序言物理學(xué)研究物質(zhì)及其運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)高一上學(xué)期物理人教版

物理學(xué)：研究物質(zhì)及其運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)物理必修

第一冊

序言物理學(xué)概述物理學(xué)研究的特點(diǎn)物理學(xué)背后的科學(xué)精神物理學(xué)的應(yīng)用1324學(xué)習(xí)目錄物理學(xué)的未來如何學(xué)好高中物理56大自然的神奇

在它們的驅(qū)動下，人類對自然規(guī)律進(jìn)行著不懈的探索。

人類自古以來就對自然界充滿好奇。

日出日落、辰宿列張、春華秋實(shí)、寒來暑往，大自然的各種神奇現(xiàn)象讓人們驚嘆不已，強(qiáng)烈渴望弄清其背后的規(guī)律和聯(lián)系。

這種好奇心和人類提高生產(chǎn)力水平的需求，構(gòu)成了自然科學(xué)發(fā)展最主要的兩個(gè)動力。

物理學(xué)是這些探索過程中結(jié)出的最重要的果實(shí)之一。物理學(xué)概述——洞天察地，萬物之理天體運(yùn)動飛機(jī)運(yùn)動粒子對撞萌芽時(shí)期：正式誕生：亞里士多德（前384年～前322年）阿基米德（前287年～前212年）伽利略（1564～1642年）牛頓（1643～1727年）物理學(xué)概述物理學(xué)概述

經(jīng)過四個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，物理學(xué)已經(jīng)成為一門分支眾多、深刻影響當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展乃至人類社會文明進(jìn)步的基礎(chǔ)學(xué)科。原子核物理學(xué)粒子物理學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)天體物理學(xué)激光物理學(xué)等離子體物理學(xué)

物質(zhì)世界的空間尺度，從10-19m的夸克到1026m的類星體都是物理研究的范圍。因此，說物理學(xué)是關(guān)于“萬物之理”的學(xué)問并不為過。

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，也是一門崇尚理性、遵循邏輯推理的理論科學(xué)。

由于物質(zhì)世界紛繁復(fù)雜，有限的實(shí)驗(yàn)和觀察難以完全揭示其背后的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。因此，在依賴先進(jìn)的科學(xué)裝置的同時(shí)，物理學(xué)的發(fā)展也必須借助于強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具和大型計(jì)算技術(shù)，以及深刻的洞察力和豐富的想象力。

今天，物理學(xué)中的基本概念和理論、實(shí)驗(yàn)方法和手段，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于其他學(xué)科，極大地豐富了人類對物質(zhì)世界地認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)地創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步。物理學(xué)研究的特點(diǎn)——觀察現(xiàn)象，揭示本質(zhì)

物理學(xué)通過定量的實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治?，不斷地揭示出自然界的客觀規(guī)律和各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。其中有的和直覺吻合，也有很多與直覺不盡相同，需要通過嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)和思考，才能透過表象看到本質(zhì)。這些成果極大地豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，也展現(xiàn)了人類理性思維的巨大威力。地心說：日心說：地心說和日心說？

古人曾憑直覺認(rèn)為，地球是宇宙的中心。

16-17世紀(jì)，哥白尼、第谷和開普勒等人通過詳盡的觀測和分析，太陽是世界的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動。亞里士多德：伽利略：力和運(yùn)動？

必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就要靜止下來。

力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。

一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓：電和磁？

電能生磁，那磁能生電嗎？法拉第在磁生電，即發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律的過程中，說明了客觀與直覺是否一致，不能一概而論。一代代科學(xué)家在探究物理規(guī)律的過程中，總結(jié)了許多行之有效的研究方法。我們不但要學(xué)習(xí)物理知識，而且要學(xué)習(xí)和體會科學(xué)研究方法，并努力運(yùn)用它們解決各種實(shí)際問題。法拉第（1791-1867年）電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)法拉第用過的線圈物理學(xué)背后的科學(xué)精神——學(xué)以致知，客觀理性

首先是學(xué)以致知的探索精神。伽利略研究的力和運(yùn)動的問題、牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，當(dāng)時(shí)都屬于無用之學(xué)。正是這些看似沒有用的、以求知為目的的探索，使人們獲得了對自然規(guī)律完整深入的認(rèn)識。伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)器材萬有引力下的雙星運(yùn)動

物理學(xué)的發(fā)展和成就與它所蘊(yùn)含的科學(xué)精神密不可分。物理學(xué)背后的科學(xué)精神

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)權(quán)威的牛頓學(xué)說不適用于微觀和高速情況時(shí)，便認(rèn)真地對其進(jìn)行修正；1936年，大名鼎鼎的愛因斯坦向雜志投出一篇論文，審稿人和編輯發(fā)現(xiàn)論文有錯(cuò)，便毫不猶豫地指出并拒稿。愛因斯坦(1879～1955年)經(jīng)典力學(xué)不適用微觀高速運(yùn)動

其次是實(shí)事求是的客觀精神。物理學(xué)的目的是求真，猜想和論斷必須能經(jīng)受得住實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)和邏輯的推敲。物理學(xué)背后的科學(xué)精神

物理學(xué)科強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯分析，環(huán)環(huán)相扣，有原因才有結(jié)果。不合乎邏輯的地方必然意味著有問題，必須搞清楚。物理學(xué)的殿堂中，沒有詭辯者的位置。

還有理性分析的科學(xué)精神。伽利略斜面實(shí)驗(yàn)牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》手稿

需要指出的是，科學(xué)精神不僅對科學(xué)研究很重要，而且在社會生產(chǎn)、日常生活的各方面都是有價(jià)值的。

現(xiàn)代社會分工精細(xì)、節(jié)奏緊湊，很多時(shí)候“失之毫厘，差之千里”。這就要求我們在工作和生活中要做到實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真并且講求邏輯，敬畏和尊重客觀規(guī)律，從而提高效率、減少失誤。

另外，秉承實(shí)事求是和講求邏輯的精神，還會使我們在碰到問題的時(shí)候，面對現(xiàn)實(shí)、認(rèn)真分析，根據(jù)實(shí)際作出判斷與選擇，不盲從、不走極端。物理學(xué)的應(yīng)用——揭示自然，造福人類

技術(shù)的進(jìn)步又為物理學(xué)的研究提供了更為強(qiáng)大的手段，并引發(fā)人們對物理問題進(jìn)行更深入的思考，從而反過來促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。

物理學(xué)的發(fā)展，推動了工業(yè)、農(nóng)業(yè)和信息技術(shù)等方面的進(jìn)步，引發(fā)了一次次的產(chǎn)業(yè)革命，改變了人類的生產(chǎn)和生活方式。17世紀(jì)：18-19世紀(jì)：物理學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用

牛頓力學(xué)被廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)，大大推動了社會發(fā)展。

工程上對蒸汽機(jī)等熱機(jī)的改進(jìn)，引發(fā)了熱力學(xué)的巨大進(jìn)步。19-20世紀(jì)：20世紀(jì)以后：物理學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用

電磁學(xué)的發(fā)展使社會發(fā)生了巨大的變革，人類從此進(jìn)入了電氣時(shí)代。

隨著通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，當(dāng)今已處在信息時(shí)代。物理學(xué)的應(yīng)用

對原子核的認(rèn)識，使人們掌握了核能，建造了核電站，并發(fā)展了治療腫瘤的放療等技術(shù)。放療設(shè)備秦山核電站物理學(xué)的應(yīng)用

對固體中電子運(yùn)動的研究，引發(fā)了半導(dǎo)體工業(yè)的誕生，導(dǎo)致了晶體管、集成電路和大容量電子存儲技術(shù)的發(fā)明，從而使人們可以制造高性能電子計(jì)算機(jī)。中國超級計(jì)算機(jī)集成電路板物理學(xué)的應(yīng)用

對原子、分子物理和光學(xué)的深入研究引發(fā)了原子鐘、激光和光纖通訊等技術(shù)的誕生。激光通信中國星載原子鐘物理學(xué)的應(yīng)用

20世紀(jì)技術(shù)的迅猛發(fā)展，也大大推動了物理學(xué)的研究。利用工業(yè)手段人們制造了巨大的望遠(yuǎn)鏡和粒子加速器等設(shè)備。粒子加速器中國天眼物理學(xué)的應(yīng)用

毫不夸張地說，20世紀(jì)是物理學(xué)的世紀(jì)，人們每時(shí)每刻都在享受物理學(xué)發(fā)展帶來的果實(shí)。今天世界的整個(gè)面貌，都和物理學(xué)的巨大進(jìn)步密不可分。物理學(xué)的未來——前景廣闊，充滿挑戰(zhàn)

19世紀(jì)下半葉，以力學(xué)、熱學(xué)和電磁學(xué)為主要內(nèi)容的經(jīng)典物理學(xué)，幾乎能解釋當(dāng)時(shí)已知的所有物理現(xiàn)象。因此，當(dāng)20世紀(jì)第一個(gè)春天來臨之際，英國物理學(xué)家開爾文在“新春獻(xiàn)詞”的演說中躊躇滿志地宣告：“科學(xué)大廈已經(jīng)基本建成……后輩物理學(xué)家只需做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了?！钡捯魟偮?，他的預(yù)言就被一個(gè)接一個(gè)的重大發(fā)現(xiàn)所打破。開爾文(1824～1907年)物理學(xué)的未來物理學(xué)的未來

那么，21世紀(jì)還會有重要的發(fā)現(xiàn)嗎？

著名法國物理學(xué)家、諾貝爾得獎(jiǎng)主德布羅意在《物理學(xué)的未來》一文中說：“我們的知識越是發(fā)展，自然就越是以其多種表現(xiàn)證明它擁有無盡的財(cái)富，甚至在很先進(jìn)的科學(xué)領(lǐng)域，如物理學(xué)，我們也沒有理由認(rèn)為我們已經(jīng)‘耗盡’了自然財(cái)富，或者認(rèn)為我們已經(jīng)接近完整地掌握了自然界的全部財(cái)富?！?/p>

事實(shí)正是這樣。當(dāng)前還有許多困擾物理學(xué)的難題。物理學(xué)的未來宇宙的起源是什么？夸克為什么不能單獨(dú)存在?

物理學(xué)如同一座被建設(shè)的很壯觀的大廈，但尚未完工，也許永遠(yuǎn)也不會完工，更壯觀的還在后面，還在等待著我們?nèi)ソㄔO(shè)和探索。物理學(xué)的未來

同學(xué)們，科學(xué)的道路任重道遠(yuǎn)，充滿挑戰(zhàn)，讓我們拿起接力棒，把物理學(xué)這座大廈建設(shè)得更雄偉壯觀吧！如何制造方便使用的超導(dǎo)材料？如何使用清潔能源？如何提升計(jì)算機(jī)性能？如何學(xué)好高中物理——重在理解，學(xué)會運(yùn)用高中物理學(xué)習(xí)的核心素