物理學與人類文明(教學)

1、物理學與人類文明物理學與人類文明物理學與人類文明物理學與人類文明哥白尼哥白尼19世紀世紀17世紀世紀16世紀世紀愛因斯坦愛因斯坦麥克斯韋麥克斯韋牛頓牛頓20世紀世紀科學獨立存在科學獨立存在有了完整的體系有了完整的體系科學（科學（首先是物理科學首先是物理科學）的革命，引發(fā)了）的革命，引發(fā)了生產(chǎn)技術的革命，生產(chǎn)技術的革命，使人們對基礎科學、應使人們對基礎科學、應用科學、工程技術和生產(chǎn)活動的關系，有用科學、工程技術和生產(chǎn)活動的關系，有了新的感受和認識。了新的感受和認識。判天地之美，而達萬物之理判天地之美，而達萬物之理。 莊子莊子物理學物理學 物理學是一門自然科學物理學是一門自然科學,它的研究成果和它

2、的研究成果和方法被應用于自然科學的各個領域。它已經(jīng)方法被應用于自然科學的各個領域。它已經(jīng)成為一門有眾多分支的、令人尊敬和熱愛的成為一門有眾多分支的、令人尊敬和熱愛的基礎學科?；A學科。物理學物理學? 物理學和激光技術物理學和激光技術? 物理學與宇航工程物理學與宇航工程 ? 物理學與納米技術物理學與納米技術? 物理學與核能工程技術物理學與核能工程技術自由電子激光器自由電子激光器x射線激光器射線激光器準分子激光器準分子激光器金屬蒸氣激光器等。金屬蒸氣激光器等。 銅蒸氣激光航天飛機航天飛機 宇宙空間站宇宙空間站 嫦娥一號于嫦娥一號于20072007年年1010月月2424日，在西昌衛(wèi)星日，在西昌衛(wèi)星

3、發(fā)射中心由發(fā)射中心由“長征三號甲長征三號甲”運載火箭發(fā)射運載火箭發(fā)射升空。嫦娥一號發(fā)射成功，中國成為世界升空。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航天有賴眾多關鍵技術的突破和集成，航天有賴眾多關鍵技術的突破和集成，是復雜的系統(tǒng)工程是復雜的系統(tǒng)工程 航天包括運載火箭、應用衛(wèi)星航天包括運載火箭、應用衛(wèi)星和衛(wèi)星應用、載人航天和深空和衛(wèi)星應用、載人航天和深空探測等幾大方面。探測等幾大方面。 應用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣應用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星及各類科學實驗衛(wèi)星和軍用

4、衛(wèi)及各類科學實驗衛(wèi)星和軍用衛(wèi)星等多種。除大型衛(wèi)星外，還星等多種。除大型衛(wèi)星外，還在開發(fā)微小衛(wèi)星技術，以及衛(wèi)在開發(fā)微小衛(wèi)星技術，以及衛(wèi)星組網(wǎng)和編隊飛行技術。星組網(wǎng)和編隊飛行技術。 航天工程技術和遙感技術為物理學的研航天工程技術和遙感技術為物理學的研究開辟新天地究開辟新天地 探月和登月探月和登月，大大增加對月，大大增加對月球物理環(huán)境的了解；球物理環(huán)境的了解；美國的美國的“勇氣勇氣”號和號和“機遇機遇”號對號對火星火星的探測，為火星的的探測，為火星的研究提出了更多課題，也對研究提出了更多課題，也對地球物理的研究有新的啟示；地球物理的研究有新的啟示；航天工程技術和遙感技術為物理學的航天工程技術和遙感技

5、術為物理學的研究開辟新天地研究開辟新天地 搭載在卡西尼號搭載在卡西尼號土星土星探探測器上的惠更斯土衛(wèi)六測器上的惠更斯土衛(wèi)六探測器，正在揭開土衛(wèi)探測器，正在揭開土衛(wèi)六的奧秘六的奧秘 ，還可能對生，還可能對生命起源探索提供線索；命起源探索提供線索；“伽利略伽利略”號探測器對號探測器對木星木星的探測和所獲取的的探測和所獲取的木星的信息，是科學技木星的信息，是科學技術史的另一曲凱歌術史的另一曲凱歌。航天大大開闊了人類認識世航天大大開闊了人類認識世界的眼界。界的眼界。 工業(yè)發(fā)展對材料性能提出了更高的要求工業(yè)發(fā)展對材料性能提出了更高的要求納米材料納米材料05090307010(nm)硅晶體表面的硅晶體表面

6、的STM掃描圖象掃描圖象它的密度是鋼它的密度是鋼的的1/61/6，而強，而強度卻是鋼的度卻是鋼的100100倍。倍。 鑲嵌了鑲嵌了4848個個 Fe 原子的原子的 Cu 表面的表面的掃描隧道顯微鏡照片。掃描隧道顯微鏡照片。48 48 個個 Fe 原子原子形成形成“電子圍欄電子圍欄”，圍欄中的電子形成駐波：，圍欄中的電子形成駐波：由于這一貢獻，由于這一貢獻，賓尼、羅赫爾賓尼、羅赫爾和和魯斯卡魯斯卡三人分享了三人分享了 1986年度年度的諾貝爾物理獎。的諾貝爾物理獎。前兩人是前兩人是掃描隧穿顯微鏡掃描隧穿顯微鏡的直接發(fā)明者，的直接發(fā)明者，第三人是第三人是 1932年年電子顯微鏡電子顯微鏡的發(fā)明者，

7、的發(fā)明者，這里是為了追朔他的功勞。這里是為了追朔他的功勞。羅赫爾羅赫爾賓尼賓尼魯斯卡魯斯卡E=MC2一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，會釋放能量。會釋放能量。某些輕核聚合成一個較重的核時，會某些輕核聚合成一個較重的核時，會釋放能量。能否建成核聚變電站釋放能量。能否建成核聚變電站？ 物理學是一門自然科學物理學是一門自然科學,它的研究成果和它的研究成果和方法被應用于自然科學的各個領域。它已經(jīng)方法被應用于自然科學的各個領域。它已經(jīng)成為一門有眾多分支的、令人尊敬和熱愛的成為一門有眾多分支的、令人尊敬和熱愛的基礎學科?；A學科。物理學? 物理學和激光技術物理學和激光技術

8、? 物理學與宇航工程物理學與宇航工程 ? 物理學與納米技術物理學與納米技術? 物理學與核能工程技術物理學與核能工程技術 物理研究對象物理研究對象大到宇宙空間，大到宇宙空間，小到微觀原子核，近到衣、食、住、小到微觀原子核，近到衣、食、住、行，研究物質(zhì)存在的基本形式，以及行，研究物質(zhì)存在的基本形式，以及它們的性質(zhì)和運動規(guī)律，與我們的生它們的性質(zhì)和運動規(guī)律，與我們的生活無處不在。活無處不在。物理學物理來自生活又用于生活。物理來自生活又用于生活。如：電磁感應與磁懸浮列車；如：電磁感應與磁懸浮列車；電磁波與無線通訊；電磁波與無線通訊；血壓與心臟功率、血壓與心臟功率、B超、超、X光檢測、光檢測、CT檢測、

9、人體力學與體育運動、檢測、人體力學與體育運動、溫室效應、厄爾尼諾現(xiàn)象溫室效應、厄爾尼諾現(xiàn)象 物理學也是一門實驗科學，也是一門崇尚理物理學也是一門實驗科學，也是一門崇尚理性、重視邏輯推理的。在物理學研究中形成的性、重視邏輯推理的。在物理學研究中形成的研究成果和方法被應用于自然科學的各個領域。研究成果和方法被應用于自然科學的各個領域。極大的推動了極大的推動了科學、技術和社會的發(fā)展，促進科學、技術和社會的發(fā)展，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步。了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步。物理學交通工具與物理學由于交通工具的缺乏，古人大部分活動只由于交通工具的缺乏，古人大部分活動只能在陸地上進行，出現(xiàn)能在陸

10、地上進行，出現(xiàn)“天圓地方天圓地方”等學等學說說12345太陽從天文觀察發(fā)現(xiàn)天地萬物以太陽為中心進從天文觀察發(fā)現(xiàn)天地萬物以太陽為中心進行運動。行運動。工具的發(fā)展有助與人類對宇宙認識工具的發(fā)展有助與人類對宇宙認識更加全面更加全面未來宇宙的面貌如何，有待未來宇宙的面貌如何，有待進一步探索！進一步探索！任何真正的科學，隨生產(chǎn)發(fā)展、社任何真正的科學，隨生產(chǎn)發(fā)展、社會進步而產(chǎn)生推動社會進步會進步而產(chǎn)生推動社會進步歐氏幾何歐氏幾何西方的文藝復興，資本主義興起西方的文藝復興，資本主義興起牛頓力學牛頓力學工業(yè)革命，熱力學工業(yè)革命，熱力學麥克斯韋電動力學麥克斯韋電動力學19261926實現(xiàn)電視實現(xiàn)電視圖象傳輸圖象

11、傳輸19281928跨大西洋的圖跨大西洋的圖象無線傳輸象無線傳輸19301930首次提出火箭首次提出火箭發(fā)動機專利發(fā)動機專利19381938 基于硒在光照下基于硒在光照下變成良導體，變成良導體，XEROX公司應公司應用它制成第一臺用它制成第一臺復印機復印機實現(xiàn)調(diào)頻廣播實現(xiàn)調(diào)頻廣播1939193919491949用用X射線分析青霉射線分析青霉素晶體結構素晶體結構 1951 1951年，沃森到克里克所在的卡文迪什實年，沃森到克里克所在的卡文迪什實驗室，在威爾金斯等的驗室，在威爾金斯等的X X射線衍射分析資料的基射線衍射分析資料的基礎上，于礎上，于19531953年提出年提出DNADNA雙螺旋分子結

12、構模型雙螺旋分子結構模型19571957人造衛(wèi)星上天人造衛(wèi)星上天19581958B超在醫(yī)學上應用超在醫(yī)學上應用醫(yī)院里最先進的設備，往往是物理學剛剛發(fā)展的技術1960載人航天載人航天19671967家用微波爐上市家用微波爐上市19691969人類登上月球人類登上月球無人探測車登上火星無人探測車登上火星1997199720 20 世紀以來，物理學理論的發(fā)展，在三個層次上世紀以來，物理學理論的發(fā)展，在三個層次上把人類對自然界的認識推進到了前所未有的深度把人類對自然界的認識推進到了前所未有的深度和廣度。和廣度。n在微觀領域內(nèi)，已經(jīng)深入到基本粒子的亞核世界在微觀領域內(nèi)，已經(jīng)深入到基本粒子的亞核世界（10

13、10-15-15 厘米），并建立起統(tǒng)一描述電磁、弱、強厘米），并建立起統(tǒng)一描述電磁、弱、強相互作用的標準模型，還引起了人們測量觀、因相互作用的標準模型，還引起了人們測量觀、因果觀的深刻變革。果觀的深刻變革。n在宇觀領域內(nèi)，研究的探針已達到在宇觀領域內(nèi)，研究的探針已達到10102828 厘米的空厘米的空間標度和間標度和10101717 秒的宇宙紀元；廣義相對論的理論秒的宇宙紀元；廣義相對論的理論預言，在巨大的時空尺度上得到了證實，引起了預言，在巨大的時空尺度上得到了證實，引起了人們時空觀、宇宙觀的深刻變革。人們時空觀、宇宙觀的深刻變革。n在宏觀領域內(nèi)，關于物質(zhì)存在狀態(tài)和運動形式的在宏觀領域內(nèi)，關

14、于物質(zhì)存在狀態(tài)和運動形式的多樣性、復雜性的探索，也取得了突破性的進展。多樣性、復雜性的探索，也取得了突破性的進展。 物理也是一把雙刃劍物理也是一把雙刃劍 伊諾拉伊諾拉 蓋伊蓋伊飛機，飛機，小男孩小男孩，40824082公斤，長公斤，長3.053.05米，徑米，徑0.7110.711米，米，1010公公斤鈾斤鈾235235，1.251.25萬噸萬噸TNTTNT，死，死7.17.1萬，傷萬，傷6.86.8萬，萬，1212平方公里，平方公里，5 5萬建筑萬建筑原子彈爆炸原子彈爆炸氫彈爆炸氫彈爆炸前蘇聯(lián)基輔北前蘇聯(lián)基輔北130130公里，切爾諾貝利，公里，切爾諾貝利，4 4號反應堆發(fā)生爆炸，引發(fā)大火，

15、放射性號反應堆發(fā)生爆炸，引發(fā)大火，放射性物質(zhì)大量泄漏，物質(zhì)大量泄漏，2.62.6億居里，億居里，3131人死亡，人死亡，203203人受傷，人受傷，13.513.5萬人疏散。周圍萬人疏散。周圍7 7公里公里樹木逐漸死亡，樹木逐漸死亡，1010公里不能耕作，公里不能耕作，1010年年內(nèi)內(nèi)100100公里禁止生產(chǎn)牛奶。公里禁止生產(chǎn)牛奶。物理前沿：物理前沿：u宇宙與物質(zhì)結構，生命起源。宇宙與物質(zhì)結構，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激光點陣導致量子相變激光點陣導致量子相變u光子晶體自組裝：探求光學線路代替光子晶體自組裝：探求

16、光學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夸克粒子夸克粒子怎樣學好高中物理？怎樣學好高中物理？1、養(yǎng)成讀物理課本的習慣，注意記憶。、養(yǎng)成讀物理課本的習慣，注意記憶。2、養(yǎng)成獨立思考探究問題的習慣，發(fā)現(xiàn)問題、養(yǎng)成獨立思考探究問題的習慣，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，做學問就是要多問問題。及時解決，做學問就是要多問問題。3、重視觀察和認真作好實驗。獨立完成練習。、重視觀察和認真作好實驗。獨立完成練習。重在理解和學會知識應用。重在理解和學會知識應用。物理見物思理“懂、記、用懂、記、用”4、高中物理有哪些內(nèi)容？、高中物理有哪些內(nèi)容？勤奮勤奮+ +思想思想+ +行動行動善于善于善于聯(lián)想，善于對比，善于

17、善于聯(lián)想，善于對比，善于思 考 ， 善 于 記 憶 ， 善 于 總 結思 考 ， 善 于 記 憶 ， 善 于 總 結 。六用六用用眼仔細觀察，用耳認真聽用眼仔細觀察，用耳認真聽講，用腦積極思考，用心理解記憶，講，用腦積極思考，用心理解記憶，用口和筆準確表達，用手及時記錄、用口和筆準確表達，用手及時記錄、練習、實驗。練習、實驗。中國是世界上文明發(fā)達最早的國家之一，中國是世界上文明發(fā)達最早的國家之一，對人類文明和科學的發(fā)展作出過巨大的對人類文明和科學的發(fā)展作出過巨大的貢獻。在物理學領域內(nèi)，中國也曾以豐貢獻。在物理學領域內(nèi)，中國也曾以豐富的成果領先于世界一千多年。但是近富的成果領先于世界一千多年。但

18、是近代自然科學卻沒有出現(xiàn)在這個歷史悠久代自然科學卻沒有出現(xiàn)在這個歷史悠久的國度，中國現(xiàn)代自然科學仍然處在落的國度，中國現(xiàn)代自然科學仍然處在落后的地位。這一遲滯現(xiàn)象自有其深刻的后的地位。這一遲滯現(xiàn)象自有其深刻的社會根源、歷史根源和認識根源。社會根源、歷史根源和認識根源?？茖W要對人類和自然負責，科學技科學要對人類和自然負責，科學技術的承諾：創(chuàng)造物資財富，改善生術的承諾：創(chuàng)造物資財富，改善生存環(huán)境，提高生活健康質(zhì)量，推進存環(huán)境，提高生活健康質(zhì)量，推進社會文明進步。社會文明進步。愛因斯坦對現(xiàn)代物理的貢獻愛因斯坦對現(xiàn)代物理的貢獻 愛因斯坦是現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人。1879年3月14日生于德國的烏爾姆，1955年4月18日卒于美國的普林斯頓。 愛因斯坦1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學，畢業(yè)后即失業(yè)。在朋友的幫助下，才在瑞士聯(lián)邦專利局找到工作。 愛因斯坦在物理學的許多領域都有貢獻，比如研究毛細現(xiàn)象、闡明布朗運動、建立狹義相對論并推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，并以量子理論完滿地解釋光電效應、輻射過程、固體比熱，發(fā)展了量子統(tǒng)計。并于1921年獲諾貝爾物理學獎。 愛因斯坦誕生于德國烏爾姆，人愛因斯坦誕生于德國烏爾姆，人類歷史上繼牛頓