获得过诺奖的所有科学家（这两个科学家就发现了诺奖水平的定律）

获得过诺奖的所有科学家（这两个科学家就发现了诺奖水平的定律）两位科学家先是在法国科学院发表了“运动中的电传递给金属的磁化力”的论文，之后在数学家拉普拉斯的帮助下，将电流载体转换为电流元，得出了毕奥-萨伐尔定律的数学表达式，因此该定律全称毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律（简称B-S定律）。毕奥法国科学院的一众科学大佬立刻意识到，半个世纪以来，人们一直所猜测的电磁关系，确实存在！于是，大佬们立刻展开了相关实验。电学权威安培，短短一个月内就发表了三篇科学论文，他用实验分别验证了两根平行载流直导线之间作用力方向与电流方向的关系、磁力的矢量性；确定了通电导线所产生的磁力方向垂直于载流导体。我们中学时所学的磁场右手螺旋定则（安培定则）就是这个时期发现的。实验物理学家毕奥和萨伐尔，也在奥斯特效应的基础上，仅用3个星期时间，就通过实验，测量出了长直通电导线附近小磁针的受力规律。

作者：大神团·卢云深

作者介绍：卢云深，新东方智慧学堂授课老师，清华大学机械工程与自动化学士，清华大学材料科学与工程专业硕士。初中“希望杯”数学竞赛一等奖，高中物理竞赛河南省第一名。

1820年7月21日，丹麦物理学家奥斯特发表了关于电流磁效应的论文。一石激起千层浪，当9月11日，这一爆炸性的消息传到当时欧洲科学的中心——法国巴黎时，法国沸腾了。

法国科学院

法国科学院的一众科学大佬立刻意识到，半个世纪以来，人们一直所猜测的电磁关系，确实存在！于是，大佬们立刻展开了相关实验。

电学权威安培，短短一个月内就发表了三篇科学论文，他用实验分别验证了两根平行载流直导线之间作用力方向与电流方向的关系、磁力的矢量性；确定了通电导线所产生的磁力方向垂直于载流导体。我们中学时所学的磁场右手螺旋定则（安培定则）就是这个时期发现的。

实验物理学家毕奥和萨伐尔，也在奥斯特效应的基础上，仅用3个星期时间，就通过实验，测量出了长直通电导线附近小磁针的受力规律。

毕奥

两位科学家先是在法国科学院发表了“运动中的电传递给金属的磁化力”的论文，之后在数学家拉普拉斯的帮助下，将电流载体转换为电流元，得出了毕奥-萨伐尔定律的数学表达式，因此该定律全称毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律（简称B-S定律）。

这个定律成为了电磁学中的一个最重要的基本定律，由它可以推理证明出安培环路定理以及磁场高斯定理。

放在现在，B-S定律这么重要的发现，那妥妥的是可以拿诺贝尔奖的。可惜诺贝尔奖直到定律发现的70多年后才创立，其中的物理学奖更是直到1901年才首次颁发。但是B-S定律还是获得了超越诺贝尔奖的荣誉——进入到各个大学的物理通识教材，被一代代的学生学习瞻仰。

这一B-S定律的具体内容如下，它适用于计算任意稳定电流在空间任意点P处所产生的磁场大小。

毕奥和萨伐尔仅用三个星期就发表了这样一篇可以载入史册的论文，这绝对是无数科研人员做梦都不敢想的好事。那么他们究竟是怎样做到的呢？

即使是在大学的课堂上，老师们通常也只是让学生们记住B-S定律的形式，却很少有老师会跟学生解释发现B-S定律的实验过程。

其实，在这一物理实验中更包含了非常精妙的物理与数学思维。

为了测量出通电直导线所产生的磁力大小，毕奥和萨伐尔根据1659年惠更斯推理出的单摆周期公式设计出了周期振荡实验。

他们的主要实验装置，是一根悬吊有小磁针的轻质丝线，可以忽略一切摩擦及丝线上的扭矩，认为小磁针可以自由转动，测试用的通电导线竖直放置，与悬吊磁针的丝线互相平行。因为同时期安培的实验已经确定通电导线所产生的磁力方向必然垂直于载流导体，那么只需要调整实验装置的位置关系使得两条平行线所组成的平面与地磁场方向垂直，则通电导线在小磁针处产生的磁力方向将和地磁场方向重合，这也意味着通电导线将只改变磁针所受磁力大小。

类比重力场对单摆的作用，受到微小扰动的小磁针在磁场的作用下也会进行周期振荡。单摆摆球所受重力的大小同单摆周期的平方成反比，同理，小磁针所受磁力大小同磁针振荡周期的平方成反比。通过测量磁针的振荡周期，也就间接测量了磁力的大小。通过对比导线通电与不通电时磁针所受磁力，就排除了地磁场的影响。

毕奥和萨伐尔利用上述的周期振荡实验装置，通过改变磁针与通电导线间的距离，得出结论——磁针所受无限长通电直导线产生的磁力大小同它们之间的距离成反比。

有了这一结论之后，科学家还希望能够进一步得出计算任意形状通电导线在空间某处所形成的磁场的方法。但是，这需要知道通电导线上每个电流微元在空间某点产生磁场的规律，知道规律后，才可以将任意形状的通电导线分解为一个个电流微元，将它们的作用叠加，得到所需结果。

可是我们没办法直接创造出孤立的电流微元，因为所有的电流都要形成回路，那怎么办呢？

毕奥和萨法尔在法国数学家、物理学家拉普拉斯的帮助下，想出了一个很巧妙的方法——他们把直导线在磁针的高度处弯折成折线。

有了它 我们就可以用积分的方法求出任意形状通电导线在任意位置产生的磁场大小。

依靠B-S定律的指导，人类后来发明出了能够精确生成并控制磁场的各种电器，比如医用磁共振设备，为人类的医疗水平提供了很大的帮助。此外，还有高能粒子对撞机等现在科学设备，为人类科技进步，做了坚实的基础。

作者介绍：卢云深，新东方智慧学堂授课老师，清华大学机械工程与自动化学士，清华大学材料科学与工程专业硕士。初中“希望杯”数学竞赛一等奖，高中物理竞赛河南省第一名。本文原创自新东方智慧学堂（ID：zhihuixuetang_xdf），与精英为伍，成就未来精英。