2001年11月 四川师范大学学报（自然科学版） Now.,2001 第24卷第6期 Joumal of Sichuan Nomal University(Natural Science) Vd.24.No.6 毕奥萨伐尔定律的建立过程 王较过 (陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安710062) 摘要：通过论述“用磁针周期根荡法测量磁极受到作用的原理，以及建立毕奥萨伐尔定律的两个典型 实验，揭示了建立毕奥萨伐尔定律的研究方法及物理思想，说明了实验在物理学理论发展中的重要作用. 关键词：毕萨定律；毕奥；电流元 中图分类号：044文献标识码：A 文章编号：100L8395(2001)06061404 1用磁针周期振荡法测量磁极受到的作用力 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 1820年秋，阿拉果带着奥斯特发现电流磁效应 极磁分子受力沿BD方向.由于导线无限长，磁针的 的重要新闻回到法国，9月11日，他便在法国科学 每个极所受合力必然在水平面内.因为在与导线距 院报告了奥斯特的重要发现并演示其实验.阿拉果 离相同处，导线对磁分子的作用是相同的，所以 的报告使法国科学家迅速做出强烈反应.对法国科 ∠EA0=∠GBO.当磁针处于平衡状态时，由实验 学家而言，他们受库仑的影响太深，此前一直相信 观测可知AB⊥OC,因而AE与BD必须与磁针具有 电和磁之间没有联系并且对电和磁分别进行研究. 相同的倾角，这就要求∠DB0=∠GB0=90.由 阿拉果报告之后，法国科学家立即对电和磁的相互 此毕奥和萨伐尔得出结论：“一条无限长载流直导 关系进行探索.一周后，安培就取得了重要的研究 线作用在南磁分子或北磁分子的作用力垂直于该 成果，1820年9月18日、9月25日和10月9日，安 分子到导线的距离 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 0⊙二 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 图1无限长栽流导线磁场对磁针的作用力 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 对磁针所受力大小的测量，毕奥和萨伐尔用了 周期振荡法.如图1所示，设小磁针对垂直于水平面 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 过C点的转动惯量为L,若磁针相对于垂直水平面 振荡法进行了实验.当时，周期振荡法在物理实验 过C点的转轴偏离平衡位置很小角度，磁针所受力 就会对C轴产生力矩Flsin0,由转动定律得 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 Flsin=1 du2 (1 用这种方法乘氢气球测量大气磁场.毕奥和萨伐尔 因为0很小，所以sin0≈0，于是(1)式变为 这次实验的设计思想十分独特，具有创造性，其原 d-0 理如下：如图1所示，O代表垂直于水平面的无限 -Fl0=1 dt2. (2) 长载流直导线AB是长度为处于平衡位置的小磁 收稿日期：2001-0503 作者简介：王较过(1957)，男.副教授 1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
收稿日期: 2001 - 05 - 08 作者简介: 王较过( 1957-) , 男, 副教授 毕奥-萨伐尔定律的建立过程 王较过 ( 陕西师范大学 物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710062) 摘要: 通过论述/ 用磁针周期振荡法测量磁极受到作用力0 的原理, 以及建立毕奥-萨伐尔定律的两个典型 实验, 揭示了建立毕奥-萨伐尔定律的研究方法及物理思想, 说明了实验在物理学理论发展中的重要作用. 关键词: 毕-萨定律; 毕奥; 电流元 中图分类号: O44 文献标识码: A 文章编号: 1001- 8395( 2001) 06- 0614- 04 1 用磁针周期振荡法测量磁极受到的作用力 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 [ 1] . 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. 因为在与导线距 离相同处, 导线对磁分子的作用是相同的, 所以 NEAO = NGBO. 当磁针处于平衡状态时, 由实验 观测可知AB L OC, 因而AE 与BD 必须与磁针具有 相同的倾角, 这就要求 NDBO = NGBO = 90b. 由 此毕奥和萨伐尔得出结论: / 一条无限长载流直导 线作用在南磁分子或北磁分子的作用力垂直于该 分子到导线的距离0 [ 2] . 对磁针所受力大小的测量, 毕奥和萨伐尔用了 周期振荡法. 如图1所示, 设小磁针对垂直于水平面 过 C 点的转动惯量为I, 若磁针相对于垂直水平面 过 C 点的转轴偏离平衡位置很小角度, 磁针所受力 就会对 C 轴产生力矩Flsin H, 由转动定律得 - FlsinH= I d 2 H dt 2 . ( 1) 因为 H很小, 所以 sinH U H, 于是( 1) 式变为 - FlH= I d 2 H dt 2 . ( 2) 2001 年 11 月 第 24 卷 第 6 期 四川师范大学学报( 自然科学版) Journal of Sichuan Normal University( Natural Science) Nov. , 2001 Vol. 24, No. 6
第6期 王较过：毕奥萨伐尔定律的建立过程 615 由(2)式可解得磁针振荡的周期T=2江1/FL,变 表1毕奥和萨伐尔的实验数据 形可得 观测导线与磁针中10次振动的 观察到的力与30mm F o VT2 (3) 序号心的距离/mm 时间/s 处力的比值 这说明作用在磁针磁极上的力与磁针振荡的周期 30 42.25 2 40 48.85 3/41-0008508) 平方成反比.因此，测量磁针振荡的周期也就间接 3 30 42.00 测量了载流长直导线产生的磁场作用在小磁针磁 4 20 33.50 3/X1-0023090) 极上的力.毕奥和萨伐尔正是利用这种关系测量作 5 30 41.00 用力，完成了他们设计的第一个实验并得出毕奥 6 50 54.75 3/51-0036673) 萨伐尔定律的. 7 30 42.25 8 60 56.75 2/61-0095460) 2建立毕奥萨伐尔定律的第一个实验 9 30 41.75 10 120 89.00 3/12(1-0.10B892 建立毕奥萨伐尔定律的第一个实验装置如图 1 30 42.50 15 30.00 2所示.图中CZ是一条长直载流导线.这个电流产 2/1(1-0067010) 13 30 43.15 生的磁场对磁针NS产生力的作用，磁针NS用一 根丝线悬挂在水平位置上，它与金属丝的距离可以 由表1的最后一栏可以看出，磁针振荡周期的 调节.条形磁铁NS放在一定的水平位置上，用来 消除地磁场的影响 平方与距离成正比，结合(3)式便可得出结论：磁针 的北极或南极受到无限长直导线电流所产生磁场 的总作用力与磁极和导线之间的距离成反比 为了验证上述结论的正确性，毕奥和萨伐尔假 设电流产生的磁场对磁极的作用力与它们之间的 距离严格成反比.并且把磁针在30mm处测得的数 据作为标准，计算出磁针在不同位置时振动10次 的时间，把计算数值与观测数值比较，结果见表2. 表2计算值与观测值的比较 实验磁针中心与导10次振动的时间/g 观测值与计 序号线的距离/mm计算值 观测值 算值之差/s 2 % 48.62 48.85 0.23 图2毕奥一萨伐尔的实验装置 4 20 33.88 33.50 -0.38 6 50 53.74 54.75 1.01 毕奥和萨伐尔在实验过程中遇到了一系列困 8 60 59.40 56.75 -2.6⑤ 难.例如，如何精确地确定磁针振荡的起始时刻，如 0 120 84.25 89.00 4.5 何使载流导体中的电流强度保持不变，如何消除由 2 15 30.99 30.00 -0.99 于地磁场对磁针磁化而产生的误差等.他们通过认 真研究，巧妙地解决了这些难题后，顺利地完成了 由表2可见，观测值与计算值基本符合，但差值 实验，同时也提高了实验的精确度， 出现了正负的交替变化.毕奥和萨伐尔对此现象作 毕奥和萨伐尔实验时，首先将磁针置于距导线 了物理方面的解释，他们认为该现象也许表明作用 30mm处，测量它的振动周期，并将这个距离作为 于磁针的合力并非与导线到磁针中心的距离成反 标准距离.改变磁针与导线之间的距离后再次测量 比到，而是与它到磁针两极间的距离成反比.在此顺 周期，最后计算出不同距离处磁针受力与标准距离 便指出，对作用力与电流强度成正比，毕奥和萨伐尔 磁针受力的比值，其结果如表1所示， 并非强调和证明.这是因为在他们看来电流产生的 e1994-2014 China Academie Joual Electronie Publis磁克患流强度成正比s是元种必然的先验知识.net L4
由( 2) 式可解得磁针振荡的周期 T = 2P I/ Fl, 变 形可得 F W 1/ T 2 . ( 3) 这说明作用在磁针磁极上的力与磁针振荡的周期 平方成反比. 因此, 测量磁针振荡的周期也就间接 测量了载流长直导线产生的磁场作用在小磁针磁 极上的力. 毕奥和萨伐尔正是利用这种关系测量作 用力, 完成了他们设计的第一个实验并得出毕奥- 萨伐尔定律的. 2 建立毕奥-萨伐尔定律的第一个实验 建立毕奥-萨伐尔定律的第一个实验装置如图 2 所示. 图中 CZ 是一条长直载流导线, 这个电流产 生的磁场对磁针 NS 产生力的作用, 磁针 NS 用一 根丝线悬挂在水平位置上, 它与金属丝的距离可以 调节. 条形磁铁 NcSc放在一定的水平位置上, 用来 消除地磁场的影响. 毕奥和萨伐尔在实验过程中遇到了一系列困 难. 例如, 如何精确地确定磁针振荡的起始时刻, 如 何使载流导体中的电流强度保持不变, 如何消除由 于地磁场对磁针磁化而产生的误差等. 他们通过认 真研究, 巧妙地解决了这些难题后, 顺利地完成了 实验, 同时也提高了实验的精确度. 毕奥和萨伐尔实验时, 首先将磁针置于距导线 30 mm 处, 测量它的振动周期, 并将这个距离作为 标准距离. 改变磁针与导线之间的距离后再次测量 周期, 最后计算出不同距离处磁针受力与标准距离 磁针受力的比值, 其结果如表 1 所示. 表 1 毕奥和萨伐尔的实验数据 观测 序号 导线与磁针中 心的距离/ mm 10 次振动的 时间/s 观察到的力与 30 mm 处力的比值 1 30 42. 25 2 40 48. 85 3 30 42. 00 4 20 33. 50 5 30 41. 00 6 50 54. 75 7 30 42. 25 8 60 56. 75 9 30 41. 75 10 120 89. 00 11 30 42. 50 12 15 30. 00 13 30 43. 15 3/ 4( 1- 0. 008 508) 3/ 2( 1- 0. 023 090) 3/ 5( 1- 0. 036 673) 2/ 6( 1- 0. 095 460) 3/ 12( 1- 0. 103 892) 2/ 1( 1- 0. 067 010) 由表 1 的最后一栏可以看出, 磁针振荡周期的 平方与距离成正比, 结合( 3) 式便可得出结论: 磁针 的北极或南极受到无限长直导线电流所产生磁场 的总作用力与磁极和导线之间的距离成反比. 为了验证上述结论的正确性, 毕奥和萨伐尔假 设电流产生的磁场对磁极的作用力与它们之间的 距离严格成反比, 并且把磁针在 30 mm 处测得的数 据作为标准, 计算出磁针在不同位置时振动 10 次 的时间, 把计算数值与观测数值比较, 结果见表 2. 表 2 计算值与观测值的比较 实验 序号 磁针中心与导 线的距离/ mm 10 次振动的时间/ s 计算值 观测值 观测值与计 算值之差/s 2 40 48. 62 48. 85 0. 23 4 20 33. 88 33. 50 - 0. 38 6 50 53. 74 54. 75 1. 01 8 60 59. 40 56. 75 - 2. 65 10 120 84. 25 89. 00 4. 75 12 15 30. 99 30. 00 - 0. 99 由表2 可见, 观测值与计算值基本符合, 但差值 出现了正负的交替变化. 毕奥和萨伐尔对此现象作 了物理方面的解释, 他们认为该现象也许表明作用 于磁针的合力并非与导线到磁针中心的距离成反 比[ 3] , 而是与它到磁针两极间的距离成反比. 在此顺 便指出, 对作用力与电流强度成正比, 毕奥和萨伐尔 并非强调和证明. 这是因为在他们看来电流产生的 磁力与电流强度成正比, 是一种必然的先验知识. 第 6 期 王较过: 毕奥-萨伐尔定律的建立过程 615
616 四川师范大学学报（自然科学版） 24卷 3建立毕奥萨伐尔定律的第二个实验 处用一纸片隔开.他们设计出此实验的目的是比较 载有相等的电流时，弯折导线产生的作用力与长直 毕奥和萨伐尔得出无限长直导线对磁针磁极 导线产生的作用力的比值， 作用的合力反比于它们之间的距离.法国数学家、 初步实验之后，毕奥猜测二力的比值可能是 物理学家拉普拉斯遵循将一切物理现象简化为粒 a/90,或者是g(a/2),为此他们将不同a值时作 子间的引力和斥力的途径，从数学上推导出每个电 用力的比值计算后列于表3.特别是毕奥和萨伐尔 流元施加在磁极上的作用力的规律，如图3所示， 讨论了a=45的情况并进行实验验证.若考虑比值 电流元与磁极间的距离为，二者的夹角为0，则 为ga/2),当时a=45°，则倾斜导线与直线的作用 d 力的比值为0.414214，在倾斜导线中通以直导线2 倍的电流，则它将施加2倍的力在磁针上，此时比 值将变为0.828427，实验测得值为0.827545，二者 符合很好，由此他们确证了二力的比值为g(/2): ds 表3不同角度时弯折导线与长直导线作用力的比值 图3。电流元对滋极的作用力 a g(a/2) a/90 dF= 0, 103 0.87 0.111 (4) 203 0.176 0.222 (4式中k为比例常数，f()是角0的未知函数. 303 0.268 0.333 由图3可见，ds=rd0/sin0,代入(4式得 403 0.364 0.444 453 0.414 0.500 dF kid0 sn8f(0). 503 0.466 0.556 对于无限长直载流导线，0角变化范围是0~几由 603 0.577 0.667 于对称性，磁极受载流导线的合力为 703 0.700 0.78 803 F=2 2f0)d02 0.839 0.889 (5) 903 1.000 1.000 .0 rsin= dJ fce)de 由毕奥萨伐尔定律的第一个实验可知，对于无限 为了确定(4)式中f(0)的具体函数形式.不妨 长直载流导线，F与d成反比，这说明了f(0)是符 应用(4)式对倾斜导线进行积分，其结果必然包含 合F与d成反比的任意函数.毕奥认为必须用实验 因子tg(a/2)(其中a为倾斜角).毕奥认为f()= 证实这个函数确实存在并确定其具体形式.于是他 sin0时将满足这一条件，证明如下： 们便设计了第二个实验来回答这个问题， 为叙述方便，将对图4所示的弯折载流导线在 P点产生的磁力进行积分.对P点的磁极，电流元 产生的力为 M dF= kidssin0, F=2kil 2 Z 因为 图4弯折导线及长直导线对磁针的作用 ds rde 建立毕奥萨伐尔定律的第二个实验的原理如 sin' 所以 图4所示，把长直导线MC弯折成与水平面的夹 角都为a的M和MC,该折线与竖直导线ZMC P=2 和磁针中心都在同一竖直平面内，折线与竖直导线 C19g4-204 ChinaadmcouPublish由正弦定理得ightsreserved.. http://www.cnki.net
3 建立毕奥-萨伐尔定律的第二个实验 毕奥和萨伐尔得出无限长直导线对磁针磁极 作用的合力反比于它们之间的距离. 法国数学家、 物理学家拉普拉斯遵循将一切物理现象简化为粒 子间的引力和斥力的途径, 从数学上推导出每个电 流元施加在磁极上的作用力的规律, 如图 3 所示, 电流元与磁极间的距离为 r, 二者的夹角为 H, 则 dF = kids r 2 f ( H), ( 4) ( 4) 式中 k 为比例常数,f ( H) 是角 H的未知函数. 由图 3 可见, ds = r d H/ sinH, 代入( 4) 式得 dF = kidH rsin H f ( H). 对于无限长直载流导线, H角变化范围是 0~ P. 由 于对称性, 磁极受载流导线的合力为 F = 2kiQ P/ 2 0 f ( H) d H rsinH = 2ki dQ P/ 2 0 f ( H) dH. ( 5) 由毕奥-萨伐尔定律的第一个实验可知, 对于无限 长直载流导线, F 与d 成反比, 这说明了f ( H) 是符 合 F 与d 成反比的任意函数. 毕奥认为必须用实验 证实这个函数确实存在并确定其具体形式. 于是他 们便设计了第二个实验来回答这个问题. 建立毕奥-萨伐尔定律的第二个实验的原理如 图4 所示, 把长直导线 ZMC 弯折成与水平面的夹 角都为 A的ZM 和MC, 该折线与竖直导线 ZcMcCc 和磁针中心都在同一竖直平面内, 折线与竖直导线 处用一纸片隔开. 他们设计出此实验的目的是比较 载有相等的电流时, 弯折导线产生的作用力与长直 导线产生的作用力的比值. 初步实验之后, 毕奥猜测二力的比值可能是 A/ 90b, 或者是 tg ( A/ 2) , 为此他们将不同 A值时作 用力的比值计算后列于表 3. 特别是毕奥和萨伐尔 讨论了 A= 45b的情况并进行实验验证. 若考虑比值 为tg( A/ 2) , 当时 A= 45b, 则倾斜导线与直线的作用 力的比值为0. 414 214, 在倾斜导线中通以直导线 2 倍的电流, 则它将施加 2 倍的力在磁针上, 此时比 值将变为 0. 828 427, 实验测得值为 0. 827 545, 二者 符合很好, 由此他们确证了二力的比值为tg( A/ 2). 表 3 不同角度时弯折导线与长直导线作用力的比值 A tg( A/ 2) A/ 90b 10Ü 0. 087 0. 111 20Ü 0. 176 0. 222 30Ü 0. 268 0. 333 40Ü 0. 364 0. 444 45Ü 0. 414 0. 500 50Ü 0. 466 0. 556 60Ü 0. 577 0. 667 70Ü 0. 700 0. 778 80Ü 0. 839 0. 889 90Ü 1. 000 1. 000 为了确定( 4) 式中f ( H) 的具体函数形式, 不妨 应用( 4) 式对倾斜导线进行积分, 其结果必然包含 因子 tg( A/ 2)(其中 A为倾斜角). 毕奥认为f ( H) = sinH时将满足这一条件, 证明如下: 为叙述方便, 将对图 4 所示的弯折载流导线在 P 点产生的磁力进行积分. 对 P 点的磁极, 电流元 产生的力为 dF = kids r 2 sinH, F = 2kiQ A 0 dssin H r 2 . 因为 ds = r dH sinH , 所以 F = 2kiQ A 0 dH r . 由正弦定理得 616 四川师范大学学报( 自然科学版) 24 卷
第6期 王较过：毕奥萨伐尔定律的建立过程 617 d 由(6式和(7)式可见，毕奥萨伐尔定律的原始形式 sin0= sina' (6式与现代形式基本是一致的，这个定律是电磁 所以 2i1-0:2 学的基本定律之一.它的建立不仅使人们能够计算 F= 2ki a dsinaJo sind= 2ki a d tg 2. 任意形状的稳定电流产生的磁感应强度B,而且揭 dsina 示了电与磁联系的定量关系.毕奥萨伐尔定律的 上述结果与实验结果一致，这样就确定了f(0)的具 建立过程用无可辩驳的事实说明.实验在物理学理 体形式为sn0,于是便可求得电流元对磁极作用力 论发展过程中起十分重要的作用，使我们更加体会 的微分形式，也就是毕奥萨伐尔定律的微分形式： 到物理学是从实验中产生的”[」 dF in(). (6) 最后还需指出，拉普拉斯根据毕奥和萨伐尔由 写成现代的形式，则为 实验得出的长直载流导线的结论，首先用数学方法 把毕奥萨伐尔的结论转化为电流元的情况.因此， dksin(). 现在有些教科书上把这个结论称为毕奥萨伐尔拉 其矢量形式为 普拉斯定律5]」 dB=k ids x ro (7) 参考文献 [刂宋德生，李国栋.电磁学发展史[M.南宁：广西人民教育出版社，1996.135-136. [2]向义和.物理学基本概念和基本定律溯源[M川.北京：高等教育出版社，1994.107。 [3)Erlichson H.Am J Phys,1998.66(5):385-391. [4王较过，东延民.物理实验，1997,96(2)：94-95. [)未德生，李国栋.电磁学发展史[M.南宁：广西人民教育出版社，1996.161. Establishing The Biot-Savart Law WANG Jiao-guo (Institte Physics and Iformation Techndogy,Shonri Normd Uhirersity,Xian 10062.Shaami) Abstract:With describing the measurement of the magnetic force on a compass needle by the method of oscillation and two model experi- merts of Bia and Savart,we show a study mehod and physics thought of establishing the Biot-Savart law.as well as a positive role in the de- velopment of a physics theory. Key words:Bid-Savart s law;Biot;Current eement (编辑余毅 C1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
d sinH = r sinA , 所以 F = 2ki dsinAQ A 0 sinHd H= 2ki( 1- cos A) dsinA = 2ki d tg A 2 . 上述结果与实验结果一致, 这样就确定了 f ( H) 的具 体形式为sin H, 于是便可求得电流元对磁极作用力 的微分形式,也就是毕奥-萨伐尔定律的微分形式: dF = kid s r 2 sin( H). ( 6) 写成现代的形式, 则为 dB = k ids r 2 sin( H), 其矢量形式为 dB = K ids @ r0 r 2 . ( 7) 由( 6) 式和( 7) 式可见, 毕奥-萨伐尔定律的原始形式 ( 6) 式与现代形式基本是一致的, 这个定律是电磁 学的基本定律之一. 它的建立不仅使人们能够计算 任意形状的稳定电流产生的磁感应强度 B, 而且揭 示了电与磁联系的定量关系. 毕奥-萨伐尔定律的 建立过程用无可辩驳的事实说明, 实验在物理学理 论发展过程中起十分重要的作用, 使我们更加体会 到/ 物理学是从实验中产生的0 [ 4] . 最后还需指出, 拉普拉斯根据毕奥和萨伐尔由 实验得出的长直载流导线的结论, 首先用数学方法 把毕奥-萨伐尔的结论转化为电流元的情况. 因此, 现在有些教科书上把这个结论称为毕奥-萨伐尔-拉 普拉斯定律[ 5] . 参考文献 [ 1] 宋德生, 李国栋. 电磁学发展史[ M] . 南宁: 广西人民教育出版社, 1996. 135~ 136. [ 2] 向义和. 物理学基本概念和基本定律溯源[ M] . 北京: 高等教育出版社, 1994. 107. [ 3] Erlichson H. Am J Phys, 1998, 66( 5) : 385~ 391. [ 4] 王较过, 东延民. 物理实验, 1997, 96( 2) : 94~ 95. [ 5] 宋德生, 李国栋. 电磁学发展史[ M] . 南宁: 广西人民教育出版社, 1996. 161. Establishing The Bio-t Savart Law WANG Jiao-guo ( Institute of Physics and Inf ormation Technology, Shaanxi Normal University, Xi. an 710062, Shaanxi) Abstract:With describing the measurement of the magnetic force on a compass needle by the method of oscillation and two model exper-i ments of Biot and Savart, we show a study method and physics thought of establishing the Bio-t Savart law, as well as a positive role in the development of a physics theory. Key words: Bio-t Savart. s law; Biot; Current element ( 编辑 余 毅) 第 6 期 王较过: 毕奥-萨伐尔定律的建立过程 617