物理学与人类文明.ppt

1、浩瀚宇宙 我们能走多远？,必修一 绪论 物理学与人类文明,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,二、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。,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,宇宙空间站,美国的 “机遇”号火星探测器,航天大大开阔了人类认识世界的眼界。,2、带电粒子在电场磁场中的偏转在科技

2、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,现代通信,6、超导。磁悬浮列车等。,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。,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”,纳米机器人只有细胞般大,8、原子核物理学的进展，使人

3、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,三、物理学与社会进步,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

4、。,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。,20世纪初，人们创建并发展起了核物理。并把它应用于技术上，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%。,六、为什么要学习高中物理？,使人能适应现代社会的需要 使人能够进一步学习 使人的素质得到显著提高,怎样学好物理？,1、数学是学习物理

5、的基础,2、课后总结是物理学习的提升,在人类文明的初期，人们认为大地是一个大扁盘，我国古代曾有过“盖天说”。,古代西文有“地心说”。最初是由古希腊哲学家亚进里士多德提出的 ;公元140年前后，天文学家托勒玫进一步发展了前人的学说，建立了宇宙地心说 哥白尼的日心说 物理学的发展使人们对大地乃至宇宙的认识发生了翻天覆地的变化。从“天圆地方”到“地心说”到“日心说”；从太阳系到河外星系；从静态的宇宙到膨胀的宇宙；从“盘古开天地”到“大爆炸”的宇宙演化论人们对自然界的认识随着空间物理学的发展逐步地深化。,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7

6、6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。,20世纪60年代初，美国气象学家洛伦兹研究了服从三个含有非线性项方程的气象模型系统。洛伦兹将两个仅仅相差0.0001的两个初始值输入一个数学方程，计算得出的两条曲线不久就分道扬镳，南辕北辙。真是“差之毫厘，谬之千里”。这揭示了复杂系统的行为对微小初始差异的敏感依赖性，从而断言长期天气预报是不可能实现的。为此他提

7、出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”的说法，被称为“蝴蝶效应”。这动摇了长期在人们头脑中占主导地位的“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。,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，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