物理学与人类文明.ppt

1、浩瀚宇宙浩瀚宇宙 我们能走多远？我们能走多远？漫谈高中物理一、一、What to learn?学什么？学什么？二、二、Why to learn?为什么学？为什么学？三、三、How to learn?怎么学？怎么学？一、一、What to learn?学什么？学什么？判天地之美，判天地之美，析万物之理。析万物之理。庄子庄子1.何为物理？何为物理？物理学物理学（physics）是研究）是研究物质结构物质结构、物质相互作用、物质相互作用和运动规律的和运动规律的自然科学自然科学，是一门，是一门以实验为基础以实验为基础的科的科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的

2、科学。2.物理在哪？物理在哪？3.高中物理学什么？高中物理学什么？课程简介课程简介必修必修1必修必修2选修选修1-1选修选修1-2选修选修3-1选修选修3-2选修选修3-3选修选修3-4选修选修3-5共共同同必必修修文文科科选选修修理理 科科 选选 修修力学力学电磁学电磁学热学热学光学光学原子物理学原子物理学物理学物理学物理学物理学更关心瀑布的基本更关心瀑布的基本更关心瀑布的基本更关心瀑布的基本运动规律。运动规律。运动规律。运动规律。化学化学化学化学更关心水的分子成分更关心水的分子成分更关心水的分子成分更关心水的分子成分和结构，水质的变化。和结构，水质的变化。和结构，水质的变化。和结构，水质的

3、变化。生物学生物学生物学生物学则侧重水中的微生则侧重水中的微生则侧重水中的微生则侧重水中的微生物种类，以及瀑布对周围物种类，以及瀑布对周围物种类，以及瀑布对周围物种类，以及瀑布对周围生态的影响。生态的影响。生态的影响。生态的影响。地理学地理学地理学地理学更关注瀑布周围的更关注瀑布周围的更关注瀑布周围的更关注瀑布周围的地层结构。地层结构。地层结构。地层结构。1.物理学与其他学科的区别物理学与其他学科的区别二、二、Why to learn?为什么学？为什么学？上九天揽月上九天揽月2012年6月24日蛟龙号载人潜水器成功突破7000米深度 2012年6月24日神舟九号与天宫一号对接 下五洋捉鳖下五洋

4、捉鳖2.物理学的贡献物理学的贡献航天飞机航天飞机 宇宙空间站宇宙空间站 1 1、航天与空间、航天与空间技术技术在在牛顿力学和万牛顿力学和万有引力定律的基有引力定律的基础上发展起来的础上发展起来的空间物理，能把空间物理，能把宇宙飞船送上太宇宙飞船送上太空，使人类实现空，使人类实现了飞天的梦了飞天的梦想。想。机遇号拍下的火星表面图（图片来自美国宇航局）机遇号火星车 电视机显像管电视机显像管2、带电粒子在电场、带电粒子在电场磁场中的偏磁场中的偏转转在科技中的应用。3、放射线的应用在医疗上还有很多，如用于治疗脑瘤的 刀刀。如核核磁共振，超声波，磁共振，超声波，X光机光机等。X线摄线摄片、片、CT、磁共

5、振、磁共振成像成像可称为三驾马车，三者有机地结合，使当前影像学检查既扩大了检查范围，又提高了诊断水平。半导体芯片、电子计算机半导体芯片、电子计算机4、微、微电子电子技术技术:半半导体导体芯片、电芯片、电子计算子计算机。机。20世纪初，相对论和量子力学的建立，是物理学史上一场惊天动地的革命。广义相对论指出，广义相对论指出，时空曲率将产生引力。时空曲率将产生引力。薛定谔薛定谔(1887-1961)(1887-1961)奥地利人奥地利人创立量子力学创立量子力学用用STMSTM针尖移动的铁原子针尖移动的铁原子 5、激光、激光。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟

6、悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。6、超导、超导。磁悬浮列车磁悬浮列车等等。纳米机器人只有纳米机器人只有细胞般大细胞般大 7、纳米技术纳米技术 人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。或者原子团，使其具有人们希望的特性。镶嵌了镶嵌了4848个个 Fe 原子的原子的 Cu 表面的扫表面的扫描隧道显微镜照片。描隧道显微镜照片。48 48 个个 Fe 原子原子形成形成“电子围栏电子围栏”8、生命科学生命科学的发展也离不开物理学。利用X射线衍射的方法成功地测定了DNA的双螺旋结构。大到宇宙空间，小到微观原子核，近到衣、食

7、、住、行，大到宇宙空间，小到微观原子核，近到衣、食、住、行，物理学与我们的生活无处不在。物理学与我们的生活无处不在。可以说物理学的发展，可以说物理学的发展，促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。发生了翻天覆地的变化。DNA双双螺螺旋旋结结构构3、物理学与社会进步、物理学与社会进步 物理学的发展物理学的发展孕育了孕育了技术的革新，技术的革新，促促进了进了物质生产的繁荣，物质生产的繁荣，改变了改变了人类的生产人类的生产和生活方式，和生活方式，推动了推动了社会的进步。社会的进步。物物理理学学与与社社会会进进步步第第一一次

8、次产产业业革革命命第二次产业革命第二次产业革命第三次产业革命第三次产业革命1818世纪到世纪到1919世纪世纪,物理学家建立了热力学理论和分子物理，发现物理学家建立了热力学理论和分子物理，发现了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用内能转化为机械能了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。的方法来代替人力和畜力。这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。蒸汽动力的这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。蒸汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。应用，使许多大型厂矿应运而生。蒸汽机的发明，直接推动了第一次工业革命。蒸汽机的发明，直接推动了第一次工业革命。瓦特

9、改良的蒸汽机瓦特改良的蒸汽机瓦特改良的蒸汽机瓦特改良的蒸汽机1919世纪中期欧洲世纪中期欧洲世纪中期欧洲世纪中期欧洲农业化机械已普遍使用农业化机械已普遍使用农业化机械已普遍使用农业化机械已普遍使用18071807年年年年克莱蒙特号克莱蒙特号克莱蒙特号克莱蒙特号蒸汽船蒸汽船蒸汽船蒸汽船1919世纪，以库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等为代世纪，以库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等为代表的物理学家建立了电磁学理论。表的物理学家建立了电磁学理论。电磁技术的应用，引发了第二次工业革命。使人类进入电气电磁技术的应用，引发了第二次工业革命。使人类进入电气时代。时代。现在，电已经深入到人们的生产、生

10、活的方方面面。现在，电已经深入到人们的生产、生活的方方面面。20世纪世纪70年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命次产业革命。可。可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。步。4、物理学与思维观念物理学与思维观念 物理学极大地丰富了人类对物质世

11、界的认物理学极大地丰富了人类对物质世界的认识，也改变和扩展着人类的思维方式。物识，也改变和扩展着人类的思维方式。物理学的每一个重大进展，都是人类思维观理学的每一个重大进展，都是人类思维观念进步的伟大阶梯。念进步的伟大阶梯。物理学影响思维观念1、地心说、地心说-日心说日心说2、机械决定论、机械决定论-蝴蝶效应蝴蝶效应3、物理技术是双刃剑、物理技术是双刃剑盖天说地心说日心说辽翰的宇宙4物理学与思维观念一物理学与思维观念一哈雷彗星哈雷彗星 牛顿力学牛顿力学 机械机械决定决定论论 物理学与思维观念二物理学与思维观念二蝴蝶效应蝴蝶效应差之毫厘差之毫厘谬以千里谬以千里洛仑兹的洛仑兹的“蝴蝶效应蝴蝶效应”：

12、一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能在美国得克萨斯引起一场龙卷风。在美国得克萨斯引起一场龙卷风。牛顿牛顿绝对时空绝对时空爱因斯坦爱因斯坦-相对论相对论物理学与思维观念三物理学与思维观念三科学也是一把双刃剑科学也是一把双刃剑物理学与思维观念四物理学与思维观念四原子核物理学的进展，使人类直接利用射线与核能原子核物理学的进展，使人类直接利用射线与核能成为现实。成为现实。原子能的开发利用，推动了社会发展，原子能的开发利用，推动了社会发展，但使人类面临着核战争、核污染的威胁。但使人类面临着核战争、核污染的威胁。原子弹爆炸原子弹爆炸氢弹爆炸氢弹爆炸前苏联基辅北130公里，切尔诺贝

13、利，4号反应堆发生爆炸，引发大火，放射性物质大量泄漏，2.6亿居里，31人死亡，203人受伤，13.5万人疏散。周围7公里树木逐渐死亡，10公里不能耕作，10年内100公里禁止生产牛奶。5.物理学与未来物理学与未来超级计算机、无人驾驶汽车、超级计算机、无人驾驶汽车、AIAI、机甲战士、机甲战士、DNADNA芯片、太芯片、太空升降机、反物质飞船、意念空升降机、反物质飞船、意念移物、长命千岁移物、长命千岁你想得到你想得到的和想不到的，都将在未来成的和想不到的，都将在未来成为现实为现实我们的知识越是发展，自然我们的知识越是发展，自然就越是以其多种表现证明它就越是以其多种表现证明它拥有无尽的财富；甚至

14、在很拥有无尽的财富；甚至在很先进的科学领域，如物理学，先进的科学领域，如物理学，我们也没有理由认为我们已我们也没有理由认为我们已经经“耗尽耗尽”了自然财富，或了自然财富，或者认为我们已经接近完整地者认为我们已经接近完整地掌握了自然界的全部财富掌握了自然界的全部财富法国物理学家德布罗意法国物理学家德布罗意物理学的未来物理学的未来6.从务实角度看高中物理从务实角度看高中物理高考理科必考科目，总分高考理科必考科目，总分110分；分；文科生必学高一所有内容和选修文科生必学高一所有内容和选修1-1，高二下学，高二下学期参加全省组织的学业水平测试，最低要求期参加全省组织的学业水平测试，最低要求60分，分，

15、方可得到毕业证、参与大学录取；方可得到毕业证、参与大学录取；大学中与物理相关专业：理大学中与物理相关专业：理论物理，大气物理，光学，凝论物理，大气物理，光学，凝聚态，核物理与核技术、通信聚态，核物理与核技术、通信工程、电子技术、机械自动化、工程、电子技术、机械自动化、光学工程、工程力学、核物理光学工程、工程力学、核物理学、工程热力学、材料力学、学、工程热力学、材料力学、等等等等三、三、How to learn?怎样学？怎样学？七、我们怎样学物理七、我们怎样学物理基本要求基本要求1.1.课前课前一一分钟，分钟，课本课本、笔记本、作业本、笔记本、作业本、草草稿本稿本、试卷或学案、笔、直尺三角板一一

16、、试卷或学案、笔、直尺三角板一一准备就绪准备就绪。2.2.课中集中注意力，课中集中注意力，认真听课认真听课，记笔记，记笔记，不不说小话说小话、不做与物理学习无关的事不做与物理学习无关的事，举手举手回答问题时声音清晰洪亮回答问题时声音清晰洪亮。3.3.没有老师下课口令，要没有老师下课口令，要HoldHold住。住。4.4.作业干净整齐规范作业干净整齐规范及时真实及时真实。5.5.养成提前预习的习惯。养成提前预习的习惯。自我总结自我总结一、一、What to learn?学什么？学什么？二、二、Why to learn?为什么学？为什么学？三、三、How to learn?怎么学？怎么学？物含妙理总堪寻信心比黄金重要信心比黄金重要 雄关漫真如铁，雄关漫真如铁，而今迈步从头越。而今迈步从头越。不管你之前的基不管你之前的基础如何，我们都础如何，我们都是从是从0 0开始。相开始。相信你，一定行！信你，一定行！