物理学与人类文明-公开课
人教版高中物理必修1《理学与人类文明》优质课课件_24
绪论课
物含妙理总堪寻
物理
什么是物理？ 我们为什么要学物理？
高中物理研究什么？ 如何学好高中物理？
What？
什么是物理？
物理学是一门基础自然科学，它所 研究的是物质的基本结构，最普遍的相 互作用，最一般的运动规律以及所用的 实验手段和思维方法
小组展示
与其他学 科的应用
18世纪中叶
19世纪后半叶
20世纪70年代
物理学与思维观念 盖天说
辽翰的宇宙
地心说
日心说
无形影响
理性思维 思辨头脑 分析能力 创新精神
基础性
与其他学科联系广泛
WHY?
实用性 推动社会发展
长久性
思维方式和思维品质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 选修1-2 选修1-1
光学
原子物理学
热学
文 选修2-3
科 选
选修2-2
修 选修2-1
必修2
必修1
理 选修3-5
选修3-4 科
选修3-3 选 选修3-2
修 选修3-1
共 同 必 修
电学 力学
How？
当你面对下列事情时，你会先处理的是？ A.紧急而重要的事情 B.不紧急但是重要的事情 C.紧急但是不重要的事情 D.不紧急也不重要的事情
心态
理解
“物理学与人类文明”简介和教学大纲
“物理学与人类文明”简介和教学大纲
课程代码：061K0120
课程名称：物理学与人类文明(Physics and human civilization)
学分：2 周学时： 2
面向对象：全校本科生
预修课程要求：无
一、课程介绍
（一）中文简介
本课程着重介绍物理学的重大进展及其与人类文明的关系。内容包括经典物理学、量子力学、相对论、物质结构、现代宇宙学、非线性物理学等，以及由此而产生的现代高科技的重大突破；同时还结合当代大学生实际，对科学发展的规律、哲学观念、思维方式及研究方法等进行较为开放但又不失其严谨性的阐述，培养学生的科学精神。
（二）英文简介
The course is designed for all undergraduates in Zhejiang University. The basic concepts and main achievements of physics will be introduced. The contents include classical physics, quantum physics, relativity, particle physics, cosmology, nonlinear physics, philosophical view, scientific thinking and the methods used in scientific research. This is a physics course without complex mathematics.
超星《前进中的物理学与人类文明》课后题与期末题(附答案)
前进中的物理学与人类文明课后题与期末试题
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物理是文化
1
量子力学的产生使经典力学不再适用。（）
正确答案：×
2
物理是自然科学的发展基石。（）
正确答案：√
3
物理是实验科学，实验科学的奠基人是（）。
A、伽利略
B、爱迪生
C、普朗克
D、居里夫人
正确答案：A
4
爱因斯坦曾批判玻尔学说的哪方面？（）
A、因果性
B、互补原理
C、决定论
D、相对论
正确答案：A
5
物理学中没有（）。
A、公理
B、定理
C、假说
D、模型
正确答案：A
探秘宇宙
1
物理主要研究物质结构，运动规律及物质间的（）。
A、相互作用
B、数学表达
C、实验结果
D、表现形式
正确答案：A
2
物理理论分为运动学和动力学。（）
正确答案：√
3
量子理论对电子计算机的进步没有贡献。（）
正确答案：×
4
量子力学中不涉及以下哪个概念？（）
A、动量
B、能量
C、力
D、宇称
正确答案：C
物理的工具
1
宇宙中正物质多于反物质。（）
正确答案：√
2
以下哪个试验支持爱因斯坦的狭义相对论？（）
A、迈克尔逊干涉实验
B、黑体辐射
C、宇宙的加速膨胀
D、水星近日点进动
正确答案：A
3
哪种数学工具不是现今被普遍接受的物理理论所必须的？（）
A、微分几何
B、纯数论
C、线性代数
D、群论
正确答案：B
4
泊松斑的实验证明了光的粒子性。（）
正确答案：×
猜与争论
1
以下哪个实验否定了以太假说？（）
A、迈克尔逊莫雷实验
B、卢瑟福散射实验
C、黑体辐射
D、宇宙的加速膨胀
正确答案：A
2
杨振宁、李政道获得诺贝尔奖是由于证明弱相互作用下宇称不守恒。（）正确答案：√
3
美国P5文件指出了当今粒子物理的主要问题，不包括（）。
物理学与人类文明(多媒体课件)4
氦原子 -e
物质波 -e
对于全同粒子体系，任何两个粒子交换位置， 一切测量结果不会因此而有任何改变 ！
全同粒子交换对称性！
i (r,t)
t
[
2 2m
2 r 2
V (r)] (r,t)
E i t
p i r
h 2
薛定谔方程
适用于一切微观低速物理现象：
0
e
n KT
n
n0 n e KT
n0
量子力学诞生日：1900年10月19日
R-J 公式
u( ,T)d
8 2
C3
d
h
e KT
KTd
1
u
------普朗克公式
实验值
ν
3. 光电效应 （爱因斯坦，1905 年）
光是由无静止质量的微粒（光子）组成的，其能量为
即： 微观粒子的坐标和动量不可能同时被测准 微观粒子的能量和寿命不可能同时被测准
● 量子力学的统计守恒律:
单颗微观粒子的单次运动不服从能量、动量守恒律!
但大量粒子运动的统计平均或 单颗粒子多次运动的统计平均符合能量、动量守恒律!
例：氢原子
-e +e
△x
△x ＝ 0.53 Å
p 6.3 p
例：小球, 质量 m = 1000 克，速度 v = 10 m/s
《物理学与人类文明》课程教学实践与探索
Advances in Education 教育进展, 2023, 13(9), 6793-6800 Published Online September 2023 in Hans. https:///journal/ae https:///10.12677/ae.2023.1391057
《物理学与人类文明》课程教学
实践与探索
木本荣1,2*，周 娅1,2*，吕美红1,2，王 海1,2#
1
成都中医药大学医学技术学院，四川 成都 2川渝共建感染性疾病中西医结合诊治重庆市重点实验室，四川 成都
收稿日期：2023年8月8日；录用日期：2023年9月6日；发布日期：2023年9月13日
摘 要
基于跨学科实践的趋势和大学通识教育的需求，《物理学与人类文明》课程作为一门高校的跨学科通识课程显得格外有意义。在其它高校开展《物理学与人类文明》的教学实践与研究基础上，我们进行了知识图谱分析，创新教学内容，同时在教学方式和考核制度方面进行了有意义的实践与探索，取得了良好的教学效果。本文旨在对我校开展本课程的实践经验进行分享，并做出相关探讨，更好地开展《物理学与人类文明》课程创新改革，为跨学科通识课程的建设提供可参考模式。
关键词
物理学与人类文明，教学，跨学科实践，通识课程，知识图谱
Practice and Exploration of Teaching the Course “Physics and Human Civilization”
Benrong Mu 1,2*, Ya Zhou 1,2*, Meihong Lv 1,2, Hai Wang 1,2#
物理学与人类文明（2）
物理学与⼈类⽂明（2）
初⾼中物理知识的差异---⾼⼀物理学法衔接指导
第⼀部分初⾼中物理知识的差异
同学们初中毕业升⼊⾼中学习，普遍感到物理难学，教师也感到难教，原因是由于初⾼中物理课程要求存在差异和初⾼中物理学习⽅法存在差异。处理好这些差异，顺利实现初、⾼中物理课程学习的衔接，是学好⾼中物理的⼀个重要前提，那么差异有哪些？如何处理这些差异？学完下⾯的内容，相信会对你的物理学习带来帮助。
⼀、课程要求的差异
⾼中内容仍然是从⼒学、电磁学、热学、光学和原⼦物理学的⾓度分成模块进⾏学习，但内容会更加细致丰富，⽐如：⼒学就可分成运动学和动⼒学；电磁学就可分成静电场部分、直流电和交流电部分、磁场部分和电磁感应部分等。概念多，规律抽象，尤其是涉及分析推理计算，是新进⼊⾼中学习的学⽣⼀时难以接受的，因此，及时转变思维，改进学习⽅法就变得尤为重要，下⾯归纳了⼀些课标要求⽅⾯的差异。
1、定性分析和定量分析的差异
初中物理课程中⼤多数问题都重在对现象及概念的定性分析，即使进⾏定量计算，也是相对⽐较简单的⽐例关系的运⽤；⾼中物理课程，进⼀步深⼊研究各种⾃然现象，细化原有概念的理解，同时增加定义了许多新的物理概念，如电场强度、磁通量等，并且⼤部分问题不仅仅是定性分析，更要求进⾏⼤量的、甚⾄相对复杂的定量计算。例如初中物理只要求知道弹簧的形变越⼤，弹⼒就越⼤；⽽⾼中物理不仅要求知道F=Kx，并且要求能够运⽤这个公式进⾏分析和计算，有时候还需要对该规律的实验进⾏分析探究。
2、知识呈现的形象思维与抽象思维的差异
初中物理⼤多数问题是以形象思维为基础，以⽣动的⾃然现象和直观的实验为依据，让学⽣可以看到、感受到，从⽽获得知识。如：光沿直线传播形成⽇⾷、⽉⾷现象；融化、升华过程吸收热量，使⼈们感觉到下雪过后⽐正在下雪时寒冷等等。⽽⾼中物理则将⽣活现象加以提取，抽象为可以计算的物理模型。如：冰⾯抽象为绝对光滑⽔平⾯，运动的汽车抽象为质点，初中物理只要求知道速度是描述物体运动快慢的物理量，给的公式为s=vt,⽽⾼中物理要求区分平均速度、瞬时速度、平均速率、瞬时速率等等。故⽽，这些转变就要求学⽣将此前直观理解的认知能⼒，转变为通过逻辑推导、计算，⽽获得知识的能⼒。
物理学与人类文明(多媒体课件)5
■
元素周期表中有 50 多种元素超导，但分布无规律；
■
一般良导体（ Au ， Ag ， Cu 等）不超导。
The periodic table of the elements showing known superconductors (shaded) and their transition temperature Tc (in [K]). Dark shading means that only a high pressure phase of the element is superconducting.
3 2
激光功率:
NIF（美，2009） MLJ（法，2012） 神光III（中，2009）
--------- 输出能量约MJ量级！
高功率激光装置“神光Ⅱ”
2008年1月26号，“神光III原型装置”关键系统之一 “靶场光电及控制系统”顺利通过由中国工程物理 研究院激光聚变研究中心在四川绵阳组织的验收。
月球 光斑直径 ～ 2 m
一般 10 mW 的 He-Ne 激光器的亮度比 太阳大几千倍
2010年 激光场强: > 1016 V/cm
自然界闪电场强: 原子内部场强: 103 V/cm 10 V/cm
9
大功率激光器输出光亮度 > 1019 W/cm2.sr
太阳表面光亮度: ～ 10 W/cm .sr
物理学与人类文明(李伟成)
⑶抓住重点
抓住重要的知识点（重点），才能突破难点和疑点。
⑷触类旁通
规范地做一定量的习题，且要探求题目的个性与共性。
⑸完整体系
查漏补缺，完善知识体系，构筑框架，形成记忆。
⑹运用所学的物理知识，解决实际问题
江山代有人才出 各领风骚数百年
同学们，努力啊！
课本图13甲 哈雷彗星 和它的公转轨道。 公元前613~1910年， 中国有它31次回归的纪 录；1705年英国天文学 家哈雷根据牛顿的万有 引力定律正确地预言了 它的回归
课本图13乙 哈雷彗星
课本图13丙 单变量数值仿真
课本图14 我国秦山核电站
秦 山 核 电 站 全 貌 及 夜 景
五、物理学的未来
李
伟
成
1986年8月 参加工作 中学高级教师 宿迁市中学物 理骨干教师 宿城区中学物 理学科带头人
宿迁市马陵中学 李伟成
物理学与人类文明
一、物理学研究什么
二、物理学与其它科学技术 三、物理学与社会进步 四、物理学与思维观念 五、物理的未来
六、怎么学好高中物理
一、物理学研究什么
⒈是一门自然科学
⒈自然拥有无尽的财富；没有理由认为我们已经 “耗尽”了自然财富，或者认为我们已经接近完 整地掌握了自然界的全部财富。 ⒉还有许多困扰物理学的难题，有待我们去探索。 ⒊许多物理学家的重要发现和发明，都产生于风 华正茂、思想敏捷的青年时期。
0.物理学与人类文明
• 4．作业
在复习的基础上，我们再做作业。 （1）.一定要定时定量的完成，包括你自己留 给自己的任务也应该如此。 （2）.完成作业后要总结归类题型，把每种 题型的思路、步骤及考察的知识点都总结 出来
• 5．质疑
在以上几个环节的学习中，我们必然会产生疑难问题和 解题错误。及时消灭这些“学习中的拦路虎”对我们的学 习有着重要的影响。有的同学不注意及时解决学习过程中 的疑难问题，对错误也不及时纠正，其结果是越积越多， 形成恶性循环，导致学习无法有效地进行下去。对于疑难 问题，我们应该及时想办法（如请教同学、老师或翻阅资 料等）解决，对错题则应该注意分析错误原因，搞清究竟 是概念混淆致错还是计算粗心致错，是套用公式致错还是 题意理解不清致错等等。另外，我们还应该通过思考，逐 步培养自己善于针对所学发现问题、提出问题。 在这里，我建议每位同学都准备一个“疑难、错题本”， 专门记录收集自己的疑难问题和典型错误，这也可以为我 们今后对知识进行复习提供有效的素材。
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 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 学家获得诺 分别是22岁和28岁；爱迪生发 贝尔奖，他 明留声机时是29岁，发明电灯 们是：李政 时是31岁，贝尔发明电话时是 29岁；居里夫人发现镭、钍、 道、杨振宁、 钋三种元素的放射性时是31岁； 丁肇中、李 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 远哲、朱棣 岁；沃森和克里克提DNA双螺 文、崔琪。 旋结构时分别是25岁和37
高一物理必修1绪言 物理学与人类文明教学设计
人教版高一物理必修1
《绪言物理学与人类文明》教学设计设计思想：通过绪言的不习，让学生对物理产生浓厚的兴趣；了解学好物理的一般方法，掌握学习策略；大致明确高中物理的学习内容，明确物理学习的有趣性、有用性。总之，是让学生了解物理、增加兴趣、激发志趣、掌握方法，树立学好物理的必胜信心。
教学程序：先介绍物理课本，增加学生的感性认识；再介绍几个易混淆的物理术语，使师生间找到共同语言；然后讲为什么要学习高中物理及如何才能学好高中物理；布置作业。
教学过程：一、介绍物理课本，增加感性认识
物理课本的封面是一幅太空中宇宙空间站及地球组成的画面，它告诉学生，学好物理可以大大扩大人类的活动空间，或者说实现太空旅行必须要学好物理知识。插页1中插图1是说明天体物理中对太阳的认识。太阳内部持续进行着激烈的热核反应，放出大量的光和热，同时太阳黑子的活动也会对人类活动、通讯等造成一定的影响。图2所不的是滚过山车的安全运行，涉及到曲线运行的知识。图3仙女座星云涉到宇宙起源、天体运动的问题。图4、5是研究碰撞类问题的频闪照片，简单介绍图片的制作方法，并引出动态部题处理的一般方法。插页2所示的是水下导弹发射照片，它告诉人们物理知识在军事上的应用题。第1页的“说明”是本书编写者等。从“目录”上可较详细地了解本己的内容：分九章内容及学生实验、课题研究和附录等。特别介绍附录“部分中英文名词对照表”，希望同学们在学好物理的同时，掌握相关英语单词，为阅读英文原版科普著作及专业书籍打下基础。
具体以第一章的安排为例，了解各章编写结构：有正文、阅读材料和本章小结等，教给学生如何利用目录和章后的小结进行复习的方法。
高中物理必修一：开学第一课 物理学与人类文明 (共23张PPT)
（伽利略首创的科学研究方法）
英国著名的物理学 家、数学家和天文 学家，是十七世纪 最伟大的科学巨匠。
牛顿
如果一定要举出某个人、某一天作为 近代科学诞生的标志，我选牛顿《自 然哲学的数学原理》在1687年出版的 那一天。 ————杨振宁
最博学的人 ——恩格斯
伟大的物理学家、天文学家、 科学革命的先驱，对音乐、诗 歌、绘画以及机械兴趣极浓 。 撰写了《关于托勒密和哥白尼 两大世界体系对话》 ，《两种 新科学的对话》，1633-1979。 把实验和逻辑推理相结合
科学革命的先驱
伽利略
近代科学之父பைடு நூலகம்
问题：一根羽毛与一块铁同时由静止开始下 落，她们可能同时落地吗？ 重的物体下落快，轻的物体下落慢，你有什 么办法推理出这个经验是错误的？
（1564-1642）
• 亚里士多德
（公元前384—322）是古希腊著名的 科学家和哲学家。公元前384年诞生于 爱琴海北岸的斯特基拉城。古希腊著名 哲学家柏拉图的大弟子 ；亚里士多德是 希腊古典文化的集大成者，。他的著作 是古代的百科全书，据说有四百到一千 部，主要有《工具论》、《形而上学》、 《物理学》、《伦理学》、《政治学》、 《诗学》等。与物理学关系较多的有： 《物理学》、《天论》、《起源与衰灭》 《气象学》。
物理学与人类文明PPT课件
研究物质存在的基本形式， 以及它们的性质和运动规律。
观察
思考
研究物质的内部结构，在不
实验――假设――逻辑推理―― 结论（规律）―
同层次上认识物质的各种组
解决问题
成部分及其相互作用，以及 它们运动和转化的规律
探索――假设― 推理――
规律――
物理学是关于“万物之理”的学 问
应用于实际 物理学是极富洞察力和想 像力的科学
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、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。 也使中国人“九天揽月” 成为可能。（2007年我 们国家要登月，那时就 是神州7号）。杨得伟 是神州6号。（学完万 有引力定律可窥一斑）
硅晶体表面的STM扫描图象
由于这一贡献，宾尼、罗赫尔和鲁斯卡 三人分享了 1986年度的诺贝尔物理奖。
前两人是扫描隧穿显微镜的直接发明者， 第三人是 1932年电子显微镜的发明者， 这里是为了追朔他的功劳。
宾尼
罗赫尔
鲁斯卡
原子弹爆炸
氢弹爆炸
❖ 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。
物理学的研究范围非常广阔
（1）从时间尺度来看
宇宙诞生于200亿（ 约1018 s ）前的一次大
物理学与人类文明ppt16 人教课标版
浩瀚宇宙 我们能走多远？
物 理 现 象 奇 妙 无 比
物 理 世 界 神 奇 美 丽
通电的植物
物理学 是一门自然科学。 是一门实验科学。 1）实验与理论的关系 2）从诺贝尔物理学奖看实验在近代物理发 展中所起的作用
19012002年共发奖96次，得奖项目 120项，得奖人数166人。 获奖类型 实验 项目 83 人数 114
1 质点 参考系和坐标系
1 质点 参考系和坐标系
一：物体与质点
详细描述物体运动的困难在哪里？ 物体有自己的大小和形状。
1 质点 参考系和坐标系
地球绕太阳公转
远洋航行的轮船
沿斜面上滑的木块
火车在从青岛开往北京的途中
1 质点 参考系和坐标系
一：物体与质点
1.质点：用来代替物体的有质量的点。 2.物体看成质点的条件：物体的大小和形状对研 究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略。
英国诗人蒲柏写道： 自然和自然规律隐藏在黑暗中， 上帝说：让牛顿去吧， 于是一切遂成光明 。
物理学与其它科学技术
物理学与思维观念
日心说的确立与人类的思想解放
2. 课程简介
光学 原子物理学 选修3-5 选修3-4 选修2-3 选修1-2 选修3-Hale Waihona Puke Baidu 选修3-2 选 修 共 同 必 修 力学 理 科
《物理学与人类文明》课件
近代物理学的突破
总结词
近代物理学的发展推动了人类文明的巨大飞 跃，改变了人们的生活方式和生产方式。
详细描述
自17世纪以来，近代物理学的发展在理论 和实验方面都取得了显著的突破。牛顿的经 典力学理论为工业革命提供了重要的科学支 持，使机器制造和大规模生产成为可能。同 时，电磁学的发展也催生了电力工业和通讯 技术的革命，极大地促进了社会进步和经济 发展。
技术创新
物理学的发展推动了科技 创新，如电子学、光学、 激光技术等。
工业生产
物理学在工业生产中发挥 了重要作用，如材料科学 、工业自动化等。
物理学对人类思想的影响
宇宙观
物理学的发展改变了人们对宇宙的认知，如相对论和量子力学的 提出。
科学方法论
物理学的发展推动了科学方法论的进步，如实验和观察的重要性。
能源和环境
物理学在能源和环境领域的应用，如太阳能、风能、核能 和环保技术等，将有助于解决全球能源和环境问题。
医疗和健康
物理学在医疗和健康领域的应用，如医学影像、放射治疗 、诊断设备和生物医学工程等，将有助于提高医疗水平和 改善人类健康。
信息技术
物理学在信息技术领域的应用，如半导体技术、光电子技 术、量子计算和通信等，将有助于推动信息技术的发展和 创新。
物理学起源
物理学起源于古希腊时期，当时的哲 学家和自然科学家开始对自然界的现 象进行观察、描述和解释，逐渐形成 了物理学的基本概念和原理。
物理学与人类文明
物理学与人类文明
判天地之美, 析万物之理—庄子
一、物理学研究什么
什么是物理学？
⒈是一门自然科学起始于伽利略和牛顿时代，经过三个多世纪的发展，已成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。
⒉是关于“万物之理”的学问研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律；还研究物质的内部结构在不同层次上认识物质的各种组成部分及其相互作用、运动和转化的规律。
⒊是一门实验科学，也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。
物理学研究什么？
●空间尺度距离（米）
1027哈勃半径（～150亿光年）
银河系（～10万光年）
12太阳系（～1光小时）
1 人
DNA长度
10-6细胞
原子
10-15原子核
＜ 10-17e, z0, w±,ν
时间尺度时间（秒）
1018
1017
1014
1012
人类文明
1011
1010
109
108
107
100
10-2
电视扫描周期
10-3
10-25
所以，从宇宙世界到宏观世界，再到微观世界，都是物理学研究的对象。
二、物理学与其他科学技术
物理学的发展，促进了技术的发展，引发了一次又一次的产业革命。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。1969年7月20日，阿姆斯特朗与奥尔德林成为了首次踏上月球的人类。阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球，说道：“这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步(That's one small step for a
man, one giant leap for mankind.) 嫦娥一号于2007年10月24日，在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。嫦娥一号发射成功，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。
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的需要去设计并重新排列原子 。1953年，生物学家沃森和物理学家
或原子团，使其具有人们希望 克里克利用X射线衍射的方法在卡文
的特性.这使人们在材料科学的 迪许实验室成功的测定了DNA双螺旋
研究中迈出了及其重要的一步 结构。
3、物理学推动了社会的进步
（1）18世纪中叶，蒸汽机的 改进和广泛应用得益于热学的 研究，蒸汽机的广泛使用，促 进了手工生产向机械化大生产 的转变，并使路上和海上大规 模的长途运输成为可能，这大 大推动了社会发展。
②高一阶段主要研究物理的运动与受力
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
物理学
航天 与 现代通 医疗 高温 激光 纳米 生物
••••
空间技术 信技术 技术 超导体 技术 技术 技术
•••
在物理学研究中形成的基本概念和理论,基本实验方法 和精密测试技术,已经越来越广泛地应用于其他学科,进而 极大地丰富了人类对物质世界的认识,极 大地推动了科学 技术的创新和革命,极大地促进了物质生产的繁荣与人类 文明的进步.
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。
一、物理学研究？
物：宇宙万物 理：一切规律、法则
判天地之美，析万物之理。 ——庄子
1、物理学是什么？研究什么？
①是一门自然科学。
它研究物质存在基本形式、它们性质和运动规律 ，物质的内部结构、在不同层次上认识物质的各种组 成部分及其相互作用，以及它们运动和转化的规律。
必修一
《物理学与人类文明》
判天地之美，析万物之理 —庄子
学习目标： 1、认识物理学在科学中的基础地位； 2、了解物理学对人类文明、社会进步 的影响； 3、知道高中物理与初中物理在内容和 方法 的区别； 4、知道高中物理学习的基本要求
1、物Βιβλιοθήκη Baidu学是什么？研究什么？
是一门自然科学，起始于伽利略和牛顿时代， 经过三个多世纪的发展，已成为一门有众多分支的, 令人尊敬和热爱的基础科学。
4、物理学影响着人类的思维观念：
单变量数值仿真。洛伦兹 仅仅相差0.0001的两个初始条 件输入一个数学方程，计算得 出的两条曲线不久就会分道扬 镳，南辕北辙，真是“差之毫 厘，失之千里”。
蝴蝶效应
“一只蝴蝶在巴西扇动 翅膀，有可能在美国德 克萨斯引起一场龙卷风”
4、物理学影响着人类的思维观念：
4、物理学影响着人类的思维观念：
物理学促进了技术的进步，推动了社会的发展， 还影响了人类的思维观念。
盖天说：天圆地方
宇宙竟然这么大呀！辽翰
地 心 说 地球是宇宙的中心
原来还有太阳系。日。心。说
4、物理学影响着人类的思维观念：
哈雷彗星
牛顿力学
机
械
决
定 论
哈雷彗星
哈雷彗星 和它的公转轨 道。公元前 613年至公元 1910年，中国 有它31次回归 的记录。1705 年，英国天文 学家哈雷根据 牛顿的万有引 力的定律正确 的语言了它的 回归。
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
嫦娥一号模拟图
神州五号杨利伟 “长征二号”F型火箭载着神舟号 在人航天飞船直入云霄。物理学 的理论基础是空间技术的基础。
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
CT机
电视机显像管的剖面图
患肿瘤的病
（2）带电粒子在电场中的 人在接受放
运动规律在科学技术的许多 射治疗
领域都有重大意义.电子显微
（3）原子核物理学
镜、电子显像管,磁控管、粒
的进展，是人类直接利
子加速器等都与它密切相关
用射线和核能成为现实
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
半导体芯片的照片
光彩夺目的激光束
（4） 20世纪初相对论和量子力学的建立， （5）20世纪60年代初
是物理学史上惊天动地的革命。由此诞生 地近代物理学以雷霆万物之势将世界带入 高科技时代，组成物质的微粒服从量子规 律。因此半导体芯片等产业离不开量子力 学的理论支撑。可以说，没有力学就没有
磁悬浮列车
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
量子围栏，它是用扫
描隧道显微镜吧48个Fe原
DNA的双螺旋结构
子搬到Cu表面上构成的。 （8）生命科学的巨大进展离不开物
理学的基础。脱氧核糖核酸（DNA）
（7）20 世纪 90年代发展起来 是存在于细胞核中的一种重要物质，
的纳米科技,使人们可以按自己 它是储存和传递生命信息的物质基础
，激光器诞生，激光物 理的诞生，激光物理的 进展为激光在制造业， 医疗技术和国防工业中
现代技术，也就没有现代化的生活。
的应用打开了大门。
2、物理学促进了科技的进步,是其它科技的重要基础；
超导磁悬浮照片,图中上面是用超强永磁体 制成的图片,下面是烧制的高温超的导体。
磁悬浮实验
（6）当温度低于超导转变点时， 超导体具有完全抗磁性，下方的 超导体如同一块和上方的永磁体 同极相对的磁铁一样，是永碰体 片漂浮起来。20世纪0年代，高温 超导体的研究取得重大突破，为 超导的实际应用开辟了道路。
我国泰山核电站
科学技术是一把“双刃剑”
核战争、核污染
原子弹爆炸
前苏联基辅北130公里，切尔诺贝利，4号反应 堆发生爆炸，引发大火，放射性物质大量泄漏， 之后15年内，死亡人数：9.3万人 致癌人数：27万人。
5、物理学的未来有待去探索
科幻与科技，是一对分割不开的“情侣”，而联系 它们之间的纽带，就是人们丰富的想象和科技人员孜孜 不倦的追求精神。科幻电影中令人眩目的各种高科技产 品和场景，与人们的现实生活距离有多遥远？ 科学走 进21世纪，仍有许多的难题困扰着科学家，期待着人们 。去探索，去发现。 性研究“江山代有人才出，各领风骚数百年”。 每个同学 都应该努力。
千人振（自感）实验 体验一下触电的感觉！
日光灯镇流器
3、物理学推动了社会的进步
（3）20世纪70年代，微观物理方面的重 大突破开创了微电子工业，从而触发了第三 次产业革命。世界开始进入以电子计算机应 用为特征的信息时代。
信息时代
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。
第一辆蒸汽机车 （模型）
第一次产业革命
瓦特改良的蒸汽机
1807年 克莱蒙特号
蒸汽船
3、物理学推动了社会的进步
我们生活在电气化的时代
第二次产业革命 （2）19世纪后半叶，在电磁学研究的基础 上发展起来的电力工业，给生产和生活带来 深刻的影响，是人类社会进入了电气时代。 电动机-发电机
电生磁 磁生电