德國物理學(xué)家歐姆簡介
喬治·西蒙·歐姆是一個(gè)天才的研究者，一個(gè)很有天賦和科學(xué)抱負(fù)的人。為紀(jì)念他，電阻的單位“歐姆”，以他的姓氏命名。下面小編就帶大家一起來詳細(xì)了解下吧。
歐姆人物簡介
喬治·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm，1787年3月16日-1854年7月6日)，德國物理學(xué)家。1826年，歐姆發(fā)現(xiàn)了電學(xué)上的一個(gè)重要定律——歐姆定律，這是他最大的貢獻(xiàn)。歐姆定律及其公式的發(fā)現(xiàn)，給電學(xué)的計(jì)算，帶來了很大的方便。人們?yōu)榧o(jì)念他，將電阻的單位定為歐姆。除了發(fā)現(xiàn)歐姆定律之外，他還發(fā)現(xiàn)歐姆位向定律、歐姆聽覺定律，并獲得科普利獎(jiǎng)?wù)隆４碜髌酚小秳与婋娐返臄?shù)學(xué)研究》等。
歐姆人物生平
家世背景
喬治·西蒙·歐姆 ，1789年3月16日生于德國埃爾朗根城，父親自學(xué)了數(shù)學(xué)和物理方面的知識，并教給少年時(shí)期的歐姆，喚起了歐姆對科學(xué)的興趣。然而他的成就對我們后人的意義是非常遠(yuǎn)大的。
歐姆1789年3月16日出生于德國埃爾朗根的一個(gè)鎖匠世家，父親喬安·渥夫甘·歐姆是一位鎖匠，母親瑪莉亞·伊麗莎白·貝克是埃爾朗根的裁縫師之女。雖然歐姆的父母親從未受過正規(guī)教育，但是他的父親是一位受人尊敬的人，高水平的自學(xué)程度足以讓他給孩子們出色的教育。歐姆的一些兄弟姊妹們在幼年時(shí)期死亡，只有三個(gè)孩子存活下來，這三個(gè)孩子分別是他、他后來成為著名數(shù)學(xué)家的弟弟馬丁·歐姆(Martin Ohm，1792年—1872年)和他的姊姊伊麗莎白·芭芭拉。他的母親在他十歲的時(shí)候就去世了。
早年經(jīng)歷
幼年時(shí)期的初期，格奧爾格·西蒙和馬丁高程度的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和哲學(xué)是受他們的父親所教。格奧爾格·西蒙在11歲至15歲時(shí)曾上埃爾朗根高級中學(xué)，在那里他接受到了一點(diǎn)點(diǎn)科學(xué)知識的培養(yǎng)，并且感受到學(xué)校所教授的與父親所傳授的有著非常鮮明的不同。格奧爾格·西蒙·歐姆15歲時(shí)接受了埃爾朗根大學(xué)教授卡爾·克利斯坦·凡·蘭格斯多弗(Karl Christian von Langsdorf)的一次測試，他注意到歐姆在數(shù)學(xué)領(lǐng)域異于常人的出眾天賦，他甚至在結(jié)論上寫道，從鎖匠之家將誕生出另一對伯努利兄弟。
大學(xué)生活
1805年，16歲的歐姆進(jìn)入埃爾朗根大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理和哲學(xué)。他并沒有把精力放在學(xué)習(xí)上，而是在跳舞、滑冰和臺球上花費(fèi)了大把的時(shí)間。歐姆的父親對于歐姆如此浪費(fèi)受教育的機(jī)會，而感到非常憤怒，于是把歐姆送到了瑞士。
1806年9月，歐姆在Gottstadtbei Nydau的一所學(xué)校取得了數(shù)學(xué)教師的職務(wù)。
16歲時(shí)他進(jìn)入埃爾朗根大學(xué)研究數(shù)學(xué)、物理與哲學(xué)，由于經(jīng)濟(jì)困難，中途輟學(xué)，到1813年才完成博士學(xué)業(yè)。歐姆長期擔(dān)任中學(xué)教師，由于缺少資料和儀器，給他的研究工作帶來不少困難，但他在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中始終堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)研究，自己動手制作儀器。
歐姆對導(dǎo)線中的電流進(jìn)行了研究。他從傅立葉發(fā)現(xiàn)的熱傳導(dǎo)規(guī)律受到啟發(fā)，導(dǎo)熱桿中兩點(diǎn)間的熱流正比于這兩點(diǎn)間的溫度差。因而歐姆認(rèn)為，電流現(xiàn)象與此相似，猜想導(dǎo)線中兩點(diǎn)之間的電流也許正比于它們之間的某種驅(qū)動力，即所稱的電動勢。歐姆花了很大的精力在這方面進(jìn)行研究。開始他用伏打電堆作電源，但是因?yàn)殡娏鞑环€(wěn)定，效果不好。后來他接受別人的建議改用溫差電池作電源，從而保證了電流的穩(wěn)定性。但是如何測量電流的大小，這在當(dāng)時(shí)還是一個(gè)沒有解決的難題。開始，歐姆利用電流的熱效應(yīng)，用熱脹冷縮的方法來測量電流，但這種方法難以得到精確的結(jié)果。后來他把奧斯特關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和庫侖扭秤結(jié)合起來，巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭秤，用一根扭絲懸掛一磁針，讓通電導(dǎo)線和磁針都沿子午線方向平行放置;再用鉍和銅溫差電池，一端浸在沸水中，另一端浸在碎冰中，并用兩個(gè)水銀槽作電極，與銅線相連。當(dāng)導(dǎo)線中通過電流時(shí)，磁針的偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線中的電流成正比。實(shí)驗(yàn)中他用粗細(xì)相同、長度不同的八根銅導(dǎo)線進(jìn)行了測量，得出了如下的等式：
X=a/(b+x)
式中X為磁效應(yīng)強(qiáng)度，即電流的大小;a是與激發(fā)力(即溫度差)有關(guān)的常數(shù)，即電動勢;x表示導(dǎo)線的長度，b是與電路其余部分的電阻有關(guān)的常數(shù)，b+x實(shí)際上表示電路的總電阻。這個(gè)結(jié)果于1826年發(fā)表。1827年歐姆又在《動電電路的數(shù)學(xué)研究》一書中，把他的實(shí)驗(yàn)規(guī)律總結(jié)成如下公式：
S=γE。
式中S表示電流;E表示電動力，即導(dǎo)線兩端的電勢差，γ為導(dǎo)線對電流的傳導(dǎo)率，其倒數(shù)即為電阻。
歐姆定律發(fā)現(xiàn)初期，許多物理學(xué)家不能正確理解和評價(jià)這一發(fā)現(xiàn)，并遭到懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視，經(jīng)濟(jì)極其困難，使歐姆精神抑郁。直到1841年英國皇家學(xué)會授予他最高榮譽(yù)的科普利金牌，才引起德國科學(xué)界的重視。
歐姆在自己的許多著作里還證明了：電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積和傳導(dǎo)性成反比;在穩(wěn)定電流的情況下，電荷不僅在導(dǎo)體的表面上，而且在導(dǎo)體的整個(gè)截面上運(yùn)動。
教學(xué)生涯
卡爾·克利斯坦·凡·蘭格斯多弗在1809年離開埃爾朗根大學(xué)前往海德堡大學(xué)任教，歐姆提出希望跟他一起前往海德堡重新開始他的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，但是蘭格斯多弗建議歐姆繼續(xù)自學(xué)數(shù)學(xué)，并建議他閱讀歐拉、拉普拉斯和拉克洛瓦的著作。歐姆接受了蘭格斯多弗的建議，一邊任教一邊繼續(xù)自學(xué)數(shù)學(xué)。
22歲時(shí)，歐姆回到埃爾朗根，并在1811年以論文《光線和色彩》(Lichtund Farben)獲得博士學(xué)位，此后在埃爾朗根做了3個(gè)學(xué)期的數(shù)學(xué)講師。此后分別于1813年在班貝格、1817年在科隆、1826年在柏林的幾家中學(xué)任教。
歐姆的主要研究興趣在于當(dāng)時(shí)仍沒有被普遍研究的電學(xué)，
1833年成為紐倫堡皇家綜合技術(shù)學(xué)校的教授，1839年起擔(dān)任該校的校長，1849年起任教于慕尼黑大學(xué)，1852年成為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授。
逆境生活
歐姆愛好物理和數(shù)學(xué)，歐姆自幼受到父親的教導(dǎo)，在科學(xué)和技術(shù)方面得到了不少的啟迪。在大學(xué)期間，因生活困難，不得不退學(xué)去做家庭教師。但他仍然堅(jiān)持學(xué)習(xí)，終于完成了學(xué)業(yè)，獲得了博士學(xué)位。他曾在幾處中學(xué)任教，并在繁重的工作之余，堅(jiān)持進(jìn)行科學(xué)研究。
歐姆正處在電學(xué)飛速發(fā)展的時(shí)期，新的電學(xué)成果不斷地涌現(xiàn)，其他科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)激勵(lì)著他去進(jìn)一步探索一個(gè)重要的問題：使用伏打電池的電路中，電流強(qiáng)度可能隨電池?cái)?shù)目的增多而增大，但是，這中間到底存在什么規(guī)律呢?他決心通過實(shí)驗(yàn)尋找答案。
當(dāng)時(shí)還沒有測量電流強(qiáng)弱的儀器，歐姆曾設(shè)想用電流的熱效應(yīng)去測量電流的強(qiáng)弱，但沒有成功。
1821年施魏格爾和波根多夫發(fā)明了一種原始的電流計(jì)，這個(gè)儀器的發(fā)明使歐姆受到鼓舞。他利用業(yè)余時(shí)間，向工人學(xué)習(xí)多種加工技能，決心制作必要的電學(xué)儀器與設(shè)備。為了準(zhǔn)確地量度電流，他巧妙地利用電流的磁效應(yīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)電流扭秤。用一根扭絲掛一個(gè)磁針，讓通電的導(dǎo)線與這個(gè)磁針平行放置，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，磁針就偏轉(zhuǎn)一定的角度，由此可以判斷導(dǎo)線中電流的強(qiáng)弱了。他把自己制作的電流計(jì)連在電路中，并創(chuàng)造性地在放磁針的度盤上劃上刻度，以便記錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。
這樣，1825年從根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出了一個(gè)公式，可惜是錯(cuò)的，用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果與歐姆本人后來的實(shí)驗(yàn)也不一致。歐姆很后悔，意識到問題的嚴(yán)重性，打算收回已發(fā)出的論文，可是已經(jīng)晚了，論文已發(fā)散出去了。急于求成的輕率做法，使他吃了苦頭，科學(xué)家對他也表示反感，認(rèn)為他是假充內(nèi)行。
歐姆決心要挽回影響和損失，更重要的是還要繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)找規(guī)律。這時(shí)歐姆多么需要人們的理解和支持啊!當(dāng)時(shí)有位科學(xué)家叫波根多夫，從歐姆這位中學(xué)教師身上看到了追求真理勇于創(chuàng)新的才華，寫信鼓勵(lì)歐姆繼續(xù)干下去。并建議他在實(shí)驗(yàn)中，使用更加穩(wěn)定的塞貝克溫差電池。這種電池是1821年由塞貝克發(fā)明的，它的原理是：用鋼、鉍兩種不同的導(dǎo)線連接而組成的電路中，兩個(gè)接頭的溫度不同時(shí)可以產(chǎn)生電流，溫差越大，電流越強(qiáng)。歐姆鼓起勇氣，用了溫差電池重新認(rèn)真地做實(shí)現(xiàn)，他把一個(gè)接頭浸入沸水中，溫度保持100℃，另一接頭埋入冰塊，溫度保持0℃，從而保證一個(gè)能供應(yīng)穩(wěn)定電壓的電源。多次實(shí)驗(yàn)之后，終于在1827年提出了一個(gè)關(guān)系式：X=a/(b+x)式中X表示電流強(qiáng)度，a表示電動勢(高中物理中學(xué)到)，b+x表示電阻，b是電源內(nèi)部的電阻，x為外部電路的電阻。這就是歐姆定律，這在電學(xué)史上是具有里程碑意義的貢獻(xiàn)。
但是，科學(xué)界仍不承認(rèn)歐姆的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，許多人對他還抱有成見，甚至認(rèn)為定律太簡單，不足為信。這一切使歐姆也感到萬分痛苦和失望。
但是，真理之光終究會放射出來的。說來也湊巧，1831年有位叫波利特的科學(xué)家發(fā)表了一篇論文，得到的是與歐姆同樣的結(jié)果。這才引起科學(xué)界對歐姆的重新注意。
1841年，英國皇家學(xué)會授予他科普利金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，并且宣稱歐姆定律是“在精密實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中最突出的發(fā)現(xiàn)”。他得到了應(yīng)有的榮譽(yù)。
1854年歐姆與世長辭。十年之后英國科學(xué)促進(jìn)會為了紀(jì)念他，決定用歐姆的名字作為電阻單位的名稱。使人們每當(dāng)使用這個(gè)術(shù)語時(shí)，總會想起這位勤奮頑強(qiáng)、卓有才能的中學(xué)教師。
歐姆定律
歐姆定律的簡述是：在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測定》論文提出的。
隨研究電路工作的進(jìn)展，人們逐漸認(rèn)識到歐姆定律的重要性，歐姆本人的聲譽(yù)也大大提高。為了紀(jì)念歐姆對電磁學(xué)的貢獻(xiàn)，物理學(xué)界將電阻的單位命名為歐姆，以符號Ω表示。
歐姆接觸
歐姆接觸是指金屬與半導(dǎo)體的接觸，而其接觸面的電阻值遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體本身的電阻，使得組件操作時(shí)，大部分的電壓降在于活動區(qū)(Activeregion)而不在接觸面。
欲形成好的歐姆接觸，有二個(gè)先決條件：
(1)金屬與半導(dǎo)體間有低的界面能障(Barrier Height)
(2)半導(dǎo)體有高濃度的雜質(zhì)摻入(N≧10EXP12cm-3)
前者可使界面電流中熱激發(fā)部分增加;后者則使界面空乏區(qū)變窄，電子有更多的機(jī)會直接穿透(Tunneling)，而同使Rc阻值降低。
若半導(dǎo)體不是硅晶，而是其它能量間隙(Energy Cap)較大的半導(dǎo)體(如Ga，As)，則較難形成歐姆接觸(無適當(dāng)?shù)慕饘倏捎?，必須于半導(dǎo)體表面摻雜高濃度雜質(zhì)，形成Metal-n+-norMetal-p+-p等結(jié)構(gòu)。
歐姆表
歐姆表是測量電阻的儀表，G是內(nèi)阻為Rg，滿刻度電流為Ig的電流表，R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻;電池為一節(jié)干電池，電動勢為E，內(nèi)阻是r，紅表筆(插入“+”插孔)與電池負(fù)極相連;黑表筆(插入“-”插孔)與電池正極相連。當(dāng)被測電阻Rx。
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