实验的意义及实验研究的意义 PPT

取自 周鲁卫ppt
问题2：当你躺在海滩上看到太阳落下而消失在 平静的海面时，如果紧接着站起来，会再一次看到太 阳落下。假如能测出这两次太阳落下对应的时间间隔， 你就可以估计出地球的半径。
那么，这样的简易观察是 如何能用来测量地球半径？
取自 马世红ppt
d
d 2+ r2 = (r + h)2，d = HE,
化学：光谱分析、放射性测量、激光分离同位素、 量子化学
生物：各类显微镜 双螺旋结构的发现；DNA操纵、切割、重组
医学：诊断―X光、CT、核磁共振、超声波 治疗―放射性、激光、微波、 刀
取自 周鲁卫ppt
物理实验在“全人教育”上 有独特作用
百般呵护好奇心 尽情释放好奇心
取自 周鲁卫ppt
好奇心 是每个健康 孩子天生就 有的，然而 它常常过早地消失。
测出地球的
周长？
塞恩城
埃拉托色尼
测定地球周长
北回归线
的实验（约公
元前300年）
取自 马世红ppt
埃拉托色尼测定地球周长的实验 （约公元前300） L = 360 800 / 7.2 千米
取自 马世红ppt
埃拉托色尼测定地球周长的实验 （约公元前300）
7.2o
C=(360o/7.2o)X800km
李约瑟之迷 为什么资本主义和现代 科学起源于西欧而不是 中国或其他文明？
解答“李约瑟之迷”：
“儒家相信宇宙的道德秩序(‘天’)”， “他们使用‘道’一词，主要地——如果不是 唯一地——是指人类社会里的理想道路或秩序。 这在他们对待精神世界和知识的态度上表现得 很明显。他们固然没有把个人与社会人分开， 也没有把社会人与整个自然界分开，可是他们 向来主张，研究人类的唯一适当对象就是人本 身。因此，在整个中国历史上，儒家反对对自 然进行科学的探索，并反对对技术做科学的解 释和推广。”
d 2 =2rh + h2， h << r,
d 2 =2rh
/ 360 = t / 24h,
d = r tan ，
h << r 2h / tan2 设 t = 11.1s, =0.04625
h = 1.70m,
r 5.22106m, 在公认的地球（平均）
半径（ 6.37106m ）的20％范围之内 Dennis Rawlins, Am. J. Phys. 47(2), 1979, 126-128
❖ Experiment can provide: hints toward the theory; evidence for the existence of theories.
❖ It may also have a life of its own, independent of theory. Such experiments may provide evidence for a future theory to explain.
----Albert Einstein
取自 周鲁卫ppt
大家应该也有点累了，稍作Biblioteka Baidu息
大家有疑问的，可以询问和交流
丁肇中：
“科学很大一个 作用是满足人的 好奇心，这是人 和动物的最大区别。”
“为了名和利去做科学是危险
的。”
取自 周鲁卫ppt
亚历山大城和塞恩城 问题：
亚历山大城
给你一根直
杆，你能否
从诺贝尔奖看物理实验的重要性
1901年以来的100多年中， 获诺贝尔奖的理论物理学家与实验物 理学家的比为：
1 : 2.2
其中，1971年以来的30多年中， 获诺贝尔奖的理论物理学家与实 ， 验物理学家的比为：
1 : 6.5
荷兰夜光公路
结论：物理学是一门实验科学。 在物理学的发展过程中，实验是 决定性的因素。发现新的物理现 象，寻找物理规律，验证物理定 律等等，都只能依靠实验。离开 了实验，物理理论就会成为“无 源之水，无本之木”，不可能得 到发展。
专题
一 物理实验的重要性
In the matter of physics, the first lessons should contain nothing but what is experimental and interesting to see. A pretty experiment is in itself often more valuable than twenty formulae extracted from our minds."
两朵乌云（黑体辐射、迈－莫实验） — 从经典到近代
取自 周鲁卫ppt
三、 物物理理实实验验对对物物理理学学在在其其他他学学科科中中应用的意义
材材料料：：物物性性测测试试、、新新材材料料的的发发现 （如C60、高温超导 新材材料料等制）备方法的研究 新材料制备方法的研究（如离子束注入、激 光蒸发等）
经周老师取自马世红ppt
“怎样使用表和米尺来测量地球的大小”， 取自 马世红ppt Amer. J. Phys. 47(2) (1979) 126-128
物理学家看物理实验的重要性
牛顿：“探求事物属性的准确方 法是从实验中把他们推导出来。…… 考察我的理论的方法就在于考虑我所 提出的实验是否确实证明了这个理论； 或者提出新的实验去验证这个理论。”
叶企孙：“对于象李政道这样优秀的 学生，理论课可以免上，只参加考试； 但实验不能免，每个必做。”
杨振宁：“象我这样有了一点 名气的人也有不好的影响。在国内 有许多青年人都希望搞我这一行（指搞 理论），但是，象我这样的人，中国目 前不是急需。要增加中国的社会生产力 需要的是很多会动手的人。”
丁肇中：“我是一个做实验的工程师。希 望通过我的得奖，能提高中国人对实验的 认识。没有实验就没有现代科学技术。”
❖ A single experiment may play several of these roles at once.
物理实验在物理学研究与发展中的作用
从物理学史看物理实验的重要性
经典物理学的建立：
力学（伽里略）
电磁学（库仑、法拉第、麦克斯韦）
光学（杨氏、菲涅耳）
近代物理学的建立：
三大发现（X光、放射性、电子） — 从宏观到微观
- Albert Einstein
Experiment plays many roles in science
❖ One of its important roles is to test theories.
❖ Call for a new theory: an accepted theory is incorrect; a new phenomenon is in need of explanation.