《撩开物理学的神秘面纱》

1、第一章第一章 绪绪 论论鲁科版（必修鲁科版（必修1 1）物理学科的介绍物理学科的介绍 物理学是物理学是一门自然科学一门自然科学, ,它它起始于伽利略和牛起始于伽利略和牛顿的年代顿的年代, ,经过三经过三个多世纪的发展个多世纪的发展, ,已经成为一门众多已经成为一门众多分支分支, ,令人尊敬和令人尊敬和热爱的基础科学。热爱的基础科学。 它远到宇宙深它远到宇宙深处至咫尺之间，大到处至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细粒子的浩瀚而又精细的时空中，物理学研的时空中，物理学研究物质存在的基本形究物质存在的基本形式，以及它们的性质式，以及它们的性质和运动规律，因此说和运动

2、规律，因此说物理学是关于物理学是关于“万物万物之理之理”的学问并不为的学问并不为过。过。 满天星斗循环往复、东起西落，是什满天星斗循环往复、东起西落，是什么力量日月星辰有着这样的运动规律？么力量日月星辰有着这样的运动规律？太阳系图谱 抛出的石头、跳抛出的石头、跳水运动员在空中水运动员在空中“划出划出”美丽的美丽的抛物线抛物线。 上述现象既神奇又平凡，看似毫不上述现象既神奇又平凡，看似毫不相干，然而却隐藏着大自然的秘密相干，然而却隐藏着大自然的秘密万有引力定律。万有引力定律。生活中的现象：静电生活中的现象：静电 闪电、梳子吸纸屑等现象，蕴藏着大自然闪电、梳子吸纸屑等现象，蕴藏着大自然的一个秘密的

3、一个秘密 静电。静电。 大自然充满了奥秘。在天地之间，各种大自然充满了奥秘。在天地之间，各种形态的物质展示着惊人的多样和复杂，而在如形态的物质展示着惊人的多样和复杂，而在如此多样和复杂的大自然背后，却隐藏着统一与此多样和复杂的大自然背后，却隐藏着统一与和谐的规律。和谐的规律。体现了自然多样性与统一性。体现了自然多样性与统一性。物理学的规律物理学的规律l物理学研究的内容物理学研究的内容: l物理学规律属于大自然规律的一部分。物理学规律属于大自然规律的一部分。物理学科与其它学科的联系区别物理学科与其它学科的联系区别物理科与其它科关注点不同。物理科与其它科关注点不同。物理学有许多分支：如力学、热学、

4、电磁物理学有许多分支：如力学、热学、电磁学、光学、统计物理学、量子力学、凝聚学、光学、统计物理学、量子力学、凝聚态物理、原子和原子核物理、粒子物理等。态物理、原子和原子核物理、粒子物理等。与其它学科形成交叉学科：物理化学、生与其它学科形成交叉学科：物理化学、生物物理、地球物理等。物物理、地球物理等。以瀑布为例研究以瀑布为例研究： 古希腊时代古希腊时代, , 人们把对人们把对自然界观察和思自然界观察和思考，笼统地称为考，笼统地称为自然哲学。亚里自然哲学。亚里士多德首次提出士多德首次提出了物理学。了物理学。1609年，伽利略利用天文望远镜观察年，伽利略利用天文望远镜观察探索宇宙的奥秘探索宇宙的奥秘

5、古希腊人的探索：地球位于宇宙的中心古希腊人的探索：地球位于宇宙的中心地面附近的物质是由土、水、气、火四地面附近的物质是由土、水、气、火四种元素组成。种元素组成。公元公元100年后，天文学家托勒密完善了年后，天文学家托勒密完善了地心说。地心说的观点一直持续了近两地心说。地心说的观点一直持续了近两千年。千年。16世纪中叶，天文学家哥白尼在临死时世纪中叶，天文学家哥白尼在临死时发表了日心说理论，修正了地球静止不发表了日心说理论，修正了地球静止不动的观念，为牛顿的天上和地下物理学动的观念，为牛顿的天上和地下物理学的统一打下了基础。的统一打下了基础。观察和实验：物理学的重要基础观察和实验：物理学的重要基

6、础 17世纪世纪初，初，伽利略系统的伽利略系统的实验和观察的实验和观察的方法作为探究方法作为探究自然规律的重自然规律的重要手段。要手段。自然界和自然规律隐藏在黑暗中：自然界和自然规律隐藏在黑暗中：上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都光明了。上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都光明了。C、17世纪牛顿在伽利略、世纪牛顿在伽利略、开普勒等人研究成果的开普勒等人研究成果的基础上，建立经典物理基础上，建立经典物理学理论体系学理论体系 在牛顿力学在牛顿力学的基础上，人的基础上，人类对太空的探类对太空的探索的理论与实索的理论与实践都取得了丰践都取得了丰硕的成果。硕的成果。 1957年前苏联第一颗人造卫星上天，年前

7、苏联第一颗人造卫星上天，震惊了世界。震惊了世界。 19701970年中国发射了年中国发射了人造卫星，成为全人造卫星，成为全世界第五个发射人世界第五个发射人造卫星的国家。造卫星的国家。 远古人们远古人们就梦想飞出地球就梦想飞出地球探索星空的奥秘。探索星空的奥秘。嫦娥奔月是广为嫦娥奔月是广为留传的民间神话，留传的民间神话，体现了人类了解体现了人类了解自然奥秘的渴望。自然奥秘的渴望。 1961年年4月月12日，日，前苏联成功地发前苏联成功地发射了第一艘射了第一艘东方东方号号“载人飞船。载人飞船。完成了人类第一完成了人类第一次环绕地球的飞次环绕地球的飞行。行。 17世纪，牛世纪，牛顿在前人研究顿在前人

8、研究成果的基础上，成果的基础上，建立了经典力建立了经典力学体系。这是学体系。这是现代意义上的现代意义上的物理学开端。物理学开端。 牛顿力学不仅牛顿力学不仅能帮助我们解能帮助我们解释周围的宏观释周围的宏观世界，而且让世界，而且让人类实现了登人类实现了登月梦想。月梦想。1999年年11月我月我国发射了国发射了“神神舟舟”1号飞船。号飞船。2003年年10月我月我国首次发射了国首次发射了“神舟神舟”5号号载人飞船。载人飞船。 18世纪到世纪到19世纪世纪,物理学家建立了热力学理论和分子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，开始探物理，发现了能量转换和能量守恒定律后，开始

9、探索用内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。索用内能转化为机械能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。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。蒸汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。 蒸汽蒸汽机的发明，直接推动了第一次工业革命。机的发明，直接推动了第一次工业革命。 18世纪中期，富兰克林通过著名的风筝实验，世纪中期，富兰克林通过著名的风筝实验，将天电与地电统一起来。到了将天电与地电统一起来。到了19世纪，以库仑、世纪，以库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等为代表的物奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦等为代表的物理学家建

10、立了电磁学理论。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。现在，电已经深入到人们的生类进入电气时代。现在，电已经深入到人们的生产、生活的方方面面。产、生活的方方面面。 第三次技术革命：第三次技术革命：20世纪初到现在，相对世纪初到现在，相对论和量子力学的建立，是物理学史上一场论和量子力学的建立，是物理学史上一场惊天动地的革命。推动原子能技术、电子惊天动地的革命。推动原子能技术、电子技术和空间技术的发展。技术和空间技术的发展。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(18

11、87-1961)(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原子核物理学的进展，使人类直接利用射线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。与核能成为现实。 20世纪，激光器、信息技术、超导技术、世纪，激光器、信息技术、超导技术、纳米技术、生命科学的发展。纳米技术、生命科学的发展。 信息技术改变了人们工作和生活方式，也使信息技术改变了人们工作和生活方式，也使人们的观念发生了深刻变化。人们的观念发生了深刻变化。怎样学好高中物理？关注三个方面：关注三个方面：1、知识与技能、知识与技能2、过程与方法、过程与方法3、情感、态

12、度与价值观、情感、态度与价值观另外：对高中物理课程的了解另外：对高中物理课程的了解知识与技能在在“知识与技能知识与技能”方面方面： 需要学习概念、定律、模型以及实验技能。此外，需要学习概念、定律、模型以及实验技能。此外，还应该了解物理学与自然、社会、科学技术的相还应该了解物理学与自然、社会、科学技术的相互关系。互关系。 培养目标不同，教学内容的选取培养目标不同，教学内容的选取就不同，或者教学内容的侧重点就不就不同，或者教学内容的侧重点就不同。同。 过程与方法在“过程与方法”方面：需要经历科学探究的过程，动手实践，学习科学方法，体会科学思想，形成自主学习的能力。情感、态度、价值观情感、态度、价值观在在“情感态度价值观情感态度价值观”方面方面 需要培养学习物理的兴趣和激情，感受自需要培养学习物理的兴趣和激情，感受自然规律的和谐与奇妙，领悟其中的意义，养然规律的和谐与奇妙，领悟其中的意义，养成科