4.1《划时代的发现》(共41页)学习课程

1、1、是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？2、奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？3、奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？4、电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。自主学习-奥斯特梦圆“电生磁”第1页/共22页第一页，编辑于星期五：四点 五十一分。一、坚定的信念一、坚定的信念 哲学家康德哲学家康德:“各种自然现象之间是相互联系和相各种自然现象之间是相互联系和相互转化并且是和谐统一的互转化并且是和谐统一的.” 实例实例:摩擦生热、蒸汽机摩擦生热、蒸汽机第2页/共22页第二页，编辑于星期五：四点 五十一分。 物

2、理学将不再是关于运动、热、物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。把整个宇宙纳在一个体系中。第3页/共22页第三页，编辑于星期五：四点 五十一分。奥斯特实验：奥斯特实验：揭示了电流的磁效应突破：突破：电与磁是有联系的电与磁是有联系的!第4页/共22页第四页，编辑于星期五：四点 五十一分。对称性的思考对称性的思考英国的法拉第认为：英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称电和磁是一对和谐对称的自然现象的自然现象.依据：依据：磁化和静电感应现象磁化和静电感应现

3、象.猜想猜想:磁铁可以感应出电流磁铁可以感应出电流!信念信念: :一定要转磁为电一定要转磁为电!第5页/共22页第五页，编辑于星期五：四点 五十一分。法拉第法拉第日记日记未显示作用未显示作用毫无反应毫无反应不行不行 从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。第6页/共22页第六页，编辑于星期五：四点 五十一分。二、科学的方法二、科学的方法(实验实验)第7页/共22页第七页，编辑于星期五：四点 五十一分。1825年年11月月28日日实验实验1.1. 两根长两根长4 4英寸长的导线平行放置英寸长的导线平行放置, , 用两张厚纸将用两张厚纸将它们隔开它们隔开, , 先把其中

4、的一根导线接到电池的两端通电先把其中的一根导线接到电池的两端通电, ,再再把另一根与电流计相连。把另一根与电流计相连。 实验实验2.2. 将空心螺线管接到电池的两极将空心螺线管接到电池的两极, , 把一直把一直导线引进螺线管导线引进螺线管, , 直导线两端与电流计相连直导线两端与电流计相连 。实验实验3.3. 将实验将实验2 2中的直导线与电池两极相连中的直导线与电池两极相连, , 螺线管与螺线管与电流计连接电流计连接 。实验实验4.4. 把两根导线互相缠绕着把两根导线互相缠绕着, , 先把其中的一根的两头先把其中的一根的两头接到电池上通电接到电池上通电, , 把另一根的两头接到电流计上。把另

5、一根的两头接到电流计上。 第8页/共22页第八页，编辑于星期五：四点 五十一分。1831年年8月月29日日法拉第线圈：与法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。奇的相似，现已成为著名的科学文物。开关电池组电流计第9页/共22页第九页，编辑于星期五：四点 五十一分。进一步地思考和探索：进一步地思考和探索：铁芯和线圈铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗是产生这一效应的必要条件吗?铁芯第10页/共22页第十页，编辑于星期五：四点 五十一分。 1831年年11月月24日，法拉第向皇家学日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为会提交

6、了一个报告，把这种现象定名为电磁感应电磁感应，产生的电流叫做，产生的电流叫做感应电流感应电流。 “磁生电磁生电”是一种在变化、运动的过程是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。中才能出现的效应。 五种类型可以引起感应电流五种类型可以引起感应电流: :变化的变化的电流电流、变化的磁场变化的磁场、运动的恒定电流运动的恒定电流、运动的磁铁运动的磁铁、在磁场中运动的导体在磁场中运动的导体。有规律吗有规律吗?第11页/共22页第十一页，编辑于星期五：四点 五十一分。“跑失良机跑失良机”的科拉顿的科拉顿电流计螺旋管第12页/共22页第十二页，编辑于星期五：四点 五十一分。电磁感应现象发现的意义电磁感应现

7、象发现的意义?1、为电和磁的统一创造了条件、为电和磁的统一创造了条件;2、推动人类进入电气化时代、推动人类进入电气化时代.第13页/共22页第十三页，编辑于星期五：四点 五十一分。1831年年10月月28日日 法拉第的创新：法拉第的创新： 圆盘发电机，首先向圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化人类揭开了机械能转化为电能的序幕。为电能的序幕。第14页/共22页第十四页，编辑于星期五：四点 五十一分。从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景第15页/共22页第十五页，编辑于星期五：四点 五十一分。 法拉第提出了法拉第提出了“电场电场”、“磁场磁场”和和“力线力线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性

8、，并预言的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播。了光可能是一种电磁振动的传播。 爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。第16页/共22页第十六页，编辑于星期五：四点 五十一分。1867年8月25日,法拉第像往常一样,安静地在椅子上睡着了,这一天他永远地睡着了.人们这样怀念他人们这样怀念他:“尘

9、世上失去了一位哲尘世上失去了一位哲人人,天堂里多了一位圣人天堂里多了一位圣人”.正如法拉第接过先辈的大旗一样,后来者接起了他的大旗,使物理学的火种薪火相传有哪些人呢？第17页/共22页第十七页，编辑于星期五：四点 五十一分。1、法拉第去世一年后的、法拉第去世一年后的1868年年,一个美国报童在波士顿的一个旧书摊上一个美国报童在波士顿的一个旧书摊上买到了几本残缺不全的买到了几本残缺不全的法拉第著作法拉第著作电学实验研究电学实验研究.谁知道谁知道:这竟然成了这个人一生中收益最大的投资这竟然成了这个人一生中收益最大的投资. 他就是他就是:爱迪生爱迪生.正是爱迪生这样的发明家把法拉第所进行的电学成果正

10、是爱迪生这样的发明家把法拉第所进行的电学成果转化成实用的电器转化成实用的电器. 2、爱因斯坦爱因斯坦也极力追求反映自然界物质运动规律的也极力追求反映自然界物质运动规律的简单、简单、和谐与统一和谐与统一的理论体系的理论体系.他在晚年着力建立引力场与电磁场他在晚年着力建立引力场与电磁场统一的理论（统一场论）统一的理论（统一场论）.但是未能成功但是未能成功.3、1967年年,美国的美国的温伯格温伯格和巴基斯坦的和巴基斯坦的萨拉姆萨拉姆建立了弱相建立了弱相互作用与电磁场相互作用的规范理论互作用与电磁场相互作用的规范理论,使物理学意义上的统使物理学意义上的统一场论的研究获得了一个鼓舞人心的成果一场论的研

11、究获得了一个鼓舞人心的成果.第18页/共22页第十八页，编辑于星期五：四点 五十一分。1、你能从这个电磁感应现象的发现的特例中总结科学发现或科学研究的一般思路和方法?2、从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想?3、法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，你有何感谢?自主学习-科学漫步第19页/共22页第十九页，编辑于星期五：四点 五十一分。 奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞

12、扬道：联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。” 法拉第发现的电磁感应使人们对电和法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。作出了重大贡献。第20页/共22页第二十页，编辑于星期五：四点 五十一分。认真阅读教材和相关材料，认识到每认真阅读教材和相关材料，认识到每一个重大发现的背后总有许多动人的故一个重大发现的背后总有许多动人的故事这些故事告诉我们关于事这些故事告诉我们关于科学家执着的科学家执着的信念和追求以及他们对待科学的严谨态信念和追求以及