他的兴趣十分广泛,早年是在数学方面,曾研究过概率论及偏微分方程,他的一篇关于博奕机遇的数学论文曾引起达朗贝尔的瞩目。后来又作了些化学研究,他只比阿伏加德罗晚三年导出阿伏加德罗定律。由于他高超的数学造诣,他成为将数学分析应用于分子物理学方面的先驱。他的研究领域还涉及植物学、光学、心理学、伦理学、哲学、科学分类学等方面。他写出了《人类知识自然分类的分析说明》(1834~1843)这一涉及各科知识的综合性著作。
他的主要科学工作是在电磁学上。1820年奥斯特发现电流磁效应的消息由阿拉果带回巴黎,他作出迅速反应,在短短的一个多月时间内,提出了3篇论文,报告他的实验研究结果:通电螺线管与磁体相似;两个平行长直载流导线之间存在相互作用。进而他用实验证明,在地球磁场中,通电螺线管犹如小磁针样取向。一系列实验结果,提供给他一个重大线索:磁铁的磁性,是由闭合电流产生的。起先,他认为磁体中存在着一个大的环形电流,后来经好友菲涅耳提醒(宏观圆形电流会引起磁体中发热),提出分子电流假说。他试图参照牛顿力学的方法,处理电磁学问题。他认为在电磁学中与质点相对应的是电流元,所以根本问题是找出电流元之间的相互作用力。为此,自1820年10月起,他潜心研究电流间的相互作用,这期间显示了他的高超实验技巧。依据四个典型实验,他终于得出了两个电流元间的作用力公式。他把自己的理论称作“电动力学”。安培在电磁学方面的主要著作是《电动力学现象的数学理论》,它是电磁学的重要经典著作之一。
此外,他还提出,在螺线管中加软铁芯,可以增强磁性。1820年他首先提出利用电磁,现象传递电报讯号。
以他的姓氏安培命名的电流强度的单位,为国际单位制的基本单位之一。
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