《物理学与人类文明》PPT课件(甘肃省市级优课)-物理课件

必修一绪论物理学与人类文明学习目标一、知道物理学研究哪些问题二、了解物理学与其他科学技术的关系三、了解物理学与社会进步四、了解物理学与思维观念

五、了解物理学的未来

六、掌握学好高中物理的方法

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。1.什么是物理学？一、物理学研究什么？物：物质、时间、空间

理：客观规律自然界和自然规律隐藏在黑暗中：

上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。

经典物理学理论体系的建立者

2.物理学是一门自然科学，也是一门实验科学，更是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。一、物理学研究什么？

3.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。一、物理学研究什么？4.物理学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。17世纪初，伽利略系统的实验和观察方法作为探究自然规律的重要手段。5.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。一、物理学研究什么？

6.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。一、物理学研究什么？物理学研究物质世界所遵循的客观规律

利用这些规律为人类服务培养人们理性的思维、思辨的头脑、分析的能力、创新的精神。1.为什么学习物理学？二、物理学与其他科学技术的关系物理学更关心瀑布的基本运动规律。化学更关心水的分子成分和结构，水质的变化。生物学则侧重水中的微生物种类，以及瀑布对周围生态的影响。地球科学更关注瀑布周围的地层结构。2.物理学科与其它学科的关注点不同二、物理学与其他科学技术的关系以瀑布为例3.物理学是现代技术的重要基础图-10图-11图-12图-13图-14二、物理学与其他科学技术的关系航天与空间技术

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。二、物理学与其他科学技术的关系古希腊人的探索：地球位于宇宙的中心，地面附近的物质是由土、水、气、火四种元素组成。公元100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两千年。16世纪中叶，天文学家哥白尼发表了日心说理论，修正了地球静止不动的观念，为牛顿的天上和地下物理学的统一打下了基础。航天与空间技术：人类对太空的不懈追求二、物理学与其他科学技术的关系1957年前苏联第一颗人造卫星上天，震惊了世界。1970年中国发射了人造卫星，成为全世界第五个发射人造卫星的国家。航天与空间技术：人类对太空的不懈追求二、物理学与其他科学技术的关系1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船。完成了人类第一次环绕地球的飞行。

尤里•加加林成为人类第一位登上太空的航天员。航天与空间技术：人类对太空的不懈追求二、物理学与其他科学技术的关系1999年11月我国发射了“神舟”1号飞船。2003年10月我国首次发射了“神舟”5号载人飞船。航天与空间技术：人类对太空的不懈追求

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。二、物理学与其他科学技术的关系

4.美国的好奇号火星探测器（1）桅杆相机（2）火星手持透镜成像仪（3）火星降落成像仪（4）火星样本分析仪（5）化学与矿物学分析仪（6）化学与摄像机仪器（7）阿尔法粒子X射线分光计（8）中子反照率动态探测器（9）辐射评估探测器（10）火星车环境监测站（11）火星科学实验室进入、降落与着陆仪（2011年11月发射，2012年8月登陆火星）.航天与空间技术：人类对太空的不懈追求

2012年6月16日18时37分21秒，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心点火发射升空。2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行，14时左右与天宫一号实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点03分安全返回。这也是载人航天飞船首次在夏季发射。中国计划2020年将建成自己的太空家园，独立自主的中国空间站届时可能成为世界上唯一的空间站。二、物理学与其他科学技术的关系

②带电粒子在电场磁场中的偏转在科技中的应用。

二、物理学与其他科学技术的关系电视机显像管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。

二、物理学与其他科学技术的关系④微电子技术:半导体芯片、电子计算机。二、物理学与其他科学技术的关系半导体芯片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。

二、物理学与其他科学技术的关系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。二、物理学与其他科学技术的关系镶嵌了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。二、物理学与其他科学技术的关系原子弹爆炸氢弹爆炸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。二、物理学与其他科学技术的关系

20世纪初，人们创建并发展了核物理。并应用于技术上，发展了核能，使核能的利用越来越广泛。现在世界上已经有为数众多的核电站，特别是在能源贫乏的国家核电站更是广泛的被利用。核电占德国电力总量的1/3。法国占到70%以上，日本占到30%以上。我国目前是占到2%。（2004年8月），有资料称到2020年达到4%。二、物理学与其他科学技术的关系秦山核电站大亚湾核电站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。二、物理学与其他科学技术的关系三、物理学与社会进步第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命18世纪到19世纪,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。瓦特改良的蒸汽机19世纪中期欧洲农业化机械已普遍使用1807年克莱蒙特号蒸汽船18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19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。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产、生活的方方面面。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，时空曲率将产生引力。

薛定谔(1887-1961)奥地利人创立量子力学用STM针尖移动的铁原子

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。

四、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。天圆地方地心说日心说河外星系大爆炸理论四、物理学与思维观念四、物理学与思维观念牛顿力学建立以后，人们能精确的预言哈雷彗星每隔76年回归地球一次。这意味着已知受力和初始条件，物体的运动情况就确定了。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。四、物理学与思维观念五、物理学的未来

20世纪的第一个春天来临之际，久负盛名的英国物理学家，被英王授予“开尔文”奖的威廉·汤姆逊在《新春献词》的演说中，踌躇满志地宣告：“科学大厦已经基本建成……后辈物理学家只需做一些零碎的修补工作就行了。”

20世纪以来，物理学捷报频传，重大发现此起彼伏，从来没有停止过。六位华人科学家获得诺贝尔奖，他们是：李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文、崔琪。

哥白尼提出日心说时是38岁；牛顿和莱布尼茨发明微积分时分别是22岁和28岁；爱迪生发明留声机时是29岁，发明电灯时是31岁，贝尔发明电话时是29岁；居里夫人发现镭、钍、钋三种元素的放射性时是31岁；爱因斯坦提出狭义相对论时是26岁，提出广义相对论时是37岁；沃森和克里克提DNA双螺旋结构时分别是25岁和37岁…….

五、物理学的未来宇宙与物质结构，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夸克粒子五、物理学的未来：物理前沿AMS计划，即阿尔法磁谱仪计划（AlphaMagneticSpectrometer），是由1976年诺贝尔奖获奖者、著名美籍华裔物理学家、台湾“中央研究院”院士、美国麻省理工学院丁肇中教授领导的，由全球包括美国、中国台湾与大陆、俄罗斯、意大利、瑞士、德国等16个国家和地区的56个研究机构、1500多名科研人员参与合作承担的国际性大型科研项目。这是人类第一次在太空中使用粒子物理精密探测仪器和技术的实验。对人类认识宇宙的形成机理有着极其重要的意义。五、物理学的未来：寻找反宇宙五、物理学的未来：寻找反宇宙六、怎样学好高中物理？

1.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选修2-1选修2-2选修2-3共同必修文科选修理科选修力学电磁学热学光学原子物理学六、怎样学好高中物理？2.关注三个方面：（1）知识与技能（2）过程与方法（3）情感、态度与价值观知识与技能在“知识与技能”方面：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、科学技术的相互关系。六、怎样学好高中物理？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。六、怎样学好高中物理？情感、态度、价值观在“情感、态度、价值观”方面

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，养成科学精神和科学态度。六、怎样学好高中物理？3.注意学习四环节预习听课作业复习六、怎样学好高中物理？4.注重：勤奋+思想+行动五善——善于联想，善于对比，善于思考，善于记忆，善于总结。

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。注：①数学是学习物理的基础