改变世界的物理学
改变世界的物理学论文
置疑者的声音—宇宙大爆炸理论探究摘要: 宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派，它能较满意地解释宇宙中的一些根本问题。
宇宙大爆炸是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。
大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度，因而发生了巨大的爆炸。
大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙，那么宇宙的形成真的就是缘于一场大爆炸吗？现在的证据能否肯定宇宙大爆炸的存在？关键词：天体物理学宇宙大爆炸宇宙膨胀一．引言宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出，但20年代以来就有了萌芽。
20年代时，若干天文学者均观测到，许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比，都有波长变化，即红移现象。
到了1929年，美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。
他在理论中指出：如果认为谱线红移是多普勒效应的结果，则意味着河外星系都在离开我们向远方退行，而且距离越远的星系远离我们的速度越快。
这正是一幅宇宙膨胀的图像。
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。
美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大爆炸宇宙学模型：宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀。
二．宇宙大爆炸理论观点大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。
在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。
这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。
物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。
宇宙间只有中子、质子·电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。
但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。
物理改变世界丛书读后感
物理改变世界丛书读后感《物理改变世界》全面介绍了物理学在不同领域的应用，涉及了天文学、地质学、气象学、材料科学、生物学、医学、电子技术、通信技术等多个领域。
通过讲述物理学家们的故事和实践，书中展示了物理学是如何推动人类文明的发展和改变世界的。
我深深感受到，物理学的发展不仅仅是学科自身的进步，更是社会文明和科技进步的推动力量。
书中的案例丰富生动，让我对物理学的应用有了全新的认识。
例如，在天文学领域，物理学家通过对星体的研究，不仅揭示了宇宙的奥秘，更提供了卫星导航、通信技术和国防安全等现代科技的重要支撑。
在地质学领域，地质物理探测技术被广泛应用于地质勘探、资源开发和环境监测等方面，为人类社会的可持续发展提供了重要支持。
在医学领域，核磁共振成像技术等物理学方法的应用，使医学诊断技术发生了革命性的变化。
这些例子都充分展示了物理学对于人类社会进步的重要作用。
除了应用案例，书中还介绍了一些物理学的基本概念和原理，为我打开了物理学的大门。
通过阅读，我了解了光的全反射原理、望远镜的工作原理、电磁波的传播规律、量子力学的奇妙世界等基本物理概念。
这些知识的学习，让我对于自然界的一些现象有了更深刻的理解，也让我对于物理学的深奥和广阔有了更深层次的认识。
通过阅读《物理改变世界》，我还对物理学家们的勇于探索、不断创新的精神有了更深刻的理解。
书中介绍了许多物理学家们的故事和成就，他们通过不屈不挠的探索和科学的实践，解开了一个个自然规律的奥秘，推动了物理学的发展和社会的进步。
例如，牛顿通过对物体运动定律的研究，创立了经典力学，这为人类探索宇宙的规律提供了基础；爱因斯坦通过对时间和空间的重新思考，提出了相对论，为人类认识宇宙提供了新的视角。
这些物理学家们的成就，让我深深感受到了人类智慧的伟大和科学的力量。
通过阅读《物理改变世界》，我对物理学的重要性有了更深刻的认识。
物理学不仅仅是一门学科，更是人类认识世界、改造世界的强大工具。
改变世界的17个方程
改变世界的17个方程1. 爱因斯坦的质能方程E=mc²这是最为著名的方程之一，它揭示了物质与能量之间的等价性，并且在原子能领域有着广泛的应用。
2. 牛顿第二定律F=ma这个方程描述了物体在受到力作用下的运动状态，是现代物理学和工程学中最基本的公式之一。
3. 麦克斯韦方程组这是描述电磁场中电荷和电流行为的一组方程。
它们包括四个基本公式：高斯定律、法拉第定律、安培环路定理和麦克斯韦-安培定理。
4. 波尔-卢米耳定律E=hv这个公式描述了光子能量与频率之间的关系。
它对于研究光学和原子物理学都有着重要意义。
5. 热力学第二定律这个定律表明了热量不可能从低温物体自发地流向高温物体。
它是热力学中最基本的规律之一，也被称为“自然界中最不可逆转的过程”。
6. 维纳-费希尔方程这个方程描述了随机过程中的概率分布。
它在金融、天气预报和信号处理等领域都有着广泛的应用。
7. 薛定谔方程这个方程描述了量子力学中粒子的运动状态。
它是量子力学中最基本的公式之一，对于研究原子和分子结构以及材料科学都有着重要意义。
8. 熵增定律这个定律表明了在一个封闭系统中，熵总是增加，而不会减少。
它是热力学中最为基本的规律之一。
9. 黑洞面积定理这个定理表明了黑洞的面积与质量之间存在着一种关系。
它对于研究黑洞物理学和引力波探测都有着重要意义。
10. 欧拉-拉格朗日方程这个方程描述了物体在受到作用力时的运动状态。
它是经典力学中最为基本的公式之一。
11. 傅里叶变换这个变换可以将一个函数表示成一组正弦和余弦函数的和。
它在信号处理、图像处理和物理学等领域都有着广泛应用。
12. 爱德华兹方程这个方程描述了种群数量在时间上的变化。
它在生态学、经济学和流行病学等领域都有着重要应用。
13. 马尔可夫过程这个过程描述了状态随时间发展的概率分布。
它在统计物理学、金融学和信号处理等领域都有着广泛应用。
14. 瑞利-泰勒公式这个公式可以将任意函数表示成一组多项式的和。
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改变世界的物理学
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
量子力学及其对现实世界的影响
量子力学及其对现实世界的影响量子力学，作为一门物理学的分支，探讨了微观世界的基本原理和现象，引发了许多令人惊奇的发现和理论。
这门学科的产生和发展对现实世界产生了深远的影响，不仅推动了科学技术的进步，还改变了我们对自然界的认知。
本文将探讨量子力学的基本概念，以及它对现实世界的影响。
量子力学的基本概念源于20世纪初对微观物质行为的研究。
在经典力学中，物体的运动可以用连续的轨迹和确定的性质来描述。
然而，当物体的尺寸减小到原子和分子的尺度时，传统的物理规律不再适用。
量子力学提出了一种全新的描述方式，其中的基本单位是量子，它可以表示为粒子的能量和动量的离散值。
量子力学的发展引入了一些重要的概念，如波粒二象性、不确定性原理和量子纠缠等。
首先，波粒二象性是量子力学的核心概念之一。
根据这一原理，微观粒子既可以表现为粒子的特征，也可以表现为波动的特征。
这意味着微观粒子不仅具有确定的位置和动量，还具有波长和频率等波动性质。
波粒二象性的发现挑战了我们对物质本质的传统观念，揭示了微观世界的奇妙特性。
其次，不确定性原理是量子力学的另一个重要概念。
由于量子粒子的波粒二象性，无法精确地同时确定粒子的位置和动量。
不确定性原理指出，在进行测量时，我们只能得到一定精度范围内的结果。
这意味着在微观世界中，我们无法完全预测和掌握粒子的行为。
不确定性原理对经典物理学的世界观提出了挑战，强调了人类知识的局限性。
此外，量子纠缠是量子力学的另一个重要现象。
当两个或多个粒子之间存在纠缠时，它们的状态变得不可分割，无论它们之间有多远，它们之间的相互影响都是瞬时的。
这种非局域性引发了爱因斯坦著名的“量子纠缠即“鬼魅般的作用”论战。
量子纠缠的发现打破了经典物理学对因果关系的理解，并引发了量子通信和量子计算等领域的研究热潮。
量子力学对现实世界产生了广泛而重要的影响。
首先，它在实践中推动了科学技术的发展。
量子力学为现代科学的多个领域提供了基础，如原子物理学、材料科学、微电子学等。
用物理学改变世界科学家的伟大贡献与影响
用物理学改变世界科学家的伟大贡献与影响用物理学改变世界：科学家的伟大贡献与影响物理学作为一门基础科学，一直在为人类社会的发展进步做出了巨大的贡献。
通过不断地研究和实践，众多物理学家们以他们的创新思维和科学精神，改变了世界的面貌，为我们的生活带来了巨大的改善和进步。
在本文中，将介绍几位由于他们在物理学领域的重要发现而产生巨大影响的科学家，包括：爱因斯坦、牛顿和居里夫人。
一、爱因斯坦爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家之一，他的相对论被认为是物理学史上最重要的突破之一。
通过提出了相对论的理论框架，爱因斯坦改变了我们对时间、空间和物质的理解。
相对论揭示了光速在宇宙中的恒定性，并解释了引力对于时空的扭曲作用。
相对论的发现对于现代科学发展产生了巨大的影响。
它为现代电子学、高速交通工具以及卫星导航系统的发展提供了理论基础。
此外，相对论也对天体物理学、量子力学和宇宙学产生了深远的影响，扩展了我们对宇宙起源和结构的认识。
二、牛顿牛顿是17世纪最杰出的物理学家之一，他的经典力学被认为是现代物理学的基石。
通过提出了万有引力定律和三大运动定律，牛顿成功地解释了地球的运动、行星轨道以及其他天体运动的规律。
牛顿力学的发现对于后来的科学研究和技术应用产生了深远的影响。
它为航空航天工程、工程力学和机械制造等领域提供了基础，推动了现代工业革命的发展。
此外，牛顿的力学定律也为现代物理学和工程技术的发展提供了基础，为人类社会带来了巨大的经济效益和科技进步。
三、居里夫人居里夫人是20世纪最杰出的物理学家之一，她与丈夫皮埃尔·居里合作，共同发现了镭元素和钋元素。
这一发现不仅为我们揭示了原子结构和放射性现象的本质，也为放射治疗和核能的应用奠定了基础。
居里夫人的工作不仅仅对物理学领域产生了深远影响，也对医学和生物学等领域起到了巨大推动作用。
她的发现为癌症治疗提供了新的途径，也为核能的发展和应用带来了新的可能性。
此外，居里夫人也因为她对科学的杰出贡献，成为第一个获得诺贝尔奖的女性。
改变世界的物理学总结
改变世界的物理学总结我们知道物理学主要研究对象是有关力，电，光等。
物理学可分为力学，光学，热学，量子力学，核物理学等。
由于物理学所研究的内容和人类的生活息息相关，所以在人类社会的发展进程中，物理学起着重大的作用，可以这么说，如果没有物理学，人类社会还发展不到今天。
人类社会至少还要倒退几百年，所以说，没有物理学的发展，人类社会就不可能有今天，所以说物理学对人类的贡献是巨大的。
从大到飞机，轮船，小到各种零件都和物理学有密切的关系。
刘顿建立了经典力学以后，带来了第一次工业革命，第一次工业革命是一蒸汽机的发明和应用为标志的，可以这么说正是由于物理学发展才带来了第一次工业革命，正是由于第一次工业革命，，人类社会才假如了近代化。
第一次工业革命过后，随着物理学发展，物理学逐步转向了有关电的研究，随着物理学的发展，电学得到了应用，从而带来了第二工业革命，由于电的应用，使人们之间的距离更近了，使许多机代替了人的体力劳动。
电视，电话，各种有关电的产品进入了人们的生活。
直到今天，想一下，如果没有第二工业革命的贡献，人门生活将会怎样？所以第二工业革命使人类进入了近代化。
随着物理学的发展，随着量子力学，相对论等理论的建立，在20世纪，以核能，电子计算机等应用为标志，人类社会开始进入现代化，所以说，没有物理学，人类社会还发展不到今天，物理学对人类社会的贡献是巨大的。
20世纪物理学对人类的思维方式和社会发展做出了三方面的重要贡献：第一，相对论、量子力学和它们相结合产生的量子场论从根本上改变了人类对时空和宇宙万物的看法，使人们从绝对的决定论的宇宙观变为辩证的唯实的宇宙观。
第二，20世纪物理学是带头的学科，它带动了化学、天文、材料、能源、信息等学科的发展，它为生物、医疗、地学、农业提供了强大的探测手段和研究方法。
物理学在半导体、集成电路、激光、磁性、超导等方面的发现奠定了信息革命的科学基础。
它推动了高技术产业的发展，引发了以微电子、光电子和微光机电技术为核心的工业革命，由物理学研究衍生的新技术和新产品层出不穷，从根本上改变了人们的生产方式和生活方式。
名词解释物理学革命
名词解释物理学革命
物理学革命是指20世纪上半叶出现的一系列重大变革,这些变革深刻影响了现代物理学的发展方向。
这些变革包括新物理学的发现、量子力学的发展、相对论的修正、电磁学的重建、核物理学的深入研究等等。
其中最著名的是两次物理学革命。
第一次是狭义相对论的兴起,第二次是量子力学的发展。
狭义相对论改变了人们对空间和时间的看法,提出了著名的质能等价原理,并揭示了高速物体的运动规律。
量子力学则揭示了微观世界中粒子的行为规律,发展了量子态的概念和量子力学的数学描述方法。
这些发现对于人类理解物质世界的本质和探索新的科学领域产生了深远的影响。
除了物理学革命本身的成就,这些变革还推动了其他领域的发展,如计算机科学、材料科学、能源技术等。
例如,量子力学的应用在半导体工业中广泛应用,促进了计算机和信息技术的发展。
相对论在核物理学中的应用推动了核能技术的发展,为人类提供了清洁、可持续的能源。
物理学革命是20世纪上半叶最重要的科学事件之一,深刻地改变了人类对物质世界的认识和理解。
这些变革不仅推动了科学的发展,也推动了人类文明的进步。
量子力学与现实世界：探究量子力学对我们理解现实世界的意义
量子力学与现实世界：探究量子力学对我们理解现实世界的意义摘要：量子力学作为现代物理学的基础理论之一，彻底颠覆了人们对物质世界和宇宙的传统认知。
从微观粒子的奇特行为到宏观世界的量子效应，量子力学为我们理解现实世界提供了全新的视角。
本文将深入探讨量子力学的基本原理及其对现实世界的意义，并着重阐述其在以下领域的影响：*量子力学对物质世界的描述：从原子结构、化学反应到固体物理，量子力学为我们解释物质世界提供了精确的理论框架。
*量子力学与信息技术：量子计算机、量子通信等新兴技术正在深刻地改变着人类社会，为信息处理、安全通信带来了革命性的变革。
*量子力学与宇宙学：量子力学在宇宙学中扮演着至关重要的角色，为我们理解宇宙的起源、演化和结构提供了新的解释。
*量子力学与哲学思考：量子力学引发的哲学思考深刻地影响着我们对现实、意识和自由意志的理解。
关键词：量子力学，现实世界，物质世界，信息技术，宇宙学，哲学思考引言：自20世纪初诞生以来，量子力学以其独特的理论体系和对微观世界的解释能力，深刻地改变了人类对自然世界的理解。
从微观粒子的波粒二象性到量子叠加和纠缠等奇妙现象，量子力学展现出与经典物理截然不同的世界图景。
本文将深入探讨量子力学的基本原理及其对现实世界的意义，并着重阐述其在物质世界、信息技术、宇宙学和哲学思考等领域的深远影响。
1. 量子力学的基本原理量子力学以普朗克量子化假设为基础，揭示了微观世界中能量、动量、角动量等物理量不再是连续的，而是以量子化的形式存在。
其主要原理包括：*波粒二象性：微观粒子既具有波的性质，也具有粒子的性质，两者相互转化，难以用经典物理学的概念解释。
*量子叠加：一个量子系统可以处于多个状态的叠加态，直到测量时才坍缩为其中一个状态。
*量子纠缠：两个或多个量子系统之间存在一种非局域的关联，即使相隔遥远，它们的状态也能相互影响。
*不确定性原理：无法同时精确测量一个粒子的位置和动量，两者存在不确定性关系。
改变世界的物理学
改变世界的物理学作为最历史悠久自然学科，从亚里士多德的《物理学》开始，物理学科就开始了系统的扩充和发展。
绳锯木断，水滴石穿，物理学已渗透到人类生活的各个领域。
从茹毛饮血到现代的冷冻，微波；从原来的马车渡船到现在的高铁飞机；从历史的飞鸽家书到现在的网络手机，物理学改变了我们的生活，物理学仍将改变我们的世界。
物理学改变了世界，它改善了我们的物质条件，拓展了我们对世界的认知，更磨练了我们探索的意志。
物理改善了物质。
一百多年来，人类的科技只能用突飞猛进这样的词汇来形容。
“物理乃万物之理”，物理的创新与发现对科学技术的进步起着举足轻重的作用。
现代物理促进了科学技术的飞速发展，现代物理彻底改变了我们的生活。
电视的诞生是20世纪人类最伟大的发明之一。
从1884年尼普可夫圆盘到192 4年贝尔德的机械电视再到后来的电子电视，历经数十年，在多个科学家的努力下，我们才看到了电视。
而随着通信卫星的出现，电视的传播速度更快了，它已经成为我们了解世界的重要窗口。
从“牛顿大炮”的物理学引发的人造地球卫星的发明，是改善我们物质的又一重要事件。
甚至可以说，它引领者信息时代的发展。
根据不完全统计，从1965年到2007年，国际通信卫星组织及各个国家，共发射了60颗国际公共通信卫星，除两极和部分海洋外基本实现了全球通信。
可以毫不夸张地说，通信卫星加强了人们的社会交往和相互了解。
在高悬于太空中的通信卫星的照耀下，地球仿佛变小了，“地球村”时代来临了。
移动通讯是在人造地球卫星和微波通信快速发展下，才得以快速推广和普及。
今天，全球手机普及率已高达50%。
网络早已不再只是边缘化的技术，而已成为不可或缺的生活内容。
全球互联网使用者已超过10亿，中国网民也将达到1.2亿之巨。
随着物理学的不断发展，“天涯若比邻”时代已经悄然而至，我们周围的交通工具越来越多，给每一个人的生活都带来了极大的方便。
陆地上的汽车，海洋里的轮船，天空中的飞机，大大缩短了人们交往的距离；火箭和宇宙飞船的发明，使人类探索另一个星球的理想成为了现实。
改变世界的十个物理学实验
改变世界的十个物理学实验一、光电效应实验光电效应实验证明了物质粒子具有波粒二象性的重要性，奠定了量子力学的基础。
通过将金属板暴露在光源下，观察到光子碰撞金属表面后，将电子从金属中释放出来的现象。
这一实验的成功揭示了光子的粒子性质，并对现代科学和技术发展产生了深远影响，包括现代通信和太阳能电池等。
二、布朗运动实验布朗运动实验证明了原子存在的重要性，为原子理论提供了直接的实验证据。
通过观察到微小颗粒在液体中的无规则运动，阐述了物质是由微观颗粒组成的，推翻了亚里士多德关于物质连续性的观点。
这一实验为原子理论的发展奠定了坚实的基础，深刻地改变了人们对物质本质的认识。
三、拉曼散射实验拉曼散射实验证实了分子内部振动和转动的存在，并为光谱学和量子力学的发展做出了突出贡献。
通过观察到光在物质中的散射现象，发现了入射光的频率发生微小的变化，即拉曼频移。
这一实验揭示了分子的结构和性质，并为分析材料的结构提供了重要手段，对药物研发、环境监测等领域产生了广泛的应用。
四、超导实验超导实验揭示了超导材料在低温下具有零电阻和完全反射的特性，为电磁学和材料科学的发展做出了突出贡献。
通过将某些材料冷却到临界温度以下，观察到电流在超导材料中流动时不受阻碍的现象。
这一实验的成功开辟了超导材料的研究领域，并为能源传输和磁共振成像等技术提供了新的可能性。
五、核裂变实验核裂变实验揭示了原子核可以分裂成两个较轻的核，并释放出巨大能量的特性，为核能的利用和核武器的制造提供了基础。
通过将重核引入中子束中，观察到原子核裂变的现象。
这一实验的成功引发了核能领域的革命性变革，并广泛应用于能源生产、医疗诊断和科学研究等方面。
六、量子隧穿实验量子隧穿实验证明了量子力学中的隧穿效应，并为纳米科学和量子计算提供了基础。
通过将电子束照射到带能隙材料上，观察到电子可以穿过能隙的现象。
这一实验揭示了微观粒子的非经典行为，并对电子器件和信息技术的发展产生了深远影响。
物理对人类生活科技进步的影响的事例
物理学对人类生命和技术进步的影响是巨大的。
从电力的发明到现代交通和通信系统的发展，物理学在塑造我们今天生活的世界中发挥了关键作用。
物理学影响人类生命的最重要的方法之一是通过发展电力。
19世纪初迈克尔·法拉第发现电磁诱导，为发电和配电铺平了道路。
这使我们的生活方式发生了革命性的变化，使我们能够轻松地为我们的家园、企业和工业提供动力。
热力学原理也导致了现代交通系统的发展。
18世纪蒸汽机的发明，基于将热能转化为机械工作的概念，标志着工业革命的开始。
这导致了铁路，蒸汽船，以及最终的内燃机车的发展，这些内燃机车为我们今天依赖的汽车，飞机和船舶提供了动力。
光学领域对通信技术产生了深远影响。
19世纪的电报发展，继而是通联方式和后来的互联网，使我们共享信息和相互交流的方式发生了革命性的变化。
光和声音传播的原则，以及激光等装置的发明，使我们能够发展现代通讯系统，使我们能够立即与全世界人民建立通联。
对力学和材料科学的研究也带动了许多技术进步的发展，改善了人类的生活。
力学原理导致了现代机械和机器人的发展，而材料的研究则使得具有独特特性的新材料，如超导体和半导体，在从电子到医学的各个领域都有了革命性的技术的发展。
物理学对人类生活和技术进步产生了深远影响。
从电力和现代交通系统的发展到通信技术革命和新材料的发展，物理学以无数方式塑造了我们今天生活的世界。
在我们继续推进我们对物理世界的理解时，我们可以期待有更多的突破性发现和技术进步，这将进一步改善我们的未来生活。
物理学对人类社会发展的影响
物理学对人类社会发展的影响嘿，朋友们，今天咱们聊聊物理学。
听起来有点高深，但别担心，我会让它变得轻松有趣。
你知道吗，物理学就像一位无形的魔法师，悄悄地改变着我们生活的每一个角落。
要不然你想想，没了物理学，我们的生活会是什么样子？简直就是“没有太阳的日子”，暗淡得让人发愁。
想象一下，古代人类用木棍打猎，那时根本不懂什么是重力，觉得天上飞的鸟儿就像是天神派来的使者，随便能抓到。
可随着时间推移，人们开始琢磨，哎，为什么苹果掉下来，不飞上天呢？这是牛顿的故事，他可真是个天才，竟然从一个苹果得到了灵感。
于是，重力法则诞生了，原来这个世界是有规则可循的。
人类一听，顿时觉得恍若大梦初醒，这下子可就知道该怎么利用重力了，打猎、捕鱼，甚至造房子，简直是如鱼得水，事半功倍。
然后，有了这些基础，大家发现，嘿，这些规律能用在更多的地方啊！于是咱们的祖先开始搭建桥梁，修筑城市，别说，那时候的技术真是有限，木头石头也能成为伟大的建筑材料，简直是“看上去不怎么样，但能撑起大场面”。
每一座桥、每一栋房子，背后都是物理学的影子。
你想，没了这些，咱们还真不如蜗牛，爬个山都得喘大气。
进入现代社会，物理学的应用简直是屡见不鲜。
电力的出现，哇，简直是颠覆了人类生活。
人们从此告别了黑暗的夜晚，灯光璀璨，像是无数星星在闪烁。
你想想，若是没有电，我们还在蜡烛下看书，那得多痛苦！而电力的背后，少不了电磁学的贡献，这可是物理学的一大分支呢。
电磁波的存在让我们能享受无线通讯，手机、电视，简直是让人目不暇接。
再说说交通，物理学帮咱们发明了汽车、飞机，乃至火箭！当你坐在飞机上，俯瞰大地时，是否想过那飞行的原理？牛顿定律、升力理论，都是在帮你飞翔的呢。
曾几何时，人们羡慕那些能够飞翔的鸟，如今，咱们也能“鸟瞰”整个城市，心里那种成就感，真是“高兴得像是中了彩票”。
物理学在医疗方面的贡献也是不可小觑的。
CT扫描、核磁共振，都是靠着物理学的原理来帮助医生诊断病情的。
改变世界的物理学家
这次试验的意义进进 大过查出金匠欺骗国王， 阿基米德从中发现了浮力 定律（阿基米德原理）： 物体在液体中所获得的浮 力，等于他所排出液体的 重量。一直到现代，人们 还在利用这个原理计算物 体比重和测定船舶载重量 等。
杠杆原理：阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山大城 求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步，看到农民 提水浇地相当费力，经过思考乊后他发明了一种利用螺旋作用 在水管里旋转而把水 杠杆原理 吸上来的工具，后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”，埃 及一直到事千年后的现在，还有人使用这种器械。这个工具成 了后来螺旋推迚器的先祖。当时的欧洲，在工程和日常生活中， 经常使用一些简单机械，譬如： 螺丝、滑车、杠杆、齿轮等，阿 基米德花了许多时间去研究，发 现了“杠杆原理”和“力矩”的 观念，对于经常使用工具制作机 械的阿基米德而言，将理论运用 到实际的生活上是轻而易丽的。 他自己曾说：“给我一个支点和 一根足够长的杠杆，我就能撬动 整个地球。”
•弱者坐待时机，强者制造时机。 •如果能随理想而生活，本着正直自由的精神，勇敢直前的毅力，诚实不自 欺的思想而行，一定能臻于至美至善的境地。 •在成名的道路上，科学家流的不是汗水而是鲜血，他们的名字不是用笔，而 是用生命写成的。 •我们不得不饮食、睡眠、浏览、恋爱，也就是说，我们不得不接触生活中最 甜蜜的事情，不过我们必须不屈服于这些事物。
1、牛顿
艾萨克·牛顿爵士1643年1月4 日-1727年3月31日，是人类 历史上出现过的最伟大、最有 影响的科学家，同时也是物理 学家、数学家和哲学家, 他在 1687年7月5日发表的不朽著作 《自然哲学的数学原理》里用 数学方法阐明了宇宙中最基本 的法则——万有引力定律和三 大运动定律。这四条定律构成 了一个统一的体系，被认为是 “人类智慧史上最伟大的一个成 就”，由此奠定了之后三个世纪 中物理界的科学观点，并成为 现代工程学的基础。
绪言：走进物理课堂之前
②热学 ——主要研究分子动理论和气体的热学性质。 高中物理 主要内容 ③电磁学 ——主要研究电场、电路、磁场、电磁感
应和交流电等内容。
④光学 ——主要研究光的传播规律和光的本质属性。 ⑤原子物理学 ——主要研究原子和原子核的组成与
变化规律以及人类了解微观世纪的科 学方法。
——判天地之美，析万物之理。（庄子）
三、如何学好高中物理？
【做一做】记忆小游戏 下面共有 20 个字或词语，请你用 3 分钟时间记忆，测 一测你能记住多少？
1、树 2、电灯开关 3、椅子 4、汽车 5、手套 6、枪 7、子弹 8、骰子 9、保龄球 10、溜冰鞋 11、猫 12、球门 13、女巫 14、戒子 15、薪水 16、巧克力 17、杂志 18、书报亭 19、高尔夫球场 20、香烟
推出了“质能关系式”
——被称为“改变世界的方程”： E=mc2
普朗克
爱因斯坦
1911年，卢瑟福发现原子核。 1913 年，玻尔原子模型的建立。 1925 一 1926 年，海森伯和薛定 卢 瑟 福 （ 英 国 ） 玻尔（丹麦 ） 谔建立量子力学。 ——从此揭开微观世界的奥秘，开创了科学的新纪元。
4、 30年代发现中子和核裂变，结合质能关系式的理 论，科学家立即预言一种巨大的能量 —— 原子核能 （亦称原子能）可以从核内释放出来。 ——人们认识到：“科学技术是一把双刃剑”。
走进物理课堂之前
【课程标准】 了解物理学对人类文明、社会进步的重要影响; 了解物理学在科学中的基础地位； 知道物理学研究哪些问题及其学科特点； 了解高中物理学习的基本要求与方法。
【教学思路】
一、改变世界的物理学！ 物理学促进科技创新、人类文明、社会发展。 —— 过去 100 年中物理学极大地改变了人们的 生存状态和思维方式。 二、物理学研究什么？ 物理学是研究物质结构和运动基本规律的科学， 是一门自然学科与实验科学。 ——判天地之美，析万物之理。 三、怎样学好高中物理？ 物理学既是科学，也是文化。（首先是科学，同 时又是一种高层次高品味的文化。） ——古语云：授人以鱼，只供一饭。授人以渔， 则终身受用无穷。学知识，更要学方法。
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超对称理论的发现历史摘要：超对称自提出到现在已经快三十年了，在实验上却始终未能观测到任何一种已知粒子的超对称伙伴，甚至于连确凿的间接证据也没能找到。
尽管如此，超对称在理论上非凡的魅力仍然使得它在理论物理中的地位节节攀升，今天几乎在物理学的所有前沿领域中都可以看到超对称概念的踪影。
一个具体的理论观念，在完全没有实验支持的情况下生存了将近三十年，而且生长得枝繁叶茂、花团锦簇，这在理论物理中是不多见的。
它一旦被实验证实所将引起的轰动是不言而喻的。
正如S. Weinberg (电弱统一理论的提出者之一) 所说，那将是“纯理论洞察力的震撼性成就”。
当然反过来，它若不幸被否证，其骨牌效应也将是灾难性的，整个理论物理界都将哀鸿遍野。
关键字：超对称伙伴、玻色子、费米子、大统一能标、大统一理论正文：1、超对称破坏的起源与简介对超对称的研究起源于二十世纪七十年代初期，当时P. Ramond、A. Neveu、J. H. Schwarz、J. Gervais、B. Sakita 等人在弦模型(后来演化成超弦理论) 中、Y. A. Gol'fand 与E. P. Likhtman 在数学物理中分别提出了带有超对称色彩的简单模型。
1974 年，J. Wess 和B. Zumino 将超对称运用到了四维时空中，这一年通常被视为是超对称诞生的年份。
在超对称理论中每一种基本粒子都有一种被称为超对称伙伴(Superpartner) 的粒子与之匹配，超对称伙伴的自旋与原粒子相差1/2 (也就是说玻色子的超对称伙伴是费米子，费米子的超对称伙伴是玻色子)，两者质量相同，各种耦合常数间也有着十分明确的关联。
2、超对称理论的应用超对称的魅力源泉之一在于玻色子与费米子在物理性质上的互补，在一个超对称理论中，这种互补性可以被巧妙地用来解决高能物理中的一些极为棘手的问题，比如标准模型中著名的等级问题(Hierarchy Problem)，即为什么在电弱统一能标与大统一或Planck 能标之间存在高达十几个数量级的差别？超对称在理论上的另一个美妙的性质是普通量子场论中大量的发散结果在超对称理论中可以被超对称伙伴的贡献所消去，因而超对称理论具有十分优越的重整化性质。
关于超对称的另外一个非常值得一提的结果是，它虽然没有实验证据，却有一个来自大统一理论的“理论证据”。
长期以来物理学家们一直相信在很高的能量(即大统一能标，约为1015 - 1016 GeV) 下微观世界的基本相互作用- 强相互作用及电弱相互作用- 可以被统一在一个单一的规范群下，这样的一种理论被称为大统一理论。
大统一理论成立的一个前提是强、电磁及弱相互作用的耦合常数必须在大统一能标上彼此相等，这一点在理论上是可以加以验证的。
但是验证的结果却令人沮丧，在标准模型框架内上述耦合常数在任何能量下都不彼此相等。
也就是说标准模型与大统一理论的要求是不相容的，这无疑是对大统一理论的沉重打击，也是对物理学家们追求统一的信念的沉重打击。
超对称的介入给了大统一理论新的希望，因为计算表明，在对标准模型进行超对称化后所有这些耦合常数在高能下非常漂亮地汇聚到了一起。
这一点大大增强了物理学家们对超对称的信心，虽然它只是一个理论证据，而且还得加上引号，因为这一“证据” 说到底只是建立在物理学家们对大统一的信念之上才成之为证据的。
3、超对称理论研究历程超对称[1]是费米子和玻色子之间的一种对称性，该对称性至今在自然界中尚未被观测到。
物理学家认为这种对称性是自发破缺的。
大型强子对撞器将会验证粒子是否有相对应的超对称粒子这个疑问。
我们知道，基本粒子按照自旋的不同可以分为两大类：自旋为整数的粒子被称为玻色子(Boson)，自旋为半整数的粒子被称为费米子(Fermion)，这两类粒子的基本性质截然不同。
超对称便是将这两类粒子联系起来的对称性- 而且是能做到这一点的唯一的对称性。
超对称的魅力源泉之一在于玻色子与费米子在物理性质上的互补，在一个超对称理论中，这种互补性可以被巧妙地用来解决高能物理中的一些极为棘手的问题，比如标准模型中著名的等级问题(Hierarchy Problem)，即为什么在电弱统一能标与大统一或Planck 能标之间存在高达十几个数量级的差别？超对称在理论上的另一个美妙的性质是普通量子场论中大量的发散结果在超对称理论中可以被超对称伙伴的贡献所消去，因而超对称理论具有十分优越的重整化性质。
关于超对称的另外一个非常值得一提的结果是，它虽然没有实验证据，却有一个来自大统一理论的“理论证据”。
长期以来物理学家们一直相信在很高的能量(即大统一能标，约为1015 - 1016 GeV) 下微观世界的基本相互作用- 强相互作用及电弱相互作用- 可以被统一在一个单一的规范群下，这样的一种理论被称为大统一理论。
大统一理论成立的一个前提是强、电磁及弱相互作用的耦合常数必须在大统一能标上彼此相等，这一点在理论上是可以加以验证的。
但是验证的结果却令人沮丧，在标准模型框架内上述耦合常数在任何能量下都不彼此相等。
也就是说标准模型与大统一理论的要求是不相容的，这无疑是对大统一理论的沉重打击，也是对物理学家们追求统一的信念的沉重打击。
超对称的介入给了大统一理论新的希望，因为计算表明，在对标准模型进行超对称化后所有这些耦合常数在高能下非常漂亮地汇聚到了一起。
这一点大大增强了物理学家们对超对称的信心，虽然它只是一个理论证据，而且还得加上引号，因为这一“证据” 说到底只是建立在物理学家们对大统一的信念之上才成之为证据的。
超对称理论的出现极大地改变了理论物理的景观，也给宇宙学常数问题的解决带来了一线新的希望。
这一线希望在于玻色子与费米子的零点能正是两者物理性质互补的一个例子，玻色子的零点能是正的，而费米子的零点能却是负的。
这一点在标准模型中也成立，只不过在标准模型中玻色子与费米子的参数迥异，自由度数也不同，因此这种互补性并不能对零点能的计算起到有效的互消作用。
但是在超对称理论中玻色子与费米子的参数及自由度数都是严格对称的，因此两者的零点能将严格互消。
不仅零点能如此，其它对真空能量有贡献的效应也如此，事实上在严格的超对称理论中可以普遍地证明真空的能量密度- 从而宇宙学常数- 为零。
假如时间退回到十几年前- 那时还没有宇宙学常数不为零的确凿证据- 宇宙学常数为零不失为一个令人满意的结果，可惜时过境迁，现在我们对这一结果却是双重的不满意。
因为我们现在认为宇宙学常数并不为零，因此对宇宙学常数为零的结果已不再满意。
另一方面，物理学家们辛辛苦苦做了多年的实验，试图找到超对称伙伴(并顺便拿Nobel 奖)，结果却一个也没找到，因此现实世界根本就不是超对称的，从而我们对以严格的超对称为基础的证明本身也很不满意(这后一个不满意放在十几年前也成立)。
读者可能会奇怪，既然实验不仅未能证实，反而已经否定了超对称，物理学家们为什么还要研究超对称？而且还研究得那么有滋有味、乐此不疲？那是因为物理学上有许多对称性破缺的机制可以协调这一“矛盾”，一种对称性可以在高能下存在，却在低能下破缺。
电弱统一理论便是运用对称性破缺机制的一个精彩的范例。
物理学家们心中的超对称也一样，严格的超对称只存在于足够高的能量下。
因此前面关于宇宙学常数为零的证明必须针对超对称的破缺而加以修正，这一修正之下我们原先的双重不满意倒是消除了，但不幸的是原先在严格的超对称管束下销声匿迹的种种“不良”效应却也通通卷土重来，宇宙学常数虽然不再为零了，却被大大地矫枉过正，可谓是“前门拒虎，后门进狼”。
那么考虑到超对称破缺后宇宙学常数的计算结果究竟有多大呢？这取决于超对称在什么能量上破缺，目前的看法是对标准模型来说超对称的破缺应该发生在TeV (1012 eV) 能区。
这相当于在前面提到的零点能密度的计算中令M~TeV (因为虽然量子场论本身的适用范围远远高于TeV，但在TeV 以上的零点能被超对称消去了)，由此所得的宇宙学常数约为ρ ~ (TeV)4/Mp2。
这一结果比观测值大了约60 个数量级(由此对应的宇宙半径在毫米量级)，比不考虑超对称时的123 个数量级略微好些，但也不过是“五十步笑百步” 而已，两者显然同属物理学上最糟糕的理论拟合之列。
在弦论的最基本层次上，基本粒子被视为振动的弦而非点粒子。
一段弦可以有许多谐振模式，不同的基本粒子就被诠释为这些不同的谐振模式。
物理学家建立了N=8的超对称理论(Supersymmetry / SUSY)统一费米子与玻色子,那是认为这个宇宙除了四维之外,还有四维,这个八维宇宙叫超空间(superspace),然而这额外的四维不可被理解为时间抑或空间,八维宇宙是由费米子居住,物质可透过自旋由四维空间转入费米子居住之八维,又可由八维转回四维,即玻色子可换成费米子,费米子可转换成玻色子,它们没有分别,我们之所以看到它们自旋不同只不过是我们局限于四维而看不到八维的一个假象.打个譬喻,你在地球上只会感同到三维(上下前后左右),我们虽然知道时间之存在,然而我们眼睛看不到,眼睛只帮我们分析三维系统,然而有可能这个世界是八维,而因为眼睛只可分辨三维而你无法得知.科学家称这些一对之粒子为超对称伙伴(supersymmetric partner),如重力微子(gravitino),光微子(photino),胶微子(gluino),而费米子之伙伴叫超粒子(sparticle),只不过是在费米子前面加一个s,如超电子(selectron).可是我们知道费米子无论怎样转也转不出玻色子,亦没有发现费米子或玻色子转出来的超对称伙伴,例如电子就不是由任何已知玻色子转出来,假如每一玻色子或费米子都有其超对称伙伴,世界上之粒子数将会是现在的两倍.有认为超对称伙伴质量比原本粒子高很多倍,只存在于高能量状态,我们处于安静宇宙是不能够被看见,只有在极稀有的情形下,超对称伙伴会衰变成普通的费米子及玻色子,当然我们尚未探测到超对称伙伴,否则就哄动啰。
超弦理论避免了试图将引力量子化时产生的紫外发散，同时它也比传统量子场论更具预言能力，比如它曾对粒子相互作用中超对称概念的提出有所助益。
在粒子相互作用的超对称统一理论所获得的成功中有迹象表明，超对称在接近当前加速器的能量上就可能对基本粒子产生影响。
若果真如此，则超对称将被实验证实，并有可能具有宇宙学上的重要性，与暗物质、元素合成及宇宙暴胀相关。
磁单极在超弦理论的结构中起着重要作用，因此如果超弦理论成立，它们就必须存在，虽然其密度也许已被宇宙暴胀稀释到无法观测的程度。
磁单极的质量在许多令人感兴趣的模型中都接近Planck 质量，但假如粒子相互作用与引力的统一- 如最近某些模型所提出的- 通过大的或弯曲的额外维度(large or warped extra dimensions) 在接近TeV 的能量上实现，那么磁单极的质量就会小于100 TeV。