物理学与自然规律

1、撩开物理学的神秘面纱,第一章 绪 论,河北省曲阳县第一高级中学 高三物理 刘玉峰,太阳系图谱,少了什么呢？,物理学科的介绍,物理,悟理,物理学与自然规律,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，而在如此多样和复杂的大自然背后，却隐藏着统一与和谐的规律。,哈雷慧星为什么能够回归？,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。,大自然另一自然现象：闪电,生活中的现象：静电,静电现象,闪电、梳子吸纸屑等现

2、象，蕴藏着 大自然的一个秘密 静电，体现了自然多 样性与统一性。,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、生物物理、地球物理等。,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。,以瀑布为例研究：,古希腊时代, 人们把自然界观察和思考，笼统地称为自然哲学。亚里士多德首次提出了物理学。,1609年，伽利略利用天文望

3、远镜观察探索宇宙的奥秘,物理与社会发展,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，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。,经典物理学理论 体系的建立者,17世纪，牛顿在前人研究成果的基础上，建立了经典力学体系。这是现代意义上的物理学开端。 牛顿力学不仅能帮助我们解释周围的宏观世界，而且让人类实现了登月梦想。,17世纪万有引力的发现使人类在20世纪60年代实现了登月梦想,物理与社会发展,远古人们就梦想飞出地球探索星空的奥秘。嫦娥奔月是广为留传的民间神话，体现了人类了解自然奥秘的渴望。,人类对太空

4、的不懈追求,物理与社会发展,物理学: 起源于自然哲学观察和思考,1957年前苏联第一颗人造卫星上天，震惊了世界。,人类对太空的不懈追求,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。,人类对太空的不懈追求,人类对太空的不懈追求,1970 年中国第一颗人造卫星“东方红1 号”成功升空！中国航天发展史上第一个里程碑。,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。,人类对太空的不懈追求,人类对太空的不懈追求,2009 年3 月1 日，随着嫦娥一号成功撞月

5、，嫦娥工程顺利完成了一期工程。,D：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,上海东方明珠,游乐园里的摩天轮,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

6、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。,关注科学、技术和社会,磁应用的发展 早在战国时期，秦始皇的阿房宫“以磁石为门”，防止刺客怀揣利刃入侵。 在古代医学方面，磁也有广泛的应用，如治耳疾、吸铁屑等。 古代人类对磁技术的应用中，首屈一指的是我国发明的指南针，它对加速世界文明进程起了很大作用。,奇妙磁性,地球是个大磁体,指南针可以判断方向，却不明白原因。 是神力拖住还是两极存在磁石山？ 吉尔伯特的“小地球”实验才使人们认识地球是个大磁体。,赫兹实验证实电磁波的存在,电磁波发生器：两条光滑的铜球杆各自固定在两片锌板，把铜杆用导线连接到感应线圈的两端。 电

7、磁波接收器：将导线弯成环状，两端留有缝隙。,关注科学、技术和社会发展,磁记录技术的应用及其意义 磁记录的理论和技术日趋成熟，正深刻地影响和改变我们的工作、生活和学习方式。人们不仅可以通过磁记录保存声音、动作、文字信息等，而且还可以运用记忆棒、光盘等载体，很方便地传递信息,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。,20世纪，激光器、信息技术、超导技术、纳米技术、生命科学的发展。,物理学就是自然科学和技术科学的基础， 也与普通人的日常生活密切相关。,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,E=mc2,狭义相对论,博士论文,获诺贝尔奖之作,导致Perrin获诺贝尔奖,1905,原子弹爆炸图,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。, 月11日起 地点：日本东北部福岛县 事故：日本9级地震引发福岛第一核电站核泄漏 泄漏情况：福岛核电站1、2、3、4号机组接连发生事故，日本各地均监测出超出本地标准值的辐射量。,高中课程教材特点,必修 物理1 物