对物理学的认识.ppt

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1、黄燕霞黄燕霞2010.11物理学和学习物理学1.作为科学之基的物理学作为科学之基的物理学2.以物理学精神为代表的科学精神以物理学精神为代表的科学精神3.物理学的学习物理学的学习1957年诺贝尔物理学奖得主李政道教授年诺贝尔物理学奖得主李政道教授“以天之语，解物之道以天之语，解物之道”细推物理须行乐细推物理须行乐,何为浮名绊此生何为浮名绊此生1 1、作为科学之基的物理学、作为科学之基的物理学在天体物理学当中有两个非常重要的概念，一个是在天体物理学当中有两个非常重要的概念，一个是新星，一个是超新星，新星的亮度大概是太阳亮度新星，一个是超新星，新星的亮度大概是太阳亮度的几万倍，超新星的亮度是太阳亮度

2、的百万万倍。的几万倍，超新星的亮度是太阳亮度的百万万倍。这两个都是在中国发现的。公元前这两个都是在中国发现的。公元前1313世纪，在商朝，世纪，在商朝，甲骨文上的记载。甲骨文上的记载。超新星的发现是在宋朝。超新星的发现是在宋朝。以上这两个发现告诉我们中国从商朝开始观测，而以上这两个发现告诉我们中国从商朝开始观测，而且记录的是非常详细的。且记录的是非常详细的。物理学不是一切，但一切都离不开物理学物理学不是一切，但一切都离不开物理学（1 1）物理学是古老而前沿的学科）物理学是古老而前沿的学科物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光伦伦琴琴像像1.1.X X射线的发现射线的发现1.1.伦琴伦琴

3、Wilhellm Konrad Rontgen,1845-1923):德国物理学家。德国物理学家。1865年进年进入瑞士入瑞士 苏梨士工艺学院学习机苏梨士工艺学院学习机械工程，曾跟著名物理学家械工程，曾跟著名物理学家克克劳修斯劳修斯及及孔脱孔脱学习。学习。1869年获年获博士学位，先后在几所大学从博士学位，先后在几所大学从事教学和晶体、光学、电磁学事教学和晶体、光学、电磁学的研究工作。的研究工作。1888年任维尔茨年任维尔茨堡大学教授，堡大学教授，1894年担任校长。年担任校长。19世纪末，阴极射线的研究正世纪末，阴极射线的研究正方兴未艾，一向治学严谨的方兴未艾，一向治学严谨的伦伦琴琴教授，

4、也致力于这个问题的教授，也致力于这个问题的研究。研究。19011901年，伦琴获首届诺贝尔物理奖。年，伦琴获首届诺贝尔物理奖。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光.贝克勒尔贝克勒尔(1852-1909)生生于于法法国国巴巴黎黎，祖祖父父和和父父亲亲都都是是固固体体磷磷光光专专家家，从从事事研研究究工工作作有有60多多年年的的历历史史，贝贝克克勒勒尔尔早早期期从从事事光光学学研研究究，43岁岁开开始研究放射现象。始研究放射现象。贝贝克克勒勒尔尔获获1903年年诺贝尔奖。诺贝尔奖。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现贝贝克克勒勒尔尔像像1.铀盐放射性的发现铀盐放射性的发现天天

5、然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现居居里里夫夫人人像像.居里夫人居里夫人(1867-1934)波兰中学毕业获金质奖章，波兰中学毕业获金质奖章，由于波兰当时女子不能上大学，由于波兰当时女子不能上大学，做了做了8 8年家庭教师，筹了费用，于年家庭教师，筹了费用，于18911891年到法国巴黎，进入法兰西年到法国巴黎，进入法兰西共和国大学理学院学习。共和国大学理学院学习。18931893年年获物理硕士学位，次年又获得数获物理硕士学位，次年又获得数学硕士学位。学硕士学位。18941894年与法国物理年与法国物理学家学家皮埃尔皮埃尔居里居里相恋。相恋。19031903年年获诺贝尔物理奖，获诺贝尔物

6、理奖，19111911年获诺贝年获诺贝尔化学奖。尔化学奖。2.钋和镭的发现钋和镭的发现天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现我追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福。我追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福。居里夫人居里夫人皮埃尔皮埃尔居里居里 法国物理学家，从小聪慧过法国物理学家，从小聪慧过人，人，1616岁获学士学位，岁获学士学位，1818岁获硕岁获硕士学位，士学位，2424岁被担任巴黎市立理岁被担任巴黎市立理化学校物理实验室主任。曾与哥化学校物理实验室主任。曾与哥哥约克共同发现了晶体的压电效哥约克共同发现了晶体的压电效应，发明了测量微量电量的压电应，发明了测量微量电量的压电石英静

7、电计石英静电计-“-“居里计居里计”。后来。后来从事磁学研究，发现磁性消失的从事磁学研究，发现磁性消失的温度温度-“-“居里点居里点”。发发 现现 电电 子子 的的 J J J J 汤汤 姆姆 逊逊J J.J J.汤汤姆姆逊逊3.电子的发现：电子的发现：J JJ J汤姆逊汤姆逊 (1856-(1856-1940)1940)简介简介 曾任剑桥大学卡文迪曾任剑桥大学卡文迪什实验室主任。培养的学什实验室主任。培养的学生有卢瑟福、玻尔、威尔生有卢瑟福、玻尔、威尔逊等多人，他们都先后荣逊等多人，他们都先后荣获了诺贝尔奖。获了诺贝尔奖。J JJ J汤姆逊于汤姆逊于19061906年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖

8、对宇宙的探索，未知多于已知，我们已知对宇宙的探索，未知多于已知，我们已知的物质大约只占的物质大约只占5%5%，还有，还有95%95%是暗物质和是暗物质和暗能量。暗能量。从引力场我们知道暗物质的存在从引力场我们知道暗物质的存在,从宇宙从宇宙膨胀的加速度我们判断有暗能量膨胀的加速度我们判断有暗能量.李政道李政道认为，之所以有暗能量是因为天外有天，认为，之所以有暗能量是因为天外有天，我们的宇宙之外可能还有宇宙！我们的宇宙之外可能还有宇宙！暗物质暗能量的研究是物理学研究最大的暗物质暗能量的研究是物理学研究最大的挑战。挑战。北京时间11月16日凌晨1时30分，美国国家航空航天局NASA宣布，“钱德拉”

9、X射线太空望远镜发现了一个黑洞。这是人类历史上发现的最年轻的黑洞，是31年前发现的超新星SN1979C爆发后的衍生天体。迄今为止，尽管天文学家们已经在银河星内发现了20多个黑洞，却无法判断这些黑洞的年龄只是可以确定，它们都不是刚刚诞生的。这次美国宇航局宣布的发现意义之所以重大，原因就在于我们人类历史上首次看到了黑洞诞生以及早期演化的整个过程，而且由于这个黑洞距离我们非常近，只有5000万光年，更为资料积累提供了便利。从1979年恒星开始爆发，一直到今天的31年时间里，我们都有对这个黑洞的详尽的观测资料。这对于验证我们的恒星演化和黑洞形成理论，并进而推断星系、宇宙中黑洞的分布以及有关的天体物理研

10、究无疑将有重要帮助。恒星从衰老到爆炸死亡、形成黑洞的整个过程是极端复杂的，涉及到的物理知识几乎涵盖了经典以及现代物理和天文学的所有主要的分支和领域，包括核物理、统计物理、广义相对论、量子力学、流体力学、辐射物理以及恒星结构与演化等等。毫不夸张地说，黑洞的形成理论是物理和天文学家们几个世纪来智慧的结晶、集大成之作。The size of the proton:Nature 466,213-216(8 July 2010)物理学不断与其它学科交叉形成前沿物理学不断与其它学科交叉形成前沿生物物理、地球物理、天体物理、材料物生物物理、地球物理、天体物理、材料物理、计算物理、物理化学理、计算物理、物理化

11、学极端物理学：极端物理学：高温、低温、高压、强磁场、强激光、超高温、低温、高压、强磁场、强激光、超快过程快过程信息学，能源学信息学，能源学物理学是夕阳科学吗？这是对未知的无知！物理学是夕阳科学吗？这是对未知的无知！（2 2）物理学是理论和实验紧密联系的）物理学是理论和实验紧密联系的科学，是一门应用学科科学，是一门应用学科物理学是理论物理学是理论+实验实验+计算物理计算物理太阳能，硅的光电转换效率最高，但是高太阳能，硅的光电转换效率最高，但是高纯度的硅价格昂贵，如何寻找新的材料纯度的硅价格昂贵，如何寻找新的材料核能，核聚变（人造太阳）核能，核聚变（人造太阳）目前世界人口目前世界人口6565亿，亿

12、20502050年为年为9595亿，亿，2121世世纪谁掌控能能源谁就掌控了世界纪谁掌控能能源谁就掌控了世界物理学是认识世界的先锋，物理学引领世界！物理学是认识世界的先锋，物理学引领世界！（3 3）学了物理学能做什么？）学了物理学能做什么？数理方法、估算能力、模拟计算能力、实验数理方法、估算能力、模拟计算能力、实验动手能力、阅读分析总结写文章的能力、提动手能力、阅读分析总结写文章的能力、提出问题的能力、抓住主要矛盾的能力等等出问题的能力、抓住主要矛盾的能力等等思维方式、思维习惯、物理概念思维方式、思维习惯、物理概念学好物理学的人，能适应各种工作！学好物理学的人，能适应各种工作！2 2、物理学

13、是严密严谨的科学、物理学是严密严谨的科学物理学追求真理、造福人类、引领未来、物理学追求真理、造福人类、引领未来、支撑发展支撑发展物理学为代表的科学精神：物理学为代表的科学精神：实证精神、理性精神、科学规范实证精神、理性精神、科学规范品格成就人才（爱因斯坦），品格成就人才（爱因斯坦），兴趣兴趣+崇高的价值观才能成才崇高的价值观才能成才3 3、如何学习物理学、如何学习物理学理想：独立思考，有广阔的视野，适合自理想：独立思考，有广阔的视野，适合自己的定位和目标己的定位和目标品格：艰苦奋斗，忍受挫折和失败，与人品格：艰苦奋斗，忍受挫折和失败，与人相处，愿意为别人服务，与别人分享，要相处，愿意为别人服务

14、与别人分享，要对得起自己，对得起别人对得起自己，对得起别人联合国教科文组织联合国教科文组织1111月月9 9日公布了日公布了20112011年度年度世界杰出女科学家奖获奖者名单，中国香世界杰出女科学家奖获奖者名单，中国香港大学的任咏华教授和另外港大学的任咏华教授和另外4 4位女科学家共位女科学家共同获得这一奖项（同获得这一奖项（1010万美元）。万美元）。贡献：发光材料、贡献：发光材料、光开关材料、光开关材料、太阳能创新技术太阳能创新技术 玛丽玛丽居里（居里（1867.11.71867.11.71934.7.41934.7.4）。世界著名科学家）。世界著名科学家.研研究放射性现象，发现镭和钋（究放射性现象，发现镭和钋（pp）两种天然放射性元素，一）两种天然放射性元素，一生两度获诺贝尔奖生两度获诺贝尔奖.1903.1903年年 诺贝尔物理学奖（与亨利诺贝尔物理学奖（与亨利贝克莱贝克莱尔和皮埃尔尔和皮埃尔居里共同获得）居里共同获得）,1911,1911年年 诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖一个人不仅要自信，一个人不仅要自信，更重要的是要自立。更重要的是要自立。自立是打开成功之门的钥匙，自立是打开成功之门的钥匙，自立也是力量的源泉自立也是力量的源泉，只有自立了才有真正意义上的自尊只有自立了才有真正意义上的自尊弱者坐待时机；弱者坐待时机；强者制造时机。强者制造时机。细推物理须行乐细推物理须行乐