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科技日历|他靠自学成为著名的物理学家 国际单位都以他的名字命

发布时间:2019-11-21 11:00:21

130年前的今天,1889年10月11日,英国著名物理学家焦耳去世。

焦耳是19世纪英国著名的物理学家。他于1818年12月24日出生在曼彻斯特市一家啤酒厂的老板家里。他从小就和父亲一起酿酒,从未上过学。然而,焦耳是天才和聪明的。他喜欢看书。他工作时经常自学很多东西。

谣传焦耳小时候经常自己做一些电学和热学实验,这也引起了许多有趣的事情。一年后,焦耳和他的兄弟一起去了郊区。聪明好学的焦耳即使在玩耍时也没有忘记做物理实验。

他发现了一匹瘸腿的马,由他哥哥牵着,悄悄地藏在后面。他用伏打电池将电流连接到马身上,希望测试马在被电流刺激后的反应。结果,他想看到的反应出现了。那匹马受到电击后狂跳起来,差点踢到他哥哥。

还有一次,他和他的兄弟划船到群山环抱的湖边。焦耳想试试那里的回声。他们把火枪装满火药,扣动了扳机。但是有一声“砰”的一声,枪口喷出的长长的火焰灼伤了焦耳的眉毛,差点把我哥哥吓到湖里。

后来,焦耳有幸认识了著名化学家道尔顿教授,并经常向他寻求建议。从那时起,焦耳就对自然科学,尤其是实验科学感兴趣。

20岁时,焦耳利用父亲的实验室进行研究。他把全部精力投入到电动机的发明上。1840年,焦耳做了许多带电导体加热的实验。他把通电的电阻丝放入水中,确定电流产生的热量与电流强度的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。这个定律叫做焦耳定律。

总的来说,焦耳一生的主要成就主要包括以下四类:

①发现了能量守恒定律。焦耳的主要贡献是他研究和测量了热和机械功之间的等价关系。之后,他用不同的材料进行实验,并不断改进实验设计。结果表明,虽然使用的方法、设备和材料不同,但结果相差不远。随着实验精度的提高,接近一定值。

他在过去40年的研究工作为热运动和其他运动之间的相互转换以及运动守恒提供了无可争议的证据,因此焦耳成为能量守恒定律的发现者之一。

(2)焦耳定律的发现:焦耳定律(Joule Law)是一种通过传导电流量化电能转化为热能的定律。内容如下:通过导体的电流产生的热量与电流的二次功率成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。

(3)发现焦耳-汤姆逊效应。1852年,焦耳和汤慕孙(开尔文)发现了气体自由膨胀时的温度下降现象,称为焦耳-汤姆逊效应。这种效应广泛应用于低温和气体液化。他在蒸汽机的开发上做了许多有价值的工作。

(4)焦耳-楞次定律的发现。1840年,焦耳将环形线圈放入充满水的试管中,测量不同电流强度和电阻下的水温。通过这个实验,他发现导体在一定时间内释放的热量与导体电阻和电流强度的平方成正比。四年后,俄罗斯物理学家冷茨发表了大量实验结果,从而进一步验证了焦耳关于电流热效应结论的正确性。因此,这个定律被称为焦耳-楞次定律。

除了科学研究之外,焦耳还和他的兄弟经营着他父亲的酿酒厂。1854年,焦耳的妻子去世后,他卖掉了啤酒厂的股份,投身于科学研究。后来,焦耳和威廉·汤姆森合作进行了许多实验。焦耳发表的97篇科学论文中,有20篇是他们合作的结果。

焦耳于1889年10月11日去世。为了纪念焦耳,后世在国际单位制中将功和能量的单位定义为焦耳。

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