用毛皮磨過的橡膠棒帶什麼電，用毛皮磨過的橡膠棒帶電，修正與補充

用毛皮磨過的橡膠棒帶什麼電

​​​一、修正與補充

​1、修正

​“關於複雜表述，從邏輯演繹角度，還存在這種情況：對於一個系統，（外界）既不（向它）輸入X量，也不（向外界）輸出X量，X量在其中可能（憑空）創生了，同時也（憑空）消滅了，但創生的量總是等於消滅的量，即系統內X量的總量總是不變。這種現象，目前似乎沒有發現。如果有這種情況，這樣的物理量顯然不是守恆量；而且如是規律不宜稱之為守恆定律，而應該稱之為不變定律。”

陳敏華老師指出“這種現象，目前似乎沒有發現。”一句話並不正確，並提示了一個物理量——物質的量。

還別說，號主真的忽視了這個量，至少在敲打《教研分享系列151》文字時，完全忽視了這樣一個物理量。開一個玩笑，這是物理量嗎？不是吧，它不是化學量嗎？

事實上，進入微觀領域，物理學中也運用“物質的量”。關於“物質的量”，記得有這樣的觀點：進入微觀領域，涉及大量粒子（阿伏加德羅數級別）時，這個量的必要性和重要性就凸現出來了。但是，作為描述“個數”之粒子數屬性的物理量，未必就必須用在微觀領域或大量粒子情況下，陳敏華老師用人數做了比喻，似乎暗示了這一點。

就拿物質的量來詮釋這句“有失正確”的話吧。對於化學分子，在一個可逆反應平衡態系統中，參與反應的任一化學分子，其物質的量既會創生，也會消滅，但總量保持不變。由此可見，確實存在這種情況——“對於一個系統，（外界）既不（向它）輸入X量，也不（向外界）輸出X量，X量在其中可能（憑空）創生了，同時也（憑空）消滅了，但創生的量總是等於消滅的量，即系統內X量的總量總是不變。”

注意到，在化學反應中，有原子數守恆一說，卻沒有分子數守恆說法，這似乎從一個側面說明了，“守恆”與“不變”的本質內涵不同，區分它們在理論上應該有其必要性。

​2、補充

​ 為了方便，我們先不討論不變定律，只討論守恆定律，即“

對於一個系統，（外界）既不（向它）輸入X量，也不（向外界）輸出X量，那麼系統內X量的總量不變。”

對於守恆量而言，“對於一個系統，（外界）既不（向它）輸入X量，也不（向外界）輸出X量”和“系統內X量的總量不變”分別是“條件”和“結果”，由這個條件決定的這個結果，構建了X量守恆定律的不可分割的完整表述；事實上，“對於一個系統，外界向它輸入多少X量，則系統內X量就增加多少”，也是X量守恆定律一種表述。不管怎樣表述，只要與“X量既不創生也不消滅”這樣一個規律等價，就是一種可行的表述。總之，對於守恆量而言，其守恆是無條件的。

對於非守恆量而言，“（外界）既不（向它）輸入X量，也不（向外界）輸出X量”是對系統的一個界定，在這個界定下的系統裡，“X量既不創生，也不消滅”，可見這是有條件的守恆定律。

正如有朋友指出，以上論述和《教研分享系列151》一樣晦澀難懂。那麼下面就結合高中物理教材中呈現的守恆定律做一個舉例分析吧。

二、舉例分析

​1、機械能守恆定律

​點評

只有重力或彈力做功，這是對系統一個界定，事實上這樣一個界定等價於“外界既不向系統輸入機械能，也不向外屆輸出機械能”，於是系統內機械能既不創生也不消滅，這樣一個事實稱之為機械能守恆定律。根據這個規律，可以解決一些力學問題，這裡揭示出來的解決問題的思路、方法和步驟（程式性知識）完全可以推廣到更廣闊的情況：

除重力或彈力做功外，其他力也做功，但是做功之代數和為零，既系統內既有機械能創生，又有機械能消滅，但機械能的總量不變。顯然，這種情況下，應該稱之為機械能不變定律。不管是機械能守恆定律，還是機械能不變定律，從解決問題呈現出來的方法論意義而言卻是一樣的——毫無差別。

​2、電荷（量）守恆定律

點評

​① 電荷守恆定律中“電荷”指的是一種守恆量，而不是指一種物質，例如電子，也不是指一種性質，例如物體帶電，教材並沒有給這種守恆量一個“專用”的名稱，本文也只能借用“電荷量”來代稱這種守恆量。

②守恆量是高度抽象的物理量，作為一種守恆量的代稱，電荷量自然也是高度抽象的，抽象程度正如費曼先生眼中的能量一樣。電荷量為零的不帶電物體並不是沒有電荷量，正如能量為零的物體並不是沒有能量一樣。一個很典型的例子是：在熱學中，內能為零的物體並不是沒有內能。當然，這樣的話語就是抽象的，抽象中又夾著“零”這個具體數字，抽象與具體雜糅，對於抽象思維較弱的人而言，著實太難了——發出“臣妾做不到啊”的無奈理應理解。

③對於高度抽象的概念，就像是幽靈一樣，感覺它在哪裡，但就是看不到也觸控不到。對於看不到也摸不到的東西，一定要透過轉化思維，最終變成“好像”感知得到。能量非常抽象，於是我們運用了更為具體的不同形式的能量來感知它，例如動能、重力勢能、彈性勢能、電勢能、“熱能”等。這裡運用了變抽象為具體的資訊加工處理，讓人們感覺能感知到它。這個車跑得真快，動能大（但是，落實到某個具體事件而言，可能毫無“破壞”本領，例如老司機經常告知新手司機，儘可能快的掌握駕車技能，與車流保持較為一直的速度是最安全的），這個物體溫度真高，“熱能”大（對於一粒米而言，溫度達到100度，我們也可以立即伸手去“懷抱”它）。對於抽象思維較弱的人發出前面感慨，千萬不要費力不討好地補充括號內的話語，否則就是添堵，既是自我添堵，也是給他人添堵。電荷量也是如此，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電（稱為“負電荷”），絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電（稱為“正電荷”），與其說是對正、負電（荷）的定義，不如說是抽象事物的第一次具體化。

④閱讀電荷守恆定律的文字表述後，不同人有不同感受；感受不同，體現出不同水平的思維層次。

水平0級 感覺是“不知所云”，事實上是無法聯想電子，未能運用電子來幫助自己感知。

水平1級 感覺是“有所感知”，事實上是能夠聯想電子，而且能夠“感知”電子的轉移。

水平2級 感覺到“耐人尋味”，事實上能夠初步建立原子結構模型，靈活地想象電子的轉移。

水平3級 感覺上升到“初悟”層次，即初步突破電子轉移層次，能夠初步體會到正、負電荷的等效性。

水平4級 感覺上升到“感悟”層次，能夠靈活的轉換正、負電荷說法，並靈活運用這種等效性解決一些較難問題。

水平5級 感覺上升到“徹悟”層次，能夠突破正、負電荷說法，直接回歸“幽靈”，似乎看得見這個“幽靈”。就電荷守恆定律進入非常靈活的理解水平。

上面水平層級的劃分對實際教學具有一定指導意義。教材就“電荷守恆定律”的描述，位於水平1級到水平4級四個層次，即照顧到了四個層次教學實際，教師在教學中應當靈活執行學習進階理論進行教學，根據具體情況確定進階起點和終點（教學目標）。

⑤根據近代物理實驗，對電荷守恆定律進行重新描述，於是有人說“電荷既可以創生，也可以消滅”。這種說法不能說錯，只能說水平層次在4級以下一定會如此理解。事實上，近代物理實驗結果只能說明，電子既可以創生，又可以消滅，電子與光子之間進行了轉化。新表述依然稱之為電荷（量）守恆定律，那麼電荷量依舊不可創生，亦不可消滅。從一定意義上而言，±電子的創生，跟“電中性”的毛皮與橡膠棒經過摩擦後一個帶正電一個帶負電是一樣的。

​3、能量守恆定律

19版教材把能量守恆定律文字表述放在了第三本書上。

能量觀是學科核心素養物理觀念的要素之一。物理觀念的學習不是一蹴而就的，一定是循序漸進，逐階提升，並最終提煉為頭腦中一個高階映象。教材就能量觀的學習，分散到各個章節，目的是分散難點，期望是突破難點。然而，關於能量觀教學，事實上如同前述電荷量一樣，有必要適當劃分水平層級，運用學習進階理論設計教學。

​4、動量守恆定律

未完待續…