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1、多拳并举优化的物理课堂..毕业中学教学是以实验为基础的,我们不仅要培养学生实验发现的精神,更重要是要培养学生的理论创新精神。如何让学生学会总结理论,发现理论是关键的问题。下面就以中学物理为基础,如何引导学生发现半个多世纪以来的科学难题吧:地球引力是什么?地球的磁场是如何产生的?原子构成分子的结合力是什么?月球有磁场吗?为什么小天体在巨大天体附近会被撕裂?关键字:原子、分子结构,电子,电场,磁场。物理教学要重视理论研究我们在多年的物理教学中发现,中学物理教学只重视实验结果和定律的应用,忽略了理论推导和创新教学的内容。虽然能培养出学生的实验操作能力
2、,但由于不重视理论的引导、判断和推理的培养。学生的科学观就难以形成,科学研究和科学发现就更谈不上了。初中物理学说过,世界是由物质组成的。地球是由物体组成的,..毕业物体是由分子组成,分子由原子组成,原子由电子和原子核组成,原子核由中子和质子组成。但是,原子与原子能结合成分子其结合力是什么呢?初中物理忽略了它的理论推导。下面就以异性电荷相吸引,同性电荷相排斥为理论基础来推导:电子与原子核的结合力是电场吸力,电子带负电,原子核带正电。具体表现在电子高速绕原子核旋转,向心力和离心力平衡,因而构成原子。电子旋转意会着电子的电场发生了变化,从而产生磁场,
3、即电子转动有部分电场能转化为磁能,这个磁场能提供了两个原子之间的结合力(这也是一般原子不稳定的原因,因为它总想找到其它原子来结合),例如,电子绕原子核旋转,假如电子绕转有40%电场能转化为磁场能(作为两个原子之间的结合力),电子剩下的60%的电场能与原子核60%的电场力(当然也有偏差)产生吸力,维持电子高速绕原子核旋转,原子核剩下的40%电场力只能用于原子核之间的斥力了。由于分子的电场或磁场都是中性。从而可知,分子内原子之间的结合力由磁场吸力提供,原子之间的斥力由原子核之间的电场斥力提供。用实际例子验证理论的正确性上一理论是否正确?我们还需要让
4、学生学会用实际例子来验证理论的正确性。比如:1、在自然界中,为什么有些元素可以以单一元素存在呢(稳定态)?原因是在他们的原子结构中,绕原子核的电子当中,有些电子是“反向”旋转的,能使原子的磁性为中性。2、在所有分子结构中,为什么氢分子的结构最不稳定呢?因为氢原子只有一个电子,它绕原子核旋转产生的磁场吸力是最小的,提供两个氢原子之间的结合力也是最小的。3、为什么固体分子结构比较稳定呢?是因为,当原子之间的距离较近时,斥力产生,当原子之间有一定的远离时,吸力产生。具体原因是:当两个原子靠近时,两个原子之间的磁场和电场就会发生变化,与通电的螺线管的电
5、磁场变化类似,因而产生阻止这种变化的反作用力,具体表现在,两个原子之间的原子核斥力变大,因此,原子核对周围的电子引力就会变小(上面已证明),从而电子绕原子核旋转半径增大,虽然电子绕原子核旋转的线速度不变,但是,单位时间内电子绕原子核旋转的圈数变少了,因而,电子旋转产生的电场力变化变小,也就是说,提供给两个原子的磁场吸力也跟着变小了。这就是两个原子靠近斥力增大的原因。同理可证,两个原子远离时吸力增大。这就是分子结构稳定的原因。中学物理也能科学发现中学物理虽然是物理学的基础,但是,科学发现并非是大学或以上物理学的专利,中学物理研究也能科学发现。上面
6、分析,从原子结构到分子结构,自始自终只发现两种力:一种是磁场力,另一种是电场力。在地球上,地球引力处处可见,但是引力究竟是什么呢?莫非就是磁场力或电场力中的一种。显然,地球引力不是磁场力,只能是电场力了。我们生存地球是由数量极其庞大的分子构成的,因而可见,其引力是非常大的。 引力究竟是不是电场力,我们还得用大量的事实来验证:事实一:如果引力就是电场力,那么当两个分子靠近时,两个分子之间的电场就会发生变化,因而产生阻止这种变化的反作用力。具体表现在,两个分子之间的原子核产生斥力,同时,两个分子之间的电子也产生同等的斥力。这两个斥力构成了
7、分子之间的斥力。因而分子内的原子结构几乎没有发生变化(除非压力超过一定的限度)。同理,当两个分子离开(一定距离)时吸力增加。科学观察得出的现象的确如此。事实二:如果引力就是电场力,那么地球自转就会产生磁场,并且磁场极性方向要符合右手判定定理。实事的确如此。有人提出,地球有时候磁极性与地球自转的极性方向有偏离。那是因为,地球内部有熔岩,地核是固态的,地壳自转产生的磁场表现在高空;地核转动产生的磁场表现在地表,当地核转动速度大小和方向有变化时,都会导致地表的磁场的变化或极性变化现象。但地球总的磁场(或高空磁场)保持不变。事实三:由于黑洞引力非常巨大
8、,并且高速旋转,如果电场力就是引力,那么,黑洞在高速旋转作用下产生的电流和磁场的巨大是无法估量的。由于电场旋转方向和磁场方向垂直,由此可知,黑洞的两个
