物理学与人类文明

必修一绪论物理学与人类文明,物：物质、时间、空间理：客观规律判天地之美析万物之理-庄子,物理学（physics）是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。,一、什么是物理学？,它起始于伽利略和牛顿的年代,经过三个多世纪的发展,已经成为一门众多分支,令人尊敬和热爱的基础科学。,它远到宇宙深处至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中，物理学研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律，因此说物理学是关于“万物之理”的学问并不为过。,物理学是以实验为基础,运用思维和数学工具研究自然界最基本最广泛的物质运动规律和物质层次的一门精密的自然科学.从时间尺度上，物理学的研究对象从10-25s到1018s，共跨越了43-44个数量级。从空间尺度上，物理学的研究对象从1026-1027m到10-15m，共跨越了42-43个数量级。,二、物理学研究什么？,1.物质世界所遵循的客观规律,2.利用这些规律为我们服务,3.理性的思维思辨的头脑分析的能力创新的精神,三、为什么学习物理学？,满天星斗循环往复、东起西落，是什么力量使目月星辰有着这样的运动规律？通过这些，我们将了解天体的运动。,抛出的石头、跳水运动员在空中“划出”美丽的抛物线。看似毫不相干的现象，却隐藏着大自然的秘密之一万有引力定律。,生活中的现象：静电,四、物理学与其他科学,物理学的发展，促进了技术的进步，引发了一次又一次产业革命。现代物理学更是成为高新科技的基础。,物理学是现代技术的重要基础,图-10,图-11,图-12,图-13,图-14,1.航天与空间技术在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，使人类实现了飞天的梦想。,航天飞机,该空间站以美国和俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局（11个国家，正式成员国有比利时、丹麦、法国、德国、英国、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和爱尔兰）共16个国家参与研制。,神州9号和天宫一号,2.带电粒子在电场磁场中的偏转在科技中的应用。电视机显像管,3.放射线的应用医疗上的放疗。在医疗上还有很多，如用于治疗脑瘤的刀。如核磁共振，超声波，X光机等。,4.微电子技术:半导体芯片、电子计算机。,半导体芯片,5.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。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。,光导纤维通常用来传输无线电，电话，电视和电子计算机数据,现代通信：智能手机,6、超导。磁悬浮列车等。,镶嵌了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”,7、纳米技术，使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。,纳米机器人只有细胞般大,8、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。,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。,原子弹爆炸,氢弹爆炸,9、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。,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发生了翻天覆地的变化。,大肠埃希杆菌仅30纳米的鞭毛,五、物理学与社会进步,第一次产业革命,第二次产业革命,第三次产业革命,20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，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。可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步。,六、物理学与思维观念,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。,物理学丰富我们对物质世界的认识,天圆地方,地心说,日心说,河外星系,大爆炸理论,人们更可以掌握的规律对物体的运动和未来做出准确的预言。在牛顿力学建立后，人们精确地预言哈雷彗星每76年回归地球一次。,这意味着已知受力情况和初始条件物体的位置和速度（比如，将一个物体以一定的初始速度抛出去，知道开始的时候的位置和速度，我们可以确定任意时刻物体的位置。同学们通过以后的学习完全可以做到），就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度。由此，人们形成了“机械决定论”的思维方式。,周全缜密，注意变化与差别！,洛仑兹的“蝴蝶效应”：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。,力学主要研究力和运动的关系。热学主要研究分子动理论和气体的热学性质。电学主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。光学主要研究光的传播规律和光的本性。原子物理主要研究原子和原子核的组成与变化。,七、高中物理的主要内容？,课程简介,必修1,必修2,选修1-1,选修1-2,选修3-1,选修3-2,选修3-3,选修3-4,选修3-5,共同必修,文科选修,理科选修,力学,电学,热学,光学,原子物理学,五、怎么学好高中物理,1.勤于思考，2.善于观察，3.注重实验,观察和实验：物理学的重要基础,17世纪初，伽利略系统的实验和观察的方法作为探究自然规律的重要手段。,自然界和自然规律隐藏在黑暗中：上帝说，让牛顿