工科物理研究性教学的设计与实践 - 图文(14)

3.能推倒出静电场的环路定律，知道它表征的意义。 4.会用类比法引入电势能，能总结出电势能的概念结构。 5.会用类比法引入电势的概念，能总结出电势的概念结构。 6.会用两种方法计算电势。

7.能总结出本节的知识结构，包括概念、规律、方法等

8.由电容器的能量公式推倒出静电场的能量公式，能量密度公式，会计算静电场的能量。 课外活动建议：

1.设计一个研究性实验，验证静电场能量的存在，并验证静电场能量与其它能量的转换关系。（可在学校实验室中做实验）

2.会用类比法引入稳恒磁场的能量公式，能量密度公式，会计算稳恒磁场的能量。 3.课外活动建议：设计一个研究性实验，验证稳恒磁场能量的存在，并验证稳恒磁场能量与其它能量的转换关系。（可在学校实验室中做实验）

建构电磁波的能量、能量密度、能流、平均能流、平均能流密度的概念。 4.总结该课题研究中的创新点。

5.万有引力场的概念和规律研究：把万有引力场与静电场类比建构万有引力场的概念和规律研究。然后在校图书馆查阅资料，检查建构的正确性。 研究题目9：自然界中各种能量之间的转化关系研究

问题背景：物理学中研究的能量有传递和转换问题，在传递和转换过程中遵从能量守恒定律，生态系统中也存在这个问题，一切生物的生命都需要能量，如果没有能量的供给，生态系统就无法维持下去。地球上所有的生态系统所需的能量，归根结底来自太阳。绿色植物通过光和作用将太阳能转化为化学能，储存在它们的有机体中。一部分绿色植物被初级消费者摄取，一部分初级消费者又被次级消费者捕食——这样，绿色植物所固定的太阳能就沿着使食物链流动了。 目标与要求：1、了解自然界的各种能量是怎样转化的。2、查阅资料、列出你所知道的能量，说明各种能量之间的转化关系。 研究题目10：微波生物学效应的异质模型研究 问题背景：

能量与人们的生活米其相关，这是人所共知的事实。本部分通过微波生物学效应的异质模型研究使学生从一个侧面了解能量与人类生活的密切关系，学习研究综合性问题的基本方法。

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随着微波技术在广播、电视、通讯、科技和国防领域中应用的日益广泛，信息传输、无线电等射频微波电子产品已成为人类文明生活不可缺少的伴侣，从而也使整个生物界沉浸在人为环境电磁辐射之中，职业和公众受环境电磁辐射污染危害越来越严重，微波辐射对受照者及其后代作用的不良后果引起公众深切的关注。许多物理学家、生物学家、生物医学家开始研究“微波的生物学效应”这一跨学科课题。我国的电磁辐射健康影响研究工作开始于六、七十年代，在七十年代即开展射频微波电磁辐射的健康影响调查工作，探讨了相关的安全卫生标准及防护技术，并取得了很大进展。现阶段的研究表明，电磁辐射对人体的健康影响比较广泛，能引起神经、生殖、心血管、免疫功能及眼睛等方面的改变。从物理学的角度来说，微波的生物学效应表现为致热效应和非致热效应。致热效应是指微波辐射，特别是高强度的辐射，引起机体某些部位发热，造成健康危害，这是显而易见的，也是公认的。有实验室研究发现，长期低强度射频电磁辐射可造成非致热效应，对动物神经内分泌，膜通透性、离子水平等都有影响，也有报告认为射频微波能引起DNA损伤、染色体畸变等。这些非致热效应的研究所得的结果分歧很大27，其焦点在于低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。这些研究大部分属于实验研究，文献报道的理论研究工作较少。国外对微波生物学效应的理论研究成果：建立受照者的匀质多层平板模型和球模型，研究微波（平面波）照射时机体对波的反射、折射和吸收。对球模型发现有共振吸收现象，这些研究在某种程度上解释了致热效应。然而生物体的结构是复杂的，仅用匀质多层平板模型和球模型得到的结论只是实际的粗略近似，该理论在许多方面与实际相差较大。