André-Marie Ampère

André-Marie Ampère

André-Marie Ampère (20. tammikuuta 1775 Lyon – 10. kesäkuuta 1836 Marseille) oli ranskalainen fyysikko, elektrodynamiikan perustaja, joka tunnetaan yhtenä sähkömagnetismin keksijöistä. Teoriallaan magnetismin luonteesta Ampère selitti sekä sähkövirtojen vaikutuksen magneetteihin että sähkövirran magnetisoivan vaikutuksen sen läheisyydessä olevaan meltoon rautakappaleeseen eli niin sanotut sähkömagneettiset ilmiöt. Ampère tutki myös sähkövirtojen vaikutusta toisiinsa, keksi elektrodynaamiset ilmiöt ja niitä koskevan peruslain. Sähkövirran yksikkö ampeeri on nimetty hänen mukaansa. Ampère on myös niin kutsutun Ampèren lain keksijä.

Nuoruus

Ampèren isä oli aristokraatti ja vietti eristäytynyttä elämää kauppiaana. André Marie eli lapsuutensa eräällä yksinäisellä pikku maatilalla ja kiinnostui jo nuorena mitä erilaisimmista asioista, kuten kasvitieteestä, kirjallisuudesta, filosofiasta, musiikista, luonnontieteistä ja varsinkin matematiikasta. Kolmentoista ikäisenä hän hämmästytti asiantuntijoita kirjoittamalla oppineen tutkielman kartioleikkauksien nimellä tunnetuista matemaattisista käyristä.

Tieteellinen ura

Ranskan suuri vallankumous puhkesi 1789 Ampèren ollessa vielä nuori. Vuonna 1793 Ampèren isä pidätettiin, tuomittiin kuolemaan ja mestattiin giljotiinilla. Isänsä kuoleman jälkeen Ampère siirtyi opettamaan luonnontieteitä Bourgiin, missä hän 1802 kirjoitti teoksen Considération sur la thèorie mathématique du jeu. Teoksessa hän tutki todennäköisyysteoriaa, jonka avulla voitiin esimerkiksi arvioida voiton mahdollisuuksia nopassa ja korttipelissä. Vuonna 1809 hän sai viran Pariisin teknillisestä korkeakoulusta, ja 1824 hänet kutsuttiin Ranskan tiedeakatemian jäseneksi. Samaan aikaan hän opetti luonnontieteitä Collège de Francessa ja filosofiaa Faculté de Lettresissä.

Ampère oli jo tuolloin saavuttanut runsaasti mainetta tutkijana. Hän oli 1814 esittänyt, että kaasut, joilla oli sama lämpötila, paine ja tilavuus, sisältävät yhtä monta molekyyliä kaasun kemiallisesta koostumuksesta riippumatta. Tämä nykyään Avogadron lakina tunnettu periaate oli kuitenkin tuolloin jo keksitty, vaikkakaan Ampère ei ollut siitä tietoinen, vaan keksi lain omin päin. Merkittävimmät tutkimukset Ampère suoritti vuoden 1824 tienoilla. Mahdollisesti aivan sattumalta tanskalainen Hans Christian Ørsted oli samana vuonna havainnut, että magneettineula heilahti, kun sen lähellä olevaan sähköjohtimeen kytkettiin virta. Dominique François Arago ja Joseph Louis Gay-Lussac olivat puolestaan todenneet, että rautaesineestä saadaan voimakas magneetti, kun sen ympärille kierretyssä johtimessa kulkee sähkövirta. Sen jälkeen kun Ranskan tiedeakatemia oli päättänyt ottaa erään kokouksensa aiheeksi Ørstedin kokeet, onnistui Ampèren muutamassa päivässä kehittää ilmiön selittävä teoria olettamalla, että sähkövirta synnyttää magneettikentän. Ampèren niin sanottu oikean käden sääntö antaa sähkövirran ja magneettikentän suuntien välisen yhteyden: "Jos oikean käden sormet kierretään sähköjohtimen ympärille, niin että peukalo osoittaa sähkövirran suuntaan, osoittavat sormet puolestaan sähkövirran synnyttämän magneettikentän suunnan."

Ørsted oli ehtinyt tällä välin havaita myös sen, että ei pelkästään sähkövirta vaikuta magneettineulaan, vaan myös magneettikenttä pyrkii kääntämään sellaista johdinsilmukkaa, jossa kulkee sähkövirta. Tämän mukaan sähkövirta ei ainoastaan synnytä magneettikenttää, vaan saa myös johtimen käyttäytymään magneetin tavoin, mistä seuraa, että kahden sähköjohtimen välillä esiintyy voimavaikutus silloin, kun johtimissa kulkee virta. Ampère puolestaan totesi, että kaksi yhdensuuntaista sähköjohdinta vetävät toisiaan puoleensa, jos niissä kulkevat sähkövirrat samaan suuntaan, mutta hylkivät toisiaan, jos sähkövirrat ovat vastakkaissuuntaiset. Tämä tunnetaan Ampèren lakina ja ilmiötä voidaan käyttää sähkövirran voimakkuuden määritykseen. Määritelmän mukaan "sähkövirran voimakkuus on yksi ampeeri, jos kaksi tyhjiössä metrin etäisyydellä toisistaan olevaa yhdensuuntaista sähköjohdinta vaikuttavat toisiinsa 2•10^-7 newtonin voimalla metriä kohti".

Lähteet

• Spectrum tietokeskus 16-osainen tietosanakirja, 1. osa, 1982, WSOY, ISBN 951-0-07239-7

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta André-Marie Ampère Wikimedia Commonsissa
• Ampère ja sähkön historia (ranskaksi)
• Ampère-museo Lyonin lähellä (ranskaksi)