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文檔簡介

1、物理選修3-3 教案3-4 全冊教案】第一講 簡諧運(yùn)動、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式及其圖象【基本概念與基本規(guī)律】一、簡諧運(yùn)動定義 1、機(jī)械振動物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動叫機(jī)械振動。機(jī)械振動的條件是:(1 )物體受到回復(fù)力的作用;(2 )阻力足夠小。2、回復(fù)力使振動物體返回平衡位置的力叫回復(fù)力?;貜?fù)力時刻指向平衡位置?;貜?fù)力是以效果命名的力,它是振動物體在振動方向上的合外力,可能是幾個力的合力,也可能是某個力或某個力的分力,可能是重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等。3、簡諧運(yùn)動物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動,叫簡諧運(yùn)動。表達(dá)式為:F = -k xo4、

2、描述簡諧運(yùn)動的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振子所在處的有向線段,最大值等于振幅;(2)振幅A:是描述振動強(qiáng)弱的物理量。(一定要將振幅跟位移相區(qū)別,在簡諧運(yùn)動的振動過程中,振幅是不變的,而位移是時刻在改變的)(3)周期T :是描述振動快慢的物理量。頻率f =1 。 t【例 1】下列屬于機(jī)械振動選擇完整的是?()乒乓球在地面上的來回上下運(yùn)動;彈簧振子在豎直方向的上下 運(yùn)動;秋千在空中來回的運(yùn)動;豎于水面上的圓柱形玻璃瓶上 下振動a 、b 、c 、 d 、【例 2】關(guān)于簡諧運(yùn)動回復(fù)力的說法正確的是?()a、回復(fù)力f=-kx中的x是指振子相對于平衡位置的位移 b、回復(fù)力 f=-kx中的x是指振子

3、從初位置指向末位置的位移 c、振子的回復(fù)力 一定就是它所受的合力 d、振子的回復(fù)力一定是恒力【例3】關(guān)于簡諧運(yùn)動的位移、速度、加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是()a 、位移減小時,加速度增大,速度增大b 、位移方向總跟加速度方向相反,跟速度方向相同c 、物體運(yùn)動方向指向平衡位置時,速度方向跟位移方向相反d 、物體向平衡位置運(yùn)動時,做加速運(yùn)動,背離平衡位置時,做減速運(yùn)動【例4】如圖所示,一個彈簧振子沿x 軸在b、 c 間做簡諧運(yùn)動,o為平衡位置,當(dāng)振子從b 點向 o 點運(yùn)動經(jīng)過p 點時振子的位移為,振子的回復(fù)力為 ,振子速度為,振子的加速度為(填 “ 正 ”“ 負(fù) ”或 “零 ”)bp oc1答

4、案: d a cd 負(fù) 負(fù) 正 正二、理解簡諧運(yùn)動重難點1 、平衡位置的理解平衡位置是做機(jī)械振動物體最終停止振動后振子所在的位置,也是振動過程中回復(fù)力為零的位置。(1 )平衡位置是回復(fù)力為零的位置;(2 )平衡位置不一定是合力為零的位置;(3)不同振動系統(tǒng)平衡位置不同:豎直方向的彈簧振子,平衡位置是其彈力等于重力的位置;水平勻強(qiáng)電場和重力場共同作用的單擺,平衡位置在電場力與重力的合力方向上。2 、回復(fù)力的理解(1)、回復(fù)力是指振動物體所受的總是指向平衡位置的合外力,但不一定是物體受到的合外力。(2)、性質(zhì)上,回復(fù)力可以是重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等。(3)、回復(fù)力的方向總是 指向平衡位

5、置 (4)、回復(fù)力的作用是使振動物體回到平衡位置。3、簡諧運(yùn)動( 1 )、簡諧運(yùn)動的判定在簡諧運(yùn)動中,回復(fù)力的特點是大小和位移成正比,方向與位移的方向相反,即滿足公式f=-k xo所示對簡諧運(yùn)動的判定,首先要正確分析出回復(fù)力的來源,再根據(jù)簡諧運(yùn)動中回復(fù)力的特點進(jìn)行判定。(2 )、簡諧運(yùn)動的特點周期性:簡諧運(yùn)動的物體經(jīng)過一個周期或n個周期后,能回復(fù)到原來的運(yùn)動狀態(tài),因此處理實際問題時,要注意多解的可能性或需定出結(jié)果的通式。千萬不要用特解代替通解。【例 5】如圖所示,質(zhì)量為m 的木塊放在彈簧上,與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動。當(dāng)振幅為a 時,物體對彈簧的最大壓力是物體重力的1.5 倍,則物體對彈

6、簧的最小彈力是多大?要使物體在振動中不離開彈簧,振幅不能超過多大?解析 : 當(dāng)木塊運(yùn)動到最低點時,對彈簧彈力最大,此時由牛頓第二定律得:fmax-mg=ma ,因為 fmax=1.5mg ,所以 a=0.5g.當(dāng)木塊運(yùn)動到最高點時,對彈簧彈力最小,此時由牛頓第二定律得:mg-fmin=ma ,由運(yùn)動的對稱性知,最高點與最低點的加速度大小相等,即 a=0.5g ,代入求得fmin=mg/2.在最高點或最低點:ka=ma=1mg. mg ,所以彈簧的勁度系數(shù)k=22a物體在平衡位置下方處于超重狀態(tài),不可能離開彈簧,只有在平衡位置上方可能離開彈簧.要使物體在振動過程中恰好不離開彈簧,物體在最高點的加

7、速度a=g 此時彈簧的彈力為零.若振/幅再大,物體便會脫離彈簧.物體在最高點剛好不離開彈簧時,回復(fù)力為重力,所以:mg=ka ,則振幅a=/mg=2a. k2【例 6】輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上,下端懸掛物體m ,彈簧的勁度系數(shù)為k,現(xiàn)將物體從平衡位置向下拉開一段距離后釋放,試證明物體的運(yùn)動是簡諧振動。解析:如圖所示,設(shè)振子的平衡位置為o,向下方向為正方向,此時彈簧的形變?yōu)閤0 ,根據(jù)胡克定律及平衡條件有mg-k0x=0 當(dāng)振子向下偏離平衡位置為x 時,回復(fù)力(即合外力)為f 回 =mg-k(x+x0) 將代人得:f 回 =-kx ,可見,重物振動時的受力符合簡諧運(yùn)動的條件?!纠?】一彈簧振子

8、做簡諧運(yùn)動,周期為t,下述正確的是()a、若t時刻和(t+t)時刻振子對平衡位置的位移大小相等,方向相同,則 t 一定等于 t 的整數(shù)倍b、若t時刻和(t+t)時刻振子運(yùn)動速度大小相等,方向相反,則 t 一定等于數(shù)倍 .c 、若 t=t的整 2t,則在t時刻和(t+t)時刻的時間內(nèi)振子的位移可能大于振幅,可能等 4 t,則在t時刻和(t+t)時刻振子的速度大小一定相等 2于振幅,可能小于振幅d、若 At =cd三、簡諧運(yùn)動的圖象及其理解1、物理意義:表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律,振動圖象不是質(zhì)點的運(yùn)動軌跡。2、特點:簡諧運(yùn)動的圖象是正弦(余弦)曲線。3 、簡諧運(yùn)動圖象的應(yīng)用:簡諧運(yùn)動的圖

9、象表示振動質(zhì)點位移隨時間的變化規(guī)律,從圖象上可獲取以下信息:(1 )、圖象描述了做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律,即是位移 時間函數(shù)圖象。切不可將振動圖象誤解為物體的運(yùn)動軌跡。(2)、從振動圖象可以知道質(zhì)點在任一時刻相對平衡位置的位移;(3)、從振動圖象可以知道振幅;(4)、從振動圖象可以知道周期(兩個相鄰正向最大值之間的時間間隔或兩個相鄰負(fù)向最大值之間的時間間隔);(5 )、從振動圖象可以知道開始計時時(t = 0)振動物體的位 置;( 6 )、從振動圖象可以知道質(zhì)點在任一時刻的回復(fù)力和加速度的方向(指向平衡位置);( 7 )、振動圖象可以知道質(zhì)點在任一時刻的速度方向。斜率為正值時速度

10、為正,斜率為負(fù)值時速度為負(fù)。( 8)、利用簡諧運(yùn)動圖象可判斷某段時間內(nèi)振動物體的速度、加速度、回復(fù)力大小3變化及動能、勢能的變化情況。若某段時間內(nèi)質(zhì)點的振動速度指向平衡位置(可為正也可為負(fù)),則質(zhì)點的速度、動能均變大,回復(fù)力、加速度、勢能均變小,反之則相反。凡圖象上與t軸距離相同的點,振動物體具有相同的振動動能和勢能。(9 )、在簡諧運(yùn)動問題中,凡涉及到與周期有關(guān)的問題,可先畫出振動圖線,利用圖線的物理意義及其對稱性分析,求解過程簡捷、直觀。【例 8】 .如圖所示,一個彈簧振子在a、 b 間做簡諧運(yùn)動,o 是平衡位置,以某時刻作為計時零點(t=0),1周期,振子具有正方向的最大4加速度,那么四

11、個振動圖線中正確反映了振子的振動情況的圖線是()經(jīng)過aob【例 9】如圖為一質(zhì)點作簡諧運(yùn)動的圖象,則在圖中t1 和 t2 兩個時刻,振子具有相同的物理量是???()a、加速度 b、位移c、速度d、回復(fù)力例 9圖 例 10圖 例 8圖【例 10】一質(zhì)點做簡諧運(yùn)動,如圖所示,在0.2 s 到 0.3 s 這段時間內(nèi)質(zhì)點的運(yùn)動情況 是 ?a 、沿負(fù)方向運(yùn)動,且速度不斷增大b 、沿負(fù)方向運(yùn)動,且位移不斷增大c 、沿正方向運(yùn)動,且速度不斷增大d 、沿正方向運(yùn)動,且加速度不斷增大【例 11 】如圖所示,是質(zhì)量相等的甲、乙兩個物體分別做簡諧運(yùn)動時的圖象,則?()a 、甲、乙物體的振幅分別是2 m 和 1 m

12、 b 、甲的振動頻率比乙的大 c 、前2 s 內(nèi)兩物體的加速度均為負(fù)值d 、第 2s 末甲的速度最大乙的加速度最大【例12】如圖所示為某一聲音的振動圖象,關(guān)于這個聲音的判斷正確的是 ? ( )a 、該聲是單個簡諧運(yùn)動的聲源發(fā)出的b 、振動周期是2 sc、振動頻率為1.67?10hz d、振動周期為1.2?10s42-2例 12圖【例13】如圖所示是一彈簧振子的振動圖象,由圖可知,該振子的振幅是 ,周期是,頻率是,振子在0.8 s 內(nèi)通過的路程是,若振子從 a 時刻開始計時,那么到點為止,振子完成了一次全振動,圖象上 b 點振子的速度方向是, d 點振子的速度方向是。答案: dc c bcd c

13、 4 cm 0.4 s 2.5hz 32 cm e -x 方向 +x 方向【例 14】如圖所示,a、 b 兩物體組成彈簧振子,在振動過程中a、 b 始終保持相對靜止,圖中能正確反映振動過程中a 受的摩擦力ff 與振子的位移x 關(guān)系的圖線應(yīng)為()bc第一講 簡諧運(yùn)動、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式及其圖象課后練習(xí)1 有一彈簧振子做簡諧運(yùn)動,則()a 加速度最大時,速度最大b 速度最大時,位移最大c 位移最大時,回復(fù)力最大d 回復(fù)力最大時,加速度最大2 一質(zhì)點做簡諧運(yùn)動的振動圖象如下圖所示,由圖可知t=4s 時質(zhì)點()a 速度為正的最大值,加速度為零b 速度為零,加速度為負(fù)的最大值c.位移為正的最大值,動能為最

14、小 d.位移為正的最大值,動 能為最大5【篇二:(選修3-3) 固體教案】固體教案教學(xué)目標(biāo)( 1 )知道固體可分為晶體和非晶體兩大類,了解它們在物理性質(zhì)上的差別。( 2)知道晶體分子或離子按一定的空間點陣排列。知道晶體可分為單晶體和多晶體,通常說的晶體及性質(zhì)是指單晶體,多晶體的性質(zhì)與非晶體類似。( 3)能用晶體的空間點陣說明其物理性質(zhì)的各向異性。教學(xué)過程:第一節(jié) 固 體1 、晶體和非晶體( 1 )固體分類固體可分為晶體和非晶體兩大類。例如:各種金屬、食鹽、明礬、云母、硫酸銅、雪花、方解石、石英等都是晶體;玻璃、松香、瀝青、蜂蠟、橡膠、塑料等都是非晶體。( 2)晶體與非晶體的主要區(qū)別第一、晶體具

15、有天然的規(guī)則的幾何形狀,而非晶體無此特點。例如:食鹽粒都是正方體,硫酸銅也是正方體,雪花都是六角形的、明礬外形的八面體,水晶石為六面棱柱。第二、晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同,而非體各方向上物理性質(zhì)相同。例如:將石蠟均勻涂在云母片上和玻璃板上,用燒紅的鋼針接觸沒有涂蠟的另一面。會看到云母上的石蠟熔化后的部分為橢圓形,玻璃板的導(dǎo)熱性各方向相同,參看課本p56 上的圖 15-1 。又如,硫酸銅具有單向?qū)щ娦?,方解石發(fā)生雙折射現(xiàn)象,也表明它們分別在電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)上各方向不同。又如,晶體溶化有溶點,而非晶體是緩慢變?yōu)橐后w的過程,無熔點。晶體又可分為單晶體和多晶體,上述的兩條晶體的特點一般說是原晶體的

16、特點,多晶體中小晶粒的排列無規(guī)則、雜亂無章,各向異性的物理性質(zhì)無從顯示出來。2 、晶體的空間點陣單晶體和非晶體性質(zhì)上的不同,可以從它們的微觀結(jié)構(gòu)不同做出說明。組成單晶體的微粒(分子、原子或離子)在空間是按照一定的規(guī)律排列的。彼此相隔一定的距離排列成整齊的行列。通常把這樣的微觀結(jié)構(gòu)稱為空間點陣。例如:食鹽的空間點陣如右圖所示,這正是鹽粒不管大小都是正方體的原因所在。方解石對光產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象的原因,是因為它在各個方向上的折射率不同所致。云母片各方向上導(dǎo)熱性質(zhì)不同,是由其空間點陣決定的。云母片中微粒排列情況與課本p57 上圖 15-2 類似?!酒焊咧形锢磉x修3-2 全冊精品教案】高中物理選修3-

17、2 全冊精品教案第 節(jié):劃時代的發(fā)現(xiàn)【教學(xué)目標(biāo)】1. 知識與技能( 1 )知道奧斯特實驗、電磁感應(yīng)現(xiàn)象,( 2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程,( 3)知道電磁感應(yīng)和感應(yīng)電流的定義。2. 過程與方法( 1 )通過閱讀使學(xué)生掌握自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的;( 2)通過學(xué)習(xí)了解科學(xué)家們在探究過程中的失敗和貢獻(xiàn),從中學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法和思想。( 3)領(lǐng)悟科學(xué)探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結(jié)等要素在研究物理問題時的重要性3. 情感、態(tài)度與價值觀( 1 )通過學(xué)習(xí)閱讀培養(yǎng)學(xué)生正確的探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神;( 2)領(lǐng)會科學(xué)家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要性。(

18、 3)以科學(xué)家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強(qiáng)意志激勵自己?!窘虒W(xué)重點】探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景;【教學(xué)難點】體會人類探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神【教學(xué)方法】講授【教學(xué)過程】(一)奧斯特夢圓“電生磁 ”到 18 世紀(jì)末,人們開始思考不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系,例如:摩擦生熱表明了機(jī)械運(yùn)動向熱運(yùn)動轉(zhuǎn)化,而蒸汽機(jī)則實現(xiàn)了熱運(yùn)動向機(jī)械運(yùn)動的轉(zhuǎn)化,于是,一些獨(dú)具慧眼的哲學(xué)家如康德等提出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的思想。由于受康德哲學(xué)與謝林等自然哲學(xué)家的哲學(xué)思想的影響,堅信自然力是可以相互轉(zhuǎn)化的,長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1803 年奧斯特指出:“物理學(xué)將不再是關(guān)于運(yùn)動、熱、空氣、光、電、磁以及我

19、們所知道的各種現(xiàn)象的零散的羅列,我們將把整個宇宙納在一個體系中”。在此思想的指導(dǎo)下,1820 年 4 月奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用,即電流的磁效應(yīng)。同年 7 月 21 日奧斯特又以關(guān)于磁針上電沖突作用的實驗為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使歐洲物理學(xué)界產(chǎn)生了極大震動,導(dǎo)致了大批實驗成果的出現(xiàn),由此開辟了物理學(xué)的新領(lǐng)域一電磁學(xué)。1820 年因電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學(xué)會科普利獎?wù)隆?829 年起任哥本哈根工學(xué)院院長。(二)法拉第心系“磁生電 ”1820 年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),受到科學(xué)界的關(guān)注,促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。1821 年英國哲學(xué)年鑒的主編約請戴維撰寫一篇文章,評述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來

20、電磁學(xué)實驗的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過程中,對電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了極大的熱情,并開始轉(zhuǎn)向電磁學(xué)的研究。他仔細(xì)地分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象,認(rèn)為既然電流能產(chǎn)生磁,磁能否產(chǎn)生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想:“磁能轉(zhuǎn)化成電”。他在這方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。起初,他試圖用強(qiáng)磁鐵靠近閉合導(dǎo)線或用強(qiáng)電流使另一閉合導(dǎo)線中產(chǎn)生電流,做了大量的實驗,都失敗了。經(jīng)過歷時十年的失敗、再試驗,直到1831 年 8 月 29 日才取得成功。他接連又做了幾十個這類實驗。1831 年 11 月 24 日的論文中,他把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況概括成五類:變化著的電流;變化著的磁場;運(yùn)動的

21、恒定電流;運(yùn)動的磁場;在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體。他指出:感應(yīng)電流與原電流的變化有關(guān),而不是與原電流本身有關(guān)。他將這一現(xiàn)象與導(dǎo)體上的靜電感應(yīng)類比,把它取名為“電磁感應(yīng)”,產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第曾提出過“電張力 ”的概念。后來在考慮了電磁感應(yīng)的各種情況后,認(rèn)為可以把感應(yīng)電流的產(chǎn)生歸因于導(dǎo)體“切割磁力線”。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后,直到 1851 年才得出了電磁感應(yīng)定律。經(jīng)過大量實驗后,他終于實現(xiàn)了 “ 磁生電” 的夙愿,宣告了電氣時代的到來。作為 19 世紀(jì)偉大實驗物理學(xué)家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),還力求探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質(zhì);他既十分重視實驗研究,又格外重視理

22、論思維的作用。1832 年 3 月 12 日他寫給皇家學(xué)會一封信,信封上寫有“現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)收藏在皇家學(xué)會檔案館里的一些新觀點”。那時的法拉第已經(jīng)孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的杰出思想,盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,他提出“電致緊張態(tài)”與 “磁力線 ”等新概念,同時對當(dāng)時盛行的超距作用說產(chǎn)生了強(qiáng)烈的懷疑:“一個物體可以穿過真空超距地作用于另一個物體,不要任何一種東西的中間參與,就把作用和力從一個物體傳遞到另一個物體,這種說法對我來說,尤其荒謬。凡是在哲學(xué)方面有思考能力的人,決不會陷人這種謬論之中”。他開始向長期盤踞在物理學(xué)陣地的超距說宣戰(zhàn)。與此同時,他還向另一種形而上學(xué)觀點一

23、流體說進(jìn)行挑戰(zhàn)。1833 年,他總結(jié)了前人與自己的大量研究成果,證實當(dāng)時所知摩擦電、伏打電、電磁感應(yīng)電、溫差電和動物電等五種不同來源的電的同一性。他力圖解釋電流的本質(zhì),導(dǎo)致他研究電流通過酸、堿、鹽溶液,結(jié)果在 18331834年發(fā)現(xiàn)電解定律,開創(chuàng)了電化學(xué)這一新的學(xué)科領(lǐng)域。他所創(chuàng)造的大量術(shù)語沿用至今。電解定律除本身的意義外,也是電的分立性的重要論據(jù)。的靜電感應(yīng)理論。不久以后,他又發(fā)現(xiàn)了抗磁性。在這些研究工作的基礎(chǔ)上,他形成了“電和磁作用通過中間介質(zhì)、從一個物體傳到另一個物體的思想。”于是,介質(zhì)成了“場 ”的場所,場這個概念正是來源于法拉第。正如愛因斯坦所說,引入場的概念,是法拉第的最富有獨(dú)創(chuàng)性的

24、思想,是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學(xué)者的空間,被視作物體與電荷的容器;而法拉第的空間,是現(xiàn)象的容器,它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學(xué)說的創(chuàng)始人。他的深邃的物理思想,強(qiáng)烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認(rèn)為,法拉第的電磁場理論比當(dāng)時流行的超距作用電動力學(xué)更為合理,他正是抱著用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)語言來表述法拉第理論的決心闖入電磁學(xué)領(lǐng)域的。法拉第堅信:“物質(zhì)的力借以表現(xiàn)出的各種形式,都有一個共同的起源 ” ,這一思想指導(dǎo)著法拉第探尋光與電磁之間的聯(lián)系。1822 年,他曾使光沿電流方向通過電解波,試圖發(fā)現(xiàn)偏振面的變化,沒有成功。這種思想是如此強(qiáng)烈,執(zhí)著的追求使他終于在1845 年發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場使偏振光的

25、偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。他的晚年,盡管健康狀況惡化,仍從事廣泛的研究。他曾分析研究電纜中電報信號遲滯的原因,研制照明燈與航標(biāo)燈。他的成就來源于勤奮,他的主要著作日記由16041 則匯編而成;電學(xué)實驗研究有3362 節(jié)之多。他生活簡樸,不尚華貴,以致有人到皇家學(xué)院實驗室作實驗時錯把他當(dāng)作守門的老頭。1857 年,皇家學(xué)會學(xué)術(shù)委員會一致決議聘請他擔(dān)任皇家學(xué)會會長。對這一榮譽(yù)職務(wù)他再三拒絕。他說:“我是一個普通人。如果我接受皇家學(xué)會希望加在我身上的榮譽(yù),那么我就不能保證自己的誠實和正直,連一年也保證不了?!蓖瑯拥睦碛?,他謝絕了皇家學(xué)院的院長職務(wù)。當(dāng)英王室準(zhǔn)備授予他爵士稱號時,他多次婉言謝絕說:“法拉第出身平

26、民,不想變成貴族”。他的好友j.tyndall 對此作了很好的解釋:“在他的眼中看去,宮廷的華麗,和布來屯(brighton )高原上面的雷雨比較起來,算得什么;皇家的一切器具,和落日比較起來,又算得什么?其所以說雷雨和落日,是因為這些現(xiàn)象在他的心里,都可以挑起一種狂喜。在他這種人的心胸中,那些世俗的榮華快樂,當(dāng)然沒有價值了”。 “一方面可以得到十五萬鎊的財產(chǎn),一方面是完全沒有報酬的學(xué)問,要在這兩者之間去選擇一種。他卻選定了第二種,遂窮困以終?!边@就是這位鐵匠的兒子、訂書匠學(xué)徒的鄭重選擇。1867 年 8 月 25 日逝世,墓碑上照他的遺愿只刻有他的名字和出生年月。后世的人們,選擇了法拉作為電

27、容的國際單位,以紀(jì)念這位物理學(xué)大師。(三)科拉頓的“失敗 ”1820 年,奧斯特的磁效應(yīng)發(fā)表后,在科學(xué)界引起極大反響,科學(xué)家想既然 “電能生磁”,反過來“磁也能生電”。可以說,想實現(xiàn)“磁生電是當(dāng)時許多科學(xué)家的愿望,例如,安培、科拉頓等人都曾為之努力過,但是都失敗了。在這個問題上,最遺憾的莫過于科拉頓。1825年,科拉頓做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生。但是在實驗時,科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響,他通過很長的導(dǎo)線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里他想,反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定 ”的(當(dāng)時科學(xué)界都認(rèn)為利用磁場產(chǎn)生的電應(yīng)

28、該是“穩(wěn)定 ”的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及就這樣,科拉頓開始了實驗。然而,無論他跑得多快,他看到的電流計指針都是指在“ 0”刻度的位置??评D失敗了??评D的這個失敗,是一個什么樣的失敗呢?后人有各種各樣的議論。有人說這是一次“成功的失敗”。因為科拉頓的實驗裝置設(shè)計得完全正確,如果磁鐵磁性足夠強(qiáng),導(dǎo)線電阻不大,電流計十分靈敏,那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時,電流計的指針確實是擺動了的。也就是說,電磁感應(yīng)的實驗是成功了,只不過科拉頓沒有看見,他跑得還是“太慢 ”,連電流計指針往回擺也沒看見,有人說,這是一次“遺憾的失敗”。因為科拉頓如果有個助手在另外那間房里,或者科拉頓就把電流計放在同一間房里看得見的地方,那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。有人說,這是一次“真正的失敗”。因為科拉頓沒能轉(zhuǎn)變思想,沒有從 “ 穩(wěn)態(tài) ”的猜想轉(zhuǎn)變到“暫態(tài) ”的考慮上來,所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來。事實也正是如此,法拉第總結(jié)了別人和他自己以前失敗的教訓(xùn),他決定不再固守“穩(wěn)態(tài) ”的猜想,終于在1831 年 8 月,觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象??评D只能留下永遠(yuǎn)的遺憾?!菊n堂小結(jié)】本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了電

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