《撩開物理學的神秘面紗》

1、第一章第一章 緒緒 論論魯科版（必修魯科版（必修1 1）物理學科的介紹物理學科的介紹 物理學是物理學是一門自然科學一門自然科學, ,它它起始于伽利略和牛起始于伽利略和牛頓的年代頓的年代, ,經過三經過三個多世紀的發(fā)展個多世紀的發(fā)展, ,已經成為一門眾多已經成為一門眾多分支分支, ,令人尊敬和令人尊敬和熱愛的基礎科學。熱愛的基礎科學。 它遠到宇宙深它遠到宇宙深處至咫尺之間，大到處至咫尺之間，大到廣袤蒼穹，小到微觀廣袤蒼穹，小到微觀粒子的浩瀚而又精細粒子的浩瀚而又精細的時空中，物理學研的時空中，物理學研究物質存在的基本形究物質存在的基本形式，以及它們的性質式，以及它們的性質和運動規(guī)律，因此說和運動

2、規(guī)律，因此說物理學是關于物理學是關于“萬物萬物之理之理”的學問并不為的學問并不為過。過。 滿天星斗循環(huán)往復、東起西落，是什滿天星斗循環(huán)往復、東起西落，是什么力量日月星辰有著這樣的運動規(guī)律？么力量日月星辰有著這樣的運動規(guī)律？太陽系圖譜 拋出的石頭、跳拋出的石頭、跳水運動員在空中水運動員在空中“劃出劃出”美麗的美麗的拋物線拋物線。 上述現象既神奇又平凡，看似毫不上述現象既神奇又平凡，看似毫不相干，然而卻隱藏著大自然的秘密相干，然而卻隱藏著大自然的秘密萬有引力定律。萬有引力定律。生活中的現象：靜電生活中的現象：靜電 閃電、梳子吸紙屑等現象，蘊藏著大自然閃電、梳子吸紙屑等現象，蘊藏著大自然的一個秘密的

3、一個秘密 靜電。靜電。 大自然充滿了奧秘。在天地之間，各種大自然充滿了奧秘。在天地之間，各種形態(tài)的物質展示著驚人的多樣和復雜，而在如形態(tài)的物質展示著驚人的多樣和復雜，而在如此多樣和復雜的大自然背后，卻隱藏著統一與此多樣和復雜的大自然背后，卻隱藏著統一與和諧的規(guī)律。和諧的規(guī)律。體現了自然多樣性與統一性。體現了自然多樣性與統一性。物理學的規(guī)律物理學的規(guī)律l物理學研究的內容物理學研究的內容: l物理學規(guī)律屬于大自然規(guī)律的一部分。物理學規(guī)律屬于大自然規(guī)律的一部分。物理學科與其它學科的聯系區(qū)別物理學科與其它學科的聯系區(qū)別物理科與其它科關注點不同。物理科與其它科關注點不同。物理學有許多分支：如力學、熱學、

4、電磁物理學有許多分支：如力學、熱學、電磁學、光學、統計物理學、量子力學、凝聚學、光學、統計物理學、量子力學、凝聚態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理等。態(tài)物理、原子和原子核物理、粒子物理等。與其它學科形成交叉學科：物理化學、生與其它學科形成交叉學科：物理化學、生物物理、地球物理等。物物理、地球物理等。以瀑布為例研究以瀑布為例研究： 古希臘時代古希臘時代, , 人們把對人們把對自然界觀察和思自然界觀察和思考，籠統地稱為考，籠統地稱為自然哲學。亞里自然哲學。亞里士多德首次提出士多德首次提出了物理學。了物理學。1609年，伽利略利用天文望遠鏡觀察年，伽利略利用天文望遠鏡觀察探索宇宙的奧秘探索宇宙的奧秘

5、古希臘人的探索：地球位于宇宙的中心古希臘人的探索：地球位于宇宙的中心地面附近的物質是由土、水、氣、火四地面附近的物質是由土、水、氣、火四種元素組成。種元素組成。公元公元100年后，天文學家托勒密完善了年后，天文學家托勒密完善了地心說。地心說的觀點一直持續(xù)了近兩地心說。地心說的觀點一直持續(xù)了近兩千年。千年。16世紀中葉，天文學家哥白尼在臨死時世紀中葉，天文學家哥白尼在臨死時發(fā)表了日心說理論，修正了地球靜止不發(fā)表了日心說理論，修正了地球靜止不動的觀念，為牛頓的天上和地下物理學動的觀念，為牛頓的天上和地下物理學的統一打下了基礎。的統一打下了基礎。觀察和實驗：物理學的重要基礎觀察和實驗：物理學的重要基

6、礎 17世紀世紀初，初，伽利略系統的伽利略系統的實驗和觀察的實驗和觀察的方法作為探究方法作為探究自然規(guī)律的重自然規(guī)律的重要手段。要手段。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！于是一切都光明了。上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都光明了。C、17世紀牛頓在伽利略、世紀牛頓在伽利略、開普勒等人研究成果的開普勒等人研究成果的基礎上，建立經典物理基礎上，建立經典物理學理論體系學理論體系 在牛頓力學在牛頓力學的基礎上，人的基礎上，人類對太空的探類對太空的探索的理論與實索的理論與實踐都取得了豐踐都取得了豐碩的成果。碩的成果。 1957年前蘇聯第一顆人造衛(wèi)星上天，年前

7、蘇聯第一顆人造衛(wèi)星上天，震驚了世界。震驚了世界。 19701970年中國發(fā)射了年中國發(fā)射了人造衛(wèi)星，成為全人造衛(wèi)星，成為全世界第五個發(fā)射人世界第五個發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。造衛(wèi)星的國家。 遠古人們遠古人們就夢想飛出地球就夢想飛出地球探索星空的奧秘。探索星空的奧秘。嫦娥奔月是廣為嫦娥奔月是廣為留傳的民間神話，留傳的民間神話，體現了人類了解體現了人類了解自然奧秘的渴望。自然奧秘的渴望。 1961年年4月月12日，日，前蘇聯成功地發(fā)前蘇聯成功地發(fā)射了第一艘射了第一艘東方東方號號“載人飛船。載人飛船。完成了人類第一完成了人類第一次環(huán)繞地球的飛次環(huán)繞地球的飛行。行。 17世紀，牛世紀，牛頓在前人研究頓在前人

8、研究成果的基礎上，成果的基礎上，建立了經典力建立了經典力學體系。這是學體系。這是現代意義上的現代意義上的物理學開端。物理學開端。 牛頓力學不僅牛頓力學不僅能幫助我們解能幫助我們解釋周圍的宏觀釋周圍的宏觀世界，而且讓世界，而且讓人類實現了登人類實現了登月夢想。月夢想。1999年年11月我月我國發(fā)射了國發(fā)射了“神神舟舟”1號飛船。號飛船。2003年年10月我月我國首次發(fā)射了國首次發(fā)射了“神舟神舟”5號號載人飛船。載人飛船。 18世紀到世紀到19世紀世紀,物理學家建立了熱力學理論和分子物理學家建立了熱力學理論和分子物理，發(fā)現了能量轉換和能量守恒定律后，開始探物理，發(fā)現了能量轉換和能量守恒定律后，開始

9、探索用內能轉化為機械能的方法來代替人力和畜力。索用內能轉化為機械能的方法來代替人力和畜力。 這一偉大的發(fā)現，是以瓦特發(fā)明蒸汽機為代表的。這一偉大的發(fā)現，是以瓦特發(fā)明蒸汽機為代表的。蒸汽動力的應用，使許多大型廠礦應運而生。蒸汽動力的應用，使許多大型廠礦應運而生。 蒸汽蒸汽機的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。機的發(fā)明，直接推動了第一次工業(yè)革命。 18世紀中期，富蘭克林通過著名的風箏實驗，世紀中期，富蘭克林通過著名的風箏實驗，將天電與地電統一起來。到了將天電與地電統一起來。到了19世紀，以庫侖、世紀，以庫侖、奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等為代表的物奧斯特、安培、法拉第、麥克斯韋等為代表的物理學家建

10、立了電磁學理論。理學家建立了電磁學理論。電磁技術的應用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人電磁技術的應用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。使人類進入電氣時代?，F在，電已經深入到人們的生類進入電氣時代?，F在，電已經深入到人們的生產、生活的方方面面。產、生活的方方面面。 第三次技術革命：第三次技術革命：20世紀初到現在，相對世紀初到現在，相對論和量子力學的建立，是物理學史上一場論和量子力學的建立，是物理學史上一場驚天動地的革命。推動原子能技術、電子驚天動地的革命。推動原子能技術、電子技術和空間技術的發(fā)展。技術和空間技術的發(fā)展。廣義相對論指出，廣義相對論指出，時空曲率將產生引力。時空曲率將產生引力。薛定諤薛定諤(18

11、87-1961)(1887-1961)奧地利人奧地利人創(chuàng)立量子力學創(chuàng)立量子力學用用STMSTM針尖移動的鐵原子針尖移動的鐵原子原子核物理學的進展，使人類直接利用射線原子核物理學的進展，使人類直接利用射線與核能成為現實。與核能成為現實。 20世紀，激光器、信息技術、超導技術、世紀，激光器、信息技術、超導技術、納米技術、生命科學的發(fā)展。納米技術、生命科學的發(fā)展。 信息技術改變了人們工作和生活方式，也使信息技術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。怎樣學好高中物理？關注三個方面：關注三個方面：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)

12、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知識與技能在在“知識與技能知識與技能”方面方面： 需要學習概念、定律、模型以及實驗技能。此外，需要學習概念、定律、模型以及實驗技能。此外，還應該了解物理學與自然、社會、科學技術的相還應該了解物理學與自然、社會、科學技術的相互關系?；リP系。 培養(yǎng)目標不同，教學內容的選取培養(yǎng)目標不同，教學內容的選取就不同，或者教學內容的側重點就不就不同，或者教學內容的側重點就不同。同。 過程與方法在“過程與方法”方面：需要經歷科學探究的過程，動手實踐，學習科學方法，體會科學思想，形成自主學習的能力。情感、態(tài)度、價值觀情感、態(tài)度、價值觀在在“情感態(tài)度價值觀情感態(tài)度價值觀”方面方面 需要培養(yǎng)學習物理的興趣和激情，感受自需要培養(yǎng)學習物理的興趣和激情，感受自然規(guī)律的和諧與奇妙，領悟其中的意義，養(yǎng)然規(guī)律的和諧與奇妙，領悟其中的意義，養(yǎng)成科