朋友們你們好,歡迎來到明天的科學(xué)探究活動。明天我們要探究的話題是改變世界的科學(xué)發(fā)覺!你們曉得有什么偉大的科學(xué)發(fā)覺嗎?朋友們說有萬有引力,有客機(jī)鵜鶘等等。
綜觀人類科學(xué)史,一些重大科學(xué)發(fā)覺除了改變了科學(xué)進(jìn)程、更使人類文明的層次形成了巨大飛越。其中電的發(fā)覺可以說了徹底改變了我們的生活?!半姟边@一詞最早是從古埃及文“琥珀”演變而至的。那我們用的電是如何被發(fā)覺呢?又是如何走入我們的生活的呢?我們通過幾個展項(xiàng)來了解一下電的發(fā)展史。
我要介紹的第一件展品是手蓄電瓶。
請你們仔細(xì)觀察!我們可以看見,這個展品有三組不同的金屬棒,它們分別是鐵、鋁、銅弄成的,中間聯(lián)接了一塊電壓表。那位朋友們,請你把右手分別松開兩端奴同材質(zhì)的金屬棒,發(fā)生哪些現(xiàn)象呢?
那位朋友說,電壓表表針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),這說明哪些呢?
是的,電壓表拿來測量電壓,所以這證明有電壓形成了!
這是為何呢?我們先換一種方法體驗(yàn)一下。那位朋友請你單手或右手緊握同一塊金屬板或相同材質(zhì)的金屬棒法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn),觀察會發(fā)生以上現(xiàn)象嗎?現(xiàn)象并沒有發(fā)生,這是為何呢?
發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明提供了理論基礎(chǔ)。
當(dāng)初奧斯特的發(fā)覺電壓磁效應(yīng)的新聞引發(fā)了導(dǎo)致了法拉第對電磁學(xué)的極昌平趣。法拉第想要解決的問題是:通電纜線圈可以形成磁場,那反過來,磁場是否也能形成電壓呢?法拉第因此持續(xù)研究了六年之久,總算發(fā)覺了電磁感應(yīng)!
法拉第是怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的呢?這件名別稱拉第實(shí)驗(yàn),它真實(shí)還原了法拉第對電磁感應(yīng)的發(fā)覺歷程!
法拉第首先制做了電磁旋轉(zhuǎn)器,讓載流導(dǎo)線圍繞著固定吸鐵石旋轉(zhuǎn),同時又讓吸鐵石圍繞一根固定的載流導(dǎo)電旋轉(zhuǎn),法拉第依此嘗試將磁轉(zhuǎn)變?yōu)殡?,這是第一個原始發(fā)電機(jī)。
再看第二件,線圈間的感應(yīng)。將一個鐵圈左側(cè)一端用線圈纏繞,并接通電瓶;兩側(cè)也用線圈纏繞,之后與導(dǎo)線連城回路,并在導(dǎo)線下放置小n極。那位朋友,你給左邊線圈通電你發(fā)覺有哪些現(xiàn)象嗎?
老師,小n極動了一下了!
那斷掉電壓呢?
小n極又動了一下!
這就是最早的變壓器,這表明右側(cè)線圈感應(yīng)帶了右邊線圈的電壓,但這其實(shí)只是剎那間的事!并沒有持續(xù)發(fā)生。這是為何呢?你們回想一下奧斯特和安培關(guān)于電的磁效應(yīng)的發(fā)覺,通電的右邊線圈形成了磁場法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn),同時一側(cè)的線圈感應(yīng)到了磁場并形成電壓,之所以只發(fā)生于通電和斷電的頓時,是由于兩個頓時形成磁力線擴(kuò)張和收縮導(dǎo)致的,右邊線圈分別在兩個頓時切割了磁力線,因而形成了感應(yīng)電壓,感應(yīng)電壓又形成了磁場。
據(jù)此,法拉第又有了一個重大發(fā)覺,在第三個實(shí)驗(yàn)中,磁棒以一種特定的方式可以與線圈形成電壓。請朋友們將磁棒迅速的插入和拔出線圈,瞧瞧會發(fā)生哪些呢?沒錯,電壓計發(fā)生了偏轉(zhuǎn),至此法拉第實(shí)現(xiàn)了永磁體形成電壓的構(gòu)想,法拉第總算明白,只有在運(yùn)動和變化的過程中,吸鐵石能夠形成電壓。于是法拉第通過第四實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了他的構(gòu)想??偨Y(jié)上去,導(dǎo)體均勻地在磁場中切割磁力線會形成電壓,這就是“電磁感應(yīng)”原理,發(fā)明了最早的直流發(fā)電機(jī)。
曉得了電磁感應(yīng)定理,那再來看這件展品——發(fā)電機(jī)。請你搖一下轉(zhuǎn)輪,動力推動定子進(jìn)行切割磁力線,發(fā)覺了哪些?形成了電壓。
1832年,希臘人畢克西受啟發(fā)發(fā)明了世界第一臺手搖式直流發(fā)電機(jī),以后的幾六年的時間里,發(fā)電機(jī)得到了不斷的改進(jìn),性能優(yōu)良的發(fā)電機(jī)得到了應(yīng)用,這也標(biāo)志著人類開始步入了電氣時代。
步入20世紀(jì)以來,電能早已充分滲透到了工業(yè)生產(chǎn)、社會生活的各個方面。電汽化也以前被看成是人類最理想化的生活形態(tài)。同時我們也要聽到,科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了不同時期,是通過不同科學(xué)家努利鉆研才完成的,這是一個不斷總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)又不斷創(chuàng)新的過程。希望通過明天的補(bǔ)習(xí),你們除了能學(xué)到科學(xué)知識,更要感受到科學(xué)史中彰顯的科學(xué)精神,弘揚(yáng)科學(xué)家大膽假定、小心求證的科學(xué)方式,將來用大家的智慧服務(wù)社會、改變未來。