物理學(xué)與人類文明(教學(xué))

1、物理學(xué)與人類文明物理學(xué)與人類文明物理學(xué)與人類文明物理學(xué)與人類文明哥白尼哥白尼19世紀(jì)世紀(jì)17世紀(jì)世紀(jì)16世紀(jì)世紀(jì)愛因斯坦愛因斯坦麥克斯韋麥克斯韋牛頓牛頓20世紀(jì)世紀(jì)科學(xué)獨(dú)立存在科學(xué)獨(dú)立存在有了完整的體系有了完整的體系科學(xué)（科學(xué)（首先是物理科學(xué)首先是物理科學(xué)）的革命，引發(fā)了）的革命，引發(fā)了生產(chǎn)技術(shù)的革命，生產(chǎn)技術(shù)的革命，使人們對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)使人們對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、工程技術(shù)和生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)系，有用科學(xué)、工程技術(shù)和生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)系，有了新的感受和認(rèn)識(shí)。了新的感受和認(rèn)識(shí)。判天地之美，而達(dá)萬物之理判天地之美，而達(dá)萬物之理。 莊子莊子物理學(xué)物理學(xué) 物理學(xué)是一門自然科學(xué)物理學(xué)是一門自然科學(xué),它的研究成果和它

2、的研究成果和方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。它已經(jīng)方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)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(chǔ)學(xué)科?；A(chǔ)學(xué)科。物理學(xué)物理學(xué)? 物理學(xué)和激光技術(shù)物理學(xué)和激光技術(shù)? 物理學(xué)與宇航工程物理學(xué)與宇航工程 ? 物理學(xué)與納米技術(shù)物理學(xué)與納米技術(shù)? 物理學(xué)與核能工程技術(shù)物理學(xué)與核能工程技術(shù)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(zhǔn)分子激光器準(zhǔn)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(jī)航天飛機(jī) 宇宙空間站宇宙空間站 嫦娥一號(hào)于嫦娥一號(hào)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(hào)甲長征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭發(fā)射運(yùn)載火箭發(fā)射升空。嫦娥一號(hào)發(fā)射成功，中國成為世界升空。嫦娥一號(hào)發(fā)射成功，中國成為世界上第五個(gè)發(fā)射月球探測(cè)器的國家上第五個(gè)發(fā)射月球探測(cè)器的國家。 嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)嫦娥奔月嫦娥奔月航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程是復(fù)雜的系統(tǒng)工程 航天包括運(yùn)載火箭、應(yīng)用衛(wèi)星航天包括運(yùn)載火箭、應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天和深空和衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天和深空探測(cè)等幾大方面。探測(cè)等幾大方面。 應(yīng)用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣應(yīng)用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星及各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和軍用

4、衛(wèi)及各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shù)，以及衛(wèi)在開發(fā)微小衛(wèi)星技術(shù)，以及衛(wèi)星組網(wǎng)和編隊(duì)飛行技術(shù)。星組網(wǎng)和編隊(duì)飛行技術(shù)。 航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)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(duì)月，大大增加對(duì)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(hào)和號(hào)和“機(jī)遇機(jī)遇”號(hào)對(duì)號(hào)對(duì)火星火星的探測(cè)，為火星的的探測(cè)，為火星的研究提出了更多課題，也對(duì)研究提出了更多課題，也對(duì)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(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的航天工程技術(shù)和遙感技

5、術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地研究開辟新天地 搭載在卡西尼號(hào)搭載在卡西尼號(hào)土星土星探探測(cè)器上的惠更斯土衛(wèi)六測(cè)器上的惠更斯土衛(wèi)六探測(cè)器，正在揭開土衛(wèi)探測(cè)器，正在揭開土衛(wèi)六的奧秘六的奧秘 ，還可能對(duì)生，還可能對(duì)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(hào)探測(cè)器對(duì)號(hào)探測(cè)器對(duì)木星木星的探測(cè)和所獲取的的探測(cè)和所獲取的木星的信息，是科學(xué)技木星的信息，是科學(xué)技術(shù)史的另一曲凱歌術(shù)史的另一曲凱歌。航天大大開闊了人類認(rèn)識(shí)世航天大大開闊了人類認(rèn)識(shí)世界的眼界。界的眼界。 工業(yè)發(fā)展對(duì)材料性能提出了更高的要求工業(yè)發(fā)展對(duì)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(qiáng)，而強(qiáng)度卻是鋼的度卻是鋼的100100倍。倍。 鑲嵌了鑲嵌了4848個(gè)個(gè) 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(gè)個(gè) 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(xiàn)，由于這一貢獻(xiàn)，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(jiǎng)。的諾貝爾物理獎(jiǎng)。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(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)，一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)，會(huì)釋放能量。會(huì)釋放能量。某些輕核聚合成一個(gè)較重的核時(shí)，會(huì)某些輕核聚合成一個(gè)較重的核時(shí)，會(huì)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(xué)是一門自然科學(xué)物理學(xué)是一門自然科學(xué),它的研究成果和它的研究成果和方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。它已經(jīng)方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)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(chǔ)學(xué)科?；A(chǔ)學(xué)科。物理學(xué)? 物理學(xué)和激光技術(shù)物理學(xué)和激光技術(shù)

8、? 物理學(xué)與宇航工程物理學(xué)與宇航工程 ? 物理學(xué)與納米技術(shù)物理學(xué)與納米技術(shù)? 物理學(xué)與核能工程技術(shù)物理學(xué)與核能工程技術(shù) 物理研究對(duì)象物理研究對(duì)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，與我們的生它們的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，與我們的生活無處不在。活無處不在。物理學(xué)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(yīng)與磁懸浮列車；如：電磁感應(yīng)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(cè)、光檢測(cè)、CT檢測(cè)、

9、人體力學(xué)與體育運(yùn)動(dòng)、檢測(cè)、人體力學(xué)與體育運(yùn)動(dòng)、溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象溫室效應(yīng)、厄爾尼諾現(xiàn)象 物理學(xué)也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，也是一門崇尚理物理學(xué)也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，也是一門崇尚理性、重視邏輯推理的。在物理學(xué)研究中形成的性、重視邏輯推理的。在物理學(xué)研究中形成的研究成果和方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。研究成果和方法被應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。極大的推動(dòng)了極大的推動(dòng)了科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展，促進(jìn)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步。了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步。物理學(xué)交通工具與物理學(xué)由于交通工具的缺乏，古人大部分活動(dòng)只由于交通工具的缺乏，古人大部分活動(dòng)只能在陸地上進(jìn)行，出現(xiàn)能在陸

10、地上進(jìn)行，出現(xiàn)“天圓地方天圓地方”等學(xué)等學(xué)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(jìn)從天文觀察發(fā)現(xiàn)天地萬物以太陽為中心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。行運(yùn)動(dòng)。工具的發(fā)展有助與人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)工具的發(fā)展有助與人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)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(jìn)一步探索！進(jìn)一步探索！任何真正的科學(xué)，隨生產(chǎn)發(fā)展、社任何真正的科學(xué)，隨生產(chǎn)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步而產(chǎn)生推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步會(huì)進(jìn)步而產(chǎn)生推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步歐氏幾何歐氏幾何西方的文藝復(fù)興，資本主義興起西方的文藝復(fù)興，資本主義興起牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)工業(yè)革命，熱力學(xué)工業(yè)革命，熱力學(xué)麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)19261926實(shí)現(xiàn)電視實(shí)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(dòng)機(jī)專利發(fā)動(dòng)機(jī)專利19381938 基于硒在光照下基于硒在光照下變成良導(dǎo)體，變成良導(dǎo)體，XEROX公司應(yīng)公司應(yīng)用它制成第一臺(tái)用它制成第一臺(tái)復(fù)印機(jī)復(fù)印機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻廣播實(shí)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(jié)構(gòu)素晶體結(jié)構(gòu) 1951 1951年，沃森到克里克所在的卡文迪什實(shí)年，沃森到克里克所在的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，在威爾金斯等的驗(yàn)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(chǔ)上，于礎(chǔ)上，于19531953年提出年提出DNADNA雙螺旋分子結(jié)

12、構(gòu)模型雙螺旋分子結(jié)構(gòu)模型19571957人造衛(wèi)星上天人造衛(wèi)星上天19581958B超在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用超在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用醫(yī)院里最先進(jìn)的設(shè)備，往往是物理學(xué)剛剛發(fā)展的技術(shù)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(cè)車登上火星無人探測(cè)車登上火星1997199720 20 世紀(jì)以來，物理學(xué)理論的發(fā)展，在三個(gè)層次上世紀(jì)以來，物理學(xué)理論的發(fā)展，在三個(gè)層次上把人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到了前所未有的深度把人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到了前所未有的深度和廣度。和廣度。n在微觀領(lǐng)域內(nèi)，已經(jīng)深入到基本粒子的亞核世界在微觀領(lǐng)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(qiáng)厘米），并建立起統(tǒng)一描述電磁、弱、強(qiáng)相互作用的標(biāo)準(zhǔn)模型，還引起了人們測(cè)量觀、因相互作用的標(biāo)準(zhǔn)模型，還引起了人們測(cè)量觀、因果觀的深刻變革。果觀的深刻變革。n在宇觀領(lǐng)域內(nèi)，研究的探針已達(dá)到在宇觀領(lǐng)域內(nèi)，研究的探針已達(dá)到10102828 厘米的空厘米的空間標(biāo)度和間標(biāo)度和10101717 秒的宇宙紀(jì)元；廣義相對(duì)論的理論秒的宇宙紀(jì)元；廣義相對(duì)論的理論預(yù)言，在巨大的時(shí)空尺度上得到了證實(shí)，引起了預(yù)言，在巨大的時(shí)空尺度上得到了證實(shí)，引起了人們時(shí)空觀、宇宙觀的深刻變革。人們時(shí)空觀、宇宙觀的深刻變革。n在宏觀領(lǐng)域內(nèi)，關(guān)于物質(zhì)存在狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)形式的在宏觀領(lǐng)域內(nèi)，關(guān)

14、于物質(zhì)存在狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)形式的多樣性、復(fù)雜性的探索，也取得了突破性的進(jìn)展。多樣性、復(fù)雜性的探索，也取得了突破性的進(jìn)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(jī)，飛機(jī)，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(hào)反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，引發(fā)大火，

15、放射性號(hào)反應(yīng)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(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

16、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夸克粒子夸克粒子怎樣學(xué)好高中物理？怎樣學(xué)好高中物理？1、養(yǎng)成讀物理課本的習(xí)慣，注意記憶。、養(yǎng)成讀物理課本的習(xí)慣，注意記憶。2、養(yǎng)成獨(dú)立思考探究問題的習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)問題、養(yǎng)成獨(dú)立思考探究問題的習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，做學(xué)問就是要多問問題。及時(shí)解決，做學(xué)問就是要多問問題。3、重視觀察和認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)。獨(dú)立完成練習(xí)。、重視觀察和認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)。獨(dú)立完成練習(xí)。重在理解和學(xué)會(huì)知識(shí)應(yīng)用。重在理解和學(xué)會(huì)知識(shí)應(yīng)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(dòng)行動(dòng)善于善于善于聯(lián)想，善于對(duì)比，善于

17、善于聯(lián)想，善于對(duì)比，善于思 考 ， 善 于 記 憶 ， 善 于 總 結(jié)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)真聽用眼仔細(xì)觀察，用耳認(rèn)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(zhǔn)確表達(dá)，用手及時(shí)記錄、用口和筆準(zhǔn)確表達(dá)，用手及時(shí)記錄、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)。練習(xí)、實(shí)驗(yàn)。中國是世界上文明發(fā)達(dá)最早的國家之一，中國是世界上文明發(fā)達(dá)最早的國家之一，對(duì)人類文明和科學(xué)的發(fā)展作出過巨大的對(duì)人類文明和科學(xué)的發(fā)展作出過巨大的貢獻(xiàn)。在物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，中國也曾以豐貢獻(xiàn)。在物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，中國也曾以豐富的成果領(lǐng)先于世界一千多年。但是近富的成果領(lǐng)先于世界一千多年。但

18、是近代自然科學(xué)卻沒有出現(xiàn)在這個(gè)歷史悠久代自然科學(xué)卻沒有出現(xiàn)在這個(gè)歷史悠久的國度，中國現(xiàn)代自然科學(xué)仍然處在落的國度，中國現(xiàn)代自然科學(xué)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(huì)根源、歷史根源和認(rèn)識(shí)根源。社會(huì)根源、歷史根源和認(rèn)識(shí)根源?？茖W(xué)要對(duì)人類和自然負(fù)責(zé)，科學(xué)技科學(xué)要對(duì)人類和自然負(fù)責(zé)，科學(xué)技術(shù)的承諾：創(chuàng)造物資財(cái)富，改善生術(shù)的承諾：創(chuàng)造物資財(cái)富，改善生存環(huán)境，提高生活健康質(zhì)量，推進(jìn)存環(huán)境，提高生活健康質(zhì)量，推進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步。社會(huì)文明進(jìn)步。愛因斯坦對(duì)現(xiàn)代物理的貢獻(xiàn)愛因斯坦對(duì)現(xiàn)代物理的貢獻(xiàn) 愛因斯坦是現(xiàn)代物理學(xué)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(xué)，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(xué)的許多領(lǐng)域都有貢獻(xiàn)，比如研究毛細(xì)現(xiàn)象、闡明布朗運(yùn)動(dòng)、建立狹義相對(duì)論并推廣為廣義相對(duì)論、提出光的量子概念，并以量子理論完滿地解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱，發(fā)展了量子統(tǒng)計(jì)。并于1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 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