人教版高中物理选修（3-2）-4.1《划时代的发现》名师课件

1、LOGO划 时 代 的 发 现爱因斯坦未能完成的工作统一场论（Unified Field Theory） v由于电磁学是当时唯一宏观效应与引力看起来十分相似的作用力，驱动晚年爱因斯坦的力量来自对统一引力和电磁力的希望。 强相互作用引力相互作用简 单对 称统 一和 谐守 恒物理学之美9 法拉第线圈奥斯特梦圆“电生磁”电和磁间究有关吉尔伯特的断言库仑的推断电和磁v吉尔伯特的断言：v电和磁是两种截然不同的现象；v库仑根据电荷可以从一个物体传到另一个物体，而磁（磁荷）似乎永远固着于磁极等事实也宣称电和磁不能相互转化。v人类很早就发现电和磁有许多相似性：v王充论衡：“顿牟掇芥，慈石引针”v1731年，一

2、名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性；v1751年，富兰克林发现，在莱顿瓶放电后，缝纫针被磁化了；v巴伐利亚的悬赏征文v“电力和磁力是否存在着实际的和物理的相似性？”转化思想生猜想16哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。实例：摩擦生热、蒸汽机。几经研究仍未果v奥斯特寻找电与磁的关系的想法酝酿已久v1803年：“我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。”受康德哲学思想的影响，他坚信“自然力之统一”。v1812年：“我们应该检验的是，究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用。”v1818-1819年，与奥共事的人说:“奥斯特经常在寻找这两种大自然力之间的关系。”机遇青

3、睐局限破激动人心的实验 奥斯特实验实现了电和磁的第一次握手，法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”优教提示打开工具栏，点击“课件素材”，选取“实验演示：奥斯特实验”v“在观察的领域内，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”v 巴斯德奥斯特为什么能成功呢？ 创新的思维v第一个解释出了电与磁之间的内在联系。v而且发现了电与磁之间的相互作用，是一种与电流方向垂直的“横向力”，这是对机械的“纵向力”观点的一次挑战；v为电报和电机的发明开辟了道路。v为电磁场理论的发展奠定了基础。横向力纵向力创新v安培的电流作用力实验装置亨利阿拉果安培法拉第26 法拉第线圈271831年8月29日

4、法拉第线圈：与160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。法拉第心系“磁生电”29法拉第在实验室里工作v“我因为对当时产生电的方法感到不满意，因此急于想发现电磁及感应电流的关系，觉得电学在这条路上一定可以有充分的发展。”v法拉第v 对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。v 汤川秀树 课题的提出对称思想创新路导体感应磁铁铁棒感应伏打电磁感应类比的方法摩擦电感应磁铁伏打电感应伏打电伏打电？对称思想创新路思维定势路漫长 法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。 麦克斯韦：科学家其实也有许多粗糙

5、的想法和不成功的经验。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。思维定势路漫长v摆脱陈旧规则和解决这一问题本身一样费劲。 凯特林（著名哲学家）偶然发现犹迷茫法拉第第一个成功的“磁生电”的实验装置3v 1831年8月29日 法拉第的日记偶然发现犹迷茫深入探究得真谛深入探究得真谛法拉第第二个成功的“磁生电”的实验装置深入探究得真谛法拉第第三个成功的“磁生电”的实验装置与法拉第同时代其他科学家的研究安培v 阿拉果的铜盘实验 与法拉第同时代其他科学家的研究45“跑失良机”的科拉顿螺线管电流计法拉第为什么能成功呢？v一、敏锐的洞察力：v 在探索伊始，他就敏锐地察觉到“磁生电”是有发展前景的；在偶然发现后，能敏锐

6、地找到现象背后的原因，提出解决方案。v二、创新的思维：v 创新的思维挣脱传统思维的束缚，抛弃传统观念中“感应电流一定是稳定的电流”，电磁感应是“暂态”，而不是“稳态”。Textv摆脱陈旧规则和解决这一问题本身一样费劲。 凯特林 （著名哲学家）暂态稳态创新 1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。“磁生电” 是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。引起感应电流的原因可以概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体1831年10月28日法拉第日记中的一张图法拉第的原始直流发电机划时代发现的意义50带领人类进入了电气化时代理论意义v “可是这些都不够，都不能全面地道出学物理的人面对这些方程的受。缺少的似乎是一种庄严感，一种神圣感，一种初窥宇宙奥秘的畏惧感。我想缺少的恐怕正是筹建哥德式教堂的建筑师们所要歌颂的崇高美、灵魂美、宗教美、最终极的美。” 杨振宁强相互作用引力相互作用弱电统一理论 温伯格萨拉姆格拉肖大统一场理论 格拉肖弦论Calabi-Yau空间 浪漫的诗人 歌颂普罗米修斯他把火种偷到了人间从此 有了光明 有了温暖求实的科学家 赞美法拉第他揭示了“磁生电”的 奥秘 从此，人类社会 迈进了电气时代