Ampère-t méltán nevezik az elektrodinamika Newtonjának

Tudomány

Kétszázötven éve, 1775. január 20-án született André-Marie Ampère francia fizikus és matematikus, az elektromosság kutatója, az elektrodinamika egyik alaptörvényének kidolgozója, akinek nevét őrzi az elektromos áram erősségének SI-mértékegysége.

André Marie Ampère (1775-1836), physicien français. Lithographie, XIXème siècle. Paris, B.N. RV-461651
© Collection Roger-Viollet / Roger-Viollet via AFP
André Marie Ampère. Fotó: Collection Roger-Viollet via AFP

Lyonban jött a világra, tehetős apja Jean-Jacques Rousseau neveléselméletének híve volt, ezért Ampère a család birtokán, formális képzés nélkül nevelkedett, tudását gazdag könyvtárukból, autodidakta módon szerezte – ugyanakkor anyja hatására hívő katolikus is maradt egész életében. Csodagyerekként előbb tudott számolni, mint írni, az akkor ismert matematikát 12 éves korára elsajátította, és értekezést írt a kör négyszögesítéséről. Latinul csak azért tanult meg, hogy Leonhard Euler és Daniel Bernoulli műveit olvashassa, a fizika és a kémia tanulmányozásához Antoine Lavoisier művei vezették.

Apját, aki a forradalom kezdetén szerepet vállalt a város vezetésében, a jakobinusok 1793-ban lefejezték, a depresszióba süllyedt Ampère Rousseau és Horatius műveiben talált vigasztalást.

Megélhetését matematikaoktatással biztosította, majd 1802-től a Lyonhoz közeli Bourgban tanított. A szerencsejátékok elméletéről szóló könyvével felhívta magára Napóleon figyelmét, és a császár unszolására 1804-ben – felesége halála után – Párizsba költözött. 1809-ben, jóllehet formális képzettsége nem volt, az École Polytechnique fizika- és matematikaprofesszorává nevezték ki, 1814-ben a Francia Tudományos Akadémia tagja lett. 1824-től a Collège de France kísérleti fizikai tanszékét vezette. Verseket is írt, sőt egy tragédiát is Hannibálról, filozófiai gondolatait 1834-ben kiadott könyvében fejtette ki, foglalkozott botanikával, kémiával, csillagászattal, nyelvészettel és kristálytannal is.

Ampère azt tűzte ki célul, hogy a kísérleti tények feldolgozásával, a newtoni természetfilozófia alapján vonja le következtetéseit. Az olasz Alessandro Volta a 19. század elején megalkotta a folyamatosan elektromos áramot termelő elemet, a dán Hans Christian Oersted 1820-ban vette észre, hogy a vezetékben folyó elektromos áram kitéríti a mellette lévő iránytűt, azaz felfedezte az elektromágnesességet.

Ampère szinte megszállottan kezdte a jelenség magyarázatát keresni, és nem sokkal később rájött: a párhuzamos vezetékek, amennyiben egyirányú áramok folynak bennük, vonzzák, ha pedig ellenkező irányúak, taszítják egymást, azaz mágnes jelenléte nélkül sikerült mágneses hatást előidéznie. Az általa leírt összefüggés lett az elektrodinamika egyik alaptörvénye:

eszerint az elemi áramok vonzása vagy taszítása egyenesen arányos a vezetékeken átfolyó áramok erősségével és fordítottan a köztük lévő távolság négyzetével, és függ a vezetékek közötti szögtől.

Ampère elsőként talált az elektromosság mérésére alkalmas módszereket, az áram befolyását a mágneses térre ma is az Ampère-féle köráramokkal lehet a legjobban szemléltetni. Megállapította a róla elnevezett gerjesztési törvényt, ez az elektromos áram és az általa keltett mágneses tér erőssége közt állapít meg összefüggést. Az ő nevét viseli a balkéz-szabály is, amely egy vezető árama által keltett mágneses tér irányát határozza meg. A molekuláris köráramok létezésének feltételezésével értelmezte az anyag mágneses tulajdonságait. Ampère-t méltán nevezik az elektrodinamika Newtonjának, maga az elektrodinamika szó is tőle származik.

Ampère az atomelmélet, valamint Amedeo Avogadro tétele segítségével meghatározta a kémiai egyesülések törvényeit. Elméletté ötvözte és matematikai alapokra helyezte Hans Christian Oersted tapasztalatait.

Matematikai elmélete nemcsak megmagyarázta az ismert fizikai jelenségeket, de újakat is előre jelzett. Galvanométert is szerkesztett, Aragóval együtt ő találta fel az elektromágnest.

A matematika terén fő érdeme a differenciálegyenletek elméletének továbbfejlesztése volt. E tárgyban írt könyve kitért a differenciálhányados elméleti megalapozására és új módszert adott a függvények Taylor-sorrá – hatványok sorozatává – történő átalakítására. Feltárta a láncgörbe tulajdonságait, és ezzel hozzájárult a variációszámítás fejlődéséhez is, foglalkozott a szabályos sokszögekkel határolt testekkel, a poliéderekkel is.

Ampère 1836. június 10-én tüdőbajban halt meg Marseille-ben. Róla nevezték el az áramerősség SI-mértékegységét (amper, A), egyike annak a 72 nagy francia tudósnak, akiknek nevét bevésték az Eiffel-toronyba. Nevét több iskola és közterület, Lyonban metróállomás és egy amerikai félvezetőgyártó cég viseli, a Holdon krátert neveztek el róla.