中专物理教材中的介电常数的讨论

国家教委中等专业学校规划教材—工科各类专业通用《物理》下册(以下简称教材)第八章给出了介质中的库仑定律和电容公式:F=k((q_1q_2)/εr~2);C=(εS)/(4πkd) 笔者认为,上述公式中的ε实际上应是物质的相对介电常数ε_r,而非介电常数ε. 下面进行论征: 1785年,库仑从实验结果总结出点电荷之间的相互作用的基本规律,即库仑定律     

库仑定律适用条件的探析

库仑定律是高中物理的基础知识和重点知识,而其适用条件则是教学中的难点且容易被忽略的环节.本文运用形象、直观的物理模型来分析、阐述库仑定律成立的3个条件,包括静止与相对运动条件、点电荷条件和真空条件,有利于深化对库仑定律物理本质的理解以及促进学生严谨物理思维的建立.     

库仑定律教学的高端备课

针对现行人教版高中物理教材第九章第2节“库仑定律”中显现的逻辑缺陷,指出教材中出现的4个主要问题,并进行库仑定律教学的高端备课新尝试.此次新尝试以科学方法为导向,旨在理清教学中的逻辑思路,将复杂知识简单化,并引导教师在教学过程中能够不拘泥于教材,而是创造性地使用教材.以期此次库仑定律教学的高端备课新尝试能够在凸显中学物理教学逻辑,提高学生逻辑思维能力等方面发挥积极作用.     

库仑定律和在静电场中的金属导体内部的带电关系

一般高等学校的普通物理教科书上都提到,如果在庫仑定律中,电荷間作用力的大小不和距离平方成反比,而和其它任何非2的方次成反比,則电場中的导体內部就可能带电?嘉唇o予証明,本文将給予証明以供参考。大家知道,庫仑于1785年由实驗总結出电荷间相互作用定律:真空中两个点电荷q_1与q_2間相互作用力的大小(f)是和其二电荷的乘积(q_1q_2)成正比,而与其距离平方(r~2)成反比。可写为:     

物理习题课教学中的几点体会

习题课，是物理教学中的一个重要环节，通过习题课可加深学生对概念的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力．本文就如何上好物理课作一探讨．1注重习题的层次性：通过一些有层次的习题教学，可帮助学生掌握明晰的解题思路，提高学生的解题能力．例如在库仑定律的教学中，习题课可按如下层次进行．首先让学生做可以直接营公式的简单题．如求两个带电量分为Q1=2．0×10－8C，Q2=1．0×10－7C的点电荷相距0．3m时的相互作用力，学生很容易做了出来，接着可举：如图1所示，真空中A、B两点各固定着一个带电微粒，它们所带的电量分别是Q1=5…     

物理下册期中测试样卷

一、填空 1.真空中的库伦定律表达式是__;静电力恒量k=__。 2.一个电容器带电量为1.6×10~(-5)C,电容是1μF,则两极板间的电势差是__. 3.在温度不变时,导线的电阻跟它的长度成___ .跟它的横截面积成___.     

高斯定理与高斯定律

 在目前国内高校所采用的工科大学物理教材中,程守洙、江之永的《普通物理学》(高等教育出版社出版,以下简称教材1)与张三慧的《大学物理学》(清华大学出版社出版,以下简称教材2)使用得较为普遍,涉及的学生人数众多。但两种教材在静电学规律的提法上却有所不同,教材1称为“高斯定理”,而教材2则为“高斯定律”。部分同学虽意识到两种提法不同,但并没有做进一步的思考,认为这只是名称上的不同而已,并无其他深意。其实这两种不同的提法隐含了教材作者对静电场高斯定理(定律)与库仑定律关系的两种不同认识。本文讨论仅限于静电场与静止电荷。     

空腔导体内外点电荷间的相互作用

1 问题的提出有如图1所示的闭合金属壳(即空腔导体),位于金属壳内外的两个点电荷q_1和q_2间的相互作用,学生往往根据空腔导体具有屏蔽作用而认为q_1和q_2之间的相互作用力为零.这个结论是否正确呢?下面从理论和实例来分析.     

处理变力做功问题的几种方法

做功的一般表达式为W=Fscosθ,F是恒力.如果力是变力,就不能套用这个公式.笔者根据自己的教学实践,针对不同的题设条件,总结出以下几种求变力做功的方法.1 用平均力代替变力求变力的功 当变力与质点位移大小成线性关系时,平均力F=(F1+F2)/2,变力对质点所做的功,在数值上等于平均力做的功.     

在洛伦兹变换下磁单极的电磁规律

从磁库仑定律出发，用洛伦兹变换导出磁单极的电磁场及其散度，旋度公式和磁单极在电磁场中的受力公式；给出它们的相对论协变形式；最后对讨论推广的麦克斯韦方程组。     

边界效应的相互作用及透射光束的反向Goos-Hanchen位移

根据Goos-Hanchen (G-H)位移的定义［1，2］，入射角为θ的TE光束通过空气中厚度为a、折射率为n的光密介质板时，透射光束的G-H位移为Δy=(2kya)/(kx) (k2x(k2x+k′2x)/k40)/(4k2xk′2x/k40+sin2k′xa)-(ky)/(kxk′x) (sin2k′xa)/(4k2xk′2x/k40+sin2k′xa)(1)其中kx、k′x分别为光束在空气和介质板中的波矢量在垂直于介质板方向上的分量，ky为光束的波矢量在平行于介质板方向上的分量，k20=k′2x-k2x。式(1)给出的光束的G-H位移不同于折射定律给的结果atanθ′，这里θ′由折射定律决定nsinθ′=sinθ。由式(1)可见，透射光束的G-H位移为负的充分条件是k2x(k2x+k′2x)/k40sin2k′xa/2k′xa,这就要求k′xa比较小，即介质板的厚度比较小。G-H位移为负说明在这种情况下，光密介质板的等效折射率为负，这个现象有点类似于Shelby等人最近发现的负折射率现象［3］。当介质板的厚度很大时，式(1)的第二项与第一项相比可以忽略不计，此时G-H位移大于零。可见G-H位移为负是介质板的两个边界共同作用并相互影响的结果。但这时的G-H位移与折射定律给出的结果还是不同的。值得指出的是，对于具有一定发散角的光束而言，式(1)的第一项的第二个因子和第二项的本身是入射角的函数，从而是k′xa的周期函数，当玻璃板的厚度较大时，对这些周期函数在一个周期内平均可得<Δy>atanθ′，这正是由折射定律求得的结果。     

读“等效的磁荷观点”有感

文章在假想的“磁荷世界”中修改了麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式.由磁的库仑定律出发,并根据磁荷与电荷产生的电磁场的等效性,得到真空中静磁场的高斯定理和环路定理.仿照“电荷世界”中的电流定义了磁流强度,又根据磁场的相对论变换,由毕奥—萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律得到稳恒电场D的高斯定理和环路定理.     

紫外-真空紫外成像光谱仪校准技术研究

紫外-真空紫外成像光谱仪在我国空间探测中的应用越来越广,在其研制过程中需对其进行校准,但目前国内尚无针对紫外-真空紫外成像光谱仪的计量标准,无法保证测量结果的准确可靠。该文设计了一种紫外-真空紫外成像光谱仪校准装置,实现对紫外-真空紫外成像光谱仪的光谱范围、波长、光谱响应度、空间角分辨率、均匀性等参数的校准。经测试验证,波长测量不确定度为0.080 nm（k=2）,光谱响应度测量不确定度为6.8%（k=2）,空间角分辨率测量不确定度为0.022 mrad（k=2）,均匀性测量不确定度为4.2%（k=2）。     

基于库仑定律的二极管空间电荷限制效应研究

真空二极管是电子束源装置中的一个关键部件, 其阴极发射的电子束进入二极管阴阳极间隙区会产生很强的空间电荷限制效应. 本文针对平板真空二极管中的空间电荷限制效应物理模型, 从库仑定律的积分形式出发, 选取了不同参数的阴极半径与阴阳极间隙距离之比, 计算得到了真空二极管阴阳极间隙区的电场分布情况, 从而避免了采用Poisson方程求解时需要处理复杂的非线性偏微分方程这一问题. 结果表明, 基于库仑定律的计算结果与从Child-Langmuir定律分析得到的结果仅相差一个与二 极管极板边界条件有关的修正量. 当二极管阴极半径与阴阳极间隙距离之比 R/D>10时,一维空间电荷限制定律将是一个较好的近似结果,当 R/D较小时, 用该定律计算误差较大,在实际物理问题中需要谨慎使用.     

静电力常量的来龙去脉

在学习库仑定律时,由于其内容与万有引力定律的高度相似性,我们自然而然地会想到从实验仪器、定律形式、成立条件、比例系数等各个方面作一比较.课本上说k是由实验测定的,那么到底是如何测定的?谁测定的?与卡文迪什有联系吗?本文对这些悬疑作一简单的梳理.1卡文迪什被历史掩埋的贡献1798年卡文迪什完成一个举世闻名的实验,用扭秤装置测出了引力常量G,从而使牛顿的万有引     

关于D和H的另一种定义

本文提出关于 Ｄ和Ｈ的另一种定义为，，克服了ＭＫＳＡ制中在真空中Ｄ≠Ｅ，Ｈ≠Ｂ的缺点．同时在毕－萨定律中令，在磁荷理论的库仑定律中使. 再令．作这些改动可以把ＭＫＳＡ制中由毕一萨定律计算Ｂ的公式中出现的常数与磁荷理论计算Ｈ时出现的常数统一为１／４πμ０＊．还克服了分子电流观点的磁化强度Ｍ和磁荷观点的磁极化强度Ｊ不相等的缺点．而且使公式与Ｍ＝ｘｍＨ变成Ｐ＝ｘ Ｅ与Ｍ＝Ｂ，不仅形式对称，物理意义也对称．     

卢瑟福散射实验研制

一、引言 卢瑟福散射实验在核理论的建立中起了重要作用,它使汤姆逊原子模型被抛弃,使原子的核式模型得到证实,学生通过作卢瑟福散射实验,不仅可以验证卢瑟福散射理论,证实原子核的存在,而且可以学习许多重要的原理(动量守恒、能量守恒、库仑定律等)和实验技术(真空技术、电子技术、核物理实验技术).二、仪器的制造和描述 图1是散射室(真空室)的照片,图2是真空室及其抽气系统的照片.真空空圆筒内直径为46.4厘米,高30厘米,由厚度为6毫米的不锈钢板卷成,圆筒的上下端都焊接有法蓝,法蓝上有密封槽,底板由不锈钢板制成,盖板由厚度为2厘米的有机…     

HPS教学模式在物理学史教学中的应用--以库仑定律为例

库仑定律为高中物理选修31中第一章第2节的内容,基于新课标的要求,现将HPS教育模式应用于库仑定律的教学中,从科学史、科学哲学、科学社会学方面着手,让学生在库仑定律的发现历程中认识到本质内容,争取让学生在核心素养方面得到提升.     

如何讲授库仑定律

库仑定律是静电学的基础.静电场的两个重要定理,即高斯定理和静电场的环路定理,都是由库仑定律引申出来的.这两个定理说明静电场是一个有源无旋场.但当我们讲授库仑定律时,需要格外谨慎小心,因为学生们已经在中学接触过它.如果按一般     

用能量法推导惯性秤周期公式

如图1，惯性秤的主要部分是由两根弹性钢片连成的一个悬臂振动体，振动体的一端是秤台，秤台的中间孔中可插入定标用的标准质量块，一些《物理实验｝）教材”“’‘直接给出了惯性秤水平放置和竖直放置时作微小振动的周期公式，例如水平放置时，T—2。。／＝L＝：：f，式中m。为秤台上插入附加质量块的质量，。。为惯性秤空载时的等效质量，k为悬臂振动体的倔强系数．为了使学生弄清，n。、k究竟与哪些因素有关，下面我们用能量法推导周期公式．惯性秤的两根弹性钢片相当于两很平行放置的几何形状和物理性质完全等同的悬臂梁，以其中的一支…