高中物理 6.1 电磁学与电磁技术的关系及其历史发展电磁技术对人类社会发展的贡献课件 教科版选修11.ppt

高中物理高中物理·选修选修1-1·教科版教科版第六章　电磁技术与社会发展第六章　电磁技术与社会发展第第1讲　电磁学与电磁技术的关系及讲　电磁学与电磁技术的关系及其历史发展电磁技术对人类社会发展其历史发展电磁技术对人类社会发展的贡献的贡献•[目标定位]　1.知道电磁学与电磁技术的关系.2.了解电磁学与电磁技术的历史发展.3.了解电磁技术对人类社会发展的贡献．•一、电磁学与电磁技术的关系•1．电磁学属于￿￿￿￿￿￿￿￿范畴，主要是通过对电磁现象的研究来建立反映电磁运动规律性的理论．•2．电磁技术属于￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿范畴，主要是利用电磁学原理来研制、制定与电磁特性有关的各种设备、方法及技能．￿科学科学技术技术•二、电磁学与电磁技术的历史发展•1．电与磁的早期研究•在此阶段(公元前6世纪至18世纪)人类对电与磁的研究积累了大量的感性知识．•2．电磁学的产生与发展•1785年，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿的发现，首开对电磁现象进行定量研究的先河，标志着电磁学的诞生．￿库仑定律库仑定律•1820年，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿电流磁效应的发现，首次把电与磁联系起来，开辟了电磁统一研究的新阶段．•1831年，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿关于场的思想及电磁感应定律的发现，为电磁场理论的建立奠定了基础．•1864年，麦克斯韦建立了电磁场方程并预言电磁波的存在.1887年，赫兹用实验验证了电磁波的存在，标志着经典电磁学理论体系的建成．奥斯特奥斯特法拉第法拉第•3．电力技术的产生与发展•在电磁学理论的基础上，电力技术得到迅速的发展．•1832年，法国的皮希克(R.Pihick)根据法拉第电磁感应定律制成了第一台永磁式发电机；1834年，德国的雅可比(M.H.Jacobi)根据安培定理制成了第一台电动机．•1882年，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿在发明电灯(实际上是改进电灯的性能而使它实用化)之后，建成了世界上第一座发电站．爱迪生爱迪生•远距离输电方面的杰出发明有：1882年，直流高压输电装置的发明；1885年，变压器的发明；1888年，交流电机的发明；1889年，三相交流发电机的制成等．在这些技术的基础上，1891年，德国电机制造公司用15 kV～30 kV高压送电．从此，人类进入了电力技术时代．•4．电信息技术的产生与发展•电磁学的建立，为电信息的应用提供了科学原理与技术思路．•1837年，莫尔斯(s.Morse)与亨利(J.Henry)研制出第一台电报装置并试验成功.1844年，第一条有线电报线路(华盛顿至巴尔的摩)建成并投入使用．￿•1876年7月，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿(A.G.Bell)在纪念美国独立100周年的费城博览会上展出了他所研制的，并进行了150 m通话表演．•电磁波发现之后，法国物理学家布朗利(B.Brounly)及英国物理学家洛奇(O.J.Lodge)就试图把电磁波应用于通信．并取得了初步成功(通讯距离达到800 m)．•1898年，马可尼实现了飞跃英吉利海峡的电波通信；波波夫于1900年把电波通信用于“阿普拉克辛将军号”军舰遇难的抢救过程．贝尔贝尔•1901年，电磁波用于电报的发射与接收；1906年，人们第一次听到无线电广播；1911年，电磁波用于导航；1916年，无线电开通；1923年，无线电实现，微波通信取得成功；1926年，黑白电视问世；1929年，彩色电视发明；1935年，雷达出现．•电信息技术的进一步发展特别是电子计算机、晶体管、集成电路、微机、信息网络等的出现，使人类进入了信息时代．•三、电磁技术对人类社会发展的贡献•1．指南针与地理大发现•我国早在大约战国时期(前475～前221)就发现了磁体的指极性，而对世界文明作出重大贡献的指南针，正是利用磁体的￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿性制成的．它是我国古代四大发明之一．指极指极•指南针的发明与使用对人类发展的主要贡献是“地理大发现”．所谓“地理大发现”，指的是欧洲人远航探险，发现美洲等一系列事件．•1519年，葡萄牙人麦哲伦率船队由两班牙出发向西南方向航行，越过大西洋，沿南美洲西岸南行，绕过美洲南端进入太平洋，到达菲律宾、印度，再沿非洲东岸绕道好望角回到欧洲．这是历史上第一次环球旅行，证明了地球确实是圆的．•我国航海家郑和在公元1405年到1433年间“七下西洋”．•2．电能的应用与产业革命•￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿的广泛应用(1784～1850)，使生产方式从手工作坊变成机器大工业．在历史上，这称为第一次产业革命．•￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿的大规模应用，在历史上称为第二次产业革命，它对人类社会的发展产生了巨大的推动作用．蒸汽机蒸汽机电能电能•(1)使生产过程在机械化(第一次产业革命的成果)的基础上电气化，再加上电控技术的应用，使传统产业的面貌焕然一新，使工农业生产水平及人民的日常生活状况大大提高．•(2)一系列新兴产业部门的崛起．•(3)使社会经济步入快速发展时代．￿•3．电信息的应用与信息社会的到来•￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿、￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿、￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿是人类赖以生存与发展的三种基本资源．•电报、、无线电通信的发明及应用，解决了信息的远距离、快速传递的要求，开始了人类对信息资源利用的新时代．•电信息技术进一步发展的标志，则是电子计算机的不断更新换代，多媒体技术的异军突起以及信息网络的出现．物质物质能量能量信息信息•4．电磁技术应用的负面影响与社会可持续发展问题•电磁技术对人类社会发展确实作出了重大贡献，但是也不能忽视电磁技术的利用给人类社会带来的负面影响．￿•(1)负面影响•19世纪以来，在各种发电方式中，主要采用的是以煤为燃料的火力发电，这不仅消耗了大量的不可再生资源—— ，而且，造成了较为严重的环境污染(CO2、SO2等有害物质通过烟囱排入大气)．￿煤煤•各种电器元件、设备的制造，消耗了大量的金属矿(铜、钨、镍、铬、铁等)，而且在这些金属矿的开采、冶炼、成型等过程中也造成了较为严重的环境污染．•近年来，大量电子垃圾(废旧电子产品，包括废旧电脑、电视机、洗衣机、电冰箱、空调器、电池等)的日益增多，已成为一个严重的环境问题．、微波炉、X光、γ刀等的大量使用造成的电磁辐射污染．氟里昂等制冷剂的使用，造成臭氧层的破坏并由此引发出许多问题——如紫外辐射增加导致气候变暖等．•(2)对策——走可持续发展道路•①大力发展利用可再生资源的发电方式——水力发电、太阳能发电、风力发电、潮汐发电等，减少对不可再生资源的消耗．•②重视技术创新，发展循环经济，研究与开发清洁生产技术，使各种污染物在材料的生产过程中自行转化而不造成泄漏．•③尊重科学，加强管理，制订有关技术措施及政策，解决电子垃圾、电磁辐射等引起的环境及生态问题．￿•一、电磁学与电磁技术的历史发展•1．电与磁的早期研究•(1)电与磁的研究是分别进行的．(2)主要是定性研究．•2．电磁学的产生和发展•库仑定律→电流磁效应→电磁感应定律→麦克斯韦电磁场理论的预言及证实．￿•3．电力技术的产生与发展•发电机→电动机→发电站→变压器→高压送电．•4．电信息技术的产生与发展•电报装置→有线电报线路建成→→电波通信→无线电广播→无线电→无线电→电视机→雷达→电子计算机、网络．•【例1】　(多选)下列关于电磁领域重大技术发明的说法正确的是•(　　)•A．发明电灯的科学家是爱迪生•B．发现电磁感应定律的科学家是法拉第•C．发现电流的磁效应的科学家是安培•D．发明的科学家是赫兹•答案　AB•解析　发明电灯的科学家是爱迪生，选项A正确；发现电磁感应定律的科学家是英国科学家法拉第，选项B正确；发现电流的磁效应的科学家不是安培，是奥斯特，选项C错误；发明的科学家是贝尔，选项D错误．•针对训练1　(单选)下列说法错误的是•(　　)•A．18世纪末，莫尔斯发明了电报，贝尔发明了•B．麦克斯韦的电磁场理论预言了电磁波的存在•C．马可尼发明了无线电通信•D．互联网是电磁技术对人类的又一重大贡献•答案　A•二、电磁技术对人类社会发展的影响•1．积极作用•(1)科学技术的进步使人类认识自然、适应自然的能力日益强大．•(2)科学技术的成就改变了人类的生产、生活方式，极大地提高了人们的生活质量，推动着社会向前飞速发展．•2．消极作用：(1)电磁污染；(2)环境污染；(3)危害人类的健康．￿•3．采取的措施：现代科学技术与社会彼此既相互促进，又相互制约．只有妥善处理科学技术与社会的相互关系，科学技术与社会才能协调地向前发展．•【例2】　(单选)下列说法不正确的是•(　　)•A．科学技术的发展与进步使人类的许多梦想都变成了现实•B．所有的电磁辐射都是有害的•C．电磁污染对人和动物、植物都是有害的•D．电能的利用也会造成环境污染，生态破坏•答案　B•针对训练2　“指南针”是我国四大发明之一，这一伟大发明在航海、探险、军事方面都有重要的实用价值．指南针能指方向，是因为指南针受到了________磁场的作用．指南针静止时北极所指的方向是在地理的________极附近．•答案　地　北•解析　指南针受到了地磁场的作用而指向南北方向；地理的南极在地磁的北极，且不完全重合．所以指南针静止时北极所指的方向是在地理的北极附近．再见再见。