这样解释合理吗

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gellycgy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  1 问题的提出
  人教版普通高中课程标准实验教科书《物理·选修3-1》中有如下两个图.
  在物理教材中,图1是一个闭合电路,图2是闭合电路各点线电势降(或电势升)的图示.物理教材对图2的说明是:图2表示的是该闭合电路中电势的相对高低及电流方向,A、B两个位置中的A、B,D、C其对应于图1并分别代表电池的溶液中与A、B两电极靠近的位置.
  物理教材中还说:“图1中的电源是一个化学电池,电池的正极和负极附近分别存在着化学反应层.反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移至电势高处,在这两个地方,沿电流方向电势‘跃升’.这样,整个闭合回路的电势高低变化情况如图2所示.图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低.”
  从电学的角度来说,物理教材中的图2及有关叙述都是正确的,只是有些表述不够确切.如何从化学的角度清晰地说明图2中A、D、C、B各点及各线段的含义呢?在此,笔者特将物理与化学结合起来对图2中A、D、C、B各点及各线段的含义做一个明确的说明.
  2 电势“跃升”发生在电极表面的电极双电层
  由傅献彩与陈瑞秋主编的《物理化学》(本文后续引文皆引自此书)知:
  ①将金属M棒浸入水中时,在金属表面与溶液界面之间会形成如图3所示的双电层.金属表面带负电荷,金属表面的紧密吸附层带正电荷.由于双电层之间的电荷不均,所以就产生了电位差.
  ②将金属M棒浸入相应的盐溶液时,一般会在金属表面形成如图3所示的双电层,双电层之间产生电位差.该双电层与纯水中的双电层相比,二者的主要差别是:盐溶液中含有的Mn (aq)离子会对金属表面的阳离子的水合作用产生阻碍作用,从而导致金属表面的负电荷少于纯水中同种金属表面的负电荷.
  ③将金属M棒浸入相应的盐溶液中,当金属电极不活泼且溶液中的金属离子浓度较大时,就会出现溶液中的金属表面带正电荷的情况.之所以出现这种现象,是由于金属表面的阳离子进入溶液的倾向较弱、而溶液中的阳离子沉积到金属表面的倾向较强.《物理化学》没有明确说明此种情况下金属表面的紧密吸附层所带电荷的种类.笔者认为:当金属表面带正电荷时,其紧密吸附层肯定吸附了溶液中的阴离子带负电荷.即,此种情况下电极双电层的电荷刚好与图3中电极双电层的电荷相反.由于此种电极双电层多见于不活泼的金属电极,所以这种电极的电极电势一般较高.
  由此可见,原电池的两极均存在着电极双电层.原电池的电极反应就发生在电极双电层,原电池的电极反应是两电极发生电势跃迁的基本原因.
  3 电池电动势的含义
  为了准确说明图2中各点线的含义,我们还需要明确电池电动势的含义.
  需特别注意的是图2中的AD两点之差ε 不是正极的电极电势,CB两点之差ε-不是负极的电极电势.从理论上说,电极的电位差ε 和ε-可以代表单个电极电极电势的相对高低,但目前“还不能从实验上测定个别电极的电极电势,只能测定电池的总电动势”,实测的电极电势均是相对于标准氢电极的相对值.国际上规定标准氢电极的电极电势为零,将其它电极与标准氢电极组成原电池,测定原电池的电动势(消除了ε扩散等电位差),所测原电池的电动势就是相应电极的电极电势.若所测电极处于标准状况(298 K、离子活度为1 mol/L),则所测的电极电势就是标准电极电势.事实上,图2中的AD两点之差ε 及CB两点之差ε-都是没有明确数据的理论假设,在A、B两点的相对位置确定之后,若平行地向上或向下移动C、D两点的话(C、D的相对高度U内一定),完全不会影响我们对有关问题的分析和说明.
  由这些分析说明可见,将物理学和化学联系起来分析图2,可以对图2理解得更深刻、更透彻.同时我们还应该看到,由于物理学和化学研究的侧重点不同,图2中各点线的物理学含义和化学含义是存在着微小差异的.
其他文献
高中物理学习是一个充满思维的过程,而思维的重点又往往是围绕问题解决来进行的,因此问题解决思维是高中物理教学的一个重要内容.在传统的物理教学中,问题解决思维往往是伴随着问题解决而进行的,一个问题得到成功的解决之后,学生收获的往往是解决问题的思路与方法,而没有从问题解决思维的角度去思考.这与传统的物理教学是有关系的,传统物理教学更强调物理知识的学习,更强调具体物理问题的解决,而作为一种思维,问题解决常
期刊
物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式.物理概念是中学物理基础知识中最重要、最基本的内容.学生对概念的正确理解和掌握,不仅是学好物理的前提和基础,也是发展学生能力特殊的逻辑思维能力的必要条件,还可以使学生取得思考并掌握探索问题的主动权.所以在教学中要尽可能通过多种教学方法及教学手段,使学生准确的形成,深刻的理解和掌握各种概念.几年来,笔者借助物理概念教学,在提升学生的思维方面进行了一些探
安培定则在判断通电直导线和通电螺线管周围的磁场分布时十分便捷,除此之外,右手定则在判断感应电流的方向也有着重要应用.与右手定则对应的是左手定则,其主要应用在判断安培力和洛伦兹力的方向上.对于初学者,学生往往不能厘清二者之间的差别,容易将它们弄混淆,以至于对后续的学习造成一定的困扰.  1 传统右手和左手的使用简介  左手定则主要用在判断通电导线在磁场中所受安培力以及运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方
期刊
为培养学生的学习能力,知识应用能力,实践能力及创造能力,2001年秋季,我在99级计算机专业1班的《多煤体制作》课程中进行了“创造性学习”教学实验,并取得一定成效。一、“创造性”学习1.成
维果斯基“最近发展区”理论认为,学生的发展有两种水平:一种是学生的现有水平,指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是学生可能的发展水平,也就是通过教学所获得的潜力.两者之间的差距就是最近发展区,如图1所示.教学应着眼于学生的最近发展区,为学生提供带有难度的内容,调动学生的积极性,发挥其潜能,超越其最近发展区而达到其潜在发展水平,然后在此基础上进行下一个发展区的发展,通过教学再创造出新的“最近
期刊
随着时代的进步,我国的教育也进行着不断地改革.如今的教育已经越来越重视学生的自我学习能力,提倡学生自主学习,对学习中遇到的问题敢于质疑,勇于去探究学习中的难点、重点.学生的自主学习越来越引起人们的关注,探究意识则是自主学习中核心的内容,因此,如何有效地培养学生的探究意识成为当今教育的一大重要课题.而物理学是一门非常需要探究意识的学科,物理学需要学生有敏锐的观察力,并且通过不断的实验去学习并且吸收新
在电学实验中,控制电路的选择有限流器和分压器两种.前者的优点是接线方便、供电效率高,缺点是不能提供从零开始的变化电流(或电压);后者的优缺点,则刚好和前者相反.  设计分压器时,滑动变阻器的阻值应该如何选择?本文尝试从两个角度进行理论剖析,供读者参考.  1 非线性控制分析  3 抛砖引玉促教学,以点带面推改革  高中物理是理论与实践相结合的课程,而在教学实践中经常遇到学生喜欢“记”物理,而缺乏独
期刊
物理是一门重要的自然基础学科,物理是研究物质结构和基本运动规律的一门学科,它所涉及的面非常广泛,内容非常丰富,与很多学科的内容相互渗透.  1初中物理教学的重要性  学习物理可以为我们以后的终身学习打下坚实的基础,所以我们在刚进入中学阶段就必须学习物理,足以可见它的重要性.1989年国家教育委员会批准并颁布的《九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲》,明确指出了物理教学的目的和重要性.在中学学习过
人民教育出版社编著的普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-1(2010年4月第三版,2014年5月第六次印刷)第一章第一节《电荷及其守恒定律》中对“元电荷”这部分内容稍加调整,将更科学.  第四页第四段:电荷的多少叫电荷量,在国际单位制中,它的单位是库仑,简称库,用C表示.正电荷的电荷量为正值,负电荷的电荷量为负值.根据此描述:电子带负电,故一个电子所带的电荷量为-1.6×10-19 C,一个
期刊
1引言  初中物理学主要研究力、热、声、光、电、原子物理学等形形色色的物理现象,是一门以实验为基础、从现象中升华认知的学科.它与生活联系密切,但是同时,它又“源于生活,高于生活”.大多数人的物理知识都是在初中阶段起步学习的.  实验在初中物理教学中非常重要,没有实验的物理课就不是物理课.新课改之后,国家对初中物理实验教学提出了较高的要求,特别强调了要重视实验方案的自我设计、经历实验探究的过程、深入