高一物理必修1緒論揭開物理學(xué)的神秘面紗

1、.1.21、什么是物理學(xué)？3、我們該如何學(xué)好物理？2、物理學(xué)做了什么？.31、什么是物理學(xué)？.4 物：宇宙萬物 理：一切法則 物理學(xué)研究： （1）物質(zhì)存在的基本形式，以及他們的性質(zhì)和運(yùn)動的規(guī)律； （2）物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在不同層次上認(rèn)識物質(zhì)的各種組成部分及其相互作用，以及它們的運(yùn)動和轉(zhuǎn)化規(guī)律。.5物理學(xué)科的介紹物理學(xué)科的介紹 物理學(xué)是一門自然科學(xué),它起始于伽利略和牛頓的年代,經(jīng)過三個多世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)成為一門眾多分支,令人尊敬和熱愛的基礎(chǔ)科學(xué)。 它遠(yuǎn)到宇宙深處至它遠(yuǎn)到宇宙深處至咫尺之間，大到廣袤咫尺之間，大到廣袤蒼穹，小到微觀粒子蒼穹，小到微觀粒子的浩瀚而又精細(xì)的時的浩瀚而又精細(xì)的時空中，物理學(xué)

2、研究物空中，物理學(xué)研究物質(zhì)存在的基本形式，質(zhì)存在的基本形式，以及它們的性質(zhì)和運(yùn)以及它們的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律，因此說物理動規(guī)律，因此說物理學(xué)是關(guān)于學(xué)是關(guān)于“萬物之理萬物之理”的學(xué)問并不為過。的學(xué)問并不為過。.6.7我們的宇宙我們的宇宙.8.9物理的追求是：.102 2、物理學(xué)做了什么？、物理學(xué)做了什么？.11古希臘時代古希臘時代, 人們把自人們把自然界觀察和思然界觀察和思考，籠統(tǒng)地稱考，籠統(tǒng)地稱為自然哲學(xué)。為自然哲學(xué)。亞里士多德首亞里士多德首次提出了物理次提出了物理學(xué)。學(xué)。1609年，伽利略利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察年，伽利略利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘.12觀察和實(shí)驗：物理學(xué)的重要基礎(chǔ)觀

3、察和實(shí)驗：物理學(xué)的重要基礎(chǔ)17世紀(jì)初，世紀(jì)初，伽利略系統(tǒng)伽利略系統(tǒng)的的實(shí)驗和觀察實(shí)驗和觀察的的方法作為探方法作為探究究自然規(guī)律的自然規(guī)律的重重要手段。要手段。.13 自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中：自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中：上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明。經(jīng)典物理學(xué)理論經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者體系的建立者.1417世紀(jì)，牛頓在世紀(jì)，牛頓在前人研究成果的前人研究成果的基礎(chǔ)上，建立了基礎(chǔ)上，建立了經(jīng)典力學(xué)體系。經(jīng)典力學(xué)體系。這是現(xiàn)代意義上這是現(xiàn)代意義上的物理學(xué)開端。的物理學(xué)開端。牛頓力學(xué)不僅能牛頓力學(xué)不僅能幫助我們解釋周幫助我們解釋周圍的宏觀世界

4、，圍的宏觀世界，而且讓人類實(shí)現(xiàn)而且讓人類實(shí)現(xiàn)了登月夢想。了登月夢想。.15牛頓的衛(wèi)星發(fā)射原理圖牛頓的衛(wèi)星發(fā)射原理圖.16中國的全球定位系統(tǒng)中國的全球定位系統(tǒng)美國：GPS系統(tǒng)俄羅斯：格洛納斯系統(tǒng)歐洲：伽利略系統(tǒng)日本：準(zhǔn)天頂星系統(tǒng).17我們學(xué)習(xí)和我們學(xué)習(xí)和生活的地方生活的地方衛(wèi)星照片衛(wèi)星照片.18 1999年11月我國發(fā)射了“神舟”1號飛船。 2003年10月我國首次發(fā)射了“神舟”5號載人飛船。 2010年10月發(fā)射“嫦娥二號”衛(wèi)星人類對太空的不懈追求人類對太空的不懈追求.19D：18世紀(jì)到世紀(jì)到19世紀(jì)世紀(jì),物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理學(xué)家建立了熱力學(xué)理論和分子物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守

5、恒定律后，開始探物理，發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換和能量守恒定律后，開始探索用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。索用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方法來代替人力和畜力。 這一偉大的發(fā)現(xiàn)，是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。這一偉大的發(fā)現(xiàn)，是以瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)為代表的。蒸汽動力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。蒸汽動力的應(yīng)用，使許多大型廠礦應(yīng)運(yùn)而生。 蒸汽蒸汽機(jī)的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。機(jī)的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。.20“完美完美”的經(jīng)典物理學(xué)的經(jīng)典物理學(xué) 在在19世紀(jì)末，隨著麥克斯韋電磁學(xué)理論的世紀(jì)末，隨著麥克斯韋電磁學(xué)理論的建立和完善，大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為物理學(xué)建立和完善，大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)是一個近

6、乎完美的理論，整個物理天已經(jīng)是一個近乎完美的理論，整個物理天空已經(jīng)一片晴朗?？找呀?jīng)一片晴朗。 只是在天空的角落里緩緩的飄著兩朵小小只是在天空的角落里緩緩的飄著兩朵小小的的“烏云烏云”，很多人都認(rèn)為它們無關(guān)大雅。，很多人都認(rèn)為它們無關(guān)大雅。 結(jié)果正是這兩朵小小的結(jié)果正是這兩朵小小的“烏云烏云”帶來了翻帶來了翻天覆地的革命。天覆地的革命。.2120世紀(jì)初，相對論和量子力學(xué)的建立，是物世紀(jì)初，相對論和量子力學(xué)的建立，是物理學(xué)史上一場驚天動地的革命。理學(xué)史上一場驚天動地的革命。廣義相對論指出，廣義相對論指出，時空曲率將產(chǎn)生引力。時空曲率將產(chǎn)生引力。波爾波爾(1885-1962)(1885-1962)丹

7、麥人丹麥人創(chuàng)立量子力學(xué)創(chuàng)立量子力學(xué)用用STMSTM針尖移動的鐵原子針尖移動的鐵原子.22 核反應(yīng)與核輻射核反應(yīng)與核輻射.23福島核電站爆炸前福島核電站爆炸前福島核電站爆炸后福島核電站爆炸后.24關(guān)于量子力學(xué)與經(jīng)典世界的對比關(guān)于量子力學(xué)與經(jīng)典世界的對比1、隧道效應(yīng)的滑雪圖、隧道效應(yīng)的滑雪圖 .252、薛定諤的貓薛定諤的貓 一個箱子里有一只活貓、一瓶毒藥和一個盒子，盒一個箱子里有一只活貓、一瓶毒藥和一個盒子，盒子里有放射性原子和一個激發(fā)裝置。當(dāng)放射性原子子里有放射性原子和一個激發(fā)裝置。當(dāng)放射性原子衰變放射出一個衰變放射出一個粒子時，激發(fā)裝置被激活，打破粒子時，激發(fā)裝置被激活，打破盛有毒藥的瓶子，釋

8、放毒藥毒死那只可憐的貓。如盛有毒藥的瓶子，釋放毒藥毒死那只可憐的貓。如果放射性原子不衰變，瓶子就不會打破，毒藥也不果放射性原子不衰變，瓶子就不會打破，毒藥也不會釋放，貓就仍然活著。按照量子力學(xué)疊加原理，會釋放，貓就仍然活著。按照量子力學(xué)疊加原理，放射性原子總是處在衰變與不衰變的疊加狀態(tài)，貓放射性原子總是處在衰變與不衰變的疊加狀態(tài)，貓就因此處在就因此處在“或死或活或死或活”的不定狀態(tài)。的不定狀態(tài)。 .26 當(dāng)今量子物理研究的熱點(diǎn)當(dāng)今量子物理研究的熱點(diǎn).2720世紀(jì)，激光器、信息技術(shù)、超世紀(jì)，激光器、信息技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學(xué)導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學(xué)的發(fā)展。的發(fā)展。 .28 信息技術(shù)

9、改變了人們工作和生活方式，也使信息技術(shù)改變了人們工作和生活方式，也使人們的觀念發(fā)生了深刻變化。人們的觀念發(fā)生了深刻變化。.29怎樣學(xué)好高中物理？怎樣學(xué)好高中物理？關(guān)注三個方面：關(guān)注三個方面：1、知識與技能、知識與技能2、過程與方法、過程與方法3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀另外：對高中物理課程的了解另外：對高中物理課程的了解.30高中課程教材特點(diǎn)高中課程教材特點(diǎn) 必修 物理1 物理2 選修 三個模塊 選修1-1 選修1-2 人文與社會發(fā)展選修2-1 選修2-2 物理學(xué)的實(shí)踐與實(shí)用性選修3-1 選修3-2 選修3-3 選修3-4 選修3-5 全面展示物理學(xué)的基本內(nèi)容，以及技術(shù)應(yīng)用，對經(jīng)

10、濟(jì)社會影響。.31注意學(xué)習(xí)的注意學(xué)習(xí)的“五步學(xué)習(xí)法五步學(xué)習(xí)法”預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)聽課聽課作業(yè)作業(yè)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)小結(jié)小結(jié).32物理發(fā)展史上幾次著名的爭論物理發(fā)展史上幾次著名的爭論1、“日心說”與“地心說”之爭 公元前140年左右，天文學(xué)家托勒密完善了地心說。地心說的觀點(diǎn)一直持續(xù)了近兩千年。 十六世紀(jì)，波蘭天文學(xué)家哥白尼經(jīng)過近四十年的辛勤研究，在分析過去的大量資料和自己長期觀測的基礎(chǔ)上，于1543年在臨死前出版的天體運(yùn)行論中，系統(tǒng)地提出了日心說。為牛頓的天上和地下物理學(xué)的統(tǒng)一打下了基礎(chǔ)。 為了真理伽利略被判終身監(jiān)禁，布魯諾被處以火刑。.332、光到底是什么？光到底是什么？17世紀(jì)形成了兩種學(xué)說：世紀(jì)形成了兩種學(xué)說

11、：由于早期的波動說不能用數(shù)學(xué)作嚴(yán)格的表達(dá)和分由于早期的波動說不能用數(shù)學(xué)作嚴(yán)格的表達(dá)和分析、牛頓在物理界的威望，微粒說一直占上風(fēng)。析、牛頓在物理界的威望，微粒說一直占上風(fēng)。牛頓牛頓微粒說微粒說光是從光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒，光是從光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒，能解釋光的直進(jìn)、反射現(xiàn)象。能解釋光的直進(jìn)、反射現(xiàn)象。牛頓牛頓惠更斯惠更斯波動說波動說認(rèn)為光是在空間傳播的某種波，認(rèn)為光是在空間傳播的某種波，能解釋能解釋-同時發(fā)生反射和折同時發(fā)生反射和折射、幾束光相遇而互不干擾。射、幾束光相遇而互不干擾?；莞够莞?34麥克斯韋麥克斯韋電電磁說磁說( (十九十九世紀(jì)世紀(jì)) )麥克斯韋認(rèn)為光是一種電磁波麥克斯韋認(rèn)為

12、光是一種電磁波, ,赫茲用赫茲用實(shí)驗證實(shí)了光的電磁本性實(shí)驗證實(shí)了光的電磁本性. .光是電磁波光是電磁波的主要依據(jù)：的主要依據(jù)：傳播都不需介質(zhì)傳播都不需介質(zhì). .都都是橫波是橫波. .在真空中傳播速度相同在真空中傳播速度相同麥克斯韋麥克斯韋愛因斯坦愛因斯坦這兒的粒這兒的粒子不同于子不同于牛頓所說牛頓所說的微粒。的微粒。但是，但是，1919世紀(jì)末又發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)象世紀(jì)末又發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)象- -光電效應(yīng)，用波動性無法解光電效應(yīng)，用波動性無法解釋。光子說解釋了光電效應(yīng)。釋。光子說解釋了光電效應(yīng)。愛因斯坦愛因斯坦光光子說子說(20(20世世紀(jì)紀(jì)) ) * * 19世紀(jì)初，在實(shí)驗中觀世紀(jì)初，在實(shí)驗中觀察到光的干涉和衍

13、射現(xiàn)象，察到光的干涉和衍射現(xiàn)象，不能用微粒說解釋，因而不能用微粒說解釋，因而證明了波動說的正確性。證明了波動說的正確性。托馬斯托馬斯.楊楊.35光到底是什么？光到底是什么？愛因斯坦愛因斯坦托馬斯托馬斯.楊楊牛頓牛頓惠更斯惠更斯麥克斯韋麥克斯韋結(jié)論：光既具有波粒二象性結(jié)論：光既具有波粒二象性康普頓康普頓.36 3、愛因斯坦與波爾之爭、愛因斯坦與波爾之爭 愛因斯坦和玻爾圍繞量子力學(xué)問題的爭論是科愛因斯坦和玻爾圍繞量子力學(xué)問題的爭論是科學(xué)認(rèn)識史上最著名的爭論。學(xué)認(rèn)識史上最著名的爭論。 從從1927年開始一直到年開始一直到1955年愛因斯坦去世，這些爭論一直都在進(jìn)行著，年愛因斯坦去世，這些爭論一直都在進(jìn)行著，波爾也正是在解釋愛因斯坦的一個個的問題中使波爾也正是在解釋愛因斯坦的一個個的問題中使得量子力學(xué)理論得以迅速發(fā)展和完善，從而使得得量子力學(xué)理論得以迅速發(fā)展和完善，從而使得激光、納米技術(shù)等被發(fā)明及應(yīng)用。激光、納米技術(shù)等被發(fā)明及應(yīng)用。.37 可見，在探尋真理的過程中，科學(xué)家們長可見，在探尋真理的過程中，科學(xué)家們長期堅持不懈地進(jìn)行