5.1实物物质的电结构(课后版).ppt
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1、1,第5-6章 静 电 学,主讲: 张静,大学物理学,email: T e l:13908618806 课件下载地址:,2,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,3,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,4,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,5,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,6,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,7,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,8,绪论,物理学研究什么?物理学的核心概念有哪些?,9,绪论,为什么要学习电磁学?学习电磁学重要吗?,以下哪些现象本质上属于电磁现象?,弹簧的弹力 脱衣服发出的噼啪声
2、走在干树叶上发出的噼啪声 银河系的螺旋结构 神经传导 原子核裂变 极光 气体的压强,10,绪论,为什么要学习电磁学?学习电磁学重要吗?,以下哪些现象本质上属于电磁现象?,弹簧的弹力 脱衣服发出的噼啪声 走在干树叶上发出的噼啪声 银河系的螺旋结构 神经传导 原子核裂变 极光 气体的压强,11,绪论,为什么要学习电磁学?学习电磁学重要吗?,四种相互作用的比较,种 类,相互作用粒子,强度,力程/m,引力作用,所有粒子、质点,长程,弱相互作用,带电粒子,电磁作用,核子、介子等强子,强相互作用,强子等大多数粒子,长程,传播子,引力子,光子,W,Z玻色子,胶子,10-38,10-2,10-5,1,物理学的
3、第三次大综合,法拉第的电磁感应定律(1831): 电磁一体,麦克斯韦电磁场统一理论(1864),赫兹在实验中证实电磁波的存在,光是电磁波.(1887),技术上的重要意义:发电机、电动机、无线电技术等.,库仑定律(1785):电荷与电荷间的相互作用,奥斯特的发现(1820): 电流的磁效应 安培(1822)发现电流与电流间的相互作用规律,5.1 实物物质的电结构 是什么将世界连在一起,14,5.1 最低学习目标,当你完成本内容的学习,你应该能够完成以下内容。 1.描述、解释和应用以下术语: 分子、原子、电子、离子、电荷、电量、带电体、电荷量子化、电荷守恒、金属、电介质、化学键(共价键、离子键和金
4、属键),15,5.1 最低学习目标,2.描述并作出原子结构图。 3.作出金属和电介质的结构图。 4.能够利用物质的微观结构定性解释摩擦起电等简单静电现象。 5.根据所给现象和研究问题的精度要求,建立实物物质的电结构模型。,16,实验1:摩擦起电现象,5-1 实物物质的电结构,17,实验1:摩擦起电现象,5-1 实物物质的电结构,问题1:请作图画出电荷在毛衣和气球上的分布情况(摩擦前后)。为什么两个物体摩擦会起电呢?起电是否源于摩擦?你认为摩擦起电过程中摩擦的作用是什么?,18,5-1 实物物质的电结构,问题2:两个不摩擦仅相互接触的物体,当他们分离时是否会带电?同学们在生活中是否遇到过这种现象
5、?,19,实验2:撕胶带纸,5-1 实物物质的电结构,20,实验2:撕胶带纸,5-1 实物物质的电结构,要求:1)预测实验结果,并描述你的推论。2)完成实验,如何证实你的推论呢?胶带是否带电?带何种电荷?,21,实验2:撕胶带纸,5-1 实物物质的电结构,题1 你认为以下关于“电荷”的描述正确的有 A.电荷是一种物质 B.电荷是带电体的基本属性 C.电荷是一切实物物质的基本属性 D.电荷是带电的基本粒子的基本属性 请解释你的答案?,22,5-1 实物物质的电结构,23,1.原子由什么构成?原子核由什么构成?请填下表,并画出氦的原子结构图。,5-1 实物物质的电结构,一 原子结构,24,1.原子
6、由什么构成?原子核由什么构成?请填下表,并画出氦的原子结构图。,5-1 实物物质的电结构,一 原子结构,25,He的原子结构,26,27,2.原子为什么能够成为一个稳定的结构,什么力在其中起到了作用?质子为什么能够在原子核内存在,没有因为斥力的作用而飞出去? 为什么核外电子在靠近原子核的地方出现的概率高? 为什么不同物质接触分离时,有的带正电,有的带负电呢?,28,29,题2 如图(a)一个带正电荷的物体靠近一个放在玻璃绝缘底座上的导体,然后在导体的另一面将导体瞬间接地,如图(b)如果这个导体带上了负电荷,如图(c)。根据这些信息,我们可以得到在这个导体里面( ),A. 正电荷和负电荷都在自由
7、地移动 B. 只有负电荷自由地移动 C. 只有正电荷自由地移动 D. 不能推断上述任何事情,30,问题1:金属(锌,铜,铝等),绝缘体(例如氢气,氧气,水,玻璃,橡胶等)等物质。它们的内部结构是否存在差异?我们可以通过什么方式来了解物质的微观结构呢?能不能举出在生活中遇到的现象或例子来说明它们的差异呢?我们学过的什么物理量可以描述它们之间的差异呢?,5-1 实物物质的电结构,二 金属和电介质的电结构,31,实验3:提供实验仪器,自己设计实验方案 若干验电器、金属棒、塑胶棒、起电机、毛皮、丝绸 还有没有其他的方案来验证你们对于金属和绝缘体的认识呢?,32,33,34,实验3 两个验电器实验 验电
8、器1带电,用木棒将验电器1和验电器2的金属板连接,观察现象 用铜棒连接两个验电器的金属板,35,带正电的物体靠近一不带电的可乐瓶(不接触) 带正电的物体靠近一不带电的矿泉水瓶(不接触),实验4: 易拉罐,矿泉水瓶,金属棒,塑胶棒,毛皮,玻璃棒,支架,预测实验结果,通过实验结果可以预测金属(可乐瓶)和绝缘体(矿泉水瓶)的结构存在哪些差异,36,问题2:请比较你所建构的金属模型是否能解释实验现象,以及当带电体靠近(不接触)金属锌时金属内部发生了什么变化。 请根据实验推测塑料瓶内部的电结构,以及当带电体靠近(不接触)塑料瓶时塑料瓶内部发生了什么变化。 为什么不同物体发生的变化不同?金属和绝缘体的内部
9、结构的主要差异是由什么引起的?,Pauling L在The Nature of The Chemical Bond中提出了用得最广泛的化学键定义:如果两个原子(或原子团)之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体,它们之间就存在化学键。简单地说,化学键是指分子内部原子之间的相互作用力。,不同的外在性质反映了不同的内部结构,各自内部的结合力不同,38,以金属锌为例,39,金属原子和 金属正离子沉浸在“ 电子海 (electron sea )”中。,静电感应,解释现象,带电体靠近前,带电体靠近后,43,讨论: 题2 如图(a)一个带正电荷的物体靠近一个放在玻璃绝缘底座上
10、的导体,然后在导体的另一面将导体瞬间接地,如图(b)如果这个导体带上了负电荷,如图(c)。根据这些信息,我们可以得到在这个导体里面( ),A. 正电荷和负电荷都在自由地移动 B. 只有负电荷自由地移动 C. 只有正电荷自由地移动 D. 不能推断上述任何事情,44,每个氧原子有六个外层电子,45,每个氧原子有六个外层电子,无极分子:(氢、甲烷、石蜡等),有极分子:(水、有机玻璃等),电介质,48,实验5:观看实验,预测结果,解释现象,将铝箔紧贴着金属罐,将起电机的一个带电极柄接触金属,观察铝箔的运动 将铝箔紧贴着塑料瓶,将起电机的一个带电极柄接触塑料瓶,观察铝箔的运动,49,刚刚在把晚上吃剩的菜
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