卡文迪许扭秤.ppt

物理规律 的关联与整合 physics 物理学 “物” （物质的结构、性质） “理” （物质的运动、变化规律） 物理量：矢量与标量 矢量：力、位移、速度（线速度）、速度变化、加速度、场强、磁感强度、角速度 标量：长度、面积、体积、时间、路程、速率、能量、功率、电压、周期、频率、振幅、波长、电阻、电容、电感、电阻率、流量、压强 温度、功、电动势、电流、磁通量、 非物理量：弧度、角度、个数、 基本物理量：长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、 国际单位制基本单位：米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、 无单位物理量：摩擦因素、光介质折射率、电介质介电常数、 做功效率、空气相对湿度、 平抛运动速度方向角、位移方向角（正切值） 常见物理常数： 万有引力恒量 静电力恒量 阿伏伽德罗常数 重力加速度 真空光速 基本电荷（元电荷） 标准大气压 普朗克恒量 速度： 加速度： 动摩擦因素： 弹簧劲度系数： 功率： 效率： 压强： 密度： 数量密度： 电流： 电阻： 电容： 场强： 电势： 电势差（电压）： 磁感强度： 折射率： 比值定义法： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 万有引力 库仑力（静电力） 万有引力恒量 静电力恒量 ——卡文迪许扭秤 ——？？？ 一、寻找物理规律的相似性或对立面， 探究内在统一的必然性。 ▲谁才是山寨货？ 是先有卡文迪许扭秤？还是先有库仑扭秤？ ——卡文迪许 ——库仑 ＆万有引力定律： 1687年，牛顿发表万有引力定律 1798年，卡文迪许通过扭秤实验测定万有引力恒量 ＆库仑定律： 1）、富兰克林的空罐实验，并告知普利斯特里 2）、普利斯特里联想到万有引力定律，并猜测静电力类似于万有引力，后来罗宾逊、卡文迪许也对静电力大小进行过粗略测定，基本认定是与万有引力相似。 3）、1785年，库仑发明了电秤（库仑扭秤）成功测得静电力恒量，并类比于万有引力定律发表了完整版的库仑定律。 4)、米切尔得知库仑扭秤实验后，也建议卡文迪许用类似方法测量万有引力恒量。1798年，卡文迪许用改进版的扭秤第一次成功测量了万有引力恒量。 ▲历史真相！ 天上的力与地上的力统一 牛顿 富兰克林 天上的电与地上的电统一 麦克斯韦 电、磁、波（光） 电磁场理论 ▲相对论： 牛顿力学 爱因斯坦 爱因斯坦 狭义相对论相对性原理：物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式。 广义相对论相对性原理：物理规律在 任何参照系中都具有相同的形式。 案例一：光（电磁波）、机械波、物质波的波粒二象性： 无线电波、 微波、 红外线、 可见光、 紫外线、 X射线、 γ射线 次声波、 声波、 超声波 频率低、波长大 频率高、波长小 波动性强 粒子性强 干涉、衍射明显 直线传播、反射折射明显 案例二：统一场论：爱因斯坦 重力场、静电场、磁场 重力、万有引力统一 电功、电场力做功、电流做功统一 重力、电场力特征相似，合并成等效重力。 平抛、类平抛、抛物线运动规律的统一 案例三：磁现象的电本质：安培 分子电流假说（分子内环形电流） ---------所有磁现象归结为电流所产生 关于磁场产生：电流产生磁场、 运动电荷产生磁场、