物理与文化 第三章从静电现象到电磁波
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复旦大学通识教育核心课程教学大纲物理与文化课程代码: PHYS119001课程名称:物理与文化 (Physics and cultures )学分数: 2学分周学时: 2学时主讲教师:物理学系马世红教授,现代物理研究所王炎森教授,孔青副教授预修课程:高中物理和数学课程性质:是一门文理交融, 重视科学教育与人文教育融合的通识教育课程。
教学目的:本课程是以物理基础知识为载体, 突出物理学的文化内涵, 展现物理思想和人文精神的融合, 有利学生科学素养和终身学习能力的培养。
基本内容简介: 本课程是在较系统介绍(以定性介绍为主)物理学的一些基本知识(从宏观、微观到宇观)的基础上, 着重通过对物理学发展史上的一些具有里程碑意义的重大发现过程和一些著名物理学家的重大贡献的介绍,向学生展示物理学发展过程中所体现的丰富的科学思想、科学方法和科学精神, 以及著名物理学家的创新思维、高尚道德和人格魅力。
同时也对与物理学有关的一些社会性论题及这些重大发现在高科技中生动、有趣的应用作了适当介绍。
教材和教学参考资料:教材:倪光炯、王炎森《文科物理 --- 物理思想与人文精神的融合》高等教育出版社 2005年主要参考资料:倪光炯、王炎森、钱景华、方小敏《改变世界的物理学》(第二版)复旦大学出版社, 1999年阿特·霍布森《物理学:基本概念及其与方方面面的联系》秦克诚等译上海科学技术出版社, 2001年埃米里奧·赛格雷,《从落体到无线电波 --- 经典物理学家和他们的发现》上海科学技术文献出版社, 1984年《从X射线到夸克 --- 近代物理学家和他们的发现》上海科学技术文献出版社, 1984年基本要求: 要求学生了解: 本课程中所介绍的物理学中一些最基本的知识, 物理学发展史中一些重大发现的内容和意义, 一些著名物理学家的创新思维和突出贡献。
以及自然科学的一些研究方法。
在上述基础上深入思考“科学教育与人文教育融合”的重要意义,人文思想对科学发展的作用,自然科学中的研究方法在人文科学研究中的参考价值, 体会对真、善、美的追求是科学文化和人文文化的共同目标, 消除两种文化隔阂的重要性。
二、电磁场和电磁波教学目标1.知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。
2.知道电磁波的特点。
3.通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。
重点难点重点:1.麦克斯韦电磁场理论的主要内容2.电磁波的形成及基本特点难点:“变化的磁场产生电场”,根据电磁感应知识,学生是能够理解的;而对第二个要点“变化的电场产生磁场”在没有实验基础的情况下,只有让学生接收并记住结论,不宜补充课本之外的有关内容。
设计思想本节课讲述了麦克斯韦发现电磁波的背景和过程,这是一次生动的科学思维和科学方法的教育.麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。
对学生来说本节内容是比较抽象的,陌生的,甚至是无法感知的.对电磁波的产生机制及存在充满好奇又觉得非常神秘不易理解.所以我们必须去引导学生了解人们对电磁波认知的发展历程,从麦克斯韦预言“电磁波的存在”到赫兹用“电火花实验”证实预言的成立.在学生整体感知的过程中引导学生体会这些科学巨人们的思路、方法及他们一丝不苟的科学精神,并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。
教学资源演示实验相关器材,课件教学设计【课堂引入】问题:大家看到的图片是“神舟九号”发射场面。
“神舟九号”上天后,人们是怎样知道它到达预定的地点呢?通过无线电波。
无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。
现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,可以说“电”作为现代文明的标志,“电磁波”就是现代文明的神经中枢,或者叫现代化的代名词。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?这一节就要讨论这些问题。
【课堂学习】学习活动一:麦克斯韦电磁理论的两个基本假设●变化的磁场产生电场问题1:如图,AB中电流的方向是A→B,问为什么会有A到B的电流?A→B电流形成的实质是导体中有电场,A→B电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。
第二课时电磁场与电磁波
课前预习
情景素材
每天我们看电视或听广播时能看到和听到的信号都是由电台或电视台通过无线电波传递过来的.你知道电磁波是如何被发现的吗?
简答:英国物理学家麦克斯韦总结了前人的结果,提出假设,预言了电磁波的存在,物理学家赫兹又通过实验证明了电磁波的存在.
知识预览
1.英国物理学家麦克斯韦创立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在.
2.麦克斯韦理论的两个支柱:变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场.
3.变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统一场,这就是电磁波.电磁场由近及远的传播,就形成电磁波.
4.电磁波是横波.
5.电磁波传播不需要借助任何介质,电磁波的速度等于光速.
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