發布時間:2023-03-13 11:14:45
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的生活中的靜電現象樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
摩擦起電是我們生活中比較常見的現象,在干燥和多風的秋天,晚上脫衣服睡覺時,黑暗中常聽到“劈啪”的聲響,而且伴有藍光:早上起來梳頭時,頭發經常會隨著塑料梳子“飄”起來;有時穿在身上的褲子總粘在腿上,還會粘上不易拍掉的灰塵;甚至拉門把手、開水龍頭時都會“觸電”,且常發出“啪、啪”的聲響,這些都是摩擦起電產生的靜電搗的鬼。
在18世紀中期,美國科學家本杰明?富蘭克林認為有兩種性質不同的電荷,即正電荷和負電荷,科學上規定:用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷,叫做正電;用毛皮摩擦過的橡膠棒帶的電荷,叫做負電,兩個物體互相摩擦時。因為不同物體的原子核束縛核外電子的本領不同,所以其中必定有一個物體失去一些電子,另一個物體得到多余的電子,如用玻璃棒跟絲綢摩擦,玻璃棒的一些電子轉移到絲綢上,玻璃棒因失去電子而帶正電,絲綢因得到電子而帶等量負電,用橡膠棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些電子轉移到橡膠棒上,毛皮帶正電,橡膠棒帶著等量的負電。
摩擦起電產生的電荷積累在物體上,即為靜電現象,靜電在工業和生活中有很多應用,但也會產生不少危害,首先,讓我們來看看靜電在工業和生活中有哪些廣泛的應用。
1,靜電除塵,是指用靜電的方法去除氣體中浮游的微小塵埃,如圖2所示,除塵器圓筒的外壁連到高壓電源的正極,中間的金屬絲連到負極,圓筒中氣體分子的電子和帶正電的部分由于受到方向相反的強大的靜電而分離(這個現象叫作“電離”),粉塵吸附了電子而帶負電,飛向筒壁,最后在重力的作用下落在筒底,這個方法不但可以凈化廢氣,而且便于回收其中的有用物質。
2,靜電噴涂,利用電氣集塵的原理,使涂料微粒化,并使其帶上負電荷,在輸送氣力和靜電力的作用下,涂料粒子飛向被涂物,粒子所帶電荷與被涂物上的感應電荷之間的吸附力使涂料牢固地附在被涂物上,一般經2~3秒,涂層即可達40~50微米厚,靜電噴涂由于有可利用傳送帶進行大規模生產等優點,被廣泛用于汽車、家電產品以及電動機等的噴涂,如圖3所示。
3,靜電攝影,靜電攝影是用靜電記錄圖像,也稱為電子攝影,被廣泛用于復印機中,如圖4所示。
4,靜電選別,利用靜電力,把導電率不同的粒子從其組成的混合物中分離開來,如農業生產中應用的靜電選種,工業中應用靜電選別礦石,食品加工過程中利用靜電除去異物等。
靜電在高技術領域也得到一些應用,主要有:(1)靜電火箭發動機,其特點是可以啟動上萬次,累計工作上萬小時,但推力很小,適用于航天器的姿態控制、位置保持和星際航行等,(2)靜電軸承,利用電場力使軸懸浮的滑動軸承,它只在少數特殊儀表中使用,(3)靜電陀螺儀,又稱電浮陀螺,是陀螺傳感器的一種,(4)靜電透鏡,電子透鏡中的一種。
任何事物都有兩面性,靜電除了上面的應用外,還有很多危害,隨著電荷的不斷積累,到一定程度會發生放電,在不同的場合會有不同程度的負面影響,比如,油氣罐內摩擦起電,可能發生爆炸;棉紡織車間內,靜電可能引發火災;電子設備中如有摩擦放電,則會產生干擾,甚至損壞電子元件;衣服上過多的靜電積累,對人體也有危害。
靜電的危害很多,它的第一種危害來源于帶電體的互相作用,飛機機體與空氣、水汽、灰塵等微粒摩擦時會使飛機帶電,如果不采取措施,將會嚴重干擾飛機無線電設備的正常工作,使飛機變成“聾子”和“瞎子”;印刷廠里,紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起,難以分開,給印刷帶來麻煩;制藥廠里,由于靜電吸引塵埃,會使藥品達不到標準的純度;放電視時熒屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污,形成一層塵埃的薄膜,使圖像的清晰程度和亮度降低,靜電的第二大危害,是有可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發生爆炸,漆黑的夜晚,我們脫尼龍、毛料衣服時,會發出火花和“叭叭”的響聲,這對人體基本無害,但在手術臺上,電火花會引起麻醉劑的爆炸,傷害醫生和病人;在煤礦,則會引起瓦斯爆炸,會導致工人死傷,礦井報廢,
靜電危害起因于靜電力和靜電火花,防止產生靜電最簡單又最可靠的辦法是用導線把設備接地,這樣可以把電荷引入大地,避免靜電積累,乘飛機時細心的乘客大概會發現:在飛機的兩側翼尖及飛機的尾部都裝有放電刷,飛機著陸時,為了防止乘客下飛機時被電擊。飛機起落架上大都使用特制的接地輪胎或接地線,以泄放掉飛機在空中所產生的靜電荷,我們還經常看到油罐車的尾部拖一條鐵鏈。這就是車的接地線,適當增加工作環境的濕度,讓電荷隨時放出,也可以有效地消除靜電,潮濕的天氣里不容易做好靜電試驗,就是這個道理,科研人員研究的抗靜電劑,則能很好地消除絕緣體內部的靜電。
關鍵詞:靜電產生;危害;防護措施
引言
隨著科學的不斷發展,企業生產技術的不斷進步,靜電放電給人們在生產、生活中帶來諸多的不便,甚至是致命危害。在印刷行業,靜電放電會造成紙張粘連,無法套印;在紡織行業中,靜電放電會造成紡紗的粘連,影響生產;在電子行業中,靜電放電會造成產品原件吸附灰塵,減少原件壽命……我國根據靜電的危害出臺了一些規范的要求,說明國家對靜電放電的重視,并且也體現了我國的規章制度在不斷的修訂完善。所以企業在生產、加工、運輸中應當格外注意靜電的防護,防止發生嚴重的危險,造成不必要的人員傷亡以及財產損失。
1 靜電的產生
所謂靜電,就是一種處于靜止狀態的電荷,當其接地或者接觸與其本身存在電位差的物體后,就會發生正電荷(或負電荷)的定向移動,產生靜電放電現象。
2 靜電放電所造成的危害
(1)靜電放電能產生微小電荷,從而吸附電子原件中的灰塵,造成電子原件的壽命減半,從而影響電子產品的使用壽命,給企業帶來嚴重負面影響。
(2)靜電放電容易形成劇烈放電現象,也就是日常生活中的電火花。但是,在工廠生產電子產品過程中,這種劇烈的放電現象容易造成人員傷害。據有關調查表明,靜電可以在瞬間放電7000伏特左右,足以將人電擊致死。
(3)靜電容易形成對電子原件的磁干擾,影響電子產品的正常工作,導致電子產品效用失常,同時給電子產品的后期維修帶來干擾。維修人員可能將電子產品工作失常的原因歸咎于零部件的損壞而不是因靜電效應而產生的失效。
(4)靜電容易形成細微的電火花,在生產加工過程中,許多原料都是易燃易爆的產品,這些產品一旦遇到電火花就會發生大爆炸,就會損害工作人員人身安全,產生危害。
3 企業針對靜電放電所進行的措施
(1)應該在生產電子原件的車間增設加濕裝置,使工廠處于濕潤的狀態,從而使不同種類的電荷相互中和,不形成電位差,減少靜電的產生。
(2)在生產加工電子原件的過程中,工作人員應該注意自身不能攜帶靜電,為防止自身攜帶靜電,工作人員應該自覺遵守企業內部規章制度,自覺穿防靜電服裝以及橡膠材質的鞋子,既防止了靜電的產生,又保障了工作人員的人身安全。
(3)企業在運輸電子原件中應該注意電子原件的安全性管理,應該在運輸過程中減少靜電對電子原件的損害。采用防靜電的材料來減少靜電在運輸過程中所帶來的危害。
(4)有一些產品是易燃的,這些產品一旦接觸到靜電產生的電火花,就會產生爆炸現象,對工作人員產生了嚴重的危害,所以在管理這些易燃產品時,企業應該采用防靜電的材料,并且根據安全可靠的工藝來進行運輸。
(5)企業應定期對工作人員進行安全教育的培訓,保證每個員工能在工作過程中冷靜應對所產生的靜電困擾,以及在危險發生后的緊急疏散,防止靜電產生火災過一段爆炸后所造成的更多人員傷亡。
(6)應在生產車間采用接地方法,接地可以使不平衡的電荷全部流入大地,沒有了電位差,自然靜電也就不能形成了。
(7)靜電屏蔽也是比較好的方法,眾所周知靜電屏蔽過程中,是不存在電荷的,這種方法在根本上阻斷了電荷的產生,也就更好的阻止了靜電的產生。
(8)靜電中和是消除靜電的有效方法之一,它可以解決電子原件在生產、運輸、加工中所存在的靜電問題。靜電中和的原理就是陰陽離子結合來達到中和的效果,使空間保持電荷平衡現象,防止靜電的產生。
4 結束語
進入21世紀后,我國逐漸發展成綜合實力強國,隨著人民生活的越來越好,電子產品必不可缺。科技的進步促使電子產業的迅猛發展,在電子企業迅猛發展的同時,靜電放電作為危害電子產品的重要危害,是不能忽視的。科學的治理以及嚴謹的管理培訓制度可以減少靜電帶給人們的危害。有理由相信,隨著科學的不斷進步,針對靜電放電會用更好的方法來解決。
參考文獻
[1]中興通訊股份有限公司.靜電防護手冊[Z].2005
[2]孫延林.電子工業靜電防護指南[M].電子工業出版社,2006
[3]鮑重光.靜電技術原理[M].北京理工大學出版社,1993
[4]張寶銘,林文荻.靜電防護技術手冊[M].電子工業出版社,2004
[5]中興通訊股份有限公司.靜電防護手冊[Z].2005
[6]孫延林.電子工業靜電防護指南[M].電子工業出版社,2006
一、STS教育的內涵
STS是science technology society的簡稱,STS教育指的是將科學教育與社會生活和發展聯系在一起,既要考慮到新的科學技術對教育提出的要求,又要考慮到教育與社會生產生活的緊密聯系.在高中物理教學中滲透STS教育,就是要發展學生的主動參與能力,關注科學、技術和社會的緊密聯系,在科學和技術的關系上要注重發展技術教育,在科學和社會的關系上要發展社會實踐能力,注重物理和社會生活的緊密聯系,促進學生實踐技能的發展.
二、在高中物理教學中滲透STS
教育的特點
在高中物理教學中滲透STS教育的特點:第一,注重物理學科的實踐性特征.STS教育強調學生在物理學科中的積極參與,主張學生要不斷參與物理的實驗和觀察,培養自己的自主實踐性.第二,STS教育強調教學方式的多樣化開展.教育內容的選擇要與學生的生活緊密聯系,突破傳統課堂的時空限制,通過多樣化的教學方式,包括課堂討論、自主探究、合作學習等課堂組織方式,也包括課堂理論教學與課外實踐教學的緊密結合.第三,以學生為中心,促進學生主動建構知識.高中物理教學的開展要以學生為中心,制定能夠促進全體學生發展的課程目標,開展能夠全員參與的學習過程,創造學生自主建構知識的課堂環境.第四,教育過程和教育結果并重.STS教育強調在物理教學中不僅要關注物理課程產生的結果,而且要關注物理課堂開展的過程,關注學生參與物理課堂的表現,關注學生在學習過程中學習能力和價值觀的發展.
三、在高中物理教學中滲透STS
教育的策略
1.教學內容的設計要注重生活性.STS教育注重學科教學與社會生活的緊密聯系,在社會生活中獲取教育的素材,在學生熟悉的教育素材中促進學生主動建構知識.高中物理學科是一門實踐性很強的學科,在教育內容的設計中,教師要選擇與學生密切相連的教育內容,促進學生學習新知識的興趣.
例如,在講“生活中的圓周運動”時,教師考慮到學生的生活經驗和當地的情況,教學內容的設計以地鐵的勻速圓周運動為例子進行講解.在課堂教學開展前,教師給學生布置了一個前置性作業――“去地鐵中體驗速率”.在課堂教學中,教師首先以頭腦風暴法的形式引導學生回憶,在地鐵中體驗速率產生的疑問或感想,然后將學生的疑問集中,以小組為單位,展開這節課的學習.在教師引導下,學生的問題集中為以下有效問題:第一,在地鐵轉彎時,會產生失重感這是什么原因造成的?第二,用力的分解圖將自己的想法畫出來.第三,在日常生活中還有什么事物的設計原理與此相同?在個人體驗結束后分小組討論,在地鐵轉彎時的失重感原因是什么?將教學內容的開展與學生的生活緊密聯系,有效地激發了學生的學習熱情,促進學生積極主動地思考.
2.教學過程的組織要突出學生主體.在有效控制課堂秩序過程中促進學生主動學習,是在物理教學中滲透STS教育的難點.教學過程是需要教師調控的.首先,教師需要課堂的反饋,學生理解到了什么程度,有什么難題,在討論中最大的爭議是什么,教師要及時了解并且反饋給學生.其次,教師對課堂教學的調整和掌握是對以下三個方面的控制最關鍵:環境控制,主要是課堂的情緒,積極是好的,但是絕對不可以失控;知識控制,所講授的知識點要從學生的接受水平出發;思維控制,讓學生的思維狀態集中,處于最佳的積極狀態.
例如,在講“電磁感應現象”時,教師給學生合作小組提供實驗器材,通過實驗器材的演示,讓學生看到什么是電磁,電磁的體驗是什么.再進行實驗公式的推廣.這種方式,能夠將抽象的物理理論知識轉變為相對直觀形象的教學情景,增強了學生的動手能力,使學生通過觀察實驗獲得較為直觀的理論知識.
3.物理課堂的延伸要注重實踐性.加強物理學習的課外實踐是促進物理知識理論轉化到實踐的重要環節.知識只有在不斷運用的過程中才能逐漸內化和吸收,課外實踐有效地促進學生主動利用物理知識解決問題.高中物理的課外實踐,既包括在生活中不斷認識發現物理現象,運用物理知識,也包括在學校的物理實踐基地進行觀察,觀察物理在社會實踐中的有效運用.
隨著科學技術的飛速發展,電子、通信、航天、航空等高新技術產業的迅速崛起,尤其是電子儀器儀表和設備等電子產品日趨小型化、多功能及智能化,高密度集成電路已成為電子工業對上述要求中不可缺少的器件。這種器件具有線間距短、線細、集成度高、運算速度快、低功率和輸入阻抗高的特點,因而導致這類器件對靜電越來越敏感。靜電放電是導致元器件擊穿危害和對電子設備的運行產生干擾的主要原因。ESD持續影響半導體制造業、半導體組件和系統。本書介紹了靜電放電ESD、過電應力EOS、電磁干擾EMI和電磁兼容EMC的基本原理,同時概述了半導體的制造環境及最終的系統組裝,并通過特定技術、電路和芯片的實例,提出了靜電防護網絡的一種新方法。
全書由7章組成:1.靜電學原理:以富蘭克林、法拉第、麥克斯韋等幾位著名的科學家為例介紹了靜電學的基本知識和發展歷史,然后談到了當今靜電學的熱點問題;2.制造業和靜電學基礎:討論了生產環境中的靜電放電控制問題;3.詳細地闡述了靜電放電、過電應力、電磁干擾和電磁兼容的概念;4.系統級靜電放電防護:簡要介紹了服務器、筆記本電腦、手持設備、手機、磁盤驅動器、數碼相機、汽車和空間應用中的靜電問題,討論了系統級ESD測試問題;5.組件級靜電放電問題和解決方案:重點討論了芯片上的ESD保護網絡、ESD電路示意圖和半導體芯片布圖規劃;6.系統級靜電放電問題和解決方案:重點是系統級解決方案,同時對系統級電磁兼容掃描技術等新概念進行了討論;7.靜電放電問題的未來:重點討論了現在和未來納米技術的ESD防護。
本書從半導體制造到產品使用方面對作者的ESD防護系列叢書進行了補充。它的獨特之處在于覆蓋了半導體芯片制造問題、半導體芯片的設計和現今所遇到的系統問題,以及未來的ESD現象和納米技術的發展。本書深入淺出,層次分明,可作為電力電子、電氣工程、半導體制造、納米技術等領域的研究生和科研人員很好的參考書。
本節課的關鍵在于讓學生理解放入電場中的導體如何達到靜電平衡的過程,讓學生清楚處于靜電平衡狀態的導體內部場強處處為零,在此基礎上理解靜電屏蔽及其應用。鑒于學生剛剛開始接觸電場的概念,對電場的理解還比較模糊和生疏,因此對放入電場中的導體如何到達靜電平衡的過程,教師可采用設問并讓學生自己解決的方法,讓所有學生在學習的過程中都能有所思,進一步加強學生對電場的理解,同時鍛煉和培養學生邏輯思維能力和推理能力,讓學生能夠從科學的角度理解放入電場中的導體從不平衡到到達靜電平衡的過程,這樣可以很自然地得到處于靜電平衡狀態的導體內部場強處處為零,靜電屏蔽實際上是這一點的應用,到此學生應該很容易理解靜電屏蔽的原理。
物理學是一門以實驗為基礎的學科,教師在教學過程中應該讓學生觀察物理實驗,尊重實驗事實,并能夠尋求恰當的方法,通過合理的推理和驗證來揭示和總結物理現象背后的物理本質。因此,這一節課應該以實驗為主線來組織教學,讓學生觀察實驗,總結物理規律,并能作出合理的解釋。
二、教育教學目標
(1)教學學習目標:①理解靜電感應發生的過程。②建立靜電平衡的概念。③理解靜電屏蔽及其應用。
(2)教學情感目標:學生在學習的過程中,通過思考和想象、合作與交流,理解靜電屏蔽現象并能科學地加以解釋,從而獲得成功的體驗。
(3)教學德育目標:在教學過程中,強調科學與人文教育相結合,引領學生熱愛大自然,通過科學的教育方法,使學生綜合素質得到提高。
三、教學準備
(1)實驗器材準備:驗電羽、驗電器、高壓感應線圈、感應起電機、金屬導體球、金屬網罩、法拉第籠、絕緣材料。
(2)教育教學準備:把學生分成幾個小組,在教學過程中適時適當地進行討論、合作和交流,培養學生團結協作的能力和與他人相處的能力。
四、教學過程
實驗一:通過高中物理課本(人教版修訂本)序言中的一個實驗引入新課,課本中是用感應起電機給裝有小鳥的金屬籠帶電,而金屬籠中的小鳥安然無恙。此處為了加強實驗的演示效果和方便操作,將感應起電機換成用高壓感應線圈對金屬籠放電,提出問題,讓學生帶著問題開始思考和學習。
(1)靜電感應。
實驗二:靜電感應實驗。這一段的教學主要采用學生觀察實驗并加以解釋的方法,讓學生建立靜電感應的概念,并明白感應電荷的含義。放入電場中的導體,導體內部的自由電荷由于受到電場力的作用,將在導體內部重新分布,這種放在電場中的導體,自由電荷重新分布的現象,叫靜電感應現象。此時導體兩端出現的電荷叫感應電荷。
(2)靜電平衡。
A.此處用以下幾個問題,讓學生結合課本研究靜電平衡的過程。
①圖中“ ”表示放入勻強電場E0中的一段導體中的一些自由電子,勻強電場E0方向水平向右,請在圖中作出勻強電場E0對這些自由電荷的電場力的示意圖。②你認為這些自由電子在電場力的作用下將向哪一端遷移,遷移的結果將使導體左右兩側分別堆積何種感應電荷? ③感應電荷建立的電場分布情況如何,請在圖中畫出感應電荷建立的電場電場線的大致分布。④請在圖中畫出感應電荷建立的電場對這些自由電子的電場力示意圖。⑤隨著兩端堆積的電荷越來越多,感應電荷的電場越來越強,最終是否還會有電荷的定向移動?⑥最終感應電荷建立的電場與外電場疊加后,導體內部場強應為多少?
B.最終引導學生得出結論: ①標志:自由電荷停止定向移動;②特點:導體內部場強處處為零。
(3)靜電屏蔽。
①根據處于靜電平衡狀態的導體,內部場強處處為零的特點,引導學生理解靜電屏蔽的含義:導體殼可以保護它所包圍的區域,使這個區域不受外電場的影響,這種現象叫靜電屏蔽。
實驗三:靜電屏蔽實驗。用感應起電機讓金屬導體球帶電,導體球能夠使放在它附近的驗電羽張開,而用金屬網罩將驗電羽罩住之后,讓金屬導體球帶電,驗電羽將不會受到任何影響。該實驗由學生自己動手做,親自感受靜電屏蔽并能作出合理的解釋。
實驗四:法拉第籠實驗。用高壓電電擊金屬網做成的金屬籠,籠內站一人,籠內的人不受任何影響,而且可以用手觸摸金屬籠內壁,不會受任何影響。
②靜電屏蔽的應用。1)高壓帶電作業時所用的屏蔽服。讓學生觀察工人高壓作業的圖片,想象屏蔽服的結構并作出解釋。2)通信電纜外面包一層鉛皮。
③空腔導體外部的屏蔽。
實驗五:用感應起電機給金屬導體球帶電,導體球與一個驗電羽用一個金屬籠罩住,另一個驗電羽放在金屬籠外,當給導體球帶電時,內外兩個驗電羽都張開,當把金屬籠接地時,籠內驗電羽依然張開,而籠外驗電羽不張開。
該實驗由學生自己動手做實驗,引導學生得出結論:不接地時,籠內、外場強均不為零,而金屬籠接地后,籠內場強不為零,而籠外場強為零。(由教師引導學生分析球殼內部放入點電荷,不接地時電場的分布情況,再分析接地后電場的分布情況,從而作出解釋)
五、教學流程
實驗一:鳥籠實驗?陴靜電平衡概念?陴靜電平衡特點?陴靜電屏蔽概念?陴學生分組實驗?陴法拉第籠實驗?陴生活中的應用。
六、教學反思
關鍵詞: 小學科學 生活化教學 課堂教學
生活是科學的本源,又是科學的歸宿。小學科學知識教學主要來源于對生活的探索,并在此基礎上,結合生活知識,更好地幫助小學生實現自然科學知識的學習與探索。在小學科學課堂教學中,采用生活化教學策略,不僅可以拉近自然科學與生活實際之間的關系,還能利用生活化教學給學生親近感、熟悉感,充分調動學生積極主動學習和參與課堂的積極性。因此,實現小學科學生活化教學十分必要。實現小學科學生活化課堂,主要可以通過以下幾個方面實現:
一、創設生活化情境
情境創設是新課程改革背景下諸多學科教學中經常采用的重要方法之一。所謂情境創設,就是在教學過程中,通過創設與學科內容相關的教學情境,引導學生進入相關情境,達到較好的學習效果。在小學科學教學課堂中,情境創設的優勢不言而喻。一方面,小學生由于年齡較小,對科學知識的認識與接觸都較少,因此采用情境創設能夠有效增強小學生學習科學的熱情和興趣。另一方面,許多科學知識對小學生而言較抽象難懂,通過情境創設,可以增強科學知識的形象性與生動性,有助于學生認識和了解相關科學知識。創設生活化教學情境,不僅充分發揮情境教學的優勢,而且將生活內容融于情境創設之中,激發學生主動參與,引導他們自主探究與生活相關的科學現象,切身體驗到學習科學的價值和趣味性。如筆者教學小學科學《生活中的靜電現象》一課時,剛提出“靜電”這一概念時,很多學生都迷迷糊糊,不懂得“靜電”到底為何物。這時候,就通過創設生活化情境,讓學生欣賞筆者的“大變北極熊”魔術,即將普通的玩具熊與人的頭發進行摩擦,然后使其吸引泡沫,最終黏上白色泡沫變成雪白的“北極熊”。這一“魔術”剛一開始,就吸引了學生全部的注意力,在“魔術”結束之后,學生立刻展開激烈的討論,最終在筆者的帶領下引出“靜電”這一概念,同時探索出與“靜電”相關的一些科學現象與知識。
二、貫穿生活化內容
對于小學生而言,其學習科學的主要目的是更好地認識生活、了解生活。同樣的,在生活實際中,我們所能見到的、聽到的、摸到的一些資源反過來對科學知識教學起極大的推動作用。簡而言之,生活中的各種資源只要利用得當,就能對科學課程教學起到最直接的推動作用。在小學科學教學課堂中,采用生活化教學材料,不僅能極大程度地吸引學生積極參與課堂的興趣,而且越是與生活密切相關的知識,往往越是學生最容易理解的知識。因此,在小學科學教學課堂中,教師應當帶領學生善于利用生活中的各種材料,以生活化內容貫穿整個教學過程,讓學生在探索生活的過程中提高自己的動手操作能力和生活實踐能力。如筆者教學《觀察我們身邊的材料》一課時,在上課之前讓學生從自己家里帶來各種各樣生活中常見的材料,像泡沫、玻璃、抹布、鑰匙、發卡……學生準備了這些生活中常見的物品之后,便帶領他們認識這些物品的材料,引導他們將其進行分類,并觀察不同材料的不同特點,最終認識材料屬性。
三、探究生活化問題
在新課程改革背景下,小學教育除了需要培養學生發現問題、分析問題的能力外,還應當注重對學生探索問題能力的培養。因此,在小學科學生活化教學課堂中,教師應當將目光放在啟發學生積極探索這一點上。通常,教師可以設計一些生活化問題,引導學生大膽探索,追求和解決問題的答案。如教學《液體的熱脹冷縮》一課時,筆者以學生生活中最常見的幾種液體作為案例,讓學生探究生活中這些液體是否存在熱脹冷縮現象。從這點出發,筆者設計了三個較為普通又極具探索意義的問題:醋、酒、牛奶、可樂等液體是否存在熱脹冷縮現象?將裝滿冷水的燒水壺加熱,會觀察到什么現象?為什么我們在超市買的礦泉水,總是沒有全部裝滿?在提出這三個問題之后,筆者給予學生充足時間自我探索與討論,同時鼓勵學生之間進行分組合作探究。學生圍繞以上幾個問題進行分析、探索,最終得出答案,一來加深學生對液體熱脹冷縮現象的認識和理解,二來提高小學生對生活的認識。
總而言之,科學的精彩往往與現實生活息息相關。教師教學科學知識時,應當充分挖掘科學與現實生活二者之間的聯系,并加以利用。通過創設生活化的科學教學情境,采用生活化教學材料,創新性地啟發學生分析和探索科學知識,只有這樣,才能發揮教學的有效性,最終實現小學科學高效教學的目標。
參考文獻:
關鍵詞:中學物理; 接地問題; 高壓靜電; 避雷針
在教學過程中,作為起主導作用的教師,首先必須認真閱讀教材,挖掘教材中蘊涵的各個知識點(隱含的文字、數據、圖表等),然后通過課堂教學這種形式,去組織、誘導學生進行一定的思考,培養學生觀察問題,發現問題的能力。在人民教育出版社出版的高中《物理》教材中牽及到了避雷針,它是一個金屬的尖端導體,安在建筑物的頂端,用粗導線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地有良好的接觸,那么這種接觸有什么作用呢?除塵器的金屬a以及平行板電容器的一個極板和靜電都接了地,為什么呢?筆者認為:對學生講講有關接地的知識,既可拓寬學生知識面,又可對學生起到安全教育的作用。
1 被接地物體與地球具有相等電勢的作用
1.1 防止由于高壓靜電而造成觸電危險
對于《物理》教材中圖13-56,靜電除塵器的除塵機理是利用高電壓產生的強電場強度使氣體電離,產生電暈放電,進而使粉塵荷電,并在電場力的作用下,使氣體中的懸浮粒子分離。可想而知,靜電除塵器在高電壓下工作的,其外殼產生很高的靜電電壓,如果人一不小心碰到外面的金屬管,就會有電流流過人體引起觸電。金屬管a接地說明了其與地球具有相同的電勢,當人不小心摸a管時不會觸電,因為這時的金屬管、人和地球均為同一等勢體,不會有電流流過人體。
《物理》教材中研究平行板電容器的電容跟哪些因素有關。電容器左極板接地,靜電計外殼接地,則兩者電勢便都與地球電勢相等,靜電計所測電壓便是電容器的電壓了。其次接地也有防止觸電作用,因為在這一實驗中,起電機的電壓很高;靜電計、電容極板接地,消除了人體對電容器極板的電容作用。
人體是最普遍存在的靜電危害源,要讓學生充分認識到:
在做靜電實驗時,要做到充分的防護措施,除小心操作外,
建議穿防靜電鞋并使用防靜電地面(防靜電地墊、地毯等)和防靜電襪、防靜電鞋墊等,這樣就會使靜電從人體導向大地,從而消除人體靜電。
1.2 保護工作者能安全地操作電器
電壓互感器的原理是用來把高電壓變成低電壓,并且測量高電壓;電流互感器的原理是把大電流變成小電流,并且測量大電流。但為了工作安全,它們的鐵殼和副線圈都應該接地。
電器外殼接地是將系統中平時不帶電的金屬部分(機柜外殼,操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接,以保護設備和人身安全。因為工作系統的供電是強電供電(380、220或11ov),通常情況下機殼等是不帶電的,當故障發生(如主機電源故障或其它故障)造成電源的供電火線與外殼等導電金屬部件短路時,這些金屬部件或外殼就形成了帶電體,如果沒有很好的接地,那么這帶電體和地之間就有很高的電位差,如果人不小心觸到這些帶電體,那么就會通過人身形成通路,產生危險。因此,必須將金屬外殼和地之間加以很好地連接,使機殼和地等電位。另外,電器外殼接地還可以防止靜電的積聚。
此外還可以誘導學生列舉一些日常生活中的類似這種作用的實例,學生一定會聯想到洗衣機、電冰箱等家用電器的機殼后面有一根接地線,也是為了使其與地球等勢,防止觸電。
2 避雷針的原理與作用
有關雷電產生的原因眾說紛紜。最常見的一種說法是:地面濕氣受熱上升,或者空氣中不同冷、熱氣團相遇,凝成水滴或冰晶,形成積云,在運動中使電荷發生分離。當電荷積聚到足夠數量時,就會產生不同電荷的云層。由于靜電感應而產生不同電荷的云層接近地面時,或由于靜電感應,地面上的物體會出現不同的電荷,并且密集在突出的物體上,如大樹、煙囪、鐵搭、高層建筑物等。當電荷積累到一定程度時,帶電云層和這些突出的物體之間會發生強烈的放電,這就是雷電現象。雷電流過地面的物體時,其具有極大的破壞性,電壓可達數百萬至千萬伏,電流達幾十萬安,可以造成人畜傷亡,建筑物炸毀或燃燒、線路停電及電氣設備損壞等嚴重事故。
避雷針是利用尖端放電的原理制成的。避雷針是一個金屬的尖端導體,安在建筑物的頂端,用粗導線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地有良好的接觸。通過避雷針可以不斷放電,向大地不斷傳遞電荷的作用,避免電荷的大量積累,從而達到避雷的目的。所以,打雷時,千萬不要在大樹及高層建筑物下避雨。通過講述,學生對這個自然常識能更加了解。
【關鍵詞】電子通訊產品 ESD 防護設計 方法
電子通訊產品ESD防護設計是通訊企業所面臨的重要難題,其不僅影響產品的質量性能,還會給企業帶來嚴重的經濟損失。由于ESD問題涉及很多領域,它不但影響企業的生產經營效率,還影響材料供應商與產品使用者,使得ESD問題控制難度增大。因此,針對ESD靜電釋放帶來的影響,對電子通訊產品進行ESD防護設計,并采取有效的防護方法,避免產品在設計、生產以及使用過程中帶來不必要的麻煩和損失。
一、ESD對電子通訊產品造成的危害
(一)元器件損壞
因摩擦或人體釋放靜電而產生電流,對電子產品內部元器件造成電磁干擾,使得電子元件接受信號出現錯誤,進而影響電子元器件正常運行,一般情況下,經常會發生死機、黑屏等現象。具體來說,當靜電釋放后產生電流,周圍電磁場發生變化,致使電子產品運行效率降低,進而導致電子產品失效。發生這種情況很難檢測出電子元器件的損壞程度,因而造成非常大的損失。
(二)錯誤的信息
ESD能夠產生靜電電流,雖然其干擾范圍不大,但是在生活中無處不在。尤其通信技術日益發達,人人手中都有通訊產品,這也使得靜電釋放對電子產品的影響范圍增大。通過多次試驗檢測能夠了解到ESD是一種脈沖干擾,當靜電釋放對周圍電子產品造成影響時,其內部系統就會出現錯誤的信息,致使內部系統癱瘓。
(三)靜電可吸附微粒物
在生活中,我們在梳頭發的時候經常會釋放靜電,使得梳子將頭發吸附起來,這是最為常見的一種摩擦產生靜電的現象。當空氣中微粒物被靜電電荷吸附時,電子產品內部將受到污染,降低了電子產品運行效率,長時間出現這種狀況,就會造成電子產品內部器件發生故障。
二、電子通訊產品ESD防護設計中需注意的事項
要控制ESD不發生是不可能的,因此,在進行電子通訊產品設計時,應對ESD防護設計給予足夠的重視,設計過程中要注重元器件的有效防護,在生產、運輸過程中也要進行有效防護。以下將對電子產品ESD防護設計所要注意的問題進行分析。
(一)確定防護等級
ESD防護設計應遵循相應的等級原則,這是做好防護工作的基礎。一般情況下ESD防護方案執行等級分為基礎防護和全面防護。基礎防護是對有傳導性的工作面進行接地處理,可以采用聚乙烯進行保護包裝。全面防護是對產品從設計、生產、包裝以及運行過程進行有效的防護,確保防護設計滿足防護效果。防護等級應根據相關規定設置。
(二)管理控制ESD問題
要做好ESD防護方案,就必須對易發生ESD的部位進行有效的管理和控制,要指派專門的防護管理員對整個防護方案進行審核和驗收,保證防護方案的可行性與可靠性。
(三) 有針對性防護
在進行電子產品設計之前,就應該考慮ESD防護設計,避免ESD問題對后期的開發使用造成影響,起到降低研發周期和成本的作用。在確定電子產品設計之后,要對ESD防護進行重新考慮,避免產品設計過程中以及設計完成后沒有做好相應的防護措施,帶來一定的經濟損失。盡量避免生產階段出現變更設計,不然會影響ESD的防護效果。
三、設計方法
(一)防護等級的確定
電子通訊產品防護設計要綜合考慮各方面的因素,避免防護過程中出現漏洞,對電子產品的每一個元器件以及所有裝置,都要運用抗ESD的對策。隨著人們對ESD防護的要求不斷提高,企業要制定有效的防護等級,當各項防護操作步驟完成之后,要對防護效果進行有效的檢測,避免防護效果得不到保障,影響產品質量。
(二)數據獲取的有效性
要實現電子產品數據獲取的有效性,就需要提高產品裝置的可靠性。HBM分類數據無法與ESD的防護對策相聯系,主要是因為這些裝置只有在HBM測試中才能進行分類,而對于ESD防護對策沒有給予充分的考慮。采用新的測試方法、數據分析方法在電子產品ESD防護設計中,能夠避免電子產品在數據信息獲取上受到ESD的影響,獲取更加有效的數據信息。
(三)裝置監控
對電子通訊產品進行監控,能夠提高電子通訊產品內部系統的可靠性,監控設備的主要檢查內容包括:接地線的完整性、工作面的接地情況以及生產包裝過程中接地腕帶是否有效佩帶等。如果工作時使用到電離設備,就必須進行嚴格的檢查,避免造成設備出現故障,影響正常工作。同時,設備在運行過程中會產生離子,在不滿足平衡狀態的情況下,會形成一種特殊的靜電流,進而給電子通訊產品ESD防護效果造成影響。
四、結語
綜上所述,ESD問題涉及很多領域,對電子通訊產品造成的影響非常大。另外,電子通訊產品ESD防護設計涉及很多方面,無法有效保證電子產品不受ESD問題的影響。因此,在實際防護設計過程中,應提高防護等級,對電子通訊產品進行全面的ESD防護設計;結合電子通訊產品內部系統的實際情況,制定良好的ESD防護方案,并且從電子通訊產品設計、生產、包裝以及運輸等角度,提供全程ESD防護控制措施,這樣才能對電子通訊產品實施有效的防護,真正提高電子產品的質量性能。
參考文獻: