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文檔簡介

1、浩瀚宇宙浩瀚宇宙 我們能走多遠(yuǎn)?我們能走多遠(yuǎn)?必修一必修一 緒論緒論 物理學(xué)與人類文明物理學(xué)與人類文明物理學(xué)研究什么物理學(xué)研究什么物理學(xué)與社會進(jìn)步物理學(xué)與社會進(jìn)步物理學(xué)與思維觀念物理學(xué)與思維觀念物理的未來物理的未來怎么學(xué)好物理怎么學(xué)好物理物物理理學(xué)學(xué)與與人人類類文文明明一一 物理學(xué)研究什么物理學(xué)研究什么 1.定義:定義: 物理學(xué)是研究物質(zhì)存在的基本形式,以及它們的物理學(xué)是研究物質(zhì)存在的基本形式,以及它們的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科,是探索自然界最基本,性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科,是探索自然界最基本,最普遍規(guī)律的科學(xué)。最普遍規(guī)律的科學(xué)。 2物理學(xué)有許多分支:物理學(xué)有許多分支: 如力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、統(tǒng)

2、計物理學(xué)、量如力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、統(tǒng)計物理學(xué)、量子力學(xué)、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子子力學(xué)、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理、激光物理物理、激光物理 、介觀物理、介觀物理 、等離子體物理等。、等離子體物理等。 3交叉學(xué)科:交叉學(xué)科: 物理化學(xué)、生物物理、地球物理、材料物理等。物理化學(xué)、生物物理、地球物理、材料物理等。m27261010m15101) 空間尺度空間尺度4. 4. 研究范圍研究范圍s1810s251044個數(shù)量級個數(shù)量級2)時間尺度)時間尺度問題:人類探索物質(zhì)世界最大和最問題:人類探索物質(zhì)世界最大和最小范圍的工具?小范圍的工具? 最大:哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 最?。赫?fù)離

3、子對撞機(jī)問題:當(dāng)前科學(xué)界最活躍最引人注問題:當(dāng)前科學(xué)界最活躍最引人注目的課題是什么?目的課題是什么? 答:生命科學(xué);宇宙起源;材料科學(xué)等都答:生命科學(xué);宇宙起源;材料科學(xué)等都與物理的研究成果和研究方法密切相關(guān)。與物理的研究成果和研究方法密切相關(guān)。航天軍事 醫(yī)療交通衣食食住行用二二 物理學(xué)與其他科學(xué)技術(shù)物理學(xué)與其他科學(xué)技術(shù)1 1、航天與空間技術(shù)、航天與空間技術(shù)在在牛頓力學(xué)和萬有引力牛頓力學(xué)和萬有引力定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的空間物理,能把宇宙的空間物理,能把宇宙飛船送上太空,使人類飛船送上太空,使人類實現(xiàn)了飛天的夢實現(xiàn)了飛天的夢想。想。航天飛機(jī)航天飛機(jī) 宇宙空間站宇宙空間站 19

4、691969人類登上月球人類登上月球1969年年7月月20日,阿姆斯特日,阿姆斯特朗與奧爾德林成為了首次朗與奧爾德林成為了首次踏上月球的人類。阿姆斯踏上月球的人類。阿姆斯特朗扶著登月艙的階梯踏特朗扶著登月艙的階梯踏上了月球,說道上了月球,說道:“這是這是我個人的一小步,但卻是我個人的一小步,但卻是全人類的一大步全人類的一大步(Thats one small step for a man, one giant leap for mankind.) 嫦娥一號于嫦娥一號于20072007年年1010月月2424日,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由日,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征三號甲長征三號甲”運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

5、嫦娥一號發(fā)射成運(yùn)載火箭發(fā)射升空。嫦娥一號發(fā)射成功,中國成為世界上第五個發(fā)射月球探測器的國家功,中國成為世界上第五個發(fā)射月球探測器的國家。 嫦娥一號嫦娥一號嫦娥奔月嫦娥奔月2、帶電粒子在電場、帶電粒子在電場磁場中的偏磁場中的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)在科技中的應(yīng)用。電電視機(jī)顯視機(jī)顯像管像管3、放射線的應(yīng)用醫(yī)療上的放療放療。在醫(yī)療上還有很多,如用于治療腦瘤的 刀刀。如核磁共振,核磁共振,超聲波,超聲波,X光機(jī)光機(jī)等。X線攝片、線攝片、CT、磁共振成像可稱、磁共振成像可稱為三駕馬車,三者有機(jī)地結(jié)合,為三駕馬車,三者有機(jī)地結(jié)合,使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴(kuò)大了檢查使當(dāng)前影像學(xué)檢查既擴(kuò)大了檢查范圍,又提高了診斷水平。范圍,又提高了

6、診斷水平。 4、微、微電子電子技術(shù)技術(shù):半半導(dǎo)體導(dǎo)體芯片、電芯片、電子計算子計算機(jī)。機(jī)。半導(dǎo)體芯片半導(dǎo)體芯片5、激光、激光:激光物理的進(jìn)展使激光在制造業(yè)、醫(yī)療技術(shù)和國防工業(yè)中的得到了廣泛的應(yīng)用。大家熟悉的微機(jī)光盤就是用激光讀的。光導(dǎo)纖維等?,F(xiàn)代通信現(xiàn)代通信光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維6、超導(dǎo)、超導(dǎo)。磁懸浮列車磁懸浮列車等等。鑲嵌了鑲嵌了4848個個 Fe 原子的原子的 Cu 表面的掃表面的掃描隧道顯微鏡照片。描隧道顯微鏡照片。48 48 個個 Fe 原子原子形成形成“電子圍欄電子圍欄”7、納、納米米技術(shù)技術(shù):使使人們可以按照自人們可以按照自己的需要設(shè)計并重己的需要設(shè)計并重新排列原子或者原新排列原子或者原子

7、團(tuán),使其具有人子團(tuán),使其具有人們希望的特們希望的特性。性。納米機(jī)器人只有細(xì)胞般大 8、生命科學(xué)生命科學(xué)的發(fā)展也離不開物理學(xué)。利用X射線衍射的方法成功地測定了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 三三物物理理學(xué)學(xué)與與社社會會進(jìn)進(jìn)步步第一次產(chǎn)業(yè)革命第一次產(chǎn)業(yè)革命第二次產(chǎn)業(yè)革命第二次產(chǎn)業(yè)革命第三次產(chǎn)業(yè)革命第三次產(chǎn)業(yè)革命 1818世紀(jì)到世紀(jì)到1919世紀(jì)世紀(jì), ,物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理,發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守恒定律后,開始探索物理,發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守恒定律后,開始探索用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。 這一偉大的發(fā)現(xiàn),是以

8、瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。蒸這一偉大的發(fā)現(xiàn),是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。蒸汽動力的應(yīng)用,使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。汽動力的應(yīng)用,使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。 蒸汽機(jī)的發(fā)明,直接推動了第一次工業(yè)革命。蒸汽機(jī)的發(fā)明,直接推動了第一次工業(yè)革命。 1919世紀(jì),以庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯世紀(jì),以庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等為代表的物理學(xué)家建立了電磁學(xué)理論。韋等為代表的物理學(xué)家建立了電磁學(xué)理論。 電磁技術(shù)的應(yīng)用,引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類電磁技術(shù)的應(yīng)用,引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類進(jìn)入電氣時代。進(jìn)入電氣時代?,F(xiàn)在,電已經(jīng)深入到人們的生產(chǎn)、現(xiàn)在,電已經(jīng)深入到人們的生產(chǎn)、生活的方方面面。生活的

9、方方面面。20世紀(jì)世紀(jì)70年代,微觀物理方面取得重大突破,開創(chuàng)了微年代,微觀物理方面取得重大突破,開創(chuàng)了微電子工業(yè),使世界開始進(jìn)入了以電子計算機(jī)應(yīng)用為特征的電子工業(yè),使世界開始進(jìn)入了以電子計算機(jī)應(yīng)用為特征的信息時代。這是第三次產(chǎn)業(yè)革命。信息時代。這是第三次產(chǎn)業(yè)革命。 可以說社會的每一次巨大的進(jìn)步都是在物理學(xué)發(fā)展的可以說社會的每一次巨大的進(jìn)步都是在物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的。沒有物理學(xué)的發(fā)展就沒有人類社會和文明基礎(chǔ)上完成的。沒有物理學(xué)的發(fā)展就沒有人類社會和文明的巨大進(jìn)的巨大進(jìn)步。步。四、物理學(xué)與思維觀念四、物理學(xué)與思維觀念 物理學(xué)極大地豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識,也改變和擴(kuò)物理學(xué)極大地豐富了人類對

10、物質(zhì)世界的認(rèn)識,也改變和擴(kuò)展著人類的思維方式。物理學(xué)的每一個重大進(jìn)展,都是人展著人類的思維方式。物理學(xué)的每一個重大進(jìn)展,都是人類思維觀念進(jìn)步的偉大階梯。類思維觀念進(jìn)步的偉大階梯。物理學(xué)影響思維觀念1、地心說、地心說-日心說日心說-天空是否屬于人類?天空是否屬于人類?2、機(jī)械決定論、機(jī)械決定論-蝴蝶效應(yīng)蝴蝶效應(yīng)-人是否可以操控一人是否可以操控一切?切?3、亞里士多德、亞里士多德-伽利略理想實驗伽利略理想實驗-檢驗真理的檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)是什么?標(biāo)準(zhǔn)是什么?4、核電站、核電站-原子彈原子彈-科學(xué)究竟是為了什么而研科學(xué)究竟是為了什么而研究?究?物物理理學(xué)學(xué)與與思思維維觀觀念念一一蓋天說蓋天說地心說地心說

11、遼翰的宇宙遼翰的宇宙日心說日心說哈雷彗星哈雷彗星 牛頓力學(xué)牛頓力學(xué) 機(jī)械機(jī)械決定決定論論 物理學(xué)與思維觀念二物理學(xué)與思維觀念二蝴蝶效應(yīng)蝴蝶效應(yīng)差之毫厘差之毫厘謬以千里謬以千里周全縝密,注意變化與差別!周全縝密,注意變化與差別!洛侖茲的洛侖茲的“蝴蝶效應(yīng)蝴蝶效應(yīng)”:一只蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能在美一只蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能在美國得克薩斯引起一場龍卷風(fēng)。國得克薩斯引起一場龍卷風(fēng)。牛頓牛頓絕對時空絕對時空愛因斯坦愛因斯坦-相對論相對論物理學(xué)與思維觀念三物理學(xué)與思維觀念三科學(xué)也是一把雙刃劍科學(xué)也是一把雙刃劍物理學(xué)與思維觀念四物理學(xué)與思維觀念四原子核物理學(xué)的進(jìn)展,使人類直接利用射線與核原子核物理學(xué)

12、的進(jìn)展,使人類直接利用射線與核能成為現(xiàn)實。能成為現(xiàn)實。原子能的開發(fā)利用,推動了社會發(fā)原子能的開發(fā)利用,推動了社會發(fā)展,但使人類面臨著核戰(zhàn)爭、核污染的威脅。展,但使人類面臨著核戰(zhàn)爭、核污染的威脅。原子彈爆炸原子彈爆炸氫彈爆炸氫彈爆炸物理前沿:物理前沿:u 宇宙與物質(zhì)結(jié)構(gòu),生命起源。宇宙與物質(zhì)結(jié)構(gòu),生命起源。u 中微子振蕩及中微子其他特性研究中微子振蕩及中微子其他特性研究u 宇宙背景輻射研究宇宙背景輻射研究u 激光點(diǎn)陣導(dǎo)致量子相變激光點(diǎn)陣導(dǎo)致量子相變u 光子晶體自組裝:探求光學(xué)線路代替光子晶體自組裝:探求光學(xué)線路代替電子線路電子線路u 量子信息處理量子信息處理u 夸克粒子夸克粒子五、物理學(xué)的未來

13、問題:高中物理研究什么?問題:高中物理研究什么?高中物理學(xué)什么高中物理學(xué)什么1.力學(xué) 2. 熱學(xué)3. 光學(xué)5.原子物理4. 電磁學(xué) 1. 力學(xué)高中知識高中課程教材特點(diǎn)高中課程教材特點(diǎn) 必修必修 物理物理1 物理物理2 選修選修 三個模塊三個模塊 選修選修1-1 選修選修1-2 人文與社會發(fā)展人文與社會發(fā)展選修選修2-1 選修選修2-2 物理學(xué)的實踐與實用性物理學(xué)的實踐與實用性選修選修3-1 選修選修3-2 選修選修3-3 選修選修3-4 選修選修3-5 全面展示物理學(xué)的基本內(nèi)容,以及技術(shù)應(yīng)用,對經(jīng)濟(jì)社會影響。高中物理學(xué)法指導(dǎo):初高中物理內(nèi)容的差異:初高中物理內(nèi)容的差異:1、內(nèi)容多且難、內(nèi)容多且

14、難2、標(biāo)量到矢量、標(biāo)量到矢量3、定性到定量、定性到定量4、純物理知識到與數(shù)學(xué)結(jié)合尤其是、純物理知識到與數(shù)學(xué)結(jié)合尤其是與數(shù)學(xué)圖像結(jié)合與數(shù)學(xué)圖像結(jié)合5、模型思想、極限思想、微元思想、模型思想、極限思想、微元思想怎樣學(xué)好高中物理?怎樣學(xué)好高中物理?1、自信敏銳,敢于堅持、自信敏銳,敢于堅持3、獨(dú)立思考,多問多悟;、獨(dú)立思考,多問多悟;4、重視觀察,動手實驗;、重視觀察,動手實驗;2、認(rèn)真聽講,做好筆記;、認(rèn)真聽講,做好筆記;5、適當(dāng)練習(xí),做好總結(jié)。、適當(dāng)練習(xí),做好總結(jié)。良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成從現(xiàn)在開的養(yǎng)成從現(xiàn)在開始!始!勤奮勤奮+ +思想思想+ +行動行動五善五善善于聯(lián)想,善于對比,善善于聯(lián)想,善于對比,善于思考,善于記憶,善于總結(jié)于思考,善于記憶,善于總結(jié)。六用六用用眼仔細(xì)觀察,用耳認(rèn)真用眼仔細(xì)觀察,用耳認(rèn)真聽講,用腦積極思考,

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