中學(xué)物理教學(xué)要和科學(xué)研究相結(jié)合

1、.中學(xué)物理教學(xué)要和科學(xué)研究相結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為根底的,我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的精神,更重要是要培養(yǎng)學(xué)生的理論創(chuàng)新精神。如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)理論,發(fā)現(xiàn)理論是關(guān)鍵的問題。下面就以中學(xué)物理為根底,如何引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)半個(gè)多世紀(jì)以來的科學(xué)難題吧:地球引力是什么?地球的磁場是如何產(chǎn)生的?原子構(gòu)成分子的結(jié)合力是什么?月球有磁場嗎?為什么小天體在宏大天體附近會(huì)被撕裂?關(guān)鍵字:原子、分子構(gòu)造,電子,電場,磁場。物理教學(xué)要重視理論研究我們在多年的物理教學(xué)中發(fā)現(xiàn),中學(xué)物理教學(xué)只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果和定律的應(yīng)用,忽略了理論推導(dǎo)和創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)容。雖然能培養(yǎng)出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作才能,但由于不重視理論的引導(dǎo)、判斷和推理的培養(yǎng)。

2、學(xué)生的科學(xué)觀就難以形成,科學(xué)研究和科學(xué)發(fā)現(xiàn)就更談不上了。初中物理學(xué)說過,世界是由物質(zhì)組成的。地球是由物體組成的,物體是由分子組成,分子由原子組成,原子由電子和原子核組成,原子核由中子和質(zhì)子組成。但是,原子與原子能結(jié)合成分子其結(jié)合力是什么呢?初中物理忽略了它的理論推導(dǎo)。下面就以異性電荷相吸引,同性電荷相排斥為理論根底來推導(dǎo):電子與原子核的結(jié)合力是電場吸力,電子帶負(fù)電,原子核帶正電。詳細(xì)表如今電子高速繞原子核旋轉(zhuǎn),向心力和離心力平衡,因此構(gòu)成原子。電子旋轉(zhuǎn)意會(huì)著電子的電場發(fā)生了變化,從而產(chǎn)生磁場,即電子轉(zhuǎn)動(dòng)有部分電場能轉(zhuǎn)化為磁能,這個(gè)磁場能提供了兩個(gè)原子之間的結(jié)合力這也是一般原子不穩(wěn)定的原因,因?yàn)?/p>

3、它總想找到其它原子來結(jié)合,例如,電子繞原子核旋轉(zhuǎn),假設(shè)電子繞轉(zhuǎn)有40%電場能轉(zhuǎn)化為磁場能作為兩個(gè)原子之間的結(jié)合力,電子剩下的60%的電場能與原子核60%的電場力當(dāng)然也有偏向產(chǎn)生吸力,維持電子高速繞原子核旋轉(zhuǎn),原子核剩下的40%電場力只能用于原子核之間的斥力了。由于分子的電場或磁場都是中性。從而可知,分子內(nèi)原子之間的結(jié)合力由磁場吸力提供,原子之間的斥力由原子核之間的電場斥力提供。用實(shí)際例子驗(yàn)證理論的正確性上一理論是否正確?我們還需要讓學(xué)生學(xué)會(huì)用實(shí)際例子來驗(yàn)證理論的正確性。比方:1、在自然界中,為什么有些元素可以以單一元素存在呢穩(wěn)定態(tài)?原因是在他們的原子構(gòu)造中,繞原子核的電子當(dāng)中,有些電子是“反向

4、旋轉(zhuǎn)的,能使原子的磁性為中性。2、在所有分子構(gòu)造中,為什么氫分子的構(gòu)造最不穩(wěn)定呢?因?yàn)闅湓又挥幸粋€(gè)電子,它繞原子核旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場吸力是最小的,提供兩個(gè)氫原子之間的結(jié)合力也是最小的。3、為什么固體分子構(gòu)造比較穩(wěn)定呢?是因?yàn)?當(dāng)原子之間的間隔 較近時(shí),斥力產(chǎn)生,當(dāng)原子之間有一定的遠(yuǎn)離時(shí),吸力產(chǎn)生。詳細(xì)原因是:當(dāng)兩個(gè)原子靠近時(shí),兩個(gè)原子之間的磁場和電場就會(huì)發(fā)生變化,與通電的螺線管的電磁場變化類似,因此產(chǎn)生阻止這種變化的反作用力,詳細(xì)表如今,兩個(gè)原子之間的原子核斥力變大,因此,原子核對(duì)周圍的電子引力就會(huì)變小上面已證明,從而電子繞原子核旋轉(zhuǎn)半徑增大,雖然電子繞原子核旋轉(zhuǎn)的線速度不變,但是,單位時(shí)間內(nèi)電

5、子繞原子核旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)變少了,因此,電子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電場力變化變小,也就是說,提供給兩個(gè)原子的磁場吸力也跟著變小了。這就是兩個(gè)原子靠近斥力增大的原因。同理可證,兩個(gè)原子遠(yuǎn)離時(shí)吸力增大。這就是分子構(gòu)造穩(wěn)定的原因。中學(xué)物理也能科學(xué)發(fā)現(xiàn)中學(xué)物理雖然是物理學(xué)的根底,但是,科學(xué)發(fā)現(xiàn)并非是大學(xué)或以上物理學(xué)的專利,中學(xué)物理研究也能科學(xué)發(fā)現(xiàn)。上面分析,從原子構(gòu)造到分子構(gòu)造,自始自終只發(fā)現(xiàn)兩種力:一種是磁場力,另一種是電場力。在地球上,地球引力處處可見,但是引力終究是什么呢?莫非就是磁場力或電場力中的一種。顯然,地球引力不是磁場力,只能是電場力了。我們生存地球是由數(shù)量極其龐大的分子構(gòu)成的,因此可見,其引力是非常大的

6、。; 引力終究是不是電場力,我們還得用大量的事實(shí)來驗(yàn)證:事實(shí)一:假如引力就是電場力,那么當(dāng)兩個(gè)分子靠近時(shí),兩個(gè)分子之間的電場就會(huì)發(fā)生變化,因此產(chǎn)生阻止這種變化的反作用力。詳細(xì)表如今,兩個(gè)分子之間的原子核產(chǎn)生斥力,同時(shí),兩個(gè)分子之間的電子也產(chǎn)生同等的斥力。這兩個(gè)斥力構(gòu)成了分子之間的斥力。因此分子內(nèi)的原子構(gòu)造幾乎沒有發(fā)生變化除非壓力超過一定的限度。同理,當(dāng)兩個(gè)分子分開一定間隔 時(shí)吸力增加?？茖W(xué)觀察得出的現(xiàn)象確實(shí)如此。事實(shí)二:假如引力就是電場力,那么地球自轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生磁場,并且磁場極性方向要符合右手?jǐn)喽ǘɡ怼?shí)事確實(shí)如此。有人提出,地球有時(shí)候磁極性與地球自轉(zhuǎn)的極性方向有偏離。那是因?yàn)?地球內(nèi)部有熔巖,

7、地核是固態(tài)的,地殼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場表如今高空;地核轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場表如今地表,當(dāng)?shù)睾宿D(zhuǎn)動(dòng)速度大小和方向有變化時(shí),都會(huì)導(dǎo)致地表的磁場的變化或極性變化現(xiàn)象。但地球總的磁場或高空磁場保持不變。事實(shí)三:由于黑洞引力非常宏大,并且高速旋轉(zhuǎn),假如電場力就是引力,那么,黑洞在高速旋轉(zhuǎn)作用下產(chǎn)生的電流和磁場的宏大是無法估量的。由于電場旋轉(zhuǎn)方向和磁場方向垂直,由此可知,黑洞的兩個(gè)吸盤除了有宏大引力外,還有無法估量的宏大磁場。事實(shí)驗(yàn)證確實(shí)如此。推論:月球上有磁場,大約是地球磁場總和的2430分之一。原因:1月球旋轉(zhuǎn)一周,大約要30天;2地球的質(zhì)量是月球的81倍,由于引力和質(zhì)量成正比,所以地球引力強(qiáng)度即電場引力大小是月

8、球的81倍。但磁場產(chǎn)生的大小與電場力的變化大小有關(guān)。假如不考慮地球或月球內(nèi)部構(gòu)造的話。地球電場變化的大小就是月球電場變化大小的30×81=2430倍,所以地球磁場力的總和大約是月球的2430倍,足見月球磁場相對(duì)于地球磁場是相當(dāng)小的,沒有精細(xì)儀器難以測到。中學(xué)物理不能脫離實(shí)際,以事實(shí)發(fā)揮學(xué)生的想象力在中學(xué)教學(xué)中,有些老師講課本的內(nèi)容多,與日常生活的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)絡(luò)得少。這是不正確的,要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造創(chuàng)造的科學(xué)觀,就必須從日常生活中見到的現(xiàn)象研究開場。對(duì)每一件事情和物質(zhì)現(xiàn)象都要探求出理論根據(jù)和實(shí)事根據(jù)。總結(jié)、歸納、推理,并上升為理論。比方,上面說到,地球引力就是電場力,還不夠完美,其詳細(xì)表現(xiàn)

9、是怎么樣的呢?是如何達(dá)成的呢?這個(gè)還得必須講清楚。其實(shí),電場引力說得更詳細(xì)一些就是:地球分子內(nèi)的原子核對(duì)物體分子內(nèi)的電子之間的吸引;地球分子內(nèi)的電子與物體分子內(nèi)的原子核之間的吸引。即是這兩個(gè)雙向吸引,構(gòu)成地球引力。另外,從實(shí)際的天體之間的引力觀察分析可知,天體內(nèi)部分子的原子核或電子都“喜歡超間隔 找對(duì)方天體相應(yīng)的電子或原子核互相吸引。正因?yàn)檫@個(gè)原因,在宏大天體面前,小天體內(nèi)部的電子的電場力和原子核的電場力都“喜歡往外“跑當(dāng)然宏大天體的也同樣,這情形就造成了小天體內(nèi)部分子之間、原子之間的結(jié)合力減弱,最后就被撕裂了天文觀察確實(shí)有這種現(xiàn)象。由于人體也是由分子、原子構(gòu)成的,由于分子內(nèi)部的原子核或電子的上