第二课堂上课版.ppt

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今年的诺贝尔物理学奖可能最具娱乐性：一对师徒用透明胶带在制作铅笔芯的石墨中 发现了一种二维平面材料，他们中的一位还曾获得过“搞笑诺贝尔奖” 10月5日，瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的两 位科学家——现年52岁的安德烈·海姆和36岁的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们 在石墨烯材料方面的卓越研究。
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2018/12/4
那真的鸡蛋砸不烂石头吗？
• 如果一个鸡蛋与石头相碰时，不仅鸡蛋没 破，反而看到石头碎了，你是否认为这个 是天方夜谭？
2018/12/4
实验器材
• 生鸡蛋若干，细沙，木盒，砖块，铁锤， 毛巾，书。
2018/12/4
实验步骤
• 1. 木盒装上细沙，细沙上面均匀的摆上若 干鸡蛋，使他们的顶部位于同一条直线。 • 2.在鸡蛋上面放上一本书，再依次叠上几块 砖块，做好准备工作。 • 3.手持铁锥，用适当大小的力向砖块砸去， 将最上面的一块砸碎。 • 4.搬开砖块，以及书本，将鸡蛋从沙堆上拿 出来，看看鸡蛋是否破损。
搞笑诺贝尔奖
• 2000年是荷兰人和英国人大放异彩的一年，这一年《欧洲物理学日志》杂志 发表了一篇荷兰奈梅亨大学安德烈教授和英国布里斯托尔大学贝利爵士撰写 的研究报告：《关于飞行的青蛙和漂浮器》。 • • 在这篇报告中，他们介绍了这样一个有趣的实验：通过一块强有力的电磁石 的磁场使一只青蛙变得有磁性，并漂浮在磁场范围内，同时他们通过保持区 域内各种力的完美丅平衡，使得青蛙保持了完美的悬浮状态，而不是滑出磁 场掉下来。 • • 报告的最后指出：“如果青蛙起初处于平衡中，那么就没有外力加在它身上。 通过改变形状（例如，从一个圆形变成一个椭圆形），感生力矩也将会改变， 而且压力也不再是零，因此青蛙将会开始在一个稍微不同的点上下波动。通 过在最小化的震动频率上重复这种策略，震动就会由于参量谐振而扩大，直 到青蛙离开那个稳定的区域。但是这是一个很小的影响，因为从属于形状的 m达到了10的数量才能成为第五负力量，所以逃离稳定状态要求100,0000 个 这样的‘游泳划行’；因此，青蛙就必须保持稳定并高度协调。” • • 安德烈出席了颁奖典礼并骄傲的宣称他们的实验获得了从“服务人员到靠领 补助金生活的人，从囚犯到牧师”的一致认可，他由衷地感到欣慰的是，世 界各地的孩子们对他们的实验表示了浓厚的兴趣，有人这样写信给他说道： 我已经9岁了，我想要成为一名科学家
• 摩擦能否生磁？
• 生活中会经常遇到此现象，我们平时稍加留心 观察，就可以发现，在不用水的情况下磨刀、 磨剪时，磨下的铁屑会被刀吸引，刀口像长了 “毛”似的。这就是因为由于摩擦，刀、剪等 被地磁场磁化了。
• 肥皂泡为什么会先上升后下降 • 我们都吹过肥皂泡，肥皂泡都是会先向上飘后下降，这是 因为在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥 皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气 温度大于外部空气的温度。此时，肥皂泡内气体的密度小 于外部空气的密度，根据阿基米德原理可知，此时肥皂泡 受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。这个过程 就跟热气球的。随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂 泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷 缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会 逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力 时，肥皂泡就会下降。
• 而我所教你们趣味物理物理就是用一些我 们所学到或者你们还没学的知识去研究和 解释我们平时所见到物理现象。
我们能做什么。
• 湿袜子为什么难脱下？ • 冬天下雨，水湿袜子是常有的事，若从脚 上脱掉湿袜子总比脱干袜子困难得多，湿 袜子就好象粘在脚上一样。这主要是因为 袜子织线间以及袜子和脚皮肤间的空隙都 充满了水，从而将湿袜子和脚皮肤间的空 气都排走了，使得袜子和脚就成为了一个 封闭的整体，而外面的空气就进不到袜子 里面去，所以，大气压把袜子就紧紧地压 在了脚周围的皮肤上，因此脱掉湿袜子就 要费很大劲了。
2018/12/4
实验原理
压强：压强是指物体单位面积收到的压强。 公式：P=F/S。
起初，海姆请实验室新来的一名中国博士生将一块高定向裂解石墨制成薄膜，要求尽 可能薄，并给了他一台精巧的抛光机。三周后，这名博士生拿着培养 皿来见海姆，说 他成功了。海姆用显微镜一看，那些石墨碎片估计仍有1000层左右。海姆希望他能将 石墨碎片研磨得更薄一些，但这名博士生最后说：“如果你 这么聪明，就自己试试。” 于是这成了一个转折点，海姆决定自己来试试，他就用透明胶带来做这件事。 如今，海姆所用的方法，被业界戏称为“透明胶带技术”。由于层间的作用力非常弱， 石墨很容易剥落脱离。将石墨放在透明胶带上，反复撕拉10～20下左右，就获得了10 层左右的石墨——这正是海姆当初的实验，他们并没有直接获得石墨烯，但10层左右 的石墨就已表现出了足够特殊的物理性能。
物理科学与技术学院
什么是物理学？
物理学是研百度文库物质结构和运动基本规律的科 学。 研究对象：1:物体本身的内部结构以及各部分 的相互作用，以及运动规律。 2:物体与物体之间的相互作用。
什么是趣味物理？
• 对于我来说物理就是我平常生活的一部分， 也可能我学习很多年物理的原因，我总是 饶有兴趣的将生活中所发生的事都用物理 知识来解决，并且乐此不疲，每次讲到这 个我就非常的兴奋。
2018/12/4
2018/12/4
以卵击石的故事
• • • 《墨子· 贵义》 以其言非吾言者，是犹以卵投石也，尽天下之卵，其石犹是也 ， 不可毁也。 释义“以卵投石”也称“以卵击石”，意思是鸡蛋碰石头。比喻自 不量力， 自取灭亡。 故事 有一年，墨子前往北方的齐国。途中遇见一个叫“曰”的人， 对墨子说 ：“您不能往北走啊，今天天帝在北边杀黑龙，你的皮肢很 黑，去北方是不 吉利的呀!” 墨子说：“我不相信你的话!” 说完，他继续朝北走去。但不久， 他又回来了，因为北边的淄水 泛滥，无法渡过河去； 名叫“曰”的那人得意 地对墨子说：“怎么样?我说你不能往北走 嘛!遇到麻烦了吧？” 墨子微微一 笑，说：“淄水泛滥，南北两方的行人全都受阻隔。行 人中有皮肤黑的，也 有皮肤白的，怎么都过不去呀?” “曰”听后支吾着说不出话来。墨子又说：“ 假如天帝在东方杀了 青龙，在南方杀了赤龙，在西方杀了白龙，再在中央杀 了黄龙，岂不 是让天下的人都动弹不得了吗?所以，你的谎言是抵挡不过我的 道 理的，就像拿鸡蛋去碰石头，把普天下的鸡蛋全碰光了，石头还是毁 坏不 了。” “曰”听了羞傀地走了。
石墨烯是怎么被发现的？对此，海姆2008年在接受《科学观察》采访时解释说，除了 拥有设备和相关方面的知识，一个重要原因是自己有一种“科研 恶习”。他说，“那 段时间里，我关注研究碳纳米管的那拨人，对他们时不时地声称获得这样或那样牛的 成果觉得恶心。我想，我可以做一点不同于碳纳米管的东 西，为什么不把碳纳米管剖 开呢？于是，就有了后来的研究。”
2018/12/4
我们怎样把鸡蛋竖起来？
2018/12/4
稳度：
是指物体处于稳定平衡状态的稳定程度，稳度的大小由物体重心的高度 和支持面的大小决定．重心低，支持面大的物体稳度大，反之则稳度 小．所谓支持面是指物体各部分所围成的面积．如站在行驶车厢里的人， 为了增大稳度，往往把两腿叉开，这样两脚所围成的面积就增加了，支 持面增加了(同时重心也降低了)，稳度增大了．又如一块砖平放和竖放 相比较，平放时重心低，支持面积大，所以稳度就大．增大物体的稳度 有重要的实际意义，为了增大物体的稳度，既可以增大底面积，也可以 降低重心的高度，还可以同时增大底面积和降低重心高度．精密的天平 一定安置在一个底面积较大，又较重的底座上；高压线的铁塔都有一个 很大的支持面；越野汽车和山区的拖拉机轮间宽度都较大，都是为了增 大物体的稳度．
趣味物理实验
判 天 地 之 美 ， 析 万 物 之 理 。
主讲人：唐小娜
庄 子
西南大学
西南大学位于重庆市北碚区，始建于1906年，是国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”重点建设 高校。学校由国家教育部直属高校原西南师范大学与国家农业部直属重点大学原西南农业大学于2005年合并 组建而成。原两校毗邻而建，同根同源，发轫于1906年在西南地区开中国新学的川东师范学堂，几经发展变， 遂成今日之国家教育部直属、由国家教育部、国家农业部和重庆市共建的西南大学。
科技前沿：纳米材料
下节课内容
• 1：如何将鸡蛋立起来。
• 2：怎么砸鸡蛋不会碎。
趣味物理实验一：如何巧立鸡蛋
2018/12/4
哥伦布是意大利 航海家，是地理大发 现的先驱者。他一生 从事航海活动，在 1492年到1502年间 他四次横渡大西洋， 发现了美洲大陆。
2018/12/4
意大利著名航海家哥伦布驾船 航海发现了美洲新大陆，这一事迹 成为历史上的壮举，对后世的影响 极其深远。
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安德烈· 海姆、康斯坦丁· 诺沃肖洛 夫在曼切斯特大学。
蜂窝状的碳薄片
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物理谜语 （打一物理名词） 密 度 悄悄过河 绝 缘 离婚 磁 场 景德镇 应用力学 物理功课不好怎么办 短 路 死胡同 平 衡 势均力敌 大家都来量体温
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浅谈纳米技术 我国在纳米技术领域占有一度之地，处于国际先进行列。已成功制备出包括金属、合 金、氧经化物、氢化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料，合成出多种同 轴纳米电缆，掌握了制备纯净碳纳米管技术，能大批量制备长度为2至3毫米的超长纳 米管。合成的最细的碳纳米管的直径只有0。33纳米，这不但打破了我国科学家自已不 久前创造的直径只为0。5纳米的世界纪录，而且突破了日本科学家1992年所提出的0。 4纳米的理论极限值。《稻草变黄金---从四氯化碳制成金刚石》的文章高度评价。最 近又研制成功新型纳米材料——超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油 性，制成纺织品，不染油污，不用洗染。 纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，美国权威机构预测，2010年纳米技 术市场估计达到14400亿美元，纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、 塑胶、橡胶和纤维的改性，纳米功能涂层材料的设计和应用，将给传统产生和产品注 入新的高科技含量。专家指出，纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设 备等领域，将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技 术注册的公司有近100个，建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服 装已批量生产，象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳 米技术的新型油漆，不仅耐洗刷性提高了十几倍，而且无毒无害无异味。一张纳米光 盘上能存几百部，上千部电影，而一张普通光盘只能存两部电影。纳米技术正在改善 着、提高着人们的生活质量。
2018/12/4
一次，在西班牙的一个宴会上， 一些达官贵人攻击哥伦布，他们以 挑衅的口气说：“哥伦布先生，你 发现新大陆似乎觉得很了不起，不 过在我们看来，这是很平常的事， 任何一个人绕着地球转，都会发现 这个事实的，即使是傻子也不会视 而不见这么一大块土地的。”说罢， 这些人不怀好意地哄笑起来。
2018/12/4
哥伦布当即拿起鸡蛋，轻轻地在 桌上一磕，磕破了一点鸡蛋的尖头， 鸡蛋便牢牢地竖立在桌上了。“诸位 办不到的事，我不是办到了吗？”
2018/12/4
“是的，这是最简单不过的事， 可是刚才你们却谁也没想到。”哥伦 布离席而去时还留下了一句令人回味 的话：“即使是简单的事也需要有人 去发现，去证实。站在后面指手划脚 是无用的，关键在于创先。”
提高稳度的方法
一、增大支面 注意：支面不一定是接触面，是物体各部分围成的面积。
二、降低重心
鸡蛋的内部结构
2018/12/4
方法：在竖鸡蛋之前，首先手持鸡蛋 用力摇晃，使蛋清和蛋黄冲破薄膜， 进入气室。然后将鸡蛋放在水平桌面 上，使鸡蛋较大的一端朝下，双手轻 轻扶住鸡蛋，将鸡蛋在桌面上立起来。 这时，蛋清和蛋黄进入了气室，因而 鸡蛋重心降低了，鸡蛋就可以竖立在 桌面上了