物理学与人类文明
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物理学与人类文明. 物含妙理总堪寻. 物理学与人类文明. 哥白尼 伽利略. 牛顿. 麦克斯韦. 爱因斯坦. 科学独立存在. 19 世纪. 20 世纪. 16 世纪. 17 世纪. 有了完整的体系. 物理学. 原天地之美,而达万物之理。 —— 庄子. 科学( 首先是物理科学 )的革命,引发了生产技术的革命, 使人们对基础科学、应用科学、工程技术和生产活动的关系,有了新的感受和认识。. 物理学. 物理学是一门自然科学 , 它的研究成果和方法被应用于自然科学的各个领域。它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础学科。. 物理学和激光技术

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Presentation Transcript

物理学与人类文明

物含妙理总堪寻



哥白尼 伽利略

牛顿

麦克斯韦

爱因斯坦

科学独立存在

19世纪

20世纪

16世纪

17世纪

有了完整的体系

物理学

原天地之美,而达万物之理。

——庄子

  • 科学(首先是物理科学)的革命,引发了生产技术的革命,使人们对基础科学、应用科学、工程技术和生产活动的关系,有了新的感受和认识。


物理学

物理学是一门自然科学,它的研究成果和方法被应用于自然科学的各个领域。它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础学科。

  • 物理学和激光技术

  • 物理学与宇航工程

  • 物理学与纳米技术

  • 物理学与核能工程技术


铜蒸气激光


航天有赖众多关键技术的突破和集成,是复杂的系统工程航天有赖众多关键技术的突破和集成,是复杂的系统工程

  • 航天包括运载火箭、应用卫星和卫星应用、载人航天和深空探测等几大方面。

  • 应用卫星又包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、导航卫星及各类科学实验卫星和军用卫星等多种。除大型卫星外,还在开发微小卫星技术,以及卫星组网和编队飞行技术。


航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地

  • 探月和登月,大大增加对月球物理环境的了解;

  • 美国的“勇气”号和“机遇”号对火星的探测,为火星的研究提出了更多课题,也对地球物理的研究有新的启示;


航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地

 搭载在卡西尼号土星探测器上的惠更斯土卫六探测器,正在揭开土卫六的奥秘 ,还可能对生命起源探索提供线索;

  • “伽利略”号探测器对木星的探测和所获取的木星的信息,是科学技术史的另一曲凯歌。

航天大大开阔了人类认识世界的眼界。


工业发展对材料性能提出了更高的要求航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地

纳米材料


(航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地nm)

10

0

90

30

50

70

硅晶体表面的STM扫描图象

它的密度是钢

的1/6,而强度

却是钢的100倍。


镶嵌了航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地48个 Fe原子的 Cu表面的

扫描隧道显微镜照片。48 个 Fe原子

形成“电子围栏”,围栏中的电子形成驻波:


由于这一贡献,航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地宾尼、罗赫尔和鲁斯卡

三人分享了 1986年度的诺贝尔物理奖。

前两人是扫描隧穿显微镜的直接发明者,

第三人是 1932年电子显微镜的发明者,

这里是为了追朔他的功劳。

鲁斯卡

宾尼

罗赫尔


E=MC航天工程技术和遥感技术为物理学的研究开辟新天地2

  • 一个重核分裂成两个中等质量的核时,会释放能量。



物理学某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

物理学是一门自然科学,它的研究成果和方法被应用于自然科学的各个领域。它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础学科。

  • 物理学和激光技术

  • 物理学与宇航工程

  • 物理学与纳米技术

  • 物理学与核能工程技术


物理学某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

物理研究对象——大到宇宙空间,小到微观原子核,近到衣、食、住、行,研究物质存在的基本形式,以及它们的性质和运动规律,与我们的生活无处不在。


物理来自生活又用于生活。某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

如:电磁感应与磁悬浮列车;

电磁波与无线通讯;

血压与心脏功率、B超、X光检测、CT检测、人体力学与体育运动、温室效应、厄尔尼诺现象……


物理学某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

物理学也是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的。在物理学研究中形成的研究成果和方法被应用于自然科学的各个领域。极大的推动了科学、技术和社会的发展,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。


交通工具与物理学某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

由于交通工具的缺乏,古人大部分活动只能在陆地上进行,出现“天圆地方”等学说


1某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

2

3

4

5

太阳

从天文观察发现天地万物以太阳为中心进行运动。


工具的发展有助与人类对宇宙认识更加全面某些轻核聚合成一个较重的核时,会释放能量。能否建成核聚变电站

未来宇宙的面貌如何,有待进一步探索!


任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

元前的耕地,欧氏几何

西方的文艺复兴,资本主义兴起

牛顿力学

工业革命,热力学

麦克斯韦电动力学


1926任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

实现电视

图象传输


1928任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

跨大西洋的图

象无线传输


1930任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

首次提出火箭

发动机专利


1938任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

基于硒在光照下变成良导体,XEROX公司应用它制成第一台复印机


1939任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

实现调频广播


1949任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

用X射线分析青霉素晶体结构


1951任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步年,沃森到克里克所在的卡文迪什实验室,在威尔金斯等的X射线衍射分析资料的基础上,于1953年提出DNA双螺旋分子结构模型


1957任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

人造卫星上天


1958任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

B超在医学上应用

医院里最先进的设备,往往是物理学刚刚发展的技术


1960任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

载人航天


1967任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

家用微波炉上市


1969任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

人类登上月球


1997任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

无人探测车登上火星


  • 20 任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步世纪以来,物理学理论的发展,在三个层次上把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。

  • 在微观领域内,已经深入到基本粒子的亚核世界(10-15厘米),并建立起统一描述电磁、弱、强相互作用的标准模型,还引起了人们测量观、因果观的深刻变革。

  • 在宇观领域内,研究的探针已达到1028厘米的空间标度和1017秒的宇宙纪元;广义相对论的理论预言,在巨大的时空尺度上得到了证实,引起了人们时空观、宇宙观的深刻变革。

  • 在宏观领域内,关于物质存在状态和运动形式的多样性、复杂性的探索,也取得了突破性的进展。


物理也是一把双刃剑任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步


任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步伊诺拉 盖伊’飞机,‘小男孩’,4082公斤,长3.05米,径0.711米,10公斤铀235,1.25万吨TNT,死7.1万,伤6.8万,12平方公里,5万建筑


前苏联基辅北任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步130公里,切尔诺贝利,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。


物理前沿:任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

  • 宇宙与物质结构,生命起源。

  • 中微子振荡及中微子其他特性研究

  • 宇宙背景辐射研究

  • 激光点阵导致量子相变

  • 光子晶体自组装:探求光学线路代替电子线路

  • 量子信息处理

  • 5夸克粒子


物理任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步——见物思理

——“懂、记、用”

1、重视观察和实验,联系实际、勇于实践。

怎样学好高中物理?

2、养成独立思考探究问题的习惯,重在理解,搞清知识之间的内在联系,发现问题及时解决。

3、丰富想象,描绘情景、构建模型,学会运用知识。

4、善于总结、举一反三、归纳综合,提高创新能力。


任何真正的科学,随生产发展、社会进步而产生推动社会进步

善于——善于联想,善于对比,善于思考,善于记忆,善于总结。

勤奋+思想+行动

六用——用眼仔细观察,用耳认真听讲,用脑积极思考,用心理解记忆,用口和笔准确表达,用手及时记录、练习、实验。


中国是世界上文明发达最早的国家之一,对人类文明和科学的发展作出过巨大的贡献。在物理学领域内,中国也曾以丰富的成果领先于世界一千多年。但是近代自然科学却没有出现在这个历史悠久的国度,中国现代自然科学仍然处在落后的地位。这一迟滞现象自有其深刻的社会根源、历史根源和认识根源。中国是世界上文明发达最早的国家之一,对人类文明和科学的发展作出过巨大的贡献。在物理学领域内,中国也曾以丰富的成果领先于世界一千多年。但是近代自然科学却没有出现在这个历史悠久的国度,中国现代自然科学仍然处在落后的地位。这一迟滞现象自有其深刻的社会根源、历史根源和认识根源。


科学要对人类和自然负责,科学技术的承诺:创造物资财富,改善生存环境,提高生活健康质量,推进社会文明进步。科学要对人类和自然负责,科学技术的承诺:创造物资财富,改善生存环境,提高生活健康质量,推进社会文明进步。


爱因斯坦对现代物理的贡献科学要对人类和自然负责,科学技术的承诺:创造物资财富,改善生存环境,提高生活健康质量,推进社会文明进步。

爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人。1879年3月14日生于德国的乌尔姆,1955年4月18日卒于美国的普林斯顿。

  爱因斯坦1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学,毕业后即失业。在朋友的帮助下,才在瑞士联邦专利局找到工作。

爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献,比如研究毛细现象、阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念,并以量子理论完满地解释光电效应、辐射过程、固体比热,发展了量子统计。并于1921年获诺贝尔物理学奖。


爱因斯坦诞生于德国乌尔姆,人类历史上继牛顿之后的最伟大的物理学家,现代物理学有三大支柱:爱因斯坦诞生于德国乌尔姆,人类历史上继牛顿之后的最伟大的物理学家,现代物理学有三大支柱:

狭义相对论(1905)

广义相对论(1916)

量子论(1900-1925)

两个半属于爱因斯坦的贡献


  • 世界物理年,相对论爱因斯坦诞生于德国乌尔姆,人类历史上继牛顿之后的最伟大的物理学家,现代物理学有三大支柱:100周年

  • 相对论改变了对宇宙的认识,现代物理学基础

  • 1905年,5篇论文,三个内容,百年物理革命

  • 光量子与光电效应

  • 热的分子运动

  • 狭义相对论,E=mc2


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