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《伽伐尼电路的数学研究》译文(1) 精选

已有 3285 次阅读 2018-9-24 20:28 |系统分类:科普集锦

 

《伽伐尼电路的数学研究》译文(1)

(P3-P9)(英文原版书的页码,下同)

P3

编辑前言


    重新出版欧姆教授这本优秀著作的英文译本的充分理由是,以前唯一的英译本《泰勒(Taylor)的科学回忆录》很难获得。

    除此之外,这本书的内在价值是如此之大,以至于所有不满足于肤浅知识的电气专家都应该认真加以阅读。

    此时此刻最值得注意的是,欧姆是如何全面地研究了这个问题,并且是如何走到时代的前列的。

    克里斯托,Chrystal,在《大英百科全书》关于电的百科全书中明确地写道:“欧姆发表的伽伐尼电路的数学理论著作,为电科学做出了巨大的贡献。” 在他的时代之前,用“强度(intensity)”和“数量(quantity)”这两个术语模糊地表示了电流的定量情况,没有准确定义的含义。欧姆的贡献包括提出和定义精确的概念—电动势、电流强度和电阻。他通过实验得出了这些量之间的关系,并提出了著名的欧姆定律:电动势除以电阻等于电流强度。

P4

    也许值得回忆的是,亨利•卡文迪什(Henry Cavendish)在他的秘密和独立的研究中,于1781年进行了实验,其结论实际上先于欧姆取得的结论;但是卡文迪什已经自我满足了,显然没有考虑对任何其他人的价值。

    在麦克斯韦(Maxwell)的“卡文迪什论文的引言(Introduction to the Cavendish Papers)”中,我们发现,“卡文迪什所做的最重要的研究之一就是,如他所表达,电阻与速度(velocity)存在何种比例关系。”(参见卡文迪什研究,艺术。 574, 575,629, 686)

    卡文迪什用“电阻”表示抵抗电流的全部力,并通过“速度”表示通过导体单位截面面积的电流强度。

    基于同一方案,在宽管(wide tube)和窄管(narrow tube)上进行四个不同系列的实验,卡文迪什发现电阻(在他的意义上)对速度的变化为

1.08, 1.03, 0.976,和1.00

次幂。

P5

    这就是说,在前三组实验中,电阻(在现代意义上)随电流强度变化为

0.08,0.03, – 0.024

在第四组中,它根本没有变化。

    这一结果,由卡文迪什于1781年1月得到的,是先于欧姆独立发现并发表于1827的欧姆定律。不久之后,欧姆定律的重要性被充分认识到,电阻的测量成为公认的研究分支。

    然而,在同一导体中电动势与电流之间的比例的精确性似乎已被承认,因为没有什么比直接实验的证据更能说明用不同方法测量电阻值的一致性了。

    有人对欧姆定律的数学准确性提出了一些质疑,该课题由英国协会1874年所提出,克里斯托(Chrystal)教授通过实验对相关金属导体进行各种电流强度的测试,验证了该定律的精确性,其实验内容收录在British Association 1876年度报告中。

P6

    卡文迪什在Arts,417, 597, 598中准确地给出了在多个电路和分电路中的电流强度定律。

我还发现,卡文迪什在1775年向皇家学会递交了“通过电来模仿电鯆(Torpedo)效应的若干尝试的报告”的论文,他在该论文中发表了以下精彩的陈述:

   “当一个瓶子带电时,在其正面和负面之间形成任意数量的不同电路,一定会有电流通过每个电路; 但更多数量的电必然会通过那些阻力比另一些阻力更小的电路; ”而且“有些电工似乎确实认为电流体只能沿着最短和最便捷的电路流动; 但是,除此之外,这样的假设与所有其他流体中观察到的情况相反 - 它与经验不相符合。”

    上述内容并无对欧姆的工作有任何贬低之意,而仅仅是作为与此有关的有趣点在此提及。

    欧姆的研究工作是独立进行的,现在阅读他的著作时,人们充满了对他的远见卓识的惊奇,对他的耐心和先知的灵魂的尊敬,以及对他这本著作所覆盖的广泛而多样的基本知识而感到钦佩,此著作确实是他最好的纪念碑。

    根据我的经验,许多人引用欧姆定律,谈论欧姆定律,但他们对欧姆本人或他的著作知之甚少或者根本不了解; 而且在我看来,其中很大一部分人会欢迎有机会用他们的母语来阅读欧姆本人对自己定律的看法,这部分内容实际上已经被封存很久了,而且只能通过间接的途径才能获得。

P7

    希望这一机会能被充分利用,期待这一经典著作能成为大家熟悉的朋友,“伽伐尼电路的数学研究”将再次出版付印。

                                                         T. D. L.

    Melrose, Mass., 1891


P9

作者序言


    我在此向公众介绍伽伐尼电学理论,作为电气科学的一个特殊部分,并且如果时间,爱好和方法允许的话,应该将更多这样的部分组合成一个整体,如果第一篇文章应该在某种程度上偿还了我付出的代价的话。到目前为止,我所处的环境并没有被改变,既没有鼓励我追求新奇事务,也没有使我能够让我在整个范围内熟悉同行相关的著作。因此,在我的第一次尝试中,选择了我认为最少有争议的部分。

    愿善解人意的读者以同样的爱来欣赏这本书,就像它所传达的一样!

                                             作者

    柏林, 5月1日,1827年。




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