時間:2023-02-27 11:19:00
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生活中的靜電現象,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
【教學準備】每組塑料梳子1把、塑料尺子1把、碎紙屑12盒、靜電實驗盒一個。
【教學過程】
一、體驗靜電現象
1. 感知靜電現象
師:當老師將這把塑料尺子靠近這些碎紙屑時,塑料尺子能不能把碎紙屑吸起來呢?我們來看一下(吸不起來)。但剛剛塑料尺子對我說,它現在很孤單,想和碎紙屑手牽手玩,你們能想辦法利用我們身邊的物體幫它實現這個愿望嗎?(能)這個任務老師就交給靠窗戶的四列同學來完成。剩下的四列同學做什么呢,你們來做一個科學小游戲,要求:①同桌為一組,一個人用塑料梳子反復梳頭發的某一部分(至少梳十五次),再用梳頭發的這把梳子去靠近剛才梳過的頭發。②觀察會有什么現象發生?想一想:你觀察到的現象是什么現象?
生:實驗。
師:幫尺子想辦法的同學想到了什么辦法?誰來邊演示邊說一下你的辦法。(拿尺子摩擦頭發后去吸紙屑)
師:那么你知道你的這個辦法是什么現象嗎?(板書:靜電現象)。
師:另一部分同學,你們通過剛才的實驗看到了什么現象?(頭發被尺子吸起來了)你們能說一下這又是什么現象?這就是(板書:生活中的靜電現象)
2. 認識更多靜電現象
師:生活中的靜電現象還有很多,想一想你知道的還有哪些?
師:可以說,靜電現象在我們的周圍時常發生。現在我們來找一找我們身邊的靜電現象。
生:找身邊的靜電現象,匯報。
師:塑料梳子、尺子、衣服還有我們人體內都有靜電現象,可以說:靜電現象隨處可見。我們可不可以說:靜電存在于我們周圍的一切物質之中,包括人類在內的生物和非生物。同意這個觀點嗎?
生:說自己的意見。
師:讓我們來看看科學家研究后的發現。播放flash片斷。
二、不一樣的電荷
1. 認識正電荷和負電荷
幻燈(flash片斷):聲音敘述:靜電既然存在于所有的物質之中,為什么我們通常感覺不到物體帶電呢?原來,物質同時具有兩種電荷:正電荷和負電荷。正電荷用“+”來表示,負電荷用“-”表示。由于正、負電荷數量相等,相互抵消,所以物體不顯示帶電。
師:為什么一開始老師拿著塑料尺子去靠近碎紙屑時不能把它吸起來,你們知道原因了嗎?
生:因為它倆本身所帶的正負電荷數量相等,所以沒有顯示帶電。
但是經過摩擦后的物體為什么就顯示帶電了呢,這又是為什么呢?我們接著往下看。
幻燈:聲音敘述:當物體受到外界影響(例如摩擦)時,物體表面的電荷發生了轉移,正負電荷的數量不一樣了,物體就顯示帶電了。摩擦后一個物體中的負電荷數量比正電荷數量多,那么這個物體顯示帶負電。另一個物體中的負電荷數量比正電荷數量少,那么這個物體就顯示帶正電。
哦,原來,當物體受到外界影響(例如摩擦)時,物體表面的電荷發生了轉移,正負電荷的數量不一樣了,物體就顯示帶電了。
師:現在你們知道為什么尺子經過同學們的摩擦以后就顯示帶電了嗎?
生:因為當尺子經過摩擦以后電荷發生了轉移,尺子的正、負電荷數量不相等了,所以尺子就顯示帶電了。
看了科學家的發現,我們知道了,物體本身都是有靜電的,只是看你有沒有動力(摩擦)讓它顯示出帶電而已。所以說,靜電存在于所有的物質之中。這句話是對的。
2. 認識電荷之間的相互作用
我們知道物體具有兩種電荷:正電荷和負電荷(板書:正電荷 “+”,負電荷 “-”)。那么正電荷和負電荷之間又會有什么樣的關系呢?讓我們通過實驗來研究吧!(幻燈)
①為方便研究,我為每組同學準備靜電實驗盒。用毛皮摩擦過的塑料棒帶負電,用絲綢摩擦過的有機玻璃棒帶正電。②我們具體研究的是正電荷和負電荷相互靠近時,正負電荷之間、正正電荷之間或是負負電荷之間的關系。③把實驗結果記錄在表格中。
做實驗時要注意:物體之間要在某一個地方反復摩擦不能少于15下,摩擦完以后不能用手去摸摩擦部分。要把一個物體快速放到支架上,并快速用另一個物體的被摩擦的部分去靠近支架上物體的被摩擦的部分。
生:實驗并匯報實驗情況。
師:我們證明了電荷之間具有一定關系。誰能用一句話來概括一下它們之間的關系。(板書:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引)
三、讓電荷流動起來
師:我們已經講了這么長時間的課了。現在老師想看一看塑料尺子和碎紙屑它們是不是還在一起玩呢?(沒有)
師:你們能說一說現在它們為什么沒在一起玩嗎?你們能用電荷來解釋嗎?(在每個物體中正負電荷數量相等了,所以它們不顯示帶電了)
師:這也說明了顯示帶靜電的物體中的電荷是不能持續流動的。但在生活中我們要想使小燈泡發光,就得有持續的電荷流動。我們剛才用什么辦法讓電荷流動的呢?(摩擦)也就是說我用摩擦作為動力讓電荷不斷流動。生活中,我們用的動力是電源(出示:電源)。那電荷在哪里流動呢?這就需要有一個能讓電荷流動的路徑即導線(出示:導線)。當導線把小燈泡和電源連接在一起時,電荷就會在它們當中流動起來,并且是電荷沿著同一個方向不停快速地流動起來。(動畫:電荷的流動)小燈泡就會發光了。在這里,我們把電荷沿著同一個方向不停快速地流動稱之為“電流”。
在生活中,我們不能讓燈泡總是亮著,這就要求在線路中要安有開關,這樣就構成了一個簡單的電路。也就是說,(幻燈)一個完整的電路是由電源、導線、開關、用電器(生活當中的燈泡、電視機、電冰箱等)等連接而成的電流通路。在生活中,它們正是因為有了電源作為動力,有了電路才能正常工作。
靜電現象雖是一種普通的自然現象,但也會給我們生活帶來一些影響,回去找一找這方面的內容并了解人們是怎樣做的。
四、板書設計
生活中的靜電現象
正電荷“+” 負電荷“-”
活動目標
一、使幼兒通過實驗操作探索出靜電是物體之間摩擦產生的,并發現帶靜電的物體能吸附輕物的特性。
二、了解靜電的用途和去除靜電的方法。
三、體驗科學實踐帶來的快樂。
活動準備
一、塑料泥工板、舊襪子。
二、自制紙蝴蝶、紗巾、塑料棒,每個幼兒一份;米粒、沙子、紙屑、泡沫、羽毛,每組一份。
三、相關圖片和視頻。
活動過程
一、通過圖片和魔術感受靜電
老師:“請小朋友們看一看,這張照片(如圖1)有趣在哪兒?”在幼兒發現了照片的有趣之處后,老師問:“你們猜一猜,她的頭發為什么會飛起來?”在幼兒進行了各種猜測后,老師說:“其實我知道她的頭發會飛的秘密,我也可以讓頭發飛起來。不信我請一個小朋友上來試試看。”
老師請一位小朋友上來,然后把在衣物上反復摩擦過的塑料泥工板放在他的頭發上方。老師說:“見證奇跡的時刻到了,你們看他的頭發也飛起來了。你們發現頭發飛起來的秘密了嗎?”請幼兒自由想象。(如圖2)
在幼兒表達了自己的想法后,老師揭示:“秘密就在于塑料泥工板和我的衣服反復摩擦的時候產生了一種神奇的力量,也就是今天我們要認識的靜電。”接著,老師帶領幼兒重點練習摩擦起電的動作。
二、探索有趣的靜電
1.“怎樣讓紙蝴蝶飛起來?”
老師給幼兒發放事先準備好的材料,有自制紙蝴蝶、塑料棒、紗巾等,請幼兒嘗試讓紙蝴蝶隨著小棒飛起來的方法:“剛剛,我們的頭發被靜電吸了起來,你可以用同樣的辦法讓紙蝴蝶飛起來嗎?我的要求是不能用嘴巴吹,也不能用手觸碰紙蝴蝶。”
在老師的指導下,幼兒通過嘗試探索出了用塑料棒和紗巾摩擦產生靜電吸住紙蝴蝶,使它們飛起來的方法。老師總結:“原來是小棒在紗巾上來回摩擦產生了靜電,所以紙蝴蝶飛了起來。”(如圖3)
2.“誰能被吸起來?”
老師提示:“我們用帶靜電的塑料棒吸起了紙蝴蝶,它還可以吸起哪些東西呢?老師為你們準備了米粒、沙子、羽毛、紙屑、泡沫。請你們用剛才的方法再試一試,這些材料中哪些可以被吸起來,哪些東西不可以,并把你們的發現用打勾和打叉的方式記錄在表格中。”
幼兒利用這些材料再次進行探索,記錄游戲的結果。老師在將所有幼兒的記錄表匯總后,與幼兒一起討論,并總結:“原來塑料棒通過摩擦產生靜電后,只能吸起很輕的東西。”
三、討論怎樣利用、去除靜電
1.利用靜電的小發明
老師:“聰明的人會利用靜電制作一些簡單、實用的工具,我可以現場做一個靜電拖把呢。”老師一邊用舊襪子現場做拖把,一邊介紹:“我這個靜電拖把很厲害,絲襪和地板摩擦產生靜電,拖把可以把地上的頭發絲和灰塵吸起來,使我們的地面變得很干凈。”老師做好后現場示范,并邀請一個小朋友上前來試試。(如圖4)
老師說:“除了利用靜電的原理做出靜電拖把外,還有很多利用靜電原理制作的東西呢,我們一起來看看吧。”老師展示靜電手套、靜電打印機、靜電球等的圖片。
2.去除靜電的小妙招
老師:“靜電雖然能給我們生活帶來很多的方便,同時它也會給我們帶來很多煩惱,比如在握手、開門時我們會碰到忽然產生的靜電,手會麻麻的。你們遇到過類似現象嗎?”
在小朋友討論了自己生活中遇到的靜電現象后,老師說:“看來靜電有時候的確挺麻煩的,我們應該怎樣去除它們呢?”播放視頻,請幼兒了解通過握手或開門前先摸墻或金屬物件、梳頭前將梳子弄濕、靠著墻脫衣服、多喝水、在室內使用加濕器等方式,可以有效地去除靜電。
四、總結
老師:“今天我們一起認識了神奇的靜電,知道了兩個干燥物體之間摩擦后會產生靜電。還認識了一些生活中利用靜電原理制作的小發明,了解了去除靜電的小妙招。其實,在我們的生活中還有許多秘密等著小朋友去發現、去探索呢。”
反思
反思
一、巧用教具,創設自主探究的情境
情境創設的目的是根據小學生的身心特點,認知規律,幫助他們建立一個利于學習的心理環境和認知環境。使他們在良好的心理環境和認知環境中產生對科學學習的需要,激發起科學探究的熱情,調動起參與學習的興趣。創設學習情境是為了更有效地引導學生學習科學、研究科學,是為學生的科學學習服務的。而不是為了創造情境而創造情境,創設情境一定是圍繞著教學目標,緊貼教學內容,遵循兒童的心理發展和認知規律。心理學研究表明,恰當的問題情境能喚醒學生的學習熱情,促使學生主動參與。以首師大版《科學》四年級上冊第8課《正電和負電》的課后閱讀部分教學為例:書中的閱讀資料為“靜電在我們的日常生活中無處不在。人們利用靜電發明了許多靜電工藝技術,給人類的生活帶來了巨大的變化,例如靜電除塵、靜電噴漆……”。學生日常對于靜電的了解多為負面,比如在干燥的季節,晚上整理衣物時,黑暗中常聽到噼噼啪啪的聲響,而且伴有藍光;早上梳頭時,頭發經常會飄起來,越梳越亂;拉門把手、開水龍頭時都會觸電等。對于靜電的科學利用卻知之甚少。殊不知,科學家們正是把靜電可以吸引輕小物體這一小作用應用于各種工業領域及我們的日常生活中,發明了如靜電除塵、靜電植絨、靜電復印、靜電噴漆等,靜電紡絲在醫藥方面也發揮了不小的作用。多年來,由于靜電實驗教具的局限性,參觀相關工廠的不現實性,我們總是回避這些相關知識。這次,靜電實驗裝置,就解決了以前不好講清楚的靜電知識,尤其是靜電應用的有關內容。借助這些教具,能夠鞏固并加深學生形成“靜電能吸引輕小物體”的性質,了解到靜電不僅會給我們帶來麻煩,也會為人類做出貢獻(如靜電除塵等)。教學時教師先用實驗裝置創設一個大量煙霧從煙囪中冒出的實驗情境,然后提出問題:你們有什么好辦法將較小的煙塵顆粒除去?在學生苦苦思索卻不知如何解決的時候,教師提出:有位好朋友可以很輕松地幫我們解決這個問題,它就是“靜電”。當教師打開電子起電機的開關,濃濃的煙塵很快被實驗裝置產生的靜電吸附掉時,同學們興奮地鼓起掌來,沒想到小小靜電竟有如此神奇的作用,此時他們的心靈受到了震撼,強烈的探究欲望一下子被調動了起來,隨之而來在頭腦中產生了疑問:靜電究竟是怎樣除塵的?接下來,教師讓學生帶著疑問進行分組實驗,并指導學生仔細觀察接通靜電前后煙塵有什么變化,從而推斷出:由于靜電具有吸引輕小物體的特性,煙塵很小,所以能將煙塵吸在電極板及煙囪壁上,達到消煙除塵的目的。在此,靜電實驗裝置演示的實驗把學生引入到情境中來,形成了認知沖突,激起他們探求知識的欲望,促使他們主動開展探究,讓學生明白了利用靜電的性質可以幫助我們除塵,為我們的天更藍、空氣更清潔做出貢獻,從而促使他們自覺地樹立環保意識。
二、活用教具,營造和諧的探究氛圍
自主探究是教學活動的核心。要想真正讓學生自主地參與學習并獲得不同程度的發展,就必須營造一種自由的、輕松的、開放的探究氛圍,促使學生去探究、去發現、去“再創造”。因此在課堂教學中我們要轉變角色,不以權威者、監督者的角色出現在學生面前,教師應充分發揚教學民主,始終作為學生的組織者、合作者和促進者,與學生一起探索、一起研究,同時我們要充分發揮語言、表情的積極作用,用微笑、贊許、熱情、鼓勵等與學生交流,在教學過程中充分解放學生的頭腦、嘴巴和雙手,引導學生敢想,敢說,敢做,為學生提供一個自我思考、自我探索、自我創造和自我實現的自由活動空間。例如:本人在教學《正電和負電》的拓展內容――靜電植絨一課時,先出示一幅靜電植絨作品,當精美的作品展現在學生面前時不禁引起學生的嘖嘖稱贊。隨后讓學生猜想作品是如何制作的,并充分表達自己的想法,學生的有些想法很不切實際,但教師并不隨意指責評價。接下來鼓勵學生按自己的想法制作植絨畫并把作品與教師的進行比較,自己發現問題―所植的絨不夠致密、均勻。然后出示靜電實驗裝置,揭示問題:靜電具有吸引輕小物體的特性,因此可以用來植絨。最后指導學生分組實驗靜電植絨,當學生親自動手制作出一幅幅漂亮的植絨作品時,笑容洋溢在每個孩子的臉上。本課教學中,由于恰當合理地選擇了教具,學生作為課堂教學的主體不僅獲得了充分的探究時間與空間,同時也收獲了探究后的成功感和滿足感,這也為他們今后的樂于探究奠定了基礎。
危險。可是在醫療手術臺上,靜電火花能引起麻醉劑的爆炸,從而傷害醫護人員和病人,必須予以注意。還有,靜電吸附的大量塵埃中含有多
種病毒、細菌與有害物質,對人體健康有危害,嚴重的靜電現象可使人體皮膚起斑發炎,還可使人心情煩躁、頭暈、胸悶、鼻咽不適,甚至可
繪本是圖文結合的有趣讀物,不但吸引著孩子的眼球,也激發著我們成年人的閱讀興趣。一項關于閱讀的研究結果發現:具有閱讀能力的孩子求知欲旺盛,語言表達能力強,有良好的學習習慣,而且自信心十足。由此可見,閱讀在孩子的發展中起著無可替代的重要性。“閱讀使人進步”是一句至理名言,而繪本,正是孩子愛上閱讀的重要工具和途徑。
繪本的內容細分為很多種類,如故事與音樂結合的繪本《啤酒桶與小老鼠》,故事與美術結合的繪本《小黃和小藍》,故事與健康結合的繪本《我們的身體》等。當然隨著社會的日新月異的發展,現在有一類繪本越來越以強勁的勢頭沖入人們的眼球,那就是科學繪本。科學繪本是將一些難以理解的科學道理通過圖文結合來解釋科學現象的文學材料。其中高質量的圖與文,對培養孩子的認知能力、觀察能力和邏輯思維能力都有著潛移默化的影響。科學繪本中蘊含著科學道理吸引著孩子們的注意力。那么,如何讓科學繪本發揮其重要作用,更深入的、更有意義地服務于孩子,怎么利用各種資源來剖析繪本,我利用科學繪本《噼里啪啦、麻麻酥酥》,簡單闡述自己的一些看法。
一、游戲探索,讓孩子初步感受科學繪本
游戲在幼兒園所有的活動中占有的重要地位不用多說,不過游戲怎么有效地開展,特別是在科學繪本的教學中如何取得事半功倍的效果,關鍵在于游戲探索的方式和孩子們所取得的初步認知。比如在進行《噼里啪啦、麻麻酥酥》(以下簡稱“噼里啪啦”)的教學時,活動的導入環節,我找了一張一人頭發直豎的圖片吸引孩子們的興趣,讓他們在直觀感受中產生探索的欲望。然后提供各種材料給孩子,讓他們在豐富的材料中自主游戲,真正做到在游戲中感受,在游戲中體會,在游戲中學習。當然,在孩子們探索時,作為活動參與者的我們要做的只是冷靜旁觀、適當提醒。在孩子們的自主探索中,引出“靜電”這一主題。其實,這樣的游戲設計還是遵循李吉林老師的“情境教育”理念,繪本中所需要傳遞出什么樣的一個知識,我們就把所有的情境往這一知識方面靠攏。
教師要善于利用幼兒活動中的游戲行為,讓孩子在游戲探索中初步接觸科學繪本,建立繪本閱讀的初步興趣,為后續的閱讀行為打下基礎。
二、理論引領,對孩子正確采取科學引導
既然是科學繪本,它所涉及的科學知識應該是嚴謹的,雖然我們教師在幼兒階段不能也無需詮釋許多科學道理,但是我們提供給孩子的知識必須是正確的嚴謹的。為此,我們每個幼兒教師必須要有一定的理論引領,只有這樣,我們才能真正達到科學引導的效果。比如靜電這一現象在生活中隨處可見,它到底是有害還是有益?在《噼里啪啦》中,繪本讓孩子們了解了消除靜電的方法。的確,在生活中靜電的危害是存在的。在煤礦,靜電會引起瓦斯爆炸,導致嚴重的人身傷亡事故;在醫療手術臺上,靜電火花會引起麻醉劑的爆炸,從而傷害到醫護人員和病人;靜電還能吸附大量的塵埃中的有害物質,對人體健康有危害。不過,靜電就真的沒有好處了嗎?我們這個科學繪本的教學活動,是“一課三研”的。在一研和二研開展活動時,我們忽略了靜電的有益處,只是簡單介紹了靜電的危害,不過后來發現:隨著教學內容的開展,孩子們大多對于靜電存在了一種畏懼現象,這顯然是不夠科學的、不全面的。因此,在三研時,經過討論,我們覺得還是有必要細細推敲靜電的好處,要讓孩子們更全面、科學地了解靜電。通過知識搜索,靜電在生活中還是被廣泛應用的:靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復印等等。只要涉及到科學知識,我們在教學時,就需要更多的思考,要做更多的前期知識準備,不然給孩子的知識不全面,這樣的影響可不是正面的了,這對幼兒在開展科學閱讀中的嚴謹的治學態度也是有著反面的影響。
啟發式教學法是指學生在教師的一步步引導下學習、掌握基本的物理知識。所以,在高中物理教學中,教師要深入挖掘物理教材,做好課堂引導者的工作,確保學生在獨立思考、自主探究中輕松地掌握基本的物理知識,進而確保高效物理課堂順利實現。
例如,在教學“生活中的靜電現象”時,我選擇了啟發式教學法,主要是因為靜電現象在生活中是非常常見的。首先,我借助一支塑料筆在毛料的衣服上摩擦幾下,或者是在頭發上摩擦,然后,用筆去吸一些碎的紙屑,學生會輕松地回答出“靜電”現象。接著,引導學生思考:我們生活中還會有哪些靜電現象?為什么會產生靜電現象?靜電現象是如何產生電的,又是如何放電的?組織學生結合教材內容對上述的問題進行思考、探究,這樣不僅能夠加深學生的印象,提高學生的理解能力,而且教師這樣的啟發對學生獨立思考能力的提高以及學生科學探究素質的提高也起著非常重要的作用。
二、體驗式教學法的應用
高中物理一直給人的印象都是抽象、難懂,對物理總是存在一定的排斥心理,導致學生對物理學習缺少一定的體驗,所以,我們可以通過自主學習來引導學生在體驗中感受物理知識的形成,進而逐步提高學生的學習效率。
姓名:張渭楓
科學在我們身邊無處不在,并且很容易發現,許許多多的科學家也是受到了發生在身邊的科學啟發,發明出許多對我們生活方便的東西,今天我在家里也有了這些有趣的發現,發現了經常發生的東西——靜電。
現在天氣冷了,冬爺爺趕走了秋姑娘,我們也隨著穿起了厚厚的毛衣,這天晚上睡覺時,我脫毛衣時,“噼噼啪啪,噼噼啪啪噼噼啪啪”我一邊脫一邊發出這些奇怪的聲音,我很好奇邊用手摸了摸毛衣,“呀” !我大叫一聲,原來,毛衣有的燙,而且手還有點麻,我覺得奇怪了,只是脫毛衣,竟然會發生這么多事情。
于是我滿懷好奇的心去問爸爸,爸爸說這是靜電,它是由摩擦而產生。我心想:是嗎?我在試一試吧,于是我把毛衣穿回去,又把它脫了出來,果然,毛衣與里面的衣服產生摩擦,所以有發生了同樣的事情。
我馬上查了一下《原理百科全書》,我找到了靜電摩擦的原理,原來:物質都是由分子組成,分子是由原子組成,原子中有帶負電的電子和帶正電荷的質子組成。在正常狀況下,一個原子的質子數與電子數量相同,正負平衡,所以對外表現出不帶電的現象。但是電子環繞于原子核周圍,一經外力即脫離軌道,離開原來的原子兒而侵入其他的原子B,A原子因缺少電子數而帶有正電現象,稱為陽離子、B原子因增加電子數而呈帶負電現象,稱為陰離子。 造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道,這個外力包含各種能量(如動能、位能、熱能、化學能……等)在日常生活中,任何兩個不同材質的物體接觸后再分離,即可產生靜電。
中圖分類號:TN105 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)08-0102-02
靜電危害是電子產品生產過程中一大安全隱患,其造成的后果和損失往往十分嚴重。由于其產生簡單、廣泛且不易被發覺和重視,更加劇了其潛在的危險性。它可以在不經意間將昂貴的電子器件擊穿,造成元器件失效,甚至引起火災和爆炸,造成無可挽回的損失。所以在電子產品的制造過程中,采取靜電防護措施是十分有必要的。
1 靜電的產生
靜電是由不同物質的接觸、分離或相互之間摩擦而產生的, 當兩個不同物質的物體相互接觸時就會使得其中的一個物體失去一些電荷,當電子轉移到另一個物體上時就會使其帶上正電荷,而另外一個物體上將會帶負電荷。若在分離的過程中出現正負電荷難以中和,這樣就是使正負電荷在這兩個物體上失去平衡,電荷就會因為積累作用而使物體上產生靜電。所以當物體之間的接觸、分離或摩擦就會使其產生靜電。在電子產品生產過程中的焊接、貼片、裝配、調試、包裝,以及生活中的行走、起立、脫衣服等,都會產生靜電。
2 靜電的危害
靜電對電子產品生產中的危害大致可分為兩種:一種是由靜電產生的吸附力而引起的空氣中的浮游灰塵的吸附;另一種是由靜電放電現象引起的介質擊穿。
2.1 靜電吸附
在電子器件的生產制造過程中,由于大量使用了很多高分子物質制成的設備和材料,它們自身的絕緣度很高,而在生產制造過程中出現的一些接觸、分離或摩擦,都可造成其表面正負電荷的積聚,當正負電荷打破局部的平衡時,就會使其產生靜電,在這種情況下,很容易使生產場地的浮游灰塵被靜電吸附于芯片上,這樣就會降低芯線之間的絕緣阻抗,引起短路,使器件損壞,而很小的灰塵吸附都有可能對電子器件的性能產生不良影響。
2.2 靜電放電引起介質擊穿
靜電放電的起源是空間電荷,因而它所儲存的電能量是有限的,故它僅能提供在短時間內產生出局部擊穿的電能量。雖然靜電放電產生的能量比較小,但是其產生具有復雜性,所以對靜電放電的控制也比較麻煩。由于靜電放電而引起電子器件的內部擊穿,是電子產品制造過程中靜電危害的主要方式,也是在生產制造過程中靜電放電危害電子產品最普遍現象,造成的后果也很嚴重。靜電放電可能造成器件硬擊穿或軟擊穿。硬擊穿是一次性造成電子器件的內部永久性失效,如集成芯片的輸出腳與輸入腳的內部開路或短路,如圖1所示。而軟擊穿則可使器件的內部造成輕微的損傷,而隨著器件的使用慢慢的使其性能降低而造成故障隱患,如圖2所示。由于軟擊穿可造成電子器件在電路中出現時好時壞的現象,這種由靜電產生的故障不易被發現,給電子產品的運行和查找故障造成很大麻煩。軟擊穿時電子產品仍能帶“病”工作,只是性能降低未發生變質,這樣就流轉到用戶的手中,但在以后的使用過程中隨時可能失效,而對用戶造成損失,因此靜電放電(軟擊穿)造成的危害要比硬擊穿大的多,而多次軟擊穿就能造成硬擊穿,最終使電子產品實效。人體在生產和生活中也會產生靜電,包括人體的行走以及做出的一些動作都會使其自身產生靜電,人體的靜電放電也可能造成人體遭電擊而降低工作效率,在生產過程中又可能引起靜電放電現象對電子產品造成危害,因此,也應引起足夠重視。
2.3 靜電危害的特點
①隱蔽性。一般情況下,人體不能直接感知2kV以下的靜電放電,而接觸到電子產品時,會不知不覺對電子產品上的元器件造成傷害。
②潛在性。有些電子元器件受到靜電損傷后僅表現出某些參數的下降,或使產品出現可自愈的擊穿,或其他非致命的損害,但隨著工作時間的延長,最終發生致命失效。
③損壞的隨機性。可能在產品從進料一直到出貨的所有過程都會受到靜電損壞的威脅,具有很大的隨機性。
④失效分析的復雜性。靜電放電造成器件損傷的分析工作非常困難,一是需要高精密的儀器設備,二是與其他原因造成的損傷難以區分。
3 靜電防護的原理
電子產品制造過程中,避免不了產生靜電,產生靜電本身并不是危害所在,其危害在于靜電積聚以及由此產生的靜電放電。所以怎樣消除靜電才是靜電防護的核心。
靜電防護的基本原則:抑制靜電荷的積聚,避免產生靜電放電現象;迅速、安全、有效地消除已經產生的靜電荷。
4 靜電的防護
防止靜電危害要對電子產品生產過程進行有效的危害評估,從而采取合適的措施,根據靜電產生的過程及危害,防止靜電危害可從人、機、料、法、環等方面采取措施:
①在生產工藝和設計階段就充分考慮到靜電防護的措施,在工藝流程、設備接地、設計的選料、電路的布局和生產過程的操作管理等方面采取措施,以達到控制靜電的產生及靜電電荷的積累,從而降低靜電造成的危害。
②在生產過程中隨時將產生的靜電泄漏掉而不產生積累,應建立靜電防護工作區,設立靜電防護標志,制定進入靜電防護工作區管理制度,由專人對靜電防護區進行管理。靜電防護工作區中的各種設施、設備、儀器等必須采取可靠地接地措施,提供靜電釋放的通道。地線的埋設必須建立獨立的防靜電地線,使防靜電地線與大地之間的電阻小于10 Ω。工作臺面、地墊、地板等需通過1 MΩ的電阻接到通向獨立防靜電地的導體上。串接1 MΩ電阻是為了將靜電到大地間的阻抗保持在合適的阻值,使靜電既可以快速泄放到大地,又可以避免瞬間產生過大的電流,損壞器件設備;人也不會感到有疼痛感。
③在生產過程中使用靜電防護用品及用具:包括防靜電工作服、防靜電工作鞋、防靜電腕帶、防靜電烙鐵、防靜電周轉箱、防靜電工作車等,通過對這些靜電防護用品及用具的接地來消除靜電。而對于絕緣體上產生的靜電,由于電荷不能在絕緣體上流動,因此不能采用接地的方法消除靜電。但可使用離子風機來消除絕緣體上的靜電,由于離子風機產生正、負離子,可以中和掉絕緣體上產生的正負電荷,因此在電子產品裝配生產線上設置離子風機是十分有必要的。
④加強對生產過程中各部門工作人員靜電防護知識的培訓,建立培訓機制,樹立全員靜電防護的意識。定期對工作人員進行考核,考核不合格人員不得上崗,待考核合格后方能上崗。樹立全體工作人員的靜電防護意識,使整個生產流程中的每個人都能意識到靜電防護的重要性。
⑤創建靜電防護區的良好環境,控制靜電在安全范圍內。可采用設備(如空調、除濕加濕機等)控制工作區的空氣濕度和溫度,以滿足靜電防護要求(溫度:15 ℃~35 ℃、濕度45%~75%),有實驗證明在工作臺上操作的工人,在濕度10%~20%的環境下,會產生 6 000 V電壓,所以對靜電防護區的溫濕度控制可有效的防止靜電產生。
⑥制定完善的靜電防護工作區的相應靜電防護工藝操作規程。包括:靜電防護作業指導書、靜電防護區著裝規范、靜電防護區的設備及用品用具操作規范和測試方法等,使生產的整個流程都可按照規范性的靜電防護要求操作。
⑦加強對生產過程靜電的監控,可設置靜電監測裝置,并設置專門的靜電防護管理人員,并定期和不定期對生產過程中使用的靜電防護設備、用品用具進行測試、記錄及控制,及時發現靜電防護工作中的隱患并糾正。可采用500 V兆歐表對生產區中的防靜電工作臺、防靜電工作車、防靜電工作服、鞋等設施用具測試它們的表面和對地電阻,是否符合規定,做到定期維護,消除靜電防護隱患。
5 結 語
總之靜電防護是一項綜合性的工程,它涉及到電子產品生產領域中各個環節。因而需要根據實際情況,采取多方面的措施和方法,方能達到控制靜電產生而造成事故的目的。
參考文獻:
二、光與危險
我們常說:“眼見為實,耳聽為虛.”其實,我們的眼睛時常被騙,美麗的彩虹,就只是空氣對太陽光的折射而已.夏天,我們都喜歡到河里游泳,走到河邊,我們看到河水很淺,看起來還不到腰部深,但進入水中時,卻發現快沒過頭頂了.原來,光從水中進入空氣中時發生了光的折射現象,河水看起來變淺了.假日里,我們都喜歡到大自然去遠足.但要記住:千萬不能將透明的飲料瓶扔在樹林里,這樣會引起火災.沒這么嚴重吧?有人會問.當你喝完飲品,隨手把瓶子扔在樹叢中,大雨過后,雨水會浸入瓶中,透明的水瓶就相當于凸透鏡,當太陽光透過水瓶,對光線有會聚作用,時間久了,瓶子下面的枯草就會被點燃,引發火災.
三、噪聲的危害
別低估了噪音的危害.專家認為,現代一些40歲的人的聽力,遠遠不如過去60歲老人的聽力,主要原因是:人們頻繁出入舞場,隨身聽老掛在耳朵上,連續幾小時地沉溺于高分貝噪音環境中,長此以往,聽力受到了不同程度的影響.實驗表明,當噪聲強度達到90分貝時,人的視覺細胞敏感性下降,識別弱光反應時間延長;噪聲達到95分貝時,有40%的人瞳孔放大,視力模糊;而噪聲達到115分貝時,多數人的眼球對光亮度的適應都有不同程度的減弱.所以長時間處于噪聲環境中的人們很容易發生眼疲勞、眼痛、眼花和流淚等眼損傷現象.同時,噪聲還會使色覺、視野發生異常.調查發現,噪聲對紅、藍、白三色視野縮小80%.所以駕駛員應避免立體音響的噪聲干擾,不然易造成行車事故.
四、電與生活安全
電已經滲透到生活的方方面面,沒有電,世界將失去光彩!但電給我們帶來方便的同時,也給我們帶來了安全隱患,如果不按要求操作,就會危及我們的生命.在安全用電常識中,通過人體的電流超過30mA時,會使人感到劇痛甚至神經麻痹,呼吸困難,有生命危險,電流超過100mA時,只要很短時間就可以使人呼吸窒息,心跳停止而死亡.教師要教育學生不接觸低壓帶電體,不用手誤觸各種帶電體的處,不用濕手接觸電器開關,不在電線上晾曬衣物,等等.在家里,小心由于電流過大而引起火災,不能同時使用大功率用電器;添置用電器時要考慮到電能表、漏電保護器和導線的負荷.在家庭電路里,地線一定要接好,不要流于擺設,否則一旦發生漏電事故,就沒有安全保障.靜電給我們生活帶來了方便,如靜電復印、靜電除塵、靜電造紙等.但也可能給我們帶來危害,如雷擊,就是靜電的放電現象.在打雷的時候,不要站在大樹底下,或者高大建筑物下,更不要觸摸或靠近金屬門窗.裝油的油桶,一定要選用金屬的,不能用塑料的,且將金屬油桶與大地保持相連接,避免運輸過程中,由于摩擦而聚集過多的靜電荷引起爆炸.
探究學習注重學生的自我主動性和創新活動發展,學生通過自己不斷探索,討論、整理知識點,找到適合自己的學習方法,既可以提高主動學習的能力,又減輕了老師的壓力。但在教學過程中,需要進行問題設置、演算推理、歸納總結等步驟,教師占據主導地位,學生缺乏實踐操作訓練,也缺乏創新思考的空間。所以要加強其探究學習過程,通過創造良好的探究學習環境,學生可以自己設問,經過實驗推出結論,教師從旁指引,這種方式提升了學生的想象空間,不被書本理論所局限,創新思維在學習中占據主導。所以,對于探究學習環境要精心設計,使其過程符合教學理念,同時也不違背學生占據主體地位的理念,讓學生在科學的探究學習環境中發展,提升能力。
二、探究學習環境的設計與應用
1.課前教師引導
探究學習強調學生的主動性和創造性,但是初中生思想萌芽還不成熟,自主意識尚缺乏,不知道如何創新問題、自主解答。所以在設計探究學習環境時,教師需要發揮其引導作用,在課堂初始,需要引導學生整理知識點,設置問題漏洞,并給出關鍵詞,讓學生發現漏洞錯誤,然后通過自主探究或合作學習的方式,找到解決問題的方法。
案例1:對于靜電的學習。摩擦起電現象學生經歷不少,比如頭發摩擦“飄”起來,手碰到一些物體會被“電”一下,這些都是靜電現象,那么,也就是說“摩擦一定會起靜電”,先告訴學生一個答案,但是其實答案是錯誤的,然后問學生如何驗證其錯誤性。設計探究學習的環境,給學生橡膠棒和毛皮,讓學生進行實驗,即橡膠棒摩擦橡膠棒和橡膠棒摩擦毛皮,看看有什么不同效果,學生會發現橡膠棒之間沒有反應,但是毛皮與橡膠棒產生了靜電。這個時候教師引導學生分析毛皮與橡膠棒的電子約束能力有什么不同,學生會發現橡膠棒絕緣,但是毛皮帶正電,經過摩擦后,毛皮上的電子轉移到橡膠上,使橡膠棒帶負電,所以有反應,但是兩個橡膠棒所帶電荷屬于同種電荷,所以不會產生靜電。以此驗證摩擦引起靜電與其電子約束能力相關,而非所有物體都會摩擦起靜電。這種經過教師引導的探究學習環境既可以發揮學生的想象力,又減輕了教師的主講壓力,并且學生通過自主探究學習到的經驗更能讓學生印象深刻。
2.探究學習環境實踐化,不斷設問
物理現象本身在生活中就有很多實例,所以在探究學習的環境中也要隨時與實踐相結合。貼近實踐的教學環境更能激發學生的興趣,以此讓學生感受到物理現象并不局限于書本中,從生活中也可以學到。探究學習作為一種新的學習理念,也應該創新課堂教學模式,以多元化的課程內容展現給學生,由一個問題拋磚引玉引出下一個問題更能讓學生的思考能力具有連貫性。
案例2:對于“光”的學習。“光”是我們生活中離不開的物質,教師首先對光的傳播、光的反射原理等知識進行講解,然后針對生活中常見的光學現象,比如晚間的星星,引導學生分析“星星為什么會發光”,根據學過的理論知識,學生會由此想到“太陽”作為光源會發光,“星星”與“太陽”同為恒星,所以應該也是光源,因此會發光。其次,再引а生,“星星”總是一閃一閃的,那么與“光”的什么現象相關呢?如果學生想不到,教師可以引導學生:“光是沿直線傳播,當它發生路線改變時,會怎樣?”學生因此會想到時暗時亮是因為“光”發生了路線改變,也就是說“星星”的光在傳播的過程中發生了折射現象,因此一閃一閃。再次,教師告訴學生不是所有的“星星”都是恒星,也有行星,行星是不發光的,而我們都知道“月亮”之所以發光,是因為它反射了“太陽”的光。最后讓學生設置問題,比如:“星星光的折射現象是怎么產生的?月亮的反射現象又是依據什么?”學生通過已知理論能夠輕松地回答這個問題,這樣通過教師引導的探究性學習,既聯系實際又能夠幫助學生從頭梳理清楚知識點,并且在夜晚學生可以通過聯想,想到更多需要探討的問題。
3.探究學習環境創新化
物理學習不應局限于課堂,也要在戶外進行探究活動,這樣更有利于學生戶外交流,感受自然界的物理常識,并且初中物理開始涉及實驗活動,通過戶外的簡易實驗能更好地看到生活中的物理現象。比如靜止與運動的學習中,學生在戶外更能清晰地看到“靜止與運動”的關系,讓學生指出哪些物體是運動的,哪些物體是相對靜止的,并且在指定參照物后,讓學生重新回答問題。學生也會由此聯想為什么看起來“絕對靜止”的物體其實并不是“靜止”,教師可以設置環境讓學生自主思考、自己解決。
4.探究學習合作化