我心中的近代物理

1、我心中的近代物理“呈天地之美，析萬物之理”，這就是我心中的物理。她引導我怎樣學，也引導我如何教。    物理的教學要展現(xiàn)自然的奧秘，呈現(xiàn)天地的奇美。物理是在解讀自然，而自然是千奇百怪水有反常膨脹，月有陰晴圓缺，物快不過光速，質冷不致零開自然有太多的奇妙，奇得令人震撼，妙得令人肅敬。四大定律表現(xiàn)的牛頓力學，將天上地下統(tǒng)一起來；正弦曲線的時間對稱，光路可逆的空間對稱，斜拋運動的時空對稱，靜電力和萬有引力的形式對稱，昭示了自然的神秘和幽邈；物質、能量、動量三大定律的存在恰是物理世界和諧共依的完美體現(xiàn)。物理學的美具有驚人的簡單，神秘的對稱，奇妙的和諧。二十世紀初, 相對論

2、和量子力學相繼誕生, 標志著物理學的發(fā)展進仗了一個新的階段, 即近代物理學階段。從近代物理學誕生到現(xiàn)在的幾十年來,向著三個方面深人發(fā)展；一是向微觀世界的深處探索, 研究物質的微觀結構、相互作用和相互轉化運動的規(guī)律；二是向廣裹無界的宇宙擴展, 與天文學結合, 研究大尺度天區(qū)的結構、運行和演化；三是向其他學科的廣泛滲透, 研究更加復雜的物質結構和運動現(xiàn)象研究化學和生物過程的規(guī)律。近代物理以相對論和量子力學為理論核心它們對經典物理學原理作了根本改造并且彼廣泛地應用于物理學的所有領域；原子物理、原子核物理，基本粒子物理、凝聚態(tài)物理、等離子體物理等, 從而促進了對各類固體材料、半導體、激光、超導、超流、

3、新能源的研究, 可以說, 我們這個二十世紀世界的現(xiàn)代生產技術一刻也離不開近代物理。不僅如此, 近代物理學的基本理論已經對其他自然科學產生了不可磨滅的影響。所以, 認為近代物理學是整個自然科學的現(xiàn)代技術的基礎是很有道理的。近代物理學的蓬勃發(fā)展, 使人類對物質世界的認識深入到新的層次和領域為現(xiàn)代自然科學和技術科學提供了理論基礎, 產生了一系列高新技術, 對社會的發(fā)展產生了巨大影響。1.近代物理的理論基礎從1905年到2005 年, 100年的時間里近代物理學取得了舉世矚目的成就。1905年,愛因斯坦發(fā)表了5篇論文,掀起了一場影響百年的物理革命。至今,愛因斯坦的科學思想和科學成果仍改變著物理學和整個

4、科學世界, 愛因斯坦的論文涉及了光量子假說, 分子運動論, 狹義相對論三個領域, 并為其奠定了理論基礎。光電子理論, 將光看成是具有量子性質, 給出公式E=hv; 分子運動論, 從實驗上證明了分子、原子的存在; 狹義相對論, 給出質能方程E=mc2。在理論上, 相對論與量子力學成為物理學乃至整個自然科學領域的支柱, 囊括了從宇宙系統(tǒng)到分子、原子、原子核、夸克5 個層次, 在深度上4 種基本相互作用正在逐漸走向統(tǒng)一, 物質世界的本質正被逐步揭開。2.近代物理的研究內容普通物理學的經典部分的邏輯結構是以運動形態(tài)來劃分的。而近代物理學已不能用運動形態(tài)來劃分, 合理的邏輯結構是以物質“層次”來劃分,

5、可分為天體物理、凝聚態(tài)物理(含固體)、原子物理(含分子)、原子核物理、粒子物理(含粒子天體物理), 而相對論和量子理論貫穿其中。量子理論不僅研究微觀層次, 在宏觀領域中也有其身影。物理結構的各層次也不是截然分割的, 宏觀的宇宙起源、恒星演化與微觀粒子運動變化規(guī)律息息相關, 量子論與相對論在這里共同起作用,各種相互作用在這里又完美地統(tǒng)一。天體物理則作為相對論的應用, 因為相對論的許多可觀測效應, 如引力紅移、水星近日點進動、黑洞等都是天體物理問題。近代物理的現(xiàn)象及規(guī)律都很抽象, 不像經典物理那樣直觀易解, 無論是天體的演化、時空的彎曲、微觀粒子的相互作用、電子云等等都可以借助計算機模擬, 許多近

6、代物理實驗由于條件所限無法開設, 也可通過計算機進行模擬實驗。3.近代物理對社會進步的影響近代物理改造了人們的思想方法, 并對哲學思想產生深刻的影響, 它啟發(fā)人們必須自覺地樹立辯證唯物主義世界觀和方法論。近代物理的發(fā)展所產生的高新技術在工業(yè)生產上的應用已經引起第三次技術革命, 并正在引起高新技術革命, 使人類社會進入信息時代。近代物理的發(fā)展所產生的高新技術應用在農業(yè)生產上, 可促使農業(yè)增產和發(fā)展,引起革命性變化。近代物理的理論、技術和方法已應用到醫(yī)學和生命科學領域, 對推動醫(yī)學和生命科學的研究起著重大作用。4.近代物理的應用前景近代物理學的最大特點是科學與技術的相互依存。近代物理學的發(fā)展產生了許多新技術, 而許多技術領域的突破, 也給近代物理學的發(fā)展創(chuàng)造了條件。從光纖通訊技術到生命科學、醫(yī)學、材料科學, 幾乎每一項重大突破都離不開物理提供的理論基礎和技術手段。目前本世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g大多是與近代物理相聯(lián)系的, 例如: 激光、納米技術、液晶、超導、等離子技術等等, 這些技術將可能引導下一世紀的科學、技術、工業(yè)的革命。5.結語在近代物理學的發(fā)展中,愛因斯坦所起的重要作用是無可比擬和不可替代的。愛因斯坦對光電效應的開創(chuàng)性研究和卓越見識,促進了量子力學和激光物理的發(fā)展;對原子的存在和對布郎運動的研究,促進了現(xiàn)代統(tǒng)計物理和固體物理