Az elektrodinamika Newtonja

Apja, a jómódú kereskedő rousseau-i elvek szerint, nagy gonddal neveltette fiát, akire főleg a Nagy Francia Enciklopédia kötetei hatottak. A fizika és a kémia tanulmányozásához Lavoisier művei vezették. Fiatalon érte a francia forradalom, amelynek kezdetben híve volt, egészen addig, amíg apját arisztokratának nem minősítették, majd kivégezték. Az ezután következő letargikus állapotból Rousseau és Horatius olvasása szabadította ki.

Egzisztenciájának megteremtése érdekében Lyonban magántanítványokat vállalt, majd 1802-ben Bourgban fizikatanár lett. Ez évben adatta ki a szerencsejátékok elméletéről szóló könyvét, ennek sikere révén került Párizsba, az École Polytechnique-be, ahol 1809-ben a fizika és matematika professzorává nevezték ki. 1808-ban a francia kollégiumok főszámvevője lett, 1814-től a Francia Tudományos Akadémia tagja. Ez évben tanulmányt írt az állatok szervezetéről, melyben kifejtette, hogy ők is képesek szellemi teljesítményekre. 1820-ban állította fel az áramok elektrodinamikus kölcsönhatását leíró törvényt. 1824-től a College de France kísérleti fizikai tanszékét vezette.

Versírással is próbálkozott, sőt egy tragédiát is írt Hannibálról. Filozófiai gondolatait 1834-ben kiadott könyvében fejtette ki, megkísérelve a tudományok rendszerének megalkotását. Foglalkozott botanikával, kémiával, csillagászattal, nyelvészettel és kristálytannal is.

Az elektromosság mérése, az elektromágnes

Ampere az elektrodinamika tudományágának egyik megalapozója volt. Célul tűzte ki, hogy a kísérleti tények feldolgozásával a newtoni természetfilozófia alapján lefektesse a két elektromos vezeték között ébredő erőket meghatározó törvényt. 1820-ban felfedezte: azok a párhuzamos vezetékek, amelyekben egyirányú áramok folynak, vonzzák, amelyekben pedig ellenkező irányúak, taszítják egymást. Később kimutatta a nem párhuzamos vezetékek kölcsönhatását is. A következő eredményekből indult ki: a hatás arányos a két áram nagyságának szorzatával; ha az áramerősségek állandók, az erőhatás nem függ a vezetékek hosszától és távolságától; az egyik áramkör hatása a másik vezetékre merőleges; érvényes Newton harmadik tétele: az erőhatások egyenlők és a vezetékelemeket összekötő egyenes mentén hatnak. Ez az elektrodinamika alaptörvénye: az elemi áramok vonzása vagy taszítása egyenesen arányos a vezetékeken átfolyó áramok erősségével, és fordítottan a köztük lévő távolság négyzetével, végül függ a vezetékek közötti szögtől. Az Ampere által leírt összefüggés nem egyeztethető össze az áramelem mágneses hatását megfogalmazó Biot–Savart-törvénnyel, annak csak egy változata. Az ő formulája a kísérleti jelenségeket írja le, amelyek az áramkör egészére vonatkoznak, míg a Biot–Savart-törvény az egyes áramelemek által keltett mágneses térerősséget határozza meg.

Ampere elsőként talált az elektromosság mérésére alkalmas módszereket, az áram befolyását a mágneses térre ma is az Ampere-féle köráramokkal lehet a legjobban szemléltetni. Megállapította a róla elnevezett gerjesztési törvényt. 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. Róla nevezték el az áramerősség egységét. Ampere-t méltán nevezik az elektrodinamika Newtonjának, az elektrodinamika szó is tőle származik.

Az atomelmélet, valamint Avogadro tétele segítségével meghatározta a kémiai egyesülések törvényeit. Elméletté ötvözte Oersted tapasztalatait, és matematikai alapokra helyezte azokat. Matematikai elmélete nemcsak megmagyarázta az ismert fizikai jelenségeket, de újakat is előre jelzett. Galvanométert is szerkesztett, Aragóval együtt 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.