科学史-物理学编年史-47毕奥-萨伐尔定律

时间：公元1820年。

在静磁学中，毕奥-萨伐尔定律（英文：Biot-SavartLaw）描述电流元在空间任意点处所激发的磁场。

定律文字描述：电流元在空间某点P处产生的磁感应强度的大小与电流元的大小成正比，与电流元所在处到P点的位置矢量和电流元之间的夹角的正弦成正比，而与电流元到P点的距离的平方成反比。

1820年秋，阿拉果带着奥斯特发现电流磁效应的重要新闻回到法国，9月11日，他便在法国科学院报告了奥斯特的重要发现并演示其实验.阿拉果的报告使法国科学家迅速做出强烈反应.对法国科学家而言，他们受库仑的影响太深，此前一直相信电和磁之间没有联系并且对电和磁分别进行研究。阿拉果报告之后，法国科学家立即对电和磁的相互关系进行探索。一周后，安培就取得了重要的研究成果，1820年9月18日、9月25日和10月9日，安培在科学院会议上宣读了3篇论文，并且用实验表演了两根通电导线相互吸引和排斥的现象，同时还证明了通电螺线管也能像磁铁一样相互吸引。毕奥紧随其后，1820年9月30日，毕奥就向法国科学院报告了他与萨伐尔的重要发现：载流长直导线施加在磁针磁极(不论是磁南极还是磁北极)上的力反比于磁极与导线间的距离，这也是人类首次对奥斯特效应的定量研究。我们知道，小磁针的南极和北极始终不能分开，那么他们是如何用实验确定小磁针的磁极受力与导线距离之间的关系呢？

毕奥和萨伐尔确定这种关系时，运用磁针周期振荡法进行了实验。当时，周期振荡法在物理实验中已有成功的应用实例。例如1787年库仑就用这种方法测量电吸引力，1804年毕奥与盖-吕萨克还用这种方法乘氢气球测量大气磁场。毕奥和萨伐尔这次实验的设计思想十分独特，具有创造性，其原理如下：如图1所示，O代表垂直于水平面的无限长载流直导线，AB是长度为处于平衡位置的小磁针，其中A、B分别为两极，C是它的中心，O是导线与水平面的交点。设北极磁分子受力沿AE方向，南极磁分子受力沿BD方向。由于导线无限长，磁针的每个极所受合力必然在水平面内。

毕奥-萨伐尔定律是由H.C.奥斯特实验引起的，这个实验表明，长直载流导线对磁极的作用力是横向力。为了揭示电流对磁极作用力的普遍定量规律，J.B.毕奥和F.萨伐尔认为电流元对磁极的作用力也应垂直于电流元与磁极构成的平面，即也是横向力。他们通过长直和弯折载流导线对磁极作用力的实验，得出了作用力与距离和弯折角的关系。在P.S.M.拉普拉斯的帮助下，经过适当的分析，得到了电流元对磁极作用力的规律。根据近距作用观点，它被理解为电流元产生磁场的规律。

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