划时代的发现

同学们: 同学们 你相信宇宙规律是简单 简单、 你相信宇宙规律是简单、 和谐与统一的吗 的吗? 和谐与统一的吗 你愿意投身于这个研究 领域中吗? 领域中吗
自主学习--科学漫步 自主学习 科学漫步 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? 方法 2、从法拉第十年探索的艰难历程 你对法拉 、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， 第的研究思想，研究方法和精神，得到了 什么体会和感想? 什么体会和感想 3、法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但 、法拉第出生贫寒，只读了两年小学， 最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？ 最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？ 对此，你有何感谢? 对此，你有何感谢
实验2. 将空心螺线管接到电池的两极, 把一 实验2. 将空心螺线管接到电池的两极,
直导线引进螺线管, 直导线两端与电流计相 直导线引进螺线管, 连 。
实验3. 将实验2中的直导线与电池两极相连, 螺线 实验3. 将实验2中的直导线与电池两极相连,
管与电流计连接 。
实验4. 把两根导线互相缠绕着, 先把其中的一根的 实验4. 把两根导线互相缠绕着,
从此人类进入了电气化时代： 从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
最早的电动机：电磁旋转器 最早的电动机：
法拉第提出了“电场” 法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 磁场” 的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 线”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。 预言了光可能是一种电磁振动的传播。
清华学子的感悟： 清华学子的感悟： 学习的境界—懂 学习的境界 懂、会、悟、创.
对以往知识的 熟知和对新鲜事 物及其发展前景 的敏感， 的敏感，是一个 人的创造力的源 泉。 ——汤川秀树 汤川秀树
作业: 作业
复习有关磁通量 及磁通量变化的知识. 及磁通量变化的知识
奥斯特发现的电流磁效应， 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， 学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁 现象是有联系的。法拉第赞扬道： 现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然 打开了科学中一个黑暗领域的大门， 打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充 满光明。 满光明。” 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， 作为一门统一学科的诞生， 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。
两头接到电池上通电, 两头接到电池上通电, 把另一根的两头接到电流计 上。
麦克斯韦： 麦克斯韦： 科学家其实也有许 多粗糙的想法和不 成功的经验。 成功的经验。他们 是伟大的， 是伟大的，但并不 是高不可攀的。 是高不可攀的。
1831年8月29日 年 月 日 电池组
开关
电流计
法拉第线圈： 法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器 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。 出奇的相似，现已成为著名的科学文物。
词一首
冬草凋零,春芽破土 冬草凋零 春芽破土; 春芽破土 牛顿之后,法拉第出 法拉第出. 牛顿之后 法拉第出 铁匠之子,生于草莽之中 生于草莽之中; 铁匠之子 生于草莽之中 然志存高远,幸遇伯乐 终成大器; 然志存高远 幸遇伯乐,终成大器 幸遇伯乐 终成大器 十年磨剑,坚信磁可生电 坚信磁可生电; 十年磨剑 坚信磁可生电 然遍尝失败,一朝电生 扬名天下. 一朝电生,扬名天下 然遍尝失败 一朝电生 扬名天下
一、坚定的信念 哲学家康德:“各种自然现象之间是相互联系和 哲学家康德 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.” 相互转化并且是和谐统一的 实例:摩擦生热 摩擦生热、 实例 摩擦生热、蒸汽机
物理学将不再是关于运动、 物理学将不再是关于运动、热、 空气、 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， 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。
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 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
未显示作用 毫无反应 不行
名言欣赏
• 马克思说：“在科学上没有平坦 马克思说： 的大道， 的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭 山路攀登的人， 山路攀登的人，才能希望达到光 辉的顶点。 辉的顶点。 • 正确的提出问题等于解决问题的 一半。 一半。 • 机遇总是青睐那些有准备地头脑。 机遇总是青睐那些有准备地头脑。
4.1《划时代的发现》
进一步地思考和探索： 进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗 铁芯和线圈 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
1831年11月2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ日，法拉第向皇家学 年 月 日 会提交了一个报告， 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。 电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 感应电流 磁生电”是一种在变化、 “磁生电”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 电流、变化的磁场、运动的恒定电流、 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。 运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富 爱因斯坦的评价： 创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。 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， 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 。
1867年8月25日,法拉第像往常一样 安静 年 月 日 法拉第像往常一样 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 地在椅子上睡着了 这一天他永远地睡 着了. 着了 人们这样怀念他:“尘世上失去了一位哲 人们这样怀念他 尘世上失去了一位哲 天堂里多了一位圣人” 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, 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 后来者接起了他的大旗 使物理学的火 种薪火相传…… 种薪火相传 有哪些人呢？ 有哪些人呢？
奥斯特实验： 奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的 突破：电与磁是有联系的!
自主学习--法拉第心系“磁生电” 自主学习 法拉第心系“磁生电” 法拉第心系 1、奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？ 、奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？ 法拉第持怎样的观点？ 法拉第持怎样的观点？ 2、法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失 、法拉第的研究是一帆风顺的吗？ 败是怎样做的？ 败是怎样做的？ 3、法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的 、法拉第做了大量实验都是以失败告终， 原因是什么？ 原因是什么？ 4、法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感 、法拉第经历了多次失败后， 应现象， 应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎 样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功， 样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功， 他认为成功的“秘诀”是什么？ 他认为成功的“秘诀”是什么？
三、创造性的思维
为什么以往的实验都失败了？ 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现 法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现!
1831年10月28日 法拉第的创新： 年 月 日 法拉第的创新：
圆盘发电机， 圆盘发电机，首先 向人类揭开了机械能 转化为电能的序幕。 转化为电能的序幕。
1、法拉第去世一年后的1868年, 、法拉第去世一年后的 年 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 法拉第著作《电学实验研究》 法拉第著作《电学实验研究》. 谁知道:这竟然成了这个人一生中收益最大的投资 他就是:爱 这竟然成了这个人一生中收益最大的投资. 谁知道 这竟然成了这个人一生中收益最大的投资 他就是 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 迪生 正是爱迪生这样的发明家把法拉第所进行的电学成 果转化成实用的电器. 果转化成实用的电器 2、爱因斯坦也极力追求反映自然界物质运动规律的简单、 也极力追求反映自然界物质运动规律的简单 、爱因斯坦也极力追求反映自然界物质运动规律的简单、 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 和谐与统一的理论体系 他在晚年着力建立引力场与电磁 场统一的理论（统一场论） 但是未能成功 但是未能成功. 场统一的理论（统一场论）.但是未能成功 3、1967年,美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆建立了弱相互 美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆 、 年 美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆建立了弱相互 作用与电磁场相互作用的规范理论,使物理学意义上的统 作用与电磁场相互作用的规范理论 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. 一场论的研究获得了一个鼓舞人心的成果
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁” 自主学习 奥斯特梦圆“电生磁” 奥斯特梦圆 1、是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联 、 系的？在这之前， 系的？在这之前，科学研究领域存在怎 样的历史背景？ 样的历史背景？ 2、奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特 、奥斯特的研究是一帆风顺的吗？ 面对失败是怎样做的？ 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？ 、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？ 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 、电流磁效应的发现有何意义？ 的感受。 的感受。
认真阅读教材和相关材料， 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 故事．这些故事告诉我们关于科学家执 故事．这些故事告诉我们关于科学家执 着的信念和追求以及他们对待科学的严 谨态度．科学从来就不是一蹴而就的， 谨态度．科学从来就不是一蹴而就的， 它需要我们不断付出艰辛努力， 它需要我们不断付出艰辛努力，加之正 确的思维方法和严谨的科学态度， 确的思维方法和严谨的科学态度，唯有 如此才能获得成功！ 如此才能获得成功！
思考一个问题： 思考一个问题： 怎样救落水者?” “怎样救落水者 常规思维:让人离开水 常规思维 让人离开水. 让人离开水 让水离开人,可以吗 让水离开人 可以吗? 可以吗
通过这个故事， 通过这个故事，你 有什么发现? 有什么发现 如果你知道奥斯特 的发现， 的发现，你会做出哪些 思考？ 思考？
从普通的磁铁中 获得电的希望，时 获得电的希望， 时激励着我从实验 上探求电流的感应 效应。 效应。
法拉第 日记
实验) 二、科学的方法(实验 科学的方法 实验
1825年11月28日 年 月 日
实验1. 两根长4英寸长的导线平行放置, 用两张厚 实验1. 两根长4英寸长的导线平行放置,
纸将它们隔开, 纸将它们隔开, 先把其中的一根导线接到电池的两 端通电,再把另一根与电流计相连。 端通电,再把另一根与电流计相连。
有规律吗? 有规律吗
电流计
螺旋管
“跑失良机”的科拉顿 跑失良机” 跑失良机
电磁感应现象发现的意义? 电磁感应现象发现的意义
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
诗一首
富兰克林引雷电， 富兰克林引雷电， 人类用电未实现。 人类用电未实现。 十年辛苦法拉第， 十年辛苦法拉第， 五洲四海明珠炫。 五洲四海明珠炫。