課本上學(xué)不到的物理學(xué)Ⅱ

前言

在有趣的閱讀中提升素質(zhì)    學(xué)習(xí)科學(xué)，可以是一件痛苦的事，也可以是一件愉快的事；可以為了對付考試，也可以為了提升素質(zhì)。在這“兩極分化”中選擇哪一種，取決于學(xué)習(xí)者的立場和目標、學(xué)習(xí)的心態(tài)、學(xué)習(xí)方法；取決于現(xiàn)有體制和環(huán)境的有形與無形的制約；也取決于教材和學(xué)習(xí)材料。當(dāng)然，這些影響學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)目標的各種因素彼此也會相互影響，不過，如果選擇一個相對現(xiàn)實的做法，編寫理想的教材和學(xué)習(xí)材料會是積極且可行的起點。這套“初中科學(xué)拓展閱讀叢書”，就是這樣的努力之一，它的目標，就是讓學(xué)習(xí)成為上述“二分”中積極的一方。    在對科學(xué)的學(xué)習(xí)中，課堂教學(xué)是重要的一環(huán)，當(dāng)然課前的準備、課后的復(fù)習(xí)也同樣重要。不過，課堂教學(xué)時間畢竟有限，憑此要達到所有應(yīng)該達到的教學(xué)目標也是不可能的，這就要有課外學(xué)習(xí)的補充。然而，課外學(xué)習(xí)的補充，不應(yīng)該是一個痛苦的過程，而應(yīng)該是充滿樂趣的，是在課程內(nèi)容的基本要求之上的知識范圍的延伸、相關(guān)思考的拓展和素質(zhì)與能力的進一步提高。在這幾個方向上，這套“初中科學(xué)拓展閱讀叢書”恰恰是符合的，可以讓學(xué)生在愉悅中進行輕松有趣的閱讀并有所收獲。這正像《美國國家科學(xué)教育標準》對科學(xué)教育設(shè)定的目標之一：“由于對自然界有所了解和認識而產(chǎn)生充實感和興奮感?！?   隨著素質(zhì)教育越來越受重視，在新課程標準中，也越來越強調(diào)能力，注意科學(xué)與人文的結(jié)合，注重科學(xué)與社會的關(guān)系，關(guān)注科學(xué)方法，關(guān)心科學(xué)的前沿進展。然而，在這種更具開放性的學(xué)習(xí)中，課本不可能面面俱到，任何一位教師也不大可能完全熟悉和充分了解擴展的所有知識。集合各有專長的專家們的優(yōu)勢，為課程學(xué)習(xí)的課外閱讀提供相對更充分、更廣泛、更有專業(yè)性和針對性，也更能以相對通俗、有趣而又準確的方式來表達的拓展性學(xué)習(xí)資源，就是此套叢書的目標之一。    不過，現(xiàn)實地講，我們也得承認，現(xiàn)在社會上應(yīng)試教育的壓力仍然很大，雖然我們追求的理想是素質(zhì)教育，但在有限的時間內(nèi)，要完全達到理想而徹底擺脫應(yīng)試教育還是相當(dāng)困難的事。想要在這種理想與現(xiàn)實的矛盾中達到一種相對恰當(dāng)?shù)耐讌f(xié)，既不放棄理想，又不無視直接涉及學(xué)生發(fā)展的現(xiàn)實約束，這無論對于教師、教材和課外閱讀材料的編寫者，還是對于學(xué)習(xí)者，都是很大的挑戰(zhàn)。這套叢書的另一個特點，就是不游離于課程標準和教材要求的知識點之外，而是從其中的若干知識點出發(fā)，進行了適度的擴展延伸。以這樣的并不極端的方式，它既有提高閱讀者科學(xué)素養(yǎng)的功能，也能在一定程度上對當(dāng)下考核學(xué)生的應(yīng)試需求有所滿足。不過，重要的是，它絕不只是以應(yīng)試為目標，希望它的讀者們也能意識到這一點。    就學(xué)習(xí)科學(xué)，以及學(xué)習(xí)別的學(xué)科而言，都有一個近期目標與遠期目標相統(tǒng)一的問題。對于學(xué)生的發(fā)展，滿足當(dāng)下仍以應(yīng)試為主的考核方式固然是一種現(xiàn)實的需求，但這僅是一種短期的發(fā)展需要，從更長久的發(fā)展來看，學(xué)習(xí)者的素質(zhì)是更大的“后勁”。學(xué)習(xí)合適的材料，并掌握恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，這兩者都是不可缺少的。我們希望這套叢書的讀者能夠意識到這一點，能夠在閱讀時，不只是注意到具體知識內(nèi)容的擴展，更能同時注意閱讀所帶來的進一步的個人思考。    最后，我們也希望讀者意識到，關(guān)于科學(xué)本身和與科學(xué)相關(guān)的知識是無限的，這套叢書自然不可能囊括一切內(nèi)容，它只是在課堂之外的有關(guān)科學(xué)的閱讀的一個起點。    我們希望它是一個真正能夠帶來讀者對學(xué)習(xí)科學(xué)的熱愛的一個新起點。    劉兵    2012年9月30日于清華大學(xué)荷清苑

內(nèi)容概要

《課本上學(xué)不到de物理學(xué)（Ⅱ）》是“初中科學(xué)拓展閱讀叢書”之一，由常生龍主編。
    地球磁場是保證長途遷徙的鳥兒不會迷路的“GPS”嗎？
    愛迪生和特斯拉之間的“電流大戰(zhàn)”是怎么回事？誰才是真正的電話之父？
    從極地運往赤道地區(qū)的貨物重量會減少，怎樣才能找到這個“小偷”？
    用杠桿和滑輪，阿基米德就能造此將敵船拋向大海的巨大吊車？
    為什么世界油庫在中東？太陽總有一天會熄滅嗎？太空旅行到底有多難？
    ……
    這些課本上學(xué)不到的物理學(xué)知識，《課本上學(xué)不到de物理學(xué)（Ⅱ）》將為你一一揭秘！

書籍目錄

導(dǎo)言 時間旅行的秘密1.獻身電學(xué)的那些事兒2.指南針與遷徙路3.閃光的真理4.電磁一家親5.電流大戰(zhàn)6.越走越寬的信息之路7.誰動了我的車子8.從仰望天際到俯瞰地球9.不變的質(zhì)量，變化的重力10.撬動地球的杠桿11.分子運動的奧秘12.綻放的蘑菇云13.能源家族

章節(jié)摘錄

神奇的電學(xué)表演    人們發(fā)現(xiàn)，電雖然可以通過摩擦產(chǎn)生，卻無法保存。如果能像存水一樣把電儲存起來，研究也就方便多了。1745年，德國牧師克萊斯特做了一個實驗。他利用導(dǎo)線將摩擦產(chǎn)生的電引到一個裝有鐵釘?shù)牟Ａ?，?dāng)用手去拿鐵釘時受到了猛烈的電擊。牧師的電擊沒有白挨，荷蘭萊頓大學(xué)的物理學(xué)教授莫森布魯克正是在他的啟發(fā)下發(fā)明了能夠儲存電荷的容器。    1746年，莫森布魯克做了這樣一個實驗：用絲線吊起一支槍管，用起電機與槍管相連，以接收起電機傳來的電，再用一根銅線一端與槍管相連，另一端浸入盛有水的玻璃瓶中。他讓助手一只手握住玻璃瓶，自己在一邊使勁搖起電機。當(dāng)助手不小心一只手碰到槍管時，猛然感到一次強烈的電擊，痛得大聲叫喊了起來。莫森布魯克和助手換了下位置，一手拿瓶，一手去碰槍管，也遭到了電擊。他說，這個實驗給他帶來了“一種無法形容的恐怖感覺”。    莫森布魯克發(fā)現(xiàn)，人體作為導(dǎo)體接觸到電時，會受到可怕的電擊；但把帶電體放在玻璃瓶內(nèi)就可以保存電。后來，法國人諾萊就以莫森布魯克所在的萊頓大學(xué)的校名將這種能存電的瓶子稱為“萊頓瓶”。    莫森布魯克根據(jù)自己的恐怖經(jīng)驗，勸誡人們不要用人體做放電實驗，不想?yún)s吸引了更多人的關(guān)注。電學(xué)示范實驗也一時流行了起來，成為當(dāng)時一種時尚的娛樂形式。其中最為壯觀的一次是諾萊在巴黎圣母院外向路易十五皇室成員展示的表演。他讓700名修道士手拉手站成一排長約275米的隊伍，讓排頭的修道士手握萊頓瓶，排尾的修道士則用手握住萊頓瓶的引線，引線另一端插入瓶中的水里。當(dāng)萊頓瓶放電時，700名修道士瞬間因受電擊幾乎同時跳了起來，在場觀眾無不目瞪口果。    天電之謎    萊頓瓶發(fā)明的消息像插上了翅膀一樣，越過大西洋傳到美國。摩擦起電引起的紙屑漫天飛舞，萊頓瓶放電擊死老母雞，電火花點燃酒精和火藥等新奇的電學(xué)實驗表演吸引了眾多的研究者。一名40歲的政治家偶然看到這些表演后決心投身于電學(xué)研究。這就是美國著名的政治家、外交家、科學(xué)家富蘭克林，半路出家的他在電學(xué)上作出一項重大貢獻——統(tǒng)一了“天電”和“地電”。    自古以來，雷電一直是人類認識電現(xiàn)象的一個重要來源。但富蘭克林在思考著另一個問題：雷電和摩擦而起的電在本質(zhì)上是否一樣呢？    1752年6月，美國費城一個電閃雷鳴的上午，富蘭克林將一只用綢子做的風(fēng)箏放飛到雷雨云層中，風(fēng)箏上裝有一段鐵絲，鐵絲下連接一根麻繩，麻繩的下端接著一根絲線，繩線接觸的地方系了一把銅鑰匙。雷電來時，富蘭克林握住鑰匙的手能感到一陣陣電擊。富蘭克林又用風(fēng)箏下端的銅鑰匙給萊頓瓶充電。他發(fā)現(xiàn)，捕捉的天電一樣可以點燃酒精，可以做與地電同樣的實驗，從而證明了天電與地電的性質(zhì)完全相同。1753年，俄國物理學(xué)家里希曼在類似的實驗中，不幸被雷電擊中，為科學(xué)真理獻出生命。    風(fēng)箏實驗給富蘭克林以新的啟迪：就像風(fēng)箏上的金屬能引下電一樣，如果將金屬棒安裝在建筑物的頂部，再用金屬線接到地面，就可以在雷雨天將雷電引到地下，以避免建筑物被雷擊。1753年，富蘭克林發(fā)明了避雷針，保護住房、教堂及船只免受雷擊。避雷針的推廣使用就成為早期電學(xué)研究中第一項有重大應(yīng)用價值的技術(shù)成果。    一只青蛙引起的大發(fā)現(xiàn)    1791年，世界上最古老的大學(xué)——意大利博洛尼亞大學(xué)的解剖學(xué)教授伽伐尼將他發(fā)現(xiàn)生物電的消息公之于眾后，民間一直傳有這一發(fā)現(xiàn)源于伽伐尼夫人治療肺癆的秘制青蛙湯的趣聞。伽伐尼夫人出身于科學(xué)家家庭，教育程度較高，她很可能對伽伐尼的科學(xué)事業(yè)有功，而且她確實患了肺癆，也很可能喝過青蛙湯，但她早在1790年就去世了。不過，伽伐尼發(fā)現(xiàn)生物電確實是一件意外的收獲。    1780年，伽伐尼照例在做青蛙解剖實驗。他把剖好的一只青蛙放在實驗臺潮濕的鐵案上，當(dāng)他無意中將手中解剖刀的刀尖觸到一只蛙腿的神經(jīng)上時，青蛙腿瞬間發(fā)生了猛烈的痙攣，旁邊的起電機上也放出了火花。他又選擇了幾種不同的金屬（如銅和鐵或銅和銀）接在一起，把另兩端分別與剖開的青蛙肌肉和神經(jīng)接觸，青蛙也出現(xiàn)了痙攣。如果用玻璃、松香、干木頭代替金屬，就不會出現(xiàn)痙攣。伽伐尼認為，動物體內(nèi)存在生物電，可以使神經(jīng)、肌肉活動，用兩種金屬與動物接觸，就能激發(fā)出這種電。1791年，伽伐尼發(fā)表了自己的論文。    伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了好友物理學(xué)家伏打的注意。他在重復(fù)了一系列實驗后發(fā)現(xiàn)，生物電只是一種物理現(xiàn)象，蛙腿本身并不放電，而是外來的電使它痙攣。伏打認為，兩種金屬的接觸才是電流產(chǎn)生的必要條件，只要有兩種金屬與一個導(dǎo)體連成一個回路，就能產(chǎn)生電流。為了驗證自己的觀點，伏打花了3年時間，用各種金屬進行了大量實驗。    1800年3月，伏打宣布發(fā)現(xiàn)了一種“取之不盡，用之不竭”的電。他把幾十塊銀片、鋅片和用鹽水浸泡過的硬紙板按一定順序疊起來，組成一個柱體。當(dāng)用導(dǎo)線連接柱體兩端時，導(dǎo)線中就產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是著名的伏打電堆。    伏打電堆就是我們今天所使用的電池的雛形。它提供了可以產(chǎn)生恒定電流的電源，使研究電流的各種效應(yīng)成為可能。電學(xué)從此進人了一個飛速發(fā)展的新時期。為了紀念伏打在電學(xué)上的貢獻，科學(xué)界根據(jù)他的姓氏，將電動勢、電勢差、電壓的單位命名為“伏特”。    P15-19

編輯推薦

“初中科學(xué)拓展閱讀叢書”以課程標準為依據(jù)，從現(xiàn)行教材拓展出去，把與教材知識點（概念、公式、科學(xué)家等）相關(guān)的內(nèi)容，以科學(xué)讀物的形式呈現(xiàn)，主要采取科學(xué)故事的方式，內(nèi)容鮮明，富有吸引力，增加學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生舉一反三，將學(xué)習(xí)內(nèi)容融會貫通。    常生龍主編的《課本上學(xué)不到de物理學(xué)（Ⅱ）》以故事的形式，講述了物理學(xué)的發(fā)展過程、物理學(xué)概念的形成、發(fā)明與發(fā)現(xiàn)等重大事件。內(nèi)容上既與教材緊密相關(guān)，又不局限于教材；形式上采用大量圖片，圖文并茂，全彩色印刷。

圖書封面

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