物理结课论文
中学物理教学论文总结报告六篇

中学物理教学论文总结报告六篇【篇一】摘要: 随着新课改的实施,传统的教学模式和教学理念已经不能适应新课程改革的需要,因此教师应改变原有的教学模式,在教学中积极开展探究式教学。
关键词:科学探究、探究氛围、探究问题、探究结果新一轮的课改,将“科学探究”列入了课程标准,它既是“过程与方法”目标的组成部分,也是一种重要的教学方式。
作为一种新颖的教学方法,探究式教学法有一定的理论依据,有行之有效的教学步骤,具有优于一般教学方法的显著特点。
但作为新生事物,在实际应用时也存在着一定的问题。
结合自己的教学实践,谈谈在探究式教学应用的过程中的几点思考。
在教育中的科学探究,是让学生经历与科学工作者进行科学研究时的相近或相似的过程,从中获得知识与技能,体验探究的曲折与乐趣,感受科学思想和树立科学精神。
但如何使探究式学习较好地落实到课堂教学中去,一直是我们在探索和思考的问题。
我认为要注意以下问题。
一、探究氛围要自由、民主心理学实验证明:在宽松自由的时空内,一个人的思维最活跃,人的创新性思维活动也体现的更为突出。
正如“颤抖的手写不出好字,恐惧的心理提不出好问题。
”因此,教师要善于营造高度民主、轻松活泼、互相理解的课堂教学氛围,要善于使用夸奖的言辞、友好的微笑、热情的鼓励来激发学生不断创新的欲望和需要。
使学生感到没有任何形式的压抑和强制,在自由的学习环境中让思维驰骋,提出疑难假设,在讨论中毫无顾忌地发表自己的见解。
例如:教师在“超重失重现象”的教学中,问:怎样才能使底部有孔的矿泉水瓶内的水不流出,希望学生做出使矿泉水瓶做自由落体、平抛运动的回答,不料却是“用绳栓住瓶子底部一端使其在水平面内转动”,教师答:“现在没有绳子”,然后不予理睬。
这样的答复比起诸如“这有什么好说的”、“怎么会有这样的想法”、“这个想法太可笑了”等好一点,但都是对学生自由、大胆猜想的一种否认,极大地打击了学生的积极性,就足以使一个创新型的人才毁灭。
因此,教师要尊重每一位学生、允许学生异想天开和喜新厌旧,钻牛角尖,允许学生自由讨论和面红耳赤的雄辩,使学生真正体验到民主:教师与学生之间的民主,学生与学生之间的民主。
物理论文期末总结

物理论文期末总结引言:物理学是一门探究自然界本质规律的学科,是自然科学中最基础的学科之一。
通过对物质的研究和实验,物理学试图解释宇宙中发生的现象,并寻找其背后隐藏的规律。
在本学期的物理学学习中,我掌握了许多重要的物理原理和概念,并通过实验和计算验证了这些理论。
本文将对我在本学期学到的物理知识进行总结和分析。
第一部分:能量与运动本学期,我们首先学习了能量与运动的相关理论。
这一部分主要包括机械能守恒定律、动量守恒定律和力学定理等基本概念。
通过实验,我们验证了这些定律的有效性,并通过实际问题的求解和分析,进一步理解了这些概念。
在机械能守恒定律的学习中,我们知道了在没有非弹性碰撞和阻力的情况下,物体的机械能是守恒的。
通过实验,我们验证了机械能守恒的有效性,并通过实际例子,比如弹簧和滑雪等,进一步理解了这一定律。
动量守恒定律是另一个重要的物理定律。
我们知道,如果一个系统内部没有外力的作用,那么系统内各个物体的动量总和保持不变。
通过实验,我们得到了这一定律的验证,并通过实例,比如撞球和火箭发射等,进一步理解了动量守恒的重要性。
此外,我们还学习了力学定理,如质点的匀速直线运动、自由落体运动和斜抛运动等。
通过对这些运动的实验和计算,我们进一步掌握了力学定理,并能够应用这些基本定理解决实际问题。
第二部分:电磁学与电动力学在本学期的物理学习中,我们还学习了电磁学和电动力学的相关内容。
这一部分主要包括库伦定律、电场与电势、电流与电阻和电磁感应等理论。
通过实验和计算,我们验证了这些理论的有效性,并进一步理解了电磁学和电动力学这一重要领域的基本概念。
库伦定律是电磁学的基础,它描述了两个电荷之间的相互作用力。
通过实验,我们验证了库伦定律的准确性,并通过计算,进一步研究了电荷之间的相互作用。
电场与电势是理解电磁学和电动力学的重要概念。
电势能是描述电荷在电场中的能量状态,我们通过实验和计算进一步理解了电势和电场的关系,并应用这些概念解决了一些实际问题。
近代物理实验结课论文

近代物理结课论文摘要:通过近代物理实验我们将书本知识应用与实践,在实践中学习知识检验书本中学到的理论。
掌握各种实验方法。
关键字:光栅、光栅方程、透射光谱核磁共振、磁感应强度、g因子椭圆偏振仪、厚度、误差、薄膜87Rb,85Rb,塞曼效应,共振核磁共振顺磁共振电子自旋朗德g因子迈克尔逊干涉仪微小物理量的测量1、引言:本学期共做了十六个实验,包括微波布拉格衍射、微波迈克尔干涉实验、微波核磁共振实验、光泵核磁共振实验、光栅光谱实验、核磁共振、椭圆偏振法测厚度、微机声光效应实验、光电效应实验、电光效应实验、密立根油滴测电子电荷实验、微机弗兰克—赫兹实验、迈克尔逊干涉仪、用超声光栅测液体中的声速、数字示波器实验、以及测光速实验等十六个实验。
这十六个实验中我们应用了不同的实验方法去验证以前我们已经学过的知识。
2、实验原理及方法:(1)微波布拉格晶体衍射:晶体中原子按一定规律形成高度规则的空间排列,称为晶格。
最简单的晶格可以是所谓的简单立方晶格,它由沿三个方向x,y,z等距排列的格点所组成。
间距a称为晶格常数。
晶格在几何上的这以沿不同方向组成晶面,晶面取向不同,则晶面间距不同。
布拉格衍射晶体对电磁波的衍射是三维的衍射,第一步是处理一个晶面中多个格点之间的干涉(称为点间干涉);第二步是处理不同晶面间的干涉(称为面间干涉)。
研究衍射问题最关心的是衍射强度分布的极值位置。
在三维的晶格衍射中,这个任务是这样分解的:先找到晶面上点间干涉的0级主极大位置,再讨论各不同晶面的0级衍射线发生干涉极大的条件。
β θ d 点间干涉电磁波入射到图示晶面上,考虑由多个晶格点A 1,A 2…;B 1,B 2…发出的子波间相干叠加,这个二维点阵衍射的0级主极强方向,应该符合沿此方向所有的衍射线间无程差。
无程差的条件应该是:入射线与衍射线所在的平面与晶面A 1 A 2…B 1B 2…垂直,且衍射角等于入射角;换言之,二维点阵的0级主极强方向是以晶面为镜面的反射线方向。
物理教学论文(通用4篇)

物理教学论文(通用4篇)物理教学论文篇一合作教学是教师教学实践中重要的教学模式之一,即教师教学中把学生分为几个小组,进行小组讨论或探究学习,教师发挥主导作用,引导学生正确理解、学习和探究,在合作教学的过程中,教师也要参与进来,与学生融为一体,这样才能更好的引导学生学习.当前我国教育教学改革的重点就是充分发挥学生的主观能动性,以学生为本,让学生在学习的过程中,在教师的引导下培养学生的综合素质和能力.例如,学习苏科版《用天平测物体的质量》这节课时,我把学生分为四个小组,让学生分组用天平对物体的质量进行测量,课前为学生准备好所用的器材和用具,让学生以小组为单位进行探究学习,学生的每一个小组都在教师的团结合作之下共同完成本节课的学习,在这一过程中能够有效的培养学生的团结合作的能力.2.实践教学,培养学生的实践能力初中物理教学是一门理论与实践结合的比较紧密,教师安排理论教学和实践教学的环节要科学合理,当今社会的各行各业对人才的要求已经越来越重视综合素质和能力,专业水平已经不是衡量人才的唯一标准,所以教师在教学实践的过程中,要充分发挥学生的主观能动性,让学生参与学习,教学过程是教师和学生共同完成的,教师想要达到更好的教学效果,需要充分调动学生参与学习的积极性,与教师共同参与教学,这样才能使学生在学习的过程中培养学生的实践能力.例如,《摩擦力》这一节实验课,我把这节实验课安排在实验室,课前我为学生准备好实验课需要的器材,如:毛巾、玻璃球、玻璃等,让学生根据基础理论的学习,选择所需的实验器材,引导学生亲自动手操作实验,并在实验的过程中及时指导注意观察实验现象,让学生体会实验的过程中获得知识,学生通过观察实验现象能够深刻理解摩擦力以及影响摩擦力的因素,学生在这一实验的过程中不仅获得了知识,同时还培养了学生的实践能力,更好地促进了学生学习的积极性和主动性.3.创新教学模式,培养学生的竞争意识当今社会发展的特点之一就是竞争越来越激烈,学生将来要步入社会参与竞争,教师教学过程中培养学生的竞争意识是非常必要的,初中物理学科是中考中的重要考试内容,教师教学中不仅要重视这门学科,更要有效安排教学环节,培养学生的综合素质,为了让学生将来更好的参与社会竞争,教师有必要创新教学模式,让学生在学习的过程中,不断培养自身的竞争意识和竞争能力,教学模式不是一成不变的,教师可以根据初中生的心理特点以及教材知识要点的框架特点,安排和设计教学模式,培养学生的竞争意识.例如,学习《水循环》这节课时,教学重点:1.认识水循环的过程及意义;掌握洋流的分布规律;分析洋流对地理环节的影响,由此可以看出本节课的教学内容离不开上两节课《熔化和凝固》和《升华和凝华》,那么在讲解本节课的过程中,我穿插着上两节课的内容对学生进行提问,同时以比赛的形式进行,比一比看看谁记得比较准确,这样的教学模式不仅对上节课的知识点进行巩固和复习,还能够促进学生把知识点联系到一起,形成一个完整的体系,这一过程中学生争相回答问题,提高了学生的竞争意识,达到掌握知识要点的教学目标.其实教师教学过程中,教学模式和教学手段都不是一成不变的,要求教师在吃透教材的基础之上,对学生要进一步了解,才能设计出更加行之有效的教学策略和教学模式,从而促进学生综合能力的提高.综上,结合初中学生的身心发展特点,教师通过物理教学培养学生综合能力是有效地途径,需要教师教学过程中运用合理的教学策略和教学模式,激发学生学习的兴趣,教学内容建立在学生兴趣的基础上,才能更好的提高课堂教学效果,另外,为了让学生获得更多的知进学生的学习,培养学生的综合的能力和水平.物理教学论文篇二良好的开端是成功的一半,我们在物理的课堂教学中学习新课时,都要重视创设良好的教学情境来引导新课的导入,以便能够激发学生的学习兴趣和探究动机.这样的教学方式能更好地实施探究性的学习方式,更能发挥学生学习的积极性,提高学生的学习动机和求知欲望.例如,在讲“自感现象”时,教师可以构建实验形式的教学情境把学生的好奇心带入到新的课堂教学中来.教师可举着一节电池问学生:这节电池是6V的,如果我们拿着这节电池的两端,会有触电的感觉吗?然后找几位学生来亲自实验,让他们感受下.这之后将6V的电池组,与日光灯的镇流器线圈构成电路,再让几个学生感受断电后的自感现象.学生在这个实验中感觉到了非常明显的触电反应,这引起了学生的兴趣和很强的好奇心,不但提高了学生学习本节课的兴趣,而且还提高了他们的探索精神和创新意识.在这样的教学情境中,教师应该学会等待,不用急着展开,而应该因势利导地提出问题:仅仅摸着电池的两端为什么没有感觉到电的存在?而把电池和线圈连接起来后反而使人有了触电的感觉,那么线圈中到底存在着我们不知道的什么样的秘密?这节课我们将来揭开谜底,请同学们阅读教材揭开谜底.这样不但激发了学生的学习兴趣,又水到渠成地将学生的注意力有效地诱导到本节的主题上.二、课堂提问后的等待———不要急于引导学生在物理课堂上的展示是教师和学生进行对话的常用方式,也是教师接受学生反馈信息的常用渠道.在课堂的教学中教师的提问是学生表现自我的常用方式,如果教师的提问能恰到好处,能有一定的艺术性,那么就可以积极地促进学生回答教师提出的问题,还能激发起学生学习本节课的兴趣,从而使学生的学习注意力更加的集中,这样不但能提高课堂的教学质量和效果,更使教师和学生在和谐共处的教学环境中积极地教和学.但课堂教学中也存在这样的课堂提问:教师在提出问题后为了显示这堂课的高效和质量,就会找班上一些学习好的学生来回答提到的问题,优秀的学生回答的非常流利和顺畅,这样就能显示出教学是非常成功的.初看我们不能发现期中存在的问题,但仔细想想就会发现,回答问题只找了优秀的学生,而排除了成绩一般的学生,这些学生被排除了在课堂的提问之外.因此,教师提出问题后为了提高整体的教学质量,教师不应急急忙忙地让成绩好的学生回答,也不应及时地给出过多的提示或引导,而应该给全体学生留够思考的时间,让他们独立自主地进行思考和学习,这时候的教师要学会等待,学会让热闹的课堂静下来,从这些角度来讲等待就是非常必要的.三、重难点教学后的等待———不要急于拔高在高中物理的教材中有很多的重难点知识,在教授这些知识的时候,要花费很多的时间和精力,而且还要采取多种多样的教学方法和手段强化这些重难点知识.尽管采取了不同的手段让学生进行学习和练习,但也会存在很多的问题,这时候教师不要着急让学生非得一下子掌握,应当遵循循序渐进的原则,把重难点知识分解后详细讲解,给学生足够多的时间,让他们学习和思考,以真正完全掌握.总之,高中物理教师在课堂教学中的等待是必要的,也是必须的,但等待并不是意味着让自己无所作为,成为课堂教学的旁观者,而应该积极的发现学生们在学习和思考过程中存在的障碍和问题,并能采取有效的措施去解决这些问题,从而使学生养成自主思考和自主学习的习惯,同时也为提高教学效果打下坚实的基础。
改变世界的物理学结课论文

改变世界的物理学结课论文【内容摘要】:物理学主要研究的是物质,在时空中物质的运动,和所有相关概念,包括能量和作用力。
更广义地说,物理学是对于大自然的研究分析,目的是为了要明白宇宙的行为。
物理学是最古老的学术之一,在过去的两千年里,物理学与哲学,化学等等经常被混淆在一起,相提并论。
直到十六世纪科学革命之后,才单独成为一门现代科学。
现在,物理学已成为自然科学中最基础的学科之一。
物理学的影响深远,这是因为物理学的突破时常会造成新科技的出现,物理学的新点子很容易会引起其它学术领域产生共鸣。
【关键词】:物理史、科学物理学是现代科学中的一个重要分支学科,它对于人类生活和生活都产生了巨大的影响。
在本文中,我将浅要论述经典物理学的建立过程和发展历史研究以及经典物理学的体系,并阐述我在经历一个学期的学习之后,对物理学产生的新的认识以及获得的感悟。
一、经典物理学的发展历史和建立过程研究从古希腊自然哲学到伽利略和牛顿的经典物理学,大致经历了四个阶段:古希腊时期、中世纪时期、文艺复兴时期、科学革命时期。
每个时期有着不同的特点,也都有各自具有代表性的人物与学说。
我将以时期为分界线,以各个时期的代表性学说为线索,深入探讨从古希腊自然哲学到伽利略和牛顿经典物理学的发展历史和建立过程。
1、古希腊时期古希腊的物理知识主要集中在力学和光学两个方面。
力学主要有亚里士多德的动力学思想和阿基米德的静力学。
亚里士多德的力学研究关于空间。
他认为空间即意味着不动,并提出了空间位置的相对性,如“同一位置可以是右也可以是左,可以是上,也可以是下。
”但他认为宇宙有限和天球以外是空虚的。
关于时间,他认为时间就是描述运动的数。
他说“时间是使运动成为可以记数的东西”“我们不仅用时间计量运动,也用运动计量时间,因为他们是相互确定。
”他认为时间不同于运动,运动有快有慢,而时间的流失则是均匀的。
关于运动,他认为运动就是变化,并将自然界的运动分为自然运动和强迫运动。
大学物理总结论文

大学物理总结论文大学物理总结论文(通用10篇)从小学、初中、高中到大学乃至工作,大家都跟论文打过交道吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。
相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是小编收集整理的大学物理总结论文,希望对大家有所帮助。
大学物理总结论文篇1牛顿定律为基础的力学理论被称为牛顿力学或经典力学,它曾经被尊为完美普遍的理论而兴盛了约三百年。
尽管在二十世纪初发现了它的局限性,其在高速领域被相对论所取代,在微观领域被量子力学所取代,但在一般的技术领域,如机械制造、土木建筑,甚至航空航天技术中,经典力学仍保持着充沛的活力而处于基础理论的地位。
另外,由于经典力学是最早形成的物理理论,后来的许多理论,包括相对论和量子力学的形成都受到它的影响。
后者的许多概念和思想都是由经典力学的概念和思想发展、改造而来。
经典力学在一定意义上是整个物理学的基础。
经典力学中的质点力学和刚体力学基础是大学物理中的必修内容,而质点力学又是大学物理中的开篇内容。
质点力学在中学物理中就开始讲授,但在中学物理中质点力学仅限于处理质点作匀速、匀变速运动,质点受恒力作用问题,而在大学物理中的质点力学,不仅仅讲述基本概念、原理和定律,而且将物理学中最常用、最基本的研究方法体现出来,这对学生学习大学物理的后继内容,乃至后继的相关课程都很重要。
本文从三方面分析。
一、建立物理模型的研究方法质点力学中建立的第一个、也是最简单的物理模型是质点,它从两个方面反映了运动物体的主要特征:几何点反映了物体的位置;质量反映了物体的惯性。
一个物体如果作平动,它的各个部分具有完全相同的运动状态,即具有相同的位移、速度、加速度等,可以用一个点的运动代表物体整体的运动。
平动物体可按质点模型处理,如图1所示。
如果一个物体自身的线度与它的运动范围的线度相比微不足道,或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异,这样的物体可按质点模型处理。
大学物理实验三级课程结业论文

物理三级实验课程结束论文物教1401 杨阳140804224 迄今为止,我们已经做完了三级实验,由一级实验的普通的力,到二级时间光,热等,最后到本学期有关于量子的,内容在一步步丰富,难度在一步步上升,实验也不再是邯郸学步,老师也不再会给予全方位的指导,更多需要的是我们自己动脑筋思考,解决遇到的问题。
通过这三个学期的物理实验,我体会颇深。
物理实验是学习物理最直观最有效的方式,也是得出物理规律的第一手资料的来源。
很多物理实验不仅仅是要求我们复现课堂上所学的原理和结果,更重要的是我们能够在做实验的过程当中发现问题,解决问题。
在这个过程中,对于各种各样的实验仪器也有了很多直接的认识,示波器,牛顿环等等。
这也为我打开了一扇大门,发现很多原来学的理论当中觉得很复杂的实验,只要运用了适当的一起组合,原来也可以很简单而且正确,比如可以把很对其他不易观测的物理信号转化成可以直接观测的电信号,或者说通过示波器把它转化成波形图像,这样就可以准确而迅速的观察到试验中的变化等等。
当然在这其中最最重要也是我收获最多的是培养了我对物于理实验需要的最基本的素养。
比如说实验设计,基本仪器的操作方法和数据的处理。
比如说数据处理时需要计算不确定度,得出数据也有许多不同的方法,作图法,平均值法等等。
实验过程中遇到的种种问题让我认识到了物理实验的魅力所在,就像所谓的“蝴蝶效应”,初始条件一个微小的变化都会引起结果的巨变,所以这更需要我们以更加严谨认真的态度对待每一个实验,留心实验过程中的每一个过程,不放过一丝细微的变化,没准这一丝细微就代表了一枚诺贝尔奖呢!我觉得如果想要高效准确的完成一项物理实验需要以下几点素养。
第一丶实验前的实验设计以及对于某些突发情况的考虑及解决方法。
我们需要了解实验目的,实验原理,实验内容,所需用到的实验器材及其操作方法,和实验过程中应该注意的事项。
其中最重要的是要务必保重对于实验原理的融会贯通。
第二丶课堂操作是要仔细阅读每个实验仪器的注意事项,避免不必要的安全威胁。
2024年物理论文与小结范文(三篇)

2024年物理论文与小结范文引言物理学一直是理解自然界与宇宙奥秘的重要学科。
近年来,随着科技的不断进步,物理学领域也取得了许多重要的发现和突破。
本文将就2024年物理学领域的重要论文和研究进行分析与总结,以期对物理学领域的发展做出一定的贡献。
一、量子计算与信息学研究量子计算与信息学一直是物理学中备受关注的领域。
2024年,关于量子计算和量子信息的研究取得了重要突破。
一项名为“量子比特的高可靠性量子门”的论文指出了一种新的量子计算架构,用于提高量子比特的可靠性和保真度。
这项研究的结果将为未来的量子计算机设计和实现提供重要的指导。
另一篇名为“量子纠缠与量子通信”的论文通过实验结果展示了一种新型的量子通信协议。
该协议在传输过程中利用了量子纠缠的特性,实现了信息的安全传输和远程量子态的分发。
这项研究对未来量子通信的发展具有重要意义。
二、高能物理与粒子物理学研究高能物理与粒子物理学一直是物理学研究中的重要领域。
2024年,研究人员在这一领域取得了重要的发现。
其中一项名为“强子对撞机的发现”的论文阐述了在强子对撞机实验中发现的一种新型粒子。
这个新粒子具有重要的质量和自旋特征,对于理解宇宙的起源和结构具有重要意义。
另一篇论文名为“超对称理论与暗物质”的研究指出了一种新颖的超对称理论对解决暗物质问题具有重要的指导作用。
该研究通过分析粒子的对称性和相互作用,提出了一种新型超对称理论,并对暗物质的特性和存在进行了深入研究。
三、凝聚态物理与新材料研究凝聚态物理与新材料的研究对于应用技术的发展具有重要的影响。
2024年,研究人员在这一领域取得了重要的进展。
一篇名为“新型二维材料的研究”论文介绍了一种新型二维材料的合成和性质研究。
这种材料具有特殊的电学和光学特性,对于新型电子器件和光电器件的发展具有重要意义。
另一篇论文名为“拓扑绝缘体的发现与性质研究”。
该研究通过实验证明了一种新型拓扑绝缘体的存在,并揭示了其特殊的电子结构和导电性质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
应用物理专业实验(结课论文)题目:物理实验意义作者:摘要:物理学概念的确立,物理学规律的发现,物理学理论的建立都有赖于实验,并受实验的检验。
物理实验常常成为修正错误的依据。
物理实验往往成为发展理论的新起点。
物理实验可以使假说成为科学的定论。
实验可以纠正理论权威的某些不正确论断,导致新物理效应的发现。
物理实验不仅促进了物理学自身的发展,而且在其它科学领域也有着重要的应用。
物理实验不仅为物理学、一切自然科学和工程技术领域提供着硬件支持,而且向人类智慧提出了最深刻的挑战。
物理学在今后的自身发展及推动自然科学、工程技术乃至人类文明的大步前进中,仍将不断经受着物理实验激动人心的检验和挑战。
关键词:巧妙构思、重要性、指导性、检验性正文:物理学已经改变了昨天的世界。
物理学正在改变今天的世界。
物理学还将改变明天的世界。
物理学是改变世界的科学。
然而,物理学首先是一门实验科学。
没有物理实验,就没有物理学的昨天、今天和明天。
实验是物理学理论的基础和源泉,也是物理学发展的动力,在物理学的发展中,实验起了决定性的作用。
在某些历史时期,震撼世界的物理实验,不仅对物理学的发展起着划时代的作用,而且推动着社会文明的大步前进,甚至引发人类思想观念的全新转变。
让我们走进物理实验的科学殿堂,去感受它对世界的震撼,领悟它的丰富科学内涵和文化魅力。
物理学概念的确立,物理学规律的发现,物理学理论的建立都有赖于实验,并受实验的检验。
开普勒三定律是依据布拉赫(T.Brahe)所积累的大量实验观测资料,又把哥白尼(N.Copernicus)的圆轨道修改为椭圆轨道而得到的。
牛顿三定律是在伽利略(Galieo Galilei)、开普勒(J.Keppler)、胡克(R.Hooke)、惠更斯(C.Huygens)等人的实验基础上总结出来的。
能量守恒与转换定律也是大量实验的归纳,其中包括焦耳(J.P.Joule)所做的著名的热力功当量实验。
电磁学中的一系列定律,如库仑定律、欧姆定律、毕奥-沙伐尔定律、法拉第电磁感应定律等都是实验的总结。
赫兹(H.R.Hertz)通过电磁波实验使麦克斯韦(J.C.Maxwell)的电磁场理论得到了证实。
迈克耳孙-莫雷实验动摇了19世纪占统治地位的以太假说,为爱因斯坦(A.Einstein)创立狭义相对论铺平了道路。
物理学中常常发生一些用不同的理论解释同一个问题的争论,实验往往会给某种理论以有力的支持,只有实验才能对某种理论的正确性作出终审判决。
在对光的本性认识的历史进程中,以牛顿(I.Newton)为代表的微粒说和以惠更斯为代表的波动说发生过长期的争论。
光的成影和直线传播的事实支持了微粒说;光的独立传播的事实又给波动说提供了佐证。
托马斯〃杨(T.Young)的杨氏双缝干涉实验证明光是一种波动;列别捷夫(ПетрНиколаевичЛебедев)的光压测定又利于光是微粒的学说。
劳厄(M.F.T.von,Laue)的X射线实验证实了X射线也是一种电磁波,具有波动性的性质;光电效应又给光量子论以有力的支持。
最后,在大量实验事实的基础上,以光的波粒二象性结束了这场旷日持久的争论。
物理实验常常成为修正错误的依据。
古希腊的亚里士多德(Aristotle)曾经断言:力的持久作用是保持物体匀速运动的原因。
这一曾经统治近2000多年的错误理论终于被伽利略斜面实验引出的惯性定律所否定。
托里拆利(E.Torricelli)实验和托里拆利真空打碎了亚里士多德‚自然害怕真空‛的精神枷锁,带来了精神的解放、思想智力的活跃和追求科学的狂热。
物理实验往往成为发展理论的新起点。
1911年,昂纳斯(H.K.Onnes)在研究低温下水银电阻变化的实验中发现了低温度超导现象,由此开始了一个新的物理学分支——超导物理,并且兴起了全球的超导热。
1956年,物理学家杨振宁、李政道在布鲁克海文实验室做作研究工作时提出了在弱相互作用下空间对称的不成立。
这一观点被实验物理学家吴健雄在华盛顿国家标准局低温实验室里精心安排的β衰变实验证实后,才确定了新的科学理论——在弱相互作用下宇称不守恒定律,杨振宁、李政道也因此获得了1957年的诺贝尔物理学奖。
物理实验可以使假说成为科学的定论。
19世纪60年代麦克斯韦系统地总结了从库仑(C.A.Coulomb)到安培(A.M.Ampere)和法拉第(M.Faraday)等人的电磁学的全部成果,并在此基础上提出了有旋电场和位移电流的假说,建立了著名的麦克斯韦方程组,从理论上阐明了电磁波以光速在空间传播,与光波有共同的特性。
这是一个极其卓越的理论成果。
但是,直到1888年赫兹接收到了由振荡源放电发出的电磁波,并且作了电磁波的反射、折射、衍射和偏振实验,测出电磁波的传播速度与光速同数量级,从实验上证实了麦克斯韦的全部假说之后,才使麦克斯韦的电磁理论开始被普遍接受。
德国物理学家、量子力学奠基人之一、诺贝尔物理学奖获得者玻恩(Max Born)精辟地论述到:赫兹‚重新论证‛了麦克斯韦的电磁理论。
千真万确,正是赫兹这些划时代的实验才使麦克斯韦创立的电磁方程——‚出于上帝之手的符号‛——被公认为是从牛顿的引力场到爱因斯坦的相对论这段历史时期中最重要的理论成就。
难怪爱因斯坦说:‚一个美妙的实验,通常要比从我们头脑中提取的二十个公式更有价值‛——这是科学伟人对物理实验的精彩描述!实验可以纠正理论权威的某些不正确论断,导致新物理效应的发现。
1879年美国物理学家霍尔(E.H.Hall)在其研究生生活的最后一年,因对麦克斯韦的《电磁学》中的一个论断——‚在导线中流动的电荷本身完全不受磁铁接近或其它电流的影响‛——表示怀疑,而设计了一个被后人称之为霍尔效应的实验。
霍尔效应实验不仅纠正了权威物理学家麦克斯韦教授的那个不正确的论断,而且为后来的半导体物理提供了重要的研究手段。
粒子物理学的研究必须在实验室里进行。
基本粒子中的一些粒子很少在自然界中出现,只能在实验室里产生。
在为进行粒子物理实验而建造的各种各样的加速器中发现了数百种称为强子的粒子。
随着实验能量的不断提高,人们又发现了强子具有一定的大小并有内部结构,在对大量强子性质分析的基础上,提出了强子结构的夸克模型。
在深度非弹性散射实验中,人们用高能电子和中微子作为‚探针‛,探测到了质子内部有‚又小又硬‛的东西,这表明夸克是有可能真实存在的。
1974年J/Ψ粒子和1977年粒子的实验发现,是确立夸克理论的决定性事件。
到1977年,实验上已经发现了五味夸克:上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。
美国费米国家实验室的CDF实验小组对质子-反质子对撞机两年的实验数据进行分析后,于1995年3月2日正式宣布了第六味夸克——顶夸克的存在,这是物理学和整个科学界的重大事件。
物理实验不仅促进了物理学自身的发展,而且在其它科学领域也有着重要的应用。
在生物学中,用物理实验的方法可以了解分子的传输、膜的结构以及在脑神经和肌肉中的信号过程。
通过单跨膜分子通道对离子流进行的最新物理测量,为了解中心分子机理提供了重要的直接途径。
在环境地理学中,用风洞这种模拟物理实验,可以了解风沙运动的受力机制、沙粒的起动风速、风沙运动形式和沙流结构,为研究当今世界重大问题之一的沙漠化提供了重要方法。
在物理实验测量中发展起来的激光测高法、精密雷达探测、地球卫星和行星探测器上的遥感探测,以及断层X射线摄影术,为研究地球和海洋内部结构提供了重要手段。
材料科学的研究也离不开物理实验。
粒子束技术、喷涂和分子束与表面的相互作用涉及原子物理实验技术。
材料科学的分析实验,采取了包括卢瑟福散射、粒子束实验在内的原子物理学的分析实验方法。
物理实验在应用学科迅速推广应用的例子也是数不胜数的:激光打孔、切割,超声无损探伤,磁悬浮列车,静电植绒,物理勘探,地震预报,种子的辐射处理,花卉和蔬菜生长的温室技术,以及医学的CT扫描、核磁共振成像等比比皆是。
物理实验方法已经渗透到生产技术乃至人类生活的一切领域。
物理实验不仅为物理学、一切自然科学和工程技术领域提供着硬件支持,而且向人类智慧提出了最深刻的挑战。
在现实世界里,绝对黑体这种物体是不存在的,即使看上去非常黑的物体,当它被你看见时,已经有光反射到你的眼睛里了。
怎样做出一个绝对黑体的实验模型?通常,要用某种容器才能把物体贮存起来,但是,在受控热核反应的实验研究中,高温等离子体的温度高达上亿度,如果用容器装,世界上还找不到哪一种材料可以耐这样的高温。
怎样才能把高温等离子体贮存起来?相干光源需要振动方向、振动频率相同和维持相位差固定的严格条件。
如何寻求满足这一条件的相干光源?迈克耳孙-莫雷实验的光学底盘十分庞大,如何保持它的自由旋转和水平状态?让我们探察一下这些实验的巧妙构思。
在一个空心球体上开一个小窗口,当光射入到这个窗口后,在球壳内经过反复的漫反射不断减弱,到达窗口时光强已经几近于零了。
这个窗口并不是一个物体,但可以认为是一个近似的绝对黑体。
于是,用不是物体的物体解决了绝对黑体的实验模型。
在受控热核反应的研究中,用磁约束或惯性约束把上亿度的高温等离子体约束起来,成功地实现了不用容器的‚贮存‛。
在杨氏双缝实验和菲涅耳双棱镜实验中,利用分波阵面法很方便地解决了相干光源的技术难题。
利用液体在重力作用下保持水平表面和水银有最大浮力的特性,迈克耳孙(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)完成了一个最重大的否定性实验。
通过观察在重力和静电场力共同影响下漂浮在空气中的带电油滴的运动情况,精确地测出了基本电荷的数值,明确地、定量地验证了电荷的量子化这一突破性、革命性的崭新观念——当走进密立根油滴实验历时七年的漫长时空,观察小油滴宛如夜空中的明星那样缓缓运行,好像直接‚看到‛一个、二个电子‚跑来‛附在油滴上,或从油滴上‚跑掉‛的时候,谁也不能不为油滴实验的智慧光芒和科学魅力所叹服。
物理实验的卓越构思,不是一般意义上的技能和技巧,她是一种智慧、一种文化,是人类创造性思维的宝贵财富。
自17世纪伽利略把实验方法与物理规律结合起来研究,使物理学走上真正科学的道路以来,物理学一直是自然科学的领头学科,推动着各学科的发展,诱发出许多交叉分支学科和技术领域。
实验支撑着雄伟壮观的物理学大厦,促进了高新技术与产业的诞生和迅速发展,出现了步伐越来越快的新技术革命。
没有物理实验就没有物理学,就没有今天的人类文明。
物理学在今后的自身发展及推动自然科学、工程技术乃至人类文明的大步前进中,仍将不断经受着物理实验激动人心的检验和挑战。
今天,人类社会已经进入了知识经济的崭新时代,培养智能型、创造型的高素质人才是当今世界面临的共同课题。
作为培养高级工程技术人才和研究人才的高等学校,不仅要使学生具备比较深广的理论知识,而且要使学生具有从事科学实验的较强的能力。