制作的电流计连在电路中， 并创造性地在放磁针的度盘上划上刻度，以便记 录实验的数据这样， 1825 年从根据实验结果得出了一个公式，可惜是错的， 用这个公式计算的结果与欧姆本人后来的实验也不一致欧姆很后悔，意识到问 题的严重性，打算收回已发出的论文，可是已经晚了，论文已发散出去了急于 求成的轻率做法，使他吃了苦头，科学家对他也表示反感，认为他是假充内行。
欧姆决心要挽回影响和损失， 更重要的是还要继续通过实验找规律这时欧 姆多么需要人们的理解和支持啊！当时有位科学家叫波根多夫， 从欧姆这位中学 教师身上看到了追求真理勇于创新的才华，写信鼓励欧姆继续干下去 并建议他 在实验中，使用更加稳定的塞贝克温差电池这种电池是1821 年由塞贝克发明 的，它的原理是：用钢、铋两种不同的导线连接而组成的电路中，两个接头的温 度不同时可以产生电流，温差越大，电流越强欧姆鼓起勇气，用了温差电池重 新认真地做实现，他把一个接头浸入沸水中，温度保持100℃，另一接头埋入冰 块，温度保持 0℃，从而保证一个能供应稳定电压的电源 欧姆对导线中的电流进行了研究他从傅立叶发现的热传导规律受到启发， 导热杆中两点间的热流正比于这两点间的温度差因而欧姆认为， 电流现象与此 相似，猜想导线中两点之间的电流也许正比于它们之间的某种驱动力，即现在所 称的电动势 欧姆花了很大的精力在这方面进行研究开始他用伏打电堆作电源， 但是因 为电流不稳定， 效果不好 后来他接受别人的建议改用温差电池作电源，从而保 证了电流的稳定性 但是如何测量电流的大小， 这在当时还是一个没有解决的难 题。
开始，欧姆利用电流的热效应，用热胀冷缩的方法来测量电流，但这种方法 难以得到精确的结果 后来他把奥斯特关于电流磁效应的发现和库仑扭秤结合起 来，巧妙地设计了一个电流扭秤，用一根扭丝悬挂一磁针， 让通电导线和磁针都 沿子午线方向平行放置； 再用铋和铜温差电池， 一端浸在沸水中， 另一端浸在碎 冰中，并用两个水银槽作电极， 与铜线相连 欧姆准备了截面相同但长度不同的 导体，依次将各个导体接入电路进行实验，观测扭力拖拉磁针偏转角的大小，然 后改变条件反复操作，根据实验数据归纳成下关系：x=q/(b+l) 式中 x 表示流过导线的电流的大小， 它与电流强度成正比， A 和 B 为电 路的两个参数， L 表示实验导线的长度1826 年 4 月欧姆发表论文， 把欧姆定律改写为： x=ksa/ls 为导线的横截面积， K 表示电导率， A 为导线两端的电势差， L 为导线的长度， X 表示通过 L 的电流强 度如果用电阻 l'=l/ks 代入上式，就得到x=a/l'这就是欧姆定律的定量表达式， 即电路中的电流强度和电势差成正而与电阻成反比欧姆定律刚发表时，并没有受到德国学术界的重视，反而遭到各种非议与 攻击。
欧姆给当时普鲁士教育部长苏尔兹赠送一本他的著作，请求安排到 大学工作但这位部长对科学不感兴趣，只把他安排到军事学校这时， 一位在德国物理学界颇有地位的物理学家鲍耳（G.E.Pohl）首先撰文攻击欧 姆的《伽伐尼电路 ——数学研究》一书，说这本书是 “ 不可置信的欺骗 ” ，“ 它 的唯一目的是要亵读自然的尊严” 在强大的压力下， 欧姆寄希望国王出面， 解决事端他给国王路德维希一世写信，并因此组成巴伐利亚科学院专门 委员会进行审议，结果因意见不一，不了了之在他给朋友的信中，流露 出这一时期的痛苦心情：“ 《伽伐尼电路》的诞生已经给我带来了巨大的痛 苦，我真抱怨它生不逢时，因为深居朝廷的人学识浅薄，他们不能理解它 的母亲的真实感情 ” 只是当欧姆的工作后来在国外获得巨大声誉后，才在 国内科学界得到关注经过埃尔曼（P.Ermann，1764～1851）、多佛 （H.W.Dove，1803～1879）和海尔曼 (Hermann)等人多方努力，欧姆这才实 现了他的多年愿望，担任慕尼黑大学物理学教授为了纪念欧姆对电磁学 的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示 1 欧姆定义 为电位差为 1 伏特时恰好通过以安培电流的电阻。
三，欧姆定律的后续研究及应用 1，欧姆接触 欧姆接触是指金属与半导体的接触， 而其接触面的电阻值远小于半导体本身 的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在于活动区(Active region) 而不在接 触面 欲形成好的欧姆接触，有二个先决条件： （1）金属与半导体间有低的界面能障(Barrier Height) （2）半导体有高浓度的杂质掺入(N ≥10EXP12 cm-3) 前者可使界面电流中热激发部分(Thermionic Emission) 增加;后者则使界面 空乏区变窄，电子有更多的机会直接穿透(Tunneling) ，而同使 Rc 阻值降低 若半导体不是硅晶，而是其它能量间隙(Energy Cap) 较大的半导体 (如 GaAs) ，则较难形成欧姆接触(无适当的金属可用 )，必须于半导体表面掺杂高浓 度杂质，形成 Metal-n ＋-n or Metal-p+-p等结构 2，欧姆杀菌 , 欧姆杀菌是借助通入电流使食品内部产生热量达到杀菌目的的一种杀菌方 法 原理：所用电流为50-60Hz 的低频交流电根据Joule 定律，在被加热食 品内部的任一点， 通入电流所产生的热量为Q=K（gradV.*gradVo)=K （ΔV） exp2 Q——某点处的单位加热功率， (W/m2 ) K——某点处的电导率 (S/m)。
S——电导单位西门子，它等于电阻欧姆的倒数 gradV——为任一点处的电位梯度， V/m 影响欧姆杀菌的因素 (一)电导率与温度 (二)电场强度 E、频率 f (三)流体在加热器中所处的位置与受热程度的关系 (四)操作因子与欧姆加热速率的关系欧姆杀菌工艺操作 (无菌工艺 ) （1）装置的预杀菌 用电导率与待杀菌物料相接近的一定浓度的硫酸钠溶液的循环来实现通过 电流加热使之达到一定温度，通过压力调节阀控制杀菌压力，对欧姆加热组件、 保温管和冷却管进行杀菌 其它设备用传统的蒸汽杀菌法 用电导率与产品相近 的硫酸钠的作为预杀菌溶液的目的是避免设备从预杀菌到产品杀菌期间电能的 大幅度调整，以保持平稳而有效地过度，且温度波动小 （2）预杀菌液冷却后排出，引入待杀菌物料通过反压阀利用无菌空气和 气氮气调节压力 （3）物料加热杀菌，再依次进入保温管、冷却管和贮罐，供无菌充填 （4）生产结束后，切断电源，先用清水清洗，再用80℃的 2%的氢氧化溶 液循环清洗 30min 3，欧姆表 , 欧姆表是测量电阻的仪表， G 是内阻为 Rg， 满刻度电流为 Ig 的电流表， R 是可变电阻，也叫调零电阻；电池为一节干电池，电动势为E，内阻是 r，红 表笔（插入 “+”插孔）与电池负极相连；黑表笔（插入“ -” 插孔）与电池正极相连。
当被测电阻 Rx 4 欧姆定律在其他领域的应用：在电机工程学和电子工程学里，欧姆定律 妙用无穷，因为它能够在宏观层次表达电压与电流之间的关系，即电路元件两端 的电压与通过的电流之间的关系 在物理学里，对于物质的微观层次电性质研究， 会使用到的欧姆定律，以矢量方程表达为处于均匀外电场的均匀截面导电体（例如，电线） 在导体内任意两点g、h，定义电压为将单位电荷从点g 移动到点 h，电场力 所需做的机械功：其中， Vgh 是电压， w 是机械功， q 是电荷量， dL 是微小线元素 假设，沿着积分路径， 电流密度 J=jI 为均匀电流密度， 并且平行于微小线元 素： dL=dlI ；其中， I 是积分路径的单位矢量 那么，可以得到电压： Vgh= Jρl；其中， l 是积分路径的径长 假设导体具有均匀的电阻率，则通过导体的电流密度也是均匀的： J= I/ a；(黑体字部分为矢量（台湾称做向量）其中，a是导体的截面面积 电压 Vgh 简写为 V电压与电流成正比： V= Vgh= I ρl/ a 总结，电阻与电阻率的关系为R= ρl/ a 假设 J> 0 ，则 V> 0 ；将单位电荷从点g 移动到点 h，电场力需 要作的机械功 w> 0 。
所以，点 g的电势比点 h 的电势高，从点 g 到点 h 的电势 差为 V从点 g 到点 h，电压降是 V；从点 h 到点 g，电压升是 V 给予一个具有完美晶格的晶体， 移动于这晶体的电子， 其运动等价于移动于 自由空间的具有有效质量（effective mass ）的电子的运动所以，假设热运动足 够微小，周期性结构没有偏差，则这晶体的电阻等于零。