劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

1、第四章第四章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)1、是什么信念激勵(lì)奧斯特尋找電與磁的、是什么信念激勵(lì)奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的？在這之前，科學(xué)研究領(lǐng)域存聯(lián)系的？在這之前，科學(xué)研究領(lǐng)域存在怎樣的歷史背景？在怎樣的歷史背景？2、奧斯特的研究是一帆風(fēng)順的嗎？奧斯、奧斯特的研究是一帆風(fēng)順的嗎？奧斯特面對失敗是怎樣做的？特面對失敗是怎樣做的？3、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過程是怎樣、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過程是怎樣的？用學(xué)過的知識如何解釋？的？用學(xué)過的知識如何解釋？4、電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有何意義？談?wù)勛?、電流磁效?yīng)的發(fā)現(xiàn)有何意義？談?wù)勛约旱母惺堋＜旱母惺?。自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)-奧斯特夢圓奧斯特夢圓“電生磁電生磁”一、堅(jiān)定的信念一、堅(jiān)

2、定的信念 哲學(xué)家康德哲學(xué)家康德:“各種自然現(xiàn)象之間是相互各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的.” 實(shí)例實(shí)例:摩擦生熱、蒸汽機(jī)摩擦生熱、蒸汽機(jī) 物理學(xué)將不再是關(guān)于物理學(xué)將不再是關(guān)于運(yùn)動(dòng)、熱、空氣、光、電運(yùn)動(dòng)、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各、磁以及我們所知道的各種其他現(xiàn)象的零散的羅列種其他現(xiàn)象的零散的羅列，我們將把整個(gè)宇宙納在，我們將把整個(gè)宇宙納在一個(gè)體系中。一個(gè)體系中。奧斯特實(shí)驗(yàn)：奧斯特實(shí)驗(yàn)：揭示了電流的磁效應(yīng)揭示了電流的磁效應(yīng)突破：突破：電與磁是有聯(lián)系的電與磁是有聯(lián)系的!1、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了怎樣的哲學(xué)思、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了

3、怎樣的哲學(xué)思考？法拉第持怎樣的觀點(diǎn)？考？法拉第持怎樣的觀點(diǎn)？2、法拉第的研究是一帆風(fēng)順的嗎？法拉第面對、法拉第的研究是一帆風(fēng)順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？失敗是怎樣做的？3、法拉第做了大量實(shí)驗(yàn)都是以失敗告終，失敗、法拉第做了大量實(shí)驗(yàn)都是以失敗告終，失敗的原因是什么？的原因是什么？4、法拉第經(jīng)歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁、法拉第經(jīng)歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體的過感應(yīng)現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的？之后他又做了大量的實(shí)驗(yàn)都取程是怎樣的？之后他又做了大量的實(shí)驗(yàn)都取得了成功，他認(rèn)為成功的得了成功，他認(rèn)為成功的“秘訣秘訣”是什么？是什么？自主學(xué)習(xí)自

4、主學(xué)習(xí)-法拉第心系法拉第心系“磁生電磁生電” 思考一個(gè)問題：思考一個(gè)問題： “怎樣救落水者怎樣救落水者?”常規(guī)思維常規(guī)思維:讓人離開水讓人離開水.讓水離開人讓水離開人,可以嗎可以嗎? 通過這個(gè)故事，你通過這個(gè)故事，你有什么發(fā)現(xiàn)有什么發(fā)現(xiàn)? 如果你知道奧斯特如果你知道奧斯特的發(fā)現(xiàn)，你會(huì)做出哪些的發(fā)現(xiàn)，你會(huì)做出哪些思考？思考？對稱性的思考對稱性的思考英國的法拉第認(rèn)為：英國的法拉第認(rèn)為： 電和磁是一對和諧對稱電和磁是一對和諧對稱的自然現(xiàn)象的自然現(xiàn)象.依據(jù)：依據(jù)：磁化和靜電感應(yīng)現(xiàn)象磁化和靜電感應(yīng)現(xiàn)象.猜想猜想:磁鐵可以感應(yīng)出電流磁鐵可以感應(yīng)出電流!信念信念: :一定要轉(zhuǎn)磁為電一定要轉(zhuǎn)磁為電!未顯示作用

5、未顯示作用毫無反應(yīng)毫無反應(yīng)不行不行 從普通的磁鐵中從普通的磁鐵中獲得電的希望，時(shí)獲得電的希望，時(shí)時(shí)激勵(lì)著我從實(shí)驗(yàn)時(shí)激勵(lì)著我從實(shí)驗(yàn)上探求電流的感應(yīng)上探求電流的感應(yīng)效應(yīng)。效應(yīng)。二、科學(xué)的方法二、科學(xué)的方法(實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn))1825年年11月月28日日實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1. 兩根長兩根長4 4英寸長的導(dǎo)線平行放置英寸長的導(dǎo)線平行放置, , 用兩張厚用兩張厚紙將它們隔開紙將它們隔開, , 先把其中的一根導(dǎo)線接到電池的兩先把其中的一根導(dǎo)線接到電池的兩端通電端通電, ,再把另一根與電流計(jì)相連。再把另一根與電流計(jì)相連。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.2. 將空心螺線管接到電池的兩極將空心螺線管接到電池的兩極, , 把一把一直導(dǎo)線引進(jìn)螺線

6、管直導(dǎo)線引進(jìn)螺線管, , 直導(dǎo)線兩端與電流計(jì)相直導(dǎo)線兩端與電流計(jì)相連連 。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3.3. 將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)2 2中的直導(dǎo)線與電池兩極相連中的直導(dǎo)線與電池兩極相連, , 螺線螺線管與電流計(jì)連接管與電流計(jì)連接 。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.4. 把兩根導(dǎo)線互相纏繞著把兩根導(dǎo)線互相纏繞著, , 先把其中的一根的先把其中的一根的兩頭接到電池上通電兩頭接到電池上通電, , 把另一根的兩頭接到電流計(jì)把另一根的兩頭接到電流計(jì)上。上。 麥克斯韋：麥克斯韋： 科學(xué)家其實(shí)也科學(xué)家其實(shí)也有許多粗糙的有許多粗糙的想法和不成功想法和不成功的經(jīng)驗(yàn)。他們的經(jīng)驗(yàn)。他們是偉大的，但是偉大的，但并不是高不可并不是高不可攀的。攀的。1831年年8月

7、月29日日法拉第線圈：與法拉第線圈：與160年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器出奇的相似，現(xiàn)已成為著名的科學(xué)文物。出奇的相似，現(xiàn)已成為著名的科學(xué)文物。開關(guān)開關(guān)電池組電池組電流計(jì)電流計(jì)進(jìn)一步地思考和探索：進(jìn)一步地思考和探索：鐵芯和線圈鐵芯和線圈A是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件嗎是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件嗎?鐵芯鐵芯 1831年年11月月24日，法拉第向皇家學(xué)日，法拉第向皇家學(xué)會(huì)提交了一個(gè)報(bào)告，把這種現(xiàn)象定名為會(huì)提交了一個(gè)報(bào)告，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流感應(yīng)電流。 “磁生電磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。中才能出

8、現(xiàn)的效應(yīng)。 五種類型可以引起感應(yīng)電流五種類型可以引起感應(yīng)電流: :變化的變化的電流電流、變化的磁場變化的磁場、運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。有規(guī)律嗎有規(guī)律嗎?“跑失良機(jī)跑失良機(jī)”的科拉頓的科拉頓電流計(jì)電流計(jì)螺旋管螺旋管電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義?1、為電和磁的統(tǒng)一創(chuàng)造了條件、為電和磁的統(tǒng)一創(chuàng)造了條件;2、推動(dòng)人類進(jìn)入電氣化時(shí)代、推動(dòng)人類進(jìn)入電氣化時(shí)代. 詩一首詩一首富蘭克林引雷電，富蘭克林引雷電，人類用電未實(shí)現(xiàn)。人類用電未實(shí)現(xiàn)。十年辛苦法拉第，十年辛苦法拉第，五洲四海明珠炫。五洲四海明珠炫。 詞一首詞一首冬草凋零冬草

9、凋零,春芽破土春芽破土;牛頓之后牛頓之后,法拉第出法拉第出.鐵匠之子鐵匠之子,生于草莽之中生于草莽之中;然志存高遠(yuǎn)然志存高遠(yuǎn),幸遇伯樂幸遇伯樂,終成大器終成大器;十年磨劍十年磨劍,堅(jiān)信磁可生電堅(jiān)信磁可生電;然遍嘗失敗然遍嘗失敗,一朝電生一朝電生,揚(yáng)名天下?lián)P名天下.三、創(chuàng)造性的思維三、創(chuàng)造性的思維為什么以往的實(shí)驗(yàn)都失敗了？為什么以往的實(shí)驗(yàn)都失敗了？法拉第敢于突破，終于有了劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)法拉第敢于突破，終于有了劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)!1831年年10月月28日日 法拉第的創(chuàng)新：法拉第的創(chuàng)新： 圓盤發(fā)電機(jī)，首先圓盤發(fā)電機(jī)，首先向人類揭開了機(jī)械能向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。轉(zhuǎn)化為電能的序幕。從此人類進(jìn)入了

10、電氣化時(shí)代：壯美的都市夜景從此人類進(jìn)入了電氣化時(shí)代：壯美的都市夜景最早的電動(dòng)機(jī)：電磁旋轉(zhuǎn)器最早的電動(dòng)機(jī)：電磁旋轉(zhuǎn)器 法拉第提出了法拉第提出了“電場電場”、“磁磁場場”和和“力線力線”的概念。暗示了電的概念。暗示了電磁波存在的可能性，并預(yù)言了光可磁波存在的可能性，并預(yù)言了光可能是一種電磁振動(dòng)的傳播。能是一種電磁振動(dòng)的傳播。 愛因斯坦的評價(jià)：場的思想是愛因斯坦的評價(jià)：場的思想是法拉第最富創(chuàng)造性的思想，是牛頓法拉第最富創(chuàng)造性的思想，是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了場的思想，為之找到繼承和發(fā)展了場的思想，為之找到了完美的數(shù)學(xué)表示形式從而建立了了完美的數(shù)學(xué)表

11、示形式從而建立了電磁場理論。電磁場理論。1867年年8月月25日日,法拉第像往常一樣法拉第像往常一樣,安靜地在椅子上睡著了安靜地在椅子上睡著了,這一天他這一天他永遠(yuǎn)地睡著了永遠(yuǎn)地睡著了.人們這樣懷念他人們這樣懷念他:“塵世上失去了一塵世上失去了一位哲人位哲人,天堂里多了一位圣人天堂里多了一位圣人”.正如法拉第接過先輩的大旗一樣正如法拉第接過先輩的大旗一樣,后來者接起了他的大旗后來者接起了他的大旗,使物理學(xué)的使物理學(xué)的火種薪火相傳火種薪火相傳有哪些人呢？有哪些人呢？1、法拉第去世一年后的、法拉第去世一年后的1868年年,一個(gè)美國報(bào)童在波士頓的一個(gè)舊書攤上一個(gè)美國報(bào)童在波士頓的一個(gè)舊書攤上買到了幾

12、本殘缺不全的買到了幾本殘缺不全的法拉第著作法拉第著作電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究.誰知道誰知道:這竟然成了這個(gè)人一生中收益最大的投資這竟然成了這個(gè)人一生中收益最大的投資. 他就是他就是:愛迪生愛迪生.正是愛迪生這樣的發(fā)明家把法拉第正是愛迪生這樣的發(fā)明家把法拉第所進(jìn)行的電學(xué)成果轉(zhuǎn)化成實(shí)用的電器所進(jìn)行的電學(xué)成果轉(zhuǎn)化成實(shí)用的電器. 2、愛因斯坦愛因斯坦也極力追求反映自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的也極力追求反映自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的簡單、和諧與統(tǒng)一簡單、和諧與統(tǒng)一的理論體系的理論體系.他在晚年著力建立他在晚年著力建立引力場與電磁場統(tǒng)一的理論（統(tǒng)一場論）引力場與電磁場統(tǒng)一的理論（統(tǒng)一場論）.但是未但是未能成功能成功.3

13、、1967年年,美國的美國的溫伯格溫伯格和巴基斯坦的和巴基斯坦的薩拉姆薩拉姆建立建立了弱相互作用與電磁場相互作用的規(guī)范理論了弱相互作用與電磁場相互作用的規(guī)范理論,使物使物理學(xué)意義上的統(tǒng)一場論的研究獲得了一個(gè)鼓舞人理學(xué)意義上的統(tǒng)一場論的研究獲得了一個(gè)鼓舞人心的成果心的成果.同學(xué)們同學(xué)們: 你相信宇宙規(guī)律是你相信宇宙規(guī)律是簡單、簡單、和諧與統(tǒng)一和諧與統(tǒng)一的嗎的嗎? 你愿意投身于這個(gè)研究你愿意投身于這個(gè)研究領(lǐng)域中嗎領(lǐng)域中嗎?1、你能從這個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)的特、你能從這個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)的特例中總結(jié)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或科學(xué)研究的一般思例中總結(jié)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或科學(xué)研究的一般思路和方法路和方法?2、從法拉第十年探索的

14、艱難歷程、從法拉第十年探索的艱難歷程,你對法你對法拉第的研究思想，研究方法和精神，得拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么體會(huì)和感想到了什么體會(huì)和感想?3、法拉第出生貧寒，只讀了兩年小學(xué)，、法拉第出生貧寒，只讀了兩年小學(xué)，但最終成為偉大的科學(xué)家，依靠的是什但最終成為偉大的科學(xué)家，依靠的是什么？對此，你有何感謝么？對此，你有何感謝?自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)-科學(xué)漫步科學(xué)漫步 奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，使整個(gè)奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，它證實(shí)電科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。法拉第贊現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。法拉第贊揚(yáng)道：揚(yáng)道：“它突然打開了科學(xué)中一個(gè)黑它

15、突然打開了科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明。暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明?！?法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。認(rèn)真閱讀教材和相關(guān)材料，認(rèn)認(rèn)真閱讀教材和相關(guān)材料，認(rèn)識到每一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的背后總有許識到每一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的背后總有許多動(dòng)人的故事這些故事告訴我們多動(dòng)人的故事這些故事告訴我們關(guān)于關(guān)于科學(xué)家執(zhí)著的信念和追求以及科學(xué)家執(zhí)著的信念和追求以及他們對待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度他們對待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度科學(xué)從科學(xué)從來就不是一蹴而就的，它需要我們來就不是一蹴而就的，它需要我們不斷