科学史-物理学编年史-75傅科发现涡电流

时间：公元1855年。

傅科（Jean-Bernard-Léon Foucault，1819～1868） 法国物理学家。1819年9月18日生于巴黎，1868年2月11日卒于巴黎。他最著名的发明是显示地球自转的傅科摆。除此之外他还曾经测量光速，发现了涡电流。他虽然没有发明陀螺仪，但是这个名称是他起的。在月球上有一座以他命名的撞击坑。傅科的“知识权利”哲学思想也有很大影响。

傅科的一生对物理学有多方面的重要贡献，尤其在力学、光学、电学方面更为突出。他的研究工作偏重于仪器的制备、新实验方法的设计，以及对物理量的精确测量。

1845～1847年间，傅科和菲佐合作，改进了达盖尔的照相技术，并把它应用于天文摄影；1847年，改进了惠更斯的锥摆钟，而制成了傅科钟，后来用它测定地球的转动；1848年，发现当日光通过合钠盐的碳弧焰时，在其光谱的钠D线处，出现两条黑线，后来知道，这就是钠的吸收光谱；1852年发明了回转仪，并发现了回转罗盘效应；1855年设计了光度计；1855年，傅科发现在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产生涡电流，被称为“傅科电流”； 1857年创制了“傅科棱镜”，用于偏振光的研究并提出用镀银玻璃反射镜代替金属反射镜；1858年，又设计了反射式望远镜的椭球面镜；1860年发明了定日镜的跟踪系统。

1850年莱昂·傅科（J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中的转子（rotor），由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein（看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪器，这种仪器就是陀螺仪。

在圆柱形铁芯上绕有螺线管，通有交变电流 I，随着电流的变化，铁芯内磁通量也在不断改变。我们把铁芯看作由一层一层的圆筒状薄壳所组成，每层薄壳都相当于一个回路。由于穿过每层薄壳横截面的磁通量都在变化着，因此，在相应于每层薄壳的这些回路中都将激起感应电动势并形成环形的感应电流。这种电流被叫做涡电流。

涡电流在金属块内流动时，释放出大量的焦耳热。用交流线圈激发交变磁场，使放置在交变磁场中的金属块内产生涡电流而被加热，这叫做感应加热，它是感应电炉所依据的原理，用于加热、熔化及冶炼金属。感应加热的独特优点是无接触，可在真空容器内加热，因而可用于提纯半导体材料等工艺中。

在金属圆柱体上绕一线圈，当线圈中通入交变电流时，金属圆柱体便处在交变磁场中。由于金属导体的电阻很小，涡电流很大，所以热效应极为显著，可以用于金属材料的加热和冶炼。理论分析表明，涡电流强度与交变电流的频率成正比，涡电流产生的焦耳热则与交变电流的平方成正比， 因此，采用高频交流电就可以在金属圆柱体内汇集成强大的涡流，释放出大量的焦耳热，最后使金属自身熔化。这就是高频感应炉的原理。另一方面，导体中发生涡电流，也有有害的方面。在许多电磁设备中常有大块的金属部件，涡电流可使铁芯发热，浪费电能，这就是涡流耗损。

电磁阻尼涡电流还可以起到阻尼作用。利用磁场对金属板的这种阻尼作用，可制成各种电动阻尼器，例如磁电式电表中或电气机车的电磁制动器中的阻尼装置，就是应用涡电流实现其阻尼作用的。电磁驱动这是对"电磁阻尼作用起着阻碍相对运动"的另一种形式的应用。感应式异步电动机就利用了这一基本原理。

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