物理学与人类文明 (2)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,物理学与人类文明,高一,人教版,西安电子科技大学附属中学,雷战斌,伟大的中国,判天地之美，析万物之理,新四大发明是指,高铁、,支付宝,、,共享单车,和网购,。,2017,年,5,月，来自,一带一路,沿线的,20,国青年评选出了中国的,新四大发明,:,高铁、支付宝、共享单车和网购,2018,年,3,月,5,日，李克强总理在,2018,年,政府工作报告,中指出，将加快新旧发展动能接续转换，推动大数据、云计算、物联网广泛应用，新兴产业蓬勃发展，传统产业深刻重塑。“新四大发明”中移动支付、共享单车和网购都是以云为底层技术的应用场景创新。,新四大发明,1 2017,年我国成功研制第一台微波光子雷达样机,2,高超音速领域，我国超燃冲压世界第一,3,中国天眼,2,新材料领域，我国新研制的轻质热防护材料，采用仿生的陶瓷表面结构，耐热能力提高近万倍,4,世界上唯一的量子通信卫星，是中国发射的“墨子号,3,三维碳纤维编织技术，形成三维网格复材结构，避免了传统二维复材的界面分离问题。这些技术在航空上也有巨大价值，三维编织碳纤维风扇叶片就是我国自主研发,C919,空中客机的,LEAP,发动机的关键技术之一。,5,中国慧眼成功发射,6 2017,年,4,月,26,日上午，中国第二艘航空母舰也是我国首艘国产航母正式下水,7,2015,年,3,月世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生,8,2017,年,6,月,5,日至,7,日，全球首台,25MeV,质子直线加速器通过测试，标志着我国先进核裂变技术获得突破,该技术“可将铀资源利用率由不到,1%,提高到超过,95%,，有望使核裂变能从目前的百年变为近万年可持续、安全、清洁的战略能源。”,9,2016,年,8,月，中国量子卫星“墨子号”成功发射,“墨子号”的成功运行说明了目前中国在量子通信领域已经实现“弯道超车”，这也意味着中国将领跑全球首次完成卫星和地面之间的量子通信，构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。中国科学院联合研究团队将量子纠缠分发的世界纪录从百公里级提高到千公里级，并以每秒,1,对的速度在两个地面站间建立量子纠缠。,10,“复兴号”首发，中国高铁再揽世界第一,“复兴号”比之“和谐号”，不仅寿命提升了,50%,，长达,30,年，并且最高时速高达,400KM/H,、除此之外，车厢里还能提供充电、,wifi,等设施,11,超级计算机,每秒,9.3,亿亿次！这是“神威,太湖之光”的浮点运算速度。,2017,年,6,月，在德国发布的最新一期全球超级计算机,500,强榜单中，,“神威,太湖之光”凭借这一“超级速度”第三次出现在榜单榜首位置，实现三连冠,。,去年,11,月，基于“神威,太湖之光”，我国科研团队完成的,“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”应用项目获得了,2016,年超级计算机应用领域最高奖,“,戈登,贝尔”奖,，成为我国高性能计算发展史上的里程碑。,天河三号，每秒钟百亿亿次超级运算能力，,2018,年,5,月研制成功,12,三代核电技术,2017,年,8,月,16,日，我国自主研制的三代核电技术、国家大型先进压水堆重大专项,CAP1400,示范项目,1,号机组主管道热段,A,弯管完成，弯曲半径和弯曲角度符合设计要求。,CAP1400,成功研发，拥有自主知识产权，,实现了我国三代核电技术自主化，综合性能达到全球领先水平,。,13,北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统是全球四大卫星导航系统之一，也,使我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家,。,是国际海事组织认可和国际移动通信标准支持的全球卫星导航系统。在,2020,年形成全球服务能力后，将成为世界一流的全球卫星导航系统。,14,刷脸支付,刷脸支付的实现是基于人工智能的人脸识别技术，目前支付宝的人脸识别准确率已远超肉眼，且能够克服光线、表情、化妆、年龄甚至是整容的技术障碍。其独创的活体检测算法则能判断采集到的人脸信息是否为照片、视频等冒充。,此外，,人脸等生物识别信息，不仅能认证身份，结合人工智能分析，还能帮人们进行贷款理财，能精确实现身份认证，在降低网贷审核成本同时，还能提高效率和风控能力。,15,可燃冰技术的突破性进展,可燃冰被科学家们称之为天然气水合物，被认为是,21,世纪最具潜力的接替煤炭、石油和天然气的新型洁净能源之一。中国在世界上首次实现可燃冰试采成功，标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。,16,新一代喷气式大型客机,C919,在上海浦东机场成功起飞,C919,大飞机是中国自主研制的新一代喷气式干线客机，最大载客人数,174,人，最大航程超过,5000,公里，可以与波音,737,，空客,320,相媲美,物理学与人类文明,高中物理第一课,我们为什么要学习物理？,小组自主合作探究,1,请小组讨论后派代表交流成果。,一、物理学是一门有趣的学科：,更奇妙有趣的物理现象：,瓦,碎,蛋,全,声,音,把,玻,璃,震,碎,我们为什么要学习物理？,物理世界神奇美丽,通电的植物,我们为什么要学习物理？,信息与计算科学,物理学,高分子材料与工程,材料科学与工程,机械设计制造与自动化,工业设计,过程装备与控制工程,机械工程及其自动化,测控技术及其自动化,测控技术与仪器,电气工程及其自动化,自动化,电子信息工程,信息与通信工程,计算机科学与技术,电子科学与技术,信息工程,软件工程,建筑学,土木工程,工程力学,信息管理与信息系统,大气科学,地质力学,我们为什么要学习物理？,2018,年清华大学招生专业,学习物理的重要性：,1,、中华民族复兴现代化建设的需要。,2,、高考,3+x,科目中相关专业的设置。,3,、学习钱学森的,现代自然科学中的基础学科,（高级中学课本,语文,第二册（必修）,物理很有趣，物理很有用，物理能让我们考上好大学,1,、,物理学是自然科学的基础之一。,2,、,物理学是现代技术的基础。,3,、,物理学推动了社会的发展。,结 论,4,、物理学为进一步深造打下坚实的基础。,5,、,养成良好的思维习惯。,1,1,2,我们为什么要学习物理？,2,1,3,物理学及研究方法,物理学的影响,物理学的未来,1.1,什么是物理学,物理学研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律。,物理学还研究物质的内部结构，在不同层次上认识物质的各种组成部分及其相互作用，以及它们运动和相互转化的规律。,物理学是一门,自然,科学,.,物理学是一门,实验,科学，也,是一门崇尚,理性,、重视,逻辑,推理,的科学,.,1.1,什么是物理学,问题,1,：重的物体下落得快还是轻的物体下落得快？ ？,小组自主合作学习,1,问题,2,：如何用逻辑推理的方法论证我们的猜想？,问题,3,：如何利用身边的物品设计简单易行的实验来验,证我们的猜想？,请小组讨论后派代表交流成果。,1.2,物理学的一般研究方法,观察现象，提出问题,提出猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,总结与评估,交流与合作,1.3,高中物理学习模块,直线运动规律与牛顿运动定律,必修,1,曲线运动规律与能量守恒定律,必修,2,电磁场及恒定电流,选修,3-1,电磁感应、交流电与传感器,选修,3-2,热学,选修,3-3,振动、波、相对论,选修,3-4,动量、波粒二象性原子物理,选修,3-5,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,第一次科技革命（蒸汽机的广泛使用）,蒸汽火车,蒸汽轮船,纺纱车间,第二次科技革命（电力的广泛应用）,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,内燃机火车,第一架飞机,第一部电话,无线电报,第三次科技革命（原子核物理、航天、电磁学）,1946,年，世界上第一台电子计算机,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,原子弹,苏联,1957,年,10,月,中国,1970,年,4,月,1961,年,4,月 苏联 载人 东方号,2003,年,10,月 神五,落后近,13,年,落后,42,年,第三次科技革命（原子核物理、航天、电磁学）,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,2012,年,我国将于,2020,年前后建立一个,60,吨级的永久性载人空间站,第三次科技革命（原子核物理、航天、电磁学）,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,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。,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,”,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,只有细胞般大的纳米机器人,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,第四次科技革命（,20,世纪后期）,发展新能源被看成是第四次科技革命的核心任务。,石,岛,核,电,站,风力发电,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,第五次科技革命（互联网）,2.1,物理学的影响,物理学与社会进步,第六次科技革命（正向我们走来）,从科学角度看，可能是一次“,新生物学革命,”；,从技术角度看，可能是一次“,创生和再生革命,”；从产业角度看，可能是一次“,仿生和再生革命,”；从文明角度看，可能是一次“,再生和永生革命,”, ,2.2,物理学的影响,物理学中最基本的观念是“世界是由物质组成的，物质是不断运动着的，物质运动变化是有规律的，规律是可以被人们认识的”。这也是自古以来许多哲学家所持有的,朴素唯物主义思想,的渊源。,当伽利略等人抛弃古希腊哲学家们千余年来崇尚清谈的遗风，开创了实验物理的先河之后，“,实践是检验真理的唯一标准,”最先在物理学中成为共识。,思考：检验真理的唯一标准是什么？,物理学与思维观念,物理学的发展极大地推动了社会的进步，同时它也改变和扩展了人们的思维方式。,盖天说,地心说,日心说,浩瀚的宇宙,2.2,物理学的影响,物理学与思维观念,物理学的发展极大地推动了社会的进步，同时它也改变和扩展了人们的思维方式。,哈雷彗星,牛顿力学,机械,决定,论,蝴蝶效应,差之毫厘谬以千里,2.2,物理学的影响,物理学与思维观念,物理学的发展极大地推动了社会的进步，同时它也改变和扩展了人们的思维方式。,物理学的牛顿时代带来了社会文化的深刻变革：万有引力定律的发现让人们越来越相信，整个宇宙都遵循着统一的规律。哈雷关于彗星每,76,年回归地球一次的预言被证实，由此，人们形成了,“机械决定论”,的思维方式。,20,世纪,60,年代初，美国气象学家洛伦兹提出了,“蝴蝶效应”,，动摇了长期在人们头脑中占主导地位的机械决定论的思维方式。,2.2,物理学的影响,物理学与思维观念,思考：长期的天气预报可否实现？,牛顿,绝对时空,爱因斯坦,-,相对论,2.2,物理学的影响,物理学与思维观念,物理学的发展极大地推动了社会的进步，同时它也改变和扩展了人们的思维方式。,名人导学,洛伦兹将仅仅相差,0.0001,的两个初始条件输入一个数学方程，,计算得出的两条曲线不久就分道扬,镳，南辕北辙。据此，提出了,“,蝴蝶,效应,”,，也表现出无比,勇敢的创新精,神,和,严谨的科学态度,。,仅仅,0.13,的计算与观测,偏差，开普勒大胆地否定了天体,遵循完美的均匀圆周运动这一观,念，并用用三句简短的语言描述,了复杂的行星运动，表现出无比,勇敢的创新精神,和,严谨的科学态度,。,令人无比敬仰的科学精神,3,物理学的未来,1,、夸克为什么不能单独存在？,2,、寻找传递强相互作用的胶子的实验能否得出预期的结果？,3,、如果将量子力学和广义相对论结合起来，以解释宇宙的起源和演化？,4,、自然界中最常见的运动状态，往往既不是完全确定的，也不是完全随机的，而是介于二者之间，该如何解释？,更多的不解之谜,1,、做好课前预习,三、怎样学好物理？,1,、做好课前预习,2,、上课认真听讲,边听 边思考,如：引入物理量，大家就要思考：为什么要引入？为什么要这样引入？,得出物理规律，大家就要思考：是怎样得出来的？还要理解他的表达式和适用条件。,三、怎样学好物理？,1,、做好课前预习,2,、上课认真听讲,3,、多练习,作用： 巩固知识,加深理解,灵活运用,发现不足,要求：,独立解题,红笔较对,错题重做，标记难题,疑难不过夜,三、怎样学好物理？,1,、做好课前预习,2,、上课认真听讲,3,、多练习,4,、多总结,三、怎样学好物理？,如何学好高中物理？,1,、,眼,2,、,脑,3,、,耳,4,、,嘴,5,、,手,勤于观察，善于发现,勤想，多想，乐想,乐于倾听同伴意见、老师建议,勤于提问，善于交流,勤记，勤改，勤实验,学习感悟,通过本节课的学习，你有哪些收获和感悟？,名人导学,爱迪生从,11,岁,开始在家中的地下室里做实验，直到他,84,岁,逝世，整整做了,73,年,的实验，留下了,2500,册,实验记录。仅是“白炽灯”这一项发明，他就进行了,几千次,实验，有关的实验记录达,200,册,。,课后作业,1,、请查阅有关书籍或网站，进一步,了解物理学的发展和影响，写一篇,关于物理学未来的小论文或者你对物理学的理解，要求,2000,字左右。,参考网站：,