高一物理必修1绪论揭开物理学的神秘面纱

1、.1.21、什么是物理学？3、我们该如何学好物理？2、物理学做了什么？.31、什么是物理学？.4 物：宇宙万物 理：一切法则 物理学研究： （1）物质存在的基本形式，以及他们的性质和运动的规律； （2）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，以及它们的运动和转化规律。.5物理学科的介绍物理学科的介绍 物理学是一门自然科学,它起始于伽利略和牛顿的年代,经过三个多世纪的发展,已经成为一门众多分支,令人尊敬和热爱的基础科学。 它远到宇宙深处至它远到宇宙深处至咫尺之间，大到广袤咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时的浩瀚而又精细的时空中，物理学

2、研究物空中，物理学研究物质存在的基本形式，质存在的基本形式，以及它们的性质和运以及它们的性质和运动规律，因此说物理动规律，因此说物理学是关于学是关于“万物之理万物之理”的学问并不为过。的学问并不为过。.6.7我们的宇宙我们的宇宙.8.9物理的追求是：.102 2、物理学做了什么？、物理学做了什么？.11古希腊时代古希腊时代, 人们把自人们把自然界观察和思然界观察和思考，笼统地称考，笼统地称为自然哲学。为自然哲学。亚里士多德首亚里士多德首次提出了物理次提出了物理学。学。1609年，伽利略利用天文望远镜观察年，伽利略利用天文望远镜观察探索宇宙的奥秘探索宇宙的奥秘.12观察和实验：物理学的重要基础观

3、察和实验：物理学的重要基础17世纪初，世纪初，伽利略系统伽利略系统的的实验和观察实验和观察的的方法作为探方法作为探究究自然规律的自然规律的重重要手段。要手段。.13 自然界和自然规律隐藏在黑暗中：自然界和自然规律隐藏在黑暗中：上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。经典物理学理论经典物理学理论体系的建立者体系的建立者.1417世纪，牛顿在世纪，牛顿在前人研究成果的前人研究成果的基础上，建立了基础上，建立了经典力学体系。经典力学体系。这是现代意义上这是现代意义上的物理学开端。的物理学开端。牛顿力学不仅能牛顿力学不仅能帮助我们解释周帮助我们解释周围的宏观世界

4、，围的宏观世界，而且让人类实现而且让人类实现了登月梦想。了登月梦想。.15牛顿的卫星发射原理图牛顿的卫星发射原理图.16中国的全球定位系统中国的全球定位系统美国：GPS系统俄罗斯：格洛纳斯系统欧洲：伽利略系统日本：准天顶星系统.17我们学习和我们学习和生活的地方生活的地方卫星照片卫星照片.18 1999年11月我国发射了“神舟”1号飞船。 2003年10月我国首次发射了“神舟”5号载人飞船。 2010年10月发射“嫦娥二号”卫星人类对太空的不懈追求人类对太空的不懈追求.19D：18世纪到世纪到19世纪世纪,物理学家建立了热力学理论和分子物理学家建立了热力学理论和分子物理，发现了能量转换和能量守

5、恒定律后，开始探物理，发现了能量转换和能量守恒定律后，开始探索用内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。索用内能转化为机械能的方法来代替人力和畜力。 这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。这一伟大的发现，是以瓦特发明蒸汽机为代表的。蒸汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。蒸汽动力的应用，使许多大型厂矿应运而生。 蒸汽蒸汽机的发明，直接推动了第一次工业革命。机的发明，直接推动了第一次工业革命。.20“完美完美”的经典物理学的经典物理学 在在19世纪末，随着麦克斯韦电磁学理论的世纪末，随着麦克斯韦电磁学理论的建立和完善，大多数科学家都认为物理学建立和完善，大多数科学家都认为物理学已经是一个近

6、乎完美的理论，整个物理天已经是一个近乎完美的理论，整个物理天空已经一片晴朗。空已经一片晴朗。 只是在天空的角落里缓缓的飘着两朵小小只是在天空的角落里缓缓的飘着两朵小小的的“乌云乌云”，很多人都认为它们无关大雅。，很多人都认为它们无关大雅。 结果正是这两朵小小的结果正是这两朵小小的“乌云乌云”带来了翻带来了翻天覆地的革命。天覆地的革命。.2120世纪初，相对论和量子力学的建立，是物世纪初，相对论和量子力学的建立，是物理学史上一场惊天动地的革命。理学史上一场惊天动地的革命。广义相对论指出，广义相对论指出，时空曲率将产生引力。时空曲率将产生引力。波尔波尔(1885-1962)(1885-1962)丹

7、麦人丹麦人创立量子力学创立量子力学用用STMSTM针尖移动的铁原子针尖移动的铁原子.22 核反应与核辐射核反应与核辐射.23福岛核电站爆炸前福岛核电站爆炸前福岛核电站爆炸后福岛核电站爆炸后.24关于量子力学与经典世界的对比关于量子力学与经典世界的对比1、隧道效应的滑雪图、隧道效应的滑雪图 .252、薛定谔的猫薛定谔的猫 一个箱子里有一只活猫、一瓶毒药和一个盒子，盒一个箱子里有一只活猫、一瓶毒药和一个盒子，盒子里有放射性原子和一个激发装置。当放射性原子子里有放射性原子和一个激发装置。当放射性原子衰变放射出一个衰变放射出一个粒子时，激发装置被激活，打破粒子时，激发装置被激活，打破盛有毒药的瓶子，释

8、放毒药毒死那只可怜的猫。如盛有毒药的瓶子，释放毒药毒死那只可怜的猫。如果放射性原子不衰变，瓶子就不会打破，毒药也不果放射性原子不衰变，瓶子就不会打破，毒药也不会释放，猫就仍然活着。按照量子力学叠加原理，会释放，猫就仍然活着。按照量子力学叠加原理，放射性原子总是处在衰变与不衰变的叠加状态，猫放射性原子总是处在衰变与不衰变的叠加状态，猫就因此处在就因此处在“或死或活或死或活”的不定状态。的不定状态。 .26 当今量子物理研究的热点当今量子物理研究的热点.2720世纪，激光器、信息技术、超世纪，激光器、信息技术、超导技术、纳米技术、生命科学导技术、纳米技术、生命科学的发展。的发展。 .28 信息技术

9、改变了人们工作和生活方式，也使信息技术改变了人们工作和生活方式，也使人们的观念发生了深刻变化。人们的观念发生了深刻变化。.29怎样学好高中物理？怎样学好高中物理？关注三个方面：关注三个方面：1、知识与技能、知识与技能2、过程与方法、过程与方法3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观另外：对高中物理课程的了解另外：对高中物理课程的了解.30高中课程教材特点高中课程教材特点 必修 物理1 物理2 选修 三个模块 选修1-1 选修1-2 人文与社会发展选修2-1 选修2-2 物理学的实践与实用性选修3-1 选修3-2 选修3-3 选修3-4 选修3-5 全面展示物理学的基本内容，以及技术应用，对经

10、济社会影响。.31注意学习的注意学习的“五步学习法五步学习法”预习预习听课听课作业作业复习复习小结小结.32物理发展史上几次著名的争论物理发展史上几次著名的争论1、“日心说”与“地心说”之争 公元前140年左右，天文学家托勒密完善了地心说。地心说的观点一直持续了近两千年。 十六世纪，波兰天文学家哥白尼经过近四十年的辛勤研究，在分析过去的大量资料和自己长期观测的基础上，于1543年在临死前出版的天体运行论中，系统地提出了日心说。为牛顿的天上和地下物理学的统一打下了基础。 为了真理伽利略被判终身监禁，布鲁诺被处以火刑。.332、光到底是什么？光到底是什么？17世纪形成了两种学说：世纪形成了两种学说

11、：由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分由于早期的波动说不能用数学作严格的表达和分析、牛顿在物理界的威望，微粒说一直占上风。析、牛顿在物理界的威望，微粒说一直占上风。牛顿牛顿微粒说微粒说光是从光源发出的一种物质微粒，光是从光源发出的一种物质微粒，能解释光的直进、反射现象。能解释光的直进、反射现象。牛顿牛顿惠更斯惠更斯波动说波动说认为光是在空间传播的某种波，认为光是在空间传播的某种波，能解释能解释-同时发生反射和折同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰。射、几束光相遇而互不干扰。惠更斯惠更斯.34麦克斯韦麦克斯韦电电磁说磁说( (十九十九世纪世纪) )麦克斯韦认为光是一种电磁波麦克斯韦认为

12、光是一种电磁波, ,赫兹用赫兹用实验证实了光的电磁本性实验证实了光的电磁本性. .光是电磁波光是电磁波的主要依据：的主要依据：传播都不需介质传播都不需介质. .都都是横波是横波. .在真空中传播速度相同在真空中传播速度相同麦克斯韦麦克斯韦爱因斯坦爱因斯坦这儿的粒这儿的粒子不同于子不同于牛顿所说牛顿所说的微粒。的微粒。但是，但是，1919世纪末又发现了现象世纪末又发现了现象- -光电效应，用波动性无法解光电效应，用波动性无法解释。光子说解释了光电效应。释。光子说解释了光电效应。爱因斯坦爱因斯坦光光子说子说(20(20世世纪纪) ) * * 19世纪初，在实验中观世纪初，在实验中观察到光的干涉和衍

13、射现象，察到光的干涉和衍射现象，不能用微粒说解释，因而不能用微粒说解释，因而证明了波动说的正确性。证明了波动说的正确性。托马斯托马斯.杨杨.35光到底是什么？光到底是什么？爱因斯坦爱因斯坦托马斯托马斯.杨杨牛顿牛顿惠更斯惠更斯麦克斯韦麦克斯韦结论：光既具有波粒二象性结论：光既具有波粒二象性康普顿康普顿.36 3、爱因斯坦与波尔之争、爱因斯坦与波尔之争 爱因斯坦和玻尔围绕量子力学问题的争论是科爱因斯坦和玻尔围绕量子力学问题的争论是科学认识史上最著名的争论。学认识史上最著名的争论。 从从1927年开始一直到年开始一直到1955年爱因斯坦去世，这些争论一直都在进行着，年爱因斯坦去世，这些争论一直都在进行着，波尔也正是在解释爱因斯坦的一个个的问题中使波尔也正是在解释爱因斯坦的一个个的问题中使得量子力学理论得以迅速发展和完善，从而使得得量子力学理论得以迅速发展和完善，从而使得激光、纳米技术等被发明及应用。激光、纳米技术等被发明及应用。.37 可见，在探寻真理的过程中，科学家们长可见，在探寻真理的过程中，科学家们长期坚持不懈地进行