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1、1,物理学与人类文明,判天地之美，析万物之理。庄子,2,物理学的发展方向,3,十亿光年这样的数量级下观测宇宙,4,现在我们把视野缩小10倍,是星星么？,5,把眼光再降低一个数量级，那些点点看起来依然象是星星吗?!,6,什么呀这么眼熟？,7,这是银河系，我们的家园,银河系的直径就是十万光年,8,谁的轨道？,9,如此清晰的看见了银河,我们在哪儿?,10,密密麻麻！,11,依然找不到我们太阳系的身影！,12,等等，这是什么？,一光年,13,太阳系,14,放大十倍来观察以繁星为背景的太阳系,15,太阳系图谱,16,哈雷慧星为什么能够回归？,17,18,地球在哪里？,19,是什么？,20,是地球,21,
2、从10亿光年一路看下来,用一万公里的视野看地球,22,框住的城市就是芝加哥,23,芝加哥鸟瞰,人类所能够理解的数量级，开始了我们熟悉的世界,24,密密麻麻，房屋，湖边的房屋,25,大自然另一自然现象：闪电,26,27,面朝大海，春暖花开,28,草地上这是什么呀？,29,醒醒嘿,30,生活中处处有物理,31,生活中处处有物理,32,人类所接触的大部分物体都是在这样一个数量级的,33,做好准备，我们即将进入另一个陌生的领域,34,手上的毛孔,35,再放大十倍,皮肤的组织结构,36,10微米,一个细胞的数量级,世界上最大的细胞是鸵鸟蛋，它是一个单独的卵细胞，数量级是分米级的，厉害吧。,37,细胞核膜
3、，细部,38,高度螺旋的结构,染色体,39,等距双螺旋结构,DNA,100埃的数量级就能度量某些有机大分子的物质,40,纳米,将表现出很多在常规数量级上所表现不出的性质来,纳米技术,41,原子是由原子核和电子组成的,电子云,1埃,42,原子核外围的浓密电子云,眼熟吗？,仿佛又回到了浩瀚无边的宇宙,43,框中的斑点就是原子核,44,在0.1皮米的数量级下看原子核就可以看出很多个球球,45,原子核的特写,46,质子（也可能是中子）的细部,未知的结构，未知的领域,47,高中物理主要研究内容,力学,热学,电磁学,光学,原子和原子核,物理,茅台镇传统酿酒工艺,四驱车中的小马达,48,物理学的规律,物理学
4、规律属于大自然规律的一部分。物理学就是探究物质的结构和基本运动规 律的科学。,49,二物理学与社会进步,第一次产业革命,第二次产业革命,第三次产业革命,50,18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,51,19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
5、技术的应用，引发了第二次工业革命。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。,52,20世纪70年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。,53,2、带电粒子在电场磁场中的偏转在科技中的应用。电视机显像管,54,3、放射线的应用医疗上的放疗。在医疗上还有很多，如用于治疗脑瘤的刀。如核磁共振，超声波，X光机等。,X线摄片、CT、磁共振成像可称为三驾马车，三者有机地结合，使当前影像学检查既扩
6、大了检查范围，又提高了诊断水平。,55,4、微电子技术:半导体芯片、电子计算机。,半导体芯片,56,5、激光。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。,57,58,现代通信,光导纤维,59,6、超导。磁悬浮列车等。,60,镶嵌了48个 Fe 原子的 Cu 表面的扫描隧道显微镜照片。48 个 Fe 原子形成“电子围栏”,7、纳米技术，使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。,61,纳米机器人只有细胞般大,62,8、生命科学的发展也离不开物理学。利用X射线衍射的方法成功地测定了DNA的
7、双螺旋结构。,63,1951年，沃森到克里克所在的卡文迪什实验室，在威尔金斯等的X射线衍射分析资料的基础上，于1953年提出DNA双螺旋分子结构模型,64,生活中处处有物理,65,物理与社会发展,物理学:起源于自然哲学观察和思考,66,古希腊人的探索：地球位于宇宙的中心地面附近的物质是由土、水、气、火四种元素组成。公元100年后，天文学家托勒密完善了地心说。地心说的观点一直持续了近两千年。16世纪中叶，天文学家哥白尼在临死时发表了日心说理论，修正了地球静止不动的观念，为牛顿的天上和地下物理学的统一打下了基础。,人类对太空的不懈追求,67,古希腊时代,人们把自然界观察和思，笼统地称为自然哲学。亚
8、里士多德首次提出了物理学。,1609年，伽利略利用天文望远镜观察探索宇宙的奥秘,物理与社会发展,68,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。,69,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,70,20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,71,高中物理课程简介,必修1,必修2,选修1-1,选修1-2,选修3-1,选修3-2,选修3-3,选
9、修3-4,选修3-5,选修2-1,选修2-2,选修2-3,共同必修,文科选修,理 科 选 修,力学,电学,热学,光学,原子物理学,72,20世纪，物理学捷报频传，重大发现此起彼伏，从来没有停止过。,八位华人科学家获得诺贝尔奖，他们是：李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文、崔琪。,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分别是22岁和28岁；爱迪生发明留声机时是29岁，发明电灯时是31岁，贝尔发明电话时是29岁；居里夫人发现镭、钍、钋三种元素的放射性时是31岁；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岁；沃森和克里克提DNA双螺旋结构时分别是25岁和37岁.,73,踏踏实实，百折不挠,1.科学无捷径。,2.扎实基础，切莫急功近利！,3.尝试、失败、再尝试、再失败,74,踏踏实实，百折不挠,焦耳测定热功当量精确值:38年!,相对论:15年!,从预言受激辐射到激光诞生:44年!,从发现超导现象到BCS超导理论:46年!,从玻色-爱因斯坦凝聚理论到实践证明:70余年!,超弦理论:60年?,受控热核聚变:100年?,
