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1、第五章 静电场物理学第五版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：第五章 静电场物理学第五版2绪论物理学研究的对象核心概念物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版3绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版4绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物质物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版5绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物质 物质与物质间的相互作 用规律物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静
2、电场物理学第五版6绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物质 物质与物质间的相互作 用规律相互作用物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版7绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物质 物质与物质间的相互作 用规律相互作用物质或物体的运动规律物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版8绪论物理学研究的对象核心概念 物质的结构物质 物质与物质间的相互作 用规律相互作用物质或物体的运动规律运动物理学研究什么？物理学的核心概念有哪些？第五章 静电场物理学第五版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
3、 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 气体的压强第五章 静电场物理学第五版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 气体的压强第五章 静电场物理学第五版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10-3810-210-
4、51第五章 静电场物理学第五版物理学的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 第五章 静电场物理学第五版5.1 实物物质的电结构是什么将世界连在一起第五章 静电场物理学第五版145.1 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
5、体、电荷量子化、电荷守恒、金属、电介质、化学键（共价键、离子键和金属键）第五章 静电场物理学第五版155.1 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。第五章 静电场物理学第五版16实验1:摩擦起电现象5-1 实物物质的电结构第五章 静电场物理学第五版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？第五章
6、静电场物理学第五版185-1 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？ 第五章 静电场物理学第五版19实验2：撕胶带纸stick tape on desk5-1 实物物质的电结构第五章 静电场物理学第五版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？第五章 静电场物理学第五版21实验2：撕胶带纸stick tapeon deskpull off, tape repels5-1 实物物质的电结构第五章 静电场物理学第五版题1 你认
7、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？225-1 实物物质的电结构第五章 静电场物理学第五版231.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。ParticleMassCharge5-1 实物物质的电结构 一 原子结构第五章 静电场物理学第五版241.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。ParticleMassCharge ProtonMp+e Neutron1.01mp0 Electron1/1840mp-e5-1 实物物
8、质的电结构 一 原子结构第五章 静电场物理学第五版25He的原子结构第五章 静电场物理学第五版26第五章 静电场物理学第五版272.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？第五章 静电场物理学第五版28第五章 静电场物理学第五版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（
9、） 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第五章 静电场物理学第五版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第五章 静电场物理学第五版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
10、缘体的认识呢？第五章 静电场物理学第五版32第五章 静电场物理学第五版33第五章 静电场物理学第五版34实验3 两个验电器实验验电器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第五章 静电场物理学第五版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第五章 静电场物理学第五版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
11、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结构的主要差异是由什么引起的？第五章 静电场物理学第五版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第五章 静电场物理学第五版38以金属锌为例
12、第五章 静电场物理学第五版39第五章 静电场物理学第五版金属原子和 金属正 离子沉浸在“ 电子海 (electron sea )”中。第五章 静电场物理学第五版自由电子+金属离子金属原子+第五章 静电场物理学第五版静电感应解释现象带电体靠近前 带电体靠近后第五章 静电场物理学第五版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
13、事情第五章 静电场物理学第五版44每个氧原子有六个外层电子第五章 静电场物理学第五版45每个氧原子有六个外层电子第五章 静电场物理学第五版 无极分子：（氢、甲烷、石蜡等） 有极分子：（水、有机玻璃等）电介质第五章 静电场物理学第五版无极分子：（氢、甲烷、石蜡等） 有极分子：（水、有机玻璃等）电介质第五章 静电场物理学第五版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，观察铝箔的运动第五章 静电场物理学第五版49刚刚在把晚上吃剩的菜用保鲜膜裹起来放冰箱，女儿突然问我：“为什么保鲜膜不
14、用胶带能粘住啊? ”，偶真是没办法回答。第五章 静电场物理学第五版Water is flowing from a faucet as shown below. Water is flowing from a faucet as shown below. A positively charged rod is brought close to the A positively charged rod is brought close to the stream of water. Construct a picture of this stream of water. Construct a p
15、icture of this situation and describe in words what is happening.situation and describe in words what is happening.+第五章 静电场物理学第五版The rod is brought close to the water. This causes The rod is brought close to the water. This causes the polar water molecules to orientate themselves the polar water mol
16、ecules to orientate themselves such that the negative sides of the dipole are more such that the negative sides of the dipole are more towards the rod and the positive sides are away. towards the rod and the positive sides are away. This positive rod then exerts an electro-static This positive rod then exer
