文科物理課件----電磁現(xiàn)象

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1、第二章永恒的經(jīng)典第四節(jié)電磁現(xiàn)象1第四節(jié)電磁現(xiàn)象一、電、磁現(xiàn)象二、電與磁的統(tǒng)一三、電磁場與電磁波2一、電、磁現(xiàn)象1、電現(xiàn)象2、磁現(xiàn)象3、場31、電現(xiàn)象早在公元前600年，古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家泰勒斯就發(fā)現(xiàn):用毛皮或毛織物摩擦過的琥珀，能夠吸引羽毛、頭發(fā)等輕小的物品。后來人們把這種現(xiàn)象叫做“摩擦起電”。摩擦起電的現(xiàn)象雖然發(fā)現(xiàn)很早，但是在長達(dá)兩千多年的時(shí)間里，一直停留在觀察琥珀的摩擦起電上。4隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們?cè)絹碓较敫闱宄隇槭裁磿?huì)有那種神奇的吸引力，也使人們發(fā)現(xiàn)金剛石、水晶、硫磺、玻璃等物質(zhì)在用呢絨、毛皮或絲綢摩擦過后

2、，也像琥珀那樣有神奇的吸引力。這使人們領(lǐng)悟到:這種現(xiàn)象并不是琥珀特有的。于是人們就想，可能一切物質(zhì)中都蘊(yùn)藏著一種看不見的流體，這種流體受到摩擦的時(shí)候會(huì)從物質(zhì)中被擠出來。他們把這種看不見的特殊流體叫做“電”。從此，電產(chǎn)生了。5n發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別英國的格雷研究琥珀的電效應(yīng)是否可傳遞給其它物體時(shí)發(fā)現(xiàn)不僅摩擦可以使物體帶電，別的方法比如傳遞也可以使物體帶電.由此發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別：金屬可導(dǎo)電，絲綢不導(dǎo)電。6n能蓄電的萊頓瓶萊頓瓶的發(fā)明為科學(xué)界提供了一種貯存電的有效方法；為進(jìn)一步研究電現(xiàn)象提供了一種新的強(qiáng)有力的手段；對(duì)

3、電知識(shí)的傳播和發(fā)展起了重要的作用。萊頓瓶因其發(fā)明地荷蘭萊頓城而得名。7n正電和負(fù)電1733年，法國科學(xué)家杜費(fèi)發(fā)現(xiàn)了“玻璃電”（摩擦玻璃棒所得的電）和“琥珀電”（摩擦琥珀所得的電）有所不同，即存在兩種電，并發(fā)現(xiàn)了同種電荷相斥、異種電荷相吸的規(guī)律。二流體論：杜費(fèi)把電想象為二元流體．當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)彼此中和。單流體學(xué)說：美國著名政治家、科學(xué)家富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)，1749年提出了“單流體學(xué)說”，他認(rèn)為：每個(gè)物體都有一定量的電，電只有一種。摩擦不能創(chuàng)造出電，只是使電從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，它們的總量不變。物體上帶過量電的稱

4、為帶正電，不足的稱為帶負(fù)電。8n“天電”與“地電”的統(tǒng)一富蘭克林著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)；世界上第一個(gè)避雷針；還有人為了科學(xué)事業(yè)，以身殉職。9n對(duì)電進(jìn)行定量研究1785年法國物理學(xué)家?guī)靵龈鶕?jù)自己有關(guān)扭力矩方面的建樹，設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)精巧的扭秤，通過扭秤可測量兩帶電小球之間靜電力的大小。10n靜電力從扭秤實(shí)驗(yàn)得出真空中的庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力的大小與它們的電量的乘積成正比，與它們間距離的平方成反比．作用力的方問沿兩電荷的連線．同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。q1施加在q2上的靜電力為?q?r2qe12112?qq?F

5、?k12e12212r12112、磁現(xiàn)象相傳第一個(gè)發(fā)現(xiàn)天然磁石的是古希臘時(shí)代的一位牧羊人，他名叫瑪格乃斯（Magnas），一天他在克里特島的艾達(dá)山放羊，忽然，他拿著的鐵棍被山石吸住了，釘了鐵釘?shù)难プ右脖簧绞×?。這件事傳開來，引起了古希臘“七賢”之一的泰勒斯的注意。他派了學(xué)生從那里找來了一些石頭，仔細(xì)研究。泰勒斯本來就認(rèn)為萬物都充滿了靈魂，所以他就用靈魂來解釋這種磁石吸鐵現(xiàn)象?，F(xiàn)在英文中就用是magnet作為磁石的名稱。122、磁現(xiàn)象n天然磁石相互吸引或相互排斥。n中國人用天然磁石制作司南指示方向。以后又研發(fā)了魚形鐵

6、片的高溫加熱→南北取向→蘸火這種制作指南魚的技術(shù)。接著又研發(fā)了用磁石打磨鋼針制作指南針的技術(shù)。從而使指南針成為航海技術(shù)的重要設(shè)備。13n磁極指向北方的叫北極（N極），SN指向南方的叫南極（S極）。n磁力同名的磁極相互排斥，異名的磁極相互吸引，我們把這種力叫做磁力。14n地球的磁性地球是有磁性的，好像有一條形磁鐵蘊(yùn)含其中。地磁的影響向太空綿延50,000km，形成了一個(gè)淚珠形狀的氣泡保護(hù)在地球表面，從而對(duì)地球上的生物形成保護(hù)膜，避免它們受到來自太陽的高能輻射。地球磁極逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。n地磁偏角地磁的南北極與地理上的南北極不重合

7、15n磁荷-SN+人們?cè)?jīng)設(shè)想在磁棒的兩極分別聚集有兩種不同性質(zhì)的磁荷:“正磁荷”和“負(fù)磁荷”.但要證明磁荷的存在，得將磁棒的兩極分開，實(shí)驗(yàn)都以失敗告終。結(jié)論：不存在磁荷。163、場n歷史上的兩種觀點(diǎn)觀點(diǎn)1：超距作用電荷間的相互作用不需要借助介質(zhì)，也不需要傳遞的時(shí)間。即電荷間的相互作用可以超越空間和時(shí)間，直接地、即時(shí)地實(shí)現(xiàn)。觀點(diǎn)2：法拉第的場論帶電體周圍存在著傳遞電荷間相互作用的物質(zhì)——電場，磁體周圍存在著傳遞磁體間相互作用的物質(zhì)——磁場，相互作用不是即時(shí)的，需要傳遞時(shí)間，場是物質(zhì)存在的另—種形式。17n“場”的概念法

8、拉第類比于流體場，對(duì)電場和磁場的物理圖景作了直觀的描述。他提出，場是由力線組成的，許多力線組成一個(gè)力管，就像流體中許多流線組成一個(gè)流管一樣(如圖)。力線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的流線與力線場強(qiáng)方向，力線的疏密程度表示不同點(diǎn)場強(qiáng)的大小。18n電場力線將相反的電荷聯(lián)系起來19n磁場但由于數(shù)學(xué)水平不夠、法拉第無法把他從類比引發(fā)的豐富的