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物理以他是什麼

發布時間:2022-11-30 11:45:19

『壹』 物理學是一門實驗科學,他主要研究什麼等現象

物理學就是研究聲、光、熱、力、電等各種物理現象的規律和物質結構的一門科學。研究、學習物理學是一項激動人心的活動。

『貳』 現代物理學家之父是愛因斯坦嗎

現代物理學之父——愛因斯坦

在20世紀的科學奧林庇斯山上,愛因斯坦居於最高的榮譽地位。愛因斯坦屬於少數最有資格代表和標志這個世紀人類思想和科學發展水平的天才之一。他以其創立了相對論的非凡智慧奠定了現代物理學乃至整個現代自然科學的基礎,掀起並領導了一場變革科學觀念的革命,極大地推動了人類文化的發展進程。愛因斯坦也是民主與和平的熱切倡導者和堅持科學技術應造福人類的原則立場的科學工作者的人格榜樣。就其影響的深遠而言,在20世紀所有著名的科學家中,還沒有一個人能夠與他匹敵。

早期生活

阿爾伯特·愛因斯坦(AIbert Einstein 1879-1955)於1879年3月14日出生於德國的馬爾姆。雙親都是猶太人。父親赫爾曼·愛因斯坦是一個小業主,依靠親戚的資助經營一家電器設備工廠。

幼年的愛因斯坦略顯遲鈍,四五歲時還不大會說話,在學校里表現也極為平常。4歲那年,父親給了他一個指南針,引起了他強烈的好奇心,他覺得似乎有一種神秘的力量支配著那枚指針;這種驚奇感構成了他探索事物的原委的初始動力。

盡管雙親完全沒有宗教信仰,但愛因斯坦在幼年時卻深深地篤信宗教。到了12歲,他在閱讀通俗科學書籍的過程中認識到,《聖經》里的許多故事都不是真實的。於是,他中止了宗教信仰而產生了一種真正狂熱的自由思想,其結果對一切權威的懷疑。以後我們會看到,這種懷疑以及由此引發的批判精神是愛因斯坦在科學研究中的真正過人之處。

同一年,愛因斯坦得到了一本幾何教科書,他貪婪地讀了起來。幾何原理的明晰性和可靠性給他以難以形容的印象。幾何學的純粹思維竟能達到如此可靠而又純粹的程度,使他驚奇不已。他初次領略到理論和諧的美妙。這種理論和諧後來便成為他畢生追求的目標。

15歲那年,父親的工廠再次倒閉,全家遷往義大利的米蘭,只把愛因斯坦留在慕尼黑繼續讀書。愛因斯坦的數學成績優異,其他科目卻很糟。他不喜歡這所德國學校,也不想做一個德國人。他想去米蘭和家人團聚。為了使這次逃跑顯得全面些,他弄到了一張醫院證明,說他神經衰弱,需要回家休養。實際上,這些努力是多餘的,在他逃離學校之前,學校把他開除了,理由是他搞壞了班級的風氣。逃跑變成了驅逐。

一到米蘭,他就宣布放棄德國國籍。他接受了父親的勸告,認識到想謀求職業必須先取得大學文憑,於是投考瑞士蘇黎世聯邦工業大學。他的優異數學成績給人留下了深刻印象,卻因其他成績的拖累而沒通過入學考試。大學校長建議他去中學補習一年,再來投考。他在瑞士阿勞市的阿爾高州立中學學習一年,17歲的時候終於考入蘇黎世聯邦工業大學師范系,學習物理和數學。在此期間,愛因斯坦生活窘迫,每月靠親戚資助的100瑞士法朗生活。還要省20瑞士法朗交納加入瑞士國籍的歸化費。1901年愛因斯坦取得瑞士國籍,同年畢業。

畢業後,他想留校擔任助教,遭到拒絕。隨後他試圖謀求中學或技校教師的職位,也沒有成功,於是,只得擔任家庭教師,偶爾也在中學替別人代課。1902年,他在朋友的幫助下得到一份固定的工作——瑞士伯爾尼市專利局專利審查員。1903年結婚,新娘是他在蘇黎世的同學——塞爾維亞姑娘米列娃·瑪麗琦。

輝煌的1905年

專利局的工作使愛因斯坦有了可靠的經濟保障,而且工作並不繁重,使他能有許多空閑時間從事研究。愛因斯坦對此非常滿意,甚至認為這是最適合物理學的工作方式——從事與物理無關的職業,閑暇時從事研究。

愛因斯坦博採眾長為我所用。他廣泛接觸了各種不同的文化:牛頓、安培、休謨、斯賓諾莎、萊布尼茲、康德、馬赫等各流派哲學著作,許多文學古著,德國古典音樂……他從這些不同的文化中,孜孜不倦地汲取營養,但從不定於一尊。如馬赫對牛頓力學的批判對他很有啟發,但馬赫不重視理論思維、不承認原子存在卻一直受他的批判。多元的文化品種,活躍的文化因子,在愛因斯坦的頭腦中通過隨機碰撞,產生出新的組合,於是創新力噴薄而出。1901年起,他開始在德文科學雜志《物理年鑒》上發表研究成果;1905年他的研究達到高峰。

那一年,《物理年鑒》發表了他的5篇論文。第一篇——《分子大小的新測定法》使他獲得了博士學位。第二篇——《關於光的產生和轉讓和一個啟發性觀點》成功地把兩個相互矛盾的光學理論——波動說和粒子說結合在一起,大膽地提出了光的量子化理論。這一學說澄清了長期存在於光學中的理論混亂,令人信服地解釋了諸多費解的實驗現象。值得一提的是,他的研究奠定了量子論的基礎,由此衍生的波——粒二象性觀點經過另一位物理學家——法國的德布羅意的發展,成為物理學家最基本的世界觀,是現代物理學最重要的和最基本的概念之一。這一成就使他贏得了1922年的諾貝爾金。第三篇論文《在熱分子運動論所要求的靜液體中懸浮微粒的運動》討論了漲落現象,闡明了幾個非常重要但未能精確測得的物理常數的關系。尤為重要的是,愛因斯坦的工作打消了理論界對分子實在性的疑慮。

以上3篇論文已是輝煌的成就,但是與第14篇相比則顯得黯然失色。 這篇題為《論動體的電動力學》的論文開創了一場真正的革命。20世紀初的物理學孕含著深刻的危機;在經典物理學的兩大支柱——牛頓力學和經典電磁學——之間存在著難以調和的矛盾。為了解決這一致命的矛盾,許多物理學家做出了艱苦的努力,有些人甚至已提出了非常接近正確思想的方案,但是,只有愛因斯坦才敏銳地認識到,矛盾的核心在於牛頓的絕對時空觀念。愛因斯坦認為,時間和空間都是相對的。他在向束縛人類向千年的經濟和統攝科學界近300年的權威挑戰。

愛因斯坦動情地說:「牛頓啊,請您原諒我。」牛頓是偉大的,牛頓力學的偉大成就曾使人們認為科學大廈已經構築完美,後人所能做的不過是零星維修而已。但愛因斯坦認為真理在於無窮盡的探索,誰也沒有權利以真理的化身自居,如果自以為佔有了終極真理,那就會在「神的笑聲」中塌毀。愛因斯坦最喜愛的格言是,對真理的追求比對真理的佔有更可貴。而真理的追求需要獨立思考,不囿於傳統觀念。他說:「發展獨立思考和獨立判斷的一般能力,應當始終放在首位。」「馬赫的真正傳大,就在於他的堅不可摧的懷疑態度和獨立性。」任何真理都是有條件的,牛頓力學只適用於宏觀低速運動的條件。多麼瘋狂而又光輝的思想!這是通向真理的唯一途徑。愛因斯坦的學說論述了勻速直線運動的坐標系中的物理現象,這一被稱為「狹義相對論」的理論成為物理學革命的起點。在隨後發表的5篇論文中,他進一步發展了相對論,闡明了質量與能量的關系,修正了經典物理學中的質量守恆和能量守恆定律,包括核彈在內的原子能利用都是以此為基礎的。

長期以來,對於宇宙的傳統觀念,由一個人把它全部打翻了!難以設想,當人們接觸愛因斯坦的光輝理論時該是何等驚訝!而這一切竟出自於一個年僅26歲的專利審查員之手

登上頂峰

愛因斯坦在科學界掀起狂飈,他的成就奠定了學者生涯的基礎。1908年,他受聘為伯爾尼大學兼職講師,次年又受聘為蘇黎世聯邦工業大學副教授,不久,升為教授。1911年他接受了奧匈帝國布拉格德國大學的教授職務。1913年,柏林請他擔任威廉皇帝物理研究所所長,普魯士科學院院士,柏林大學教授。1914年他赴德國就職,又重新獲得德國國籍。

其後不久,第一次世界大戰爆發。國家機器動員了一切力量支持這場罪惡的戰爭。愛因斯坦堅定地固守和平主義立場。他在各種場合宣揚反戰思想,甚至加入了反戰組織「新祖國同盟」。也許是他的學術盛名和「古怪」的名聲救了他,否則這位科學巨匠早被當做破壞分子處決了。他遭到同事們的孤立,婚姻也瀕臨破裂。令人驚異的是,他的最偉大的科學成果,卻正誕生於孤獨的處境之中。

愛因斯坦認為狹義相對論也沒有窮盡真理,他勇於創新,不斷前進,於1915年又完成了廣義相對論。在邏輯上,這是狹義相對論思想的延伸和推廣,把勻速直線運動下的時空變換推廣到變速運動和引力場存在的情況中。這是愛因斯坦最輝煌的成就,科學史上最偉大的發現。它極為深劃而又普遍地描述了物理世界的狀態,其核心在於時空在引力場的作用下的扭曲,變速運動即歸結為扭曲時空中的自然運動。愛因斯坦徹底革新了時空、引力、質量、運動以及由此衍生的動量、能量等觀念,從極簡單的邏輯假定出發構造了描述宇宙的普遍而又統一、和諧的理論。就是這個激動了每一位物理學家的理論成為現代物理學的基礎。

科學的暉光穿透了戰爭的喧囂。英國科學家仔細地研究了愛因斯坦的理論。根據廣義相對論的預言,光線在恆星附近將受引力場的作用而彎曲。英國皇家天文學會決定在1919年5月29日發生日全蝕時對這位敵國科學家的理論進行決定性的檢驗。兩支遠征隊實施了這一計劃,結果與愛因斯坦的預言完全相符。

相對論的成功使愛因斯坦在一夜之間成為舉世矚目的英雄。那隻有少數人能看懂的深奧理論使他得到全世界的崇拜,相對論以及四維時空和愛因斯坦的名字聯結在一起,成為家喻戶曉的名詞。各國大學紛紛授予他名譽教授稱號,他開始應邀赴世界各地訪問,講學。在他50歲生日時,他收到了成千上萬的禮物和難以計數的賀信、賀電,郵電局不得不專門為他設了一個信箱。在榮譽的包圍和追逐中,他和第二個妻子——他的表妹愛爾莎依舊堅持著簡單、樸素的生活方式。他沒有被盛名所累,仍然專心研究,閑暇以演奏小提琴和湖上泛舟為樂。給他增加工資時,他驚訝地說這么多錢可讓我怎麼辦呀!在歐洲講學,他堅持坐三等車廂。日內瓦大學授予他榮譽博士學位的盛典上,他卻頭戴草帽,穿得普普通通,而且說不要「因為搞這樣鋪張浪費的盛宴而把我們燒死」。有一次,他的孩子問他為什麼這樣出名,他笑答:「你看,一個盲目的甲蟲在一個球面上爬行,它意識不到走過的路是彎的,幸而我能意識到。」他還說:「我自己受到人們過分的贊揚和尊敬,這不是因為我的過錯,也不是由於我的功勞,而實在是一種命運的嘲弄。」愛因斯坦非常厭惡物慾主義,他直言道:「我從不把安逸和享樂看做生活的目的——這種倫理基礎,我叫它豬欄的理想。」愛因斯坦認為精神自由比物質享受重要得多,高尚得多。精神自由是科學進步的先決條件。這種自由「在於思想上不受權威和社會偏見的束縛,也不受一般違背哲理的常規與習慣的束縛。」愛因斯坦把內心的自由看得與外在的自由同樣重要。人只有這樣才能充分實現其價值,也才能推動科學、文化、社會的進步。因此,愛因斯坦的一生,可以說是追求精神自由境界的一生。

愛因斯坦淡泊名利,遠離塵囂,但同時卻深切地關注人類尤其是猶太人的命運。他利用自己的聲望和影響全力支持和平主義和猶太復國主義運動。他加入了國際聯盟的國際知識分子合作委員會,廣泛宣揚和平主義思想。他曾竭力宣傳著名的「百分之二理論」。即只要有2%的人拒絕服兵役,戰爭就不會爆發。由於愛因斯坦的努力,這一思想傳播甚廣。他也為猶太復國主義運動作出了巨大貢獻。猶太復國主義組織想在耶路撒冷創立猶太大學,為此,他們希望得到美國人的資助。1921年春·愛因斯坦和猶太復國主義運動領袖魏茨曼(後來的以色列總統)結伴前往美國募捐。愛因斯坦的美國之行引起巨大轟動。募捐非常成功。

正當愛因斯坦聲名如日中天之際,對他的攻擊也開始了。一戰結束不久,德國反猶右翼分子掀起了反對相對論的逆流,愛因斯坦遭到惡毒攻擊,甚至他的生命也受到威脅。隨著納粹勢力的瘋狂膨脹,排猶運動和滅絕人性的種族純化思潮也有恃無恐,甚囂塵上。1932年冬愛因斯坦赴美國講學,歸途中他得知希特勒已攫取政權。納粹勢力席捲德國,第三帝國揮起屠刀,對猶太人的清洗已全面展開。當愛因斯坦在比利時港口登陸時,他已無家可歸了。

納粹德國把愛因斯坦稱為「猶太國際陰謀家」和「共產國際陰謀家」,動員了學術界對他進行聲討,並且懸賞2萬馬克要他的人頭。愛因斯坦毫無畏懼,堅決斗爭。他斷然拒絕為納粹「講句把好話」,公開譴責法西斯毀滅「一切現存文化價值」,是一種「精神錯亂狀態」。他宣布放棄德國國籍,退出普魯士科學院。在歐洲短暫停留後,他登船前往美國,受聘為普林斯頓高等學術研究所教授。在那裡他渡過了最後的

英雄晚年

納粹的倒行逆施震驚了愛因斯坦。他意識到德國已對世界和平和文明構成嚴重威脅,戰爭不可避免,要維護和平必須打敗納粹德國。他再次利用自己的影響參與政治活動。不同的是他一反過去的絕對和平主義立場,號召世界各國青年武裝起來准備同納粹德國作殊死的斗爭,在二戰危急關頭,1939年8月,他擔心希特勒率光研製出原子武器,曾上書美國總統羅斯福,建議美國製造原子彈。這封信促使美國大力發展核武器研製工作。然而,具體的研製工作愛因斯坦本人並沒有參予。後來,他得知在並無必要的情況下,原子彈轟炸了無辜平民時,非常氣憤.深感科學一定要為世界和平服務,而不能讓核陰雲籠罩於世界。於是,他在人生的最後l年,為和平事業奔走呼號,成了全世界著名的和平旗手。愛因斯坦以強烈的社會責任感與歷史使命感,高揚著人文精神的大旗,預示著曾普遍對立的科學文化與人文文化的對話與交流,至今影響甚大。他多次強調科學要造福於人類,「關心人的本身,應當始終成為一切技術上奮斗的主要目標」。這種充滿人文精神的科學觀,在當今高新科技迅猛發展的時代,更顯出熠熠光彩。

二戰結束後,他從和平主義立場出發,致力於建立出界政府和永遠消滅戰爭的運動。他認為建立世界政府是維護和平的最佳方案,建議把聯合國改組為世界政府。他的政治活動的另一個重要內容是反對核戰爭,要求終止核武器研究,完全、無條什禁止核武器並清除現有核武器儲備;反對美國擴軍備戰,反對限制和剝奪公民白由的麥卡錫主義。—些右翼分子污衊攻擊他是美國的「敵人」,威脅要取消他的美國公民身份,揚言要傳訊他。愛因斯坦以大無畏的精神,拒絕傳訊作證,聲明即使「必須坐牢和准備經濟破產」也決不屈服。

愛因斯坦關心世界和平與民主,但他的研究卻從未因政治活動中止過。1952年,以色列政府推舉他擔任總統,他沒有接受。廣義相對論完成後,他主要致力於相對論的發展和完善工作。在理論物理的核心中蘊涵許多哲學問題,因此,他在晚年從事了相當多的哲學探索。在愛因斯坦的後期研究中,繼續探索真理追求創新,最富雄心的是構造統一場理論的努力。愛因斯坦試圖以統一形式的理論描述電磁場和引力場,如果這一理論獲得成功,自然界的和諧與統一將得到最完美的闡述,而且根據愛因斯坦的設想,統一場理論將可以描述微觀尺度的運動,量子論將作為大理論的一個推論。可惜他的努力沒有成功。

最後,需要對愛因斯坦和量子理論的關系作一下說明。量子理論是與相對論並立的物理學革命的另一分支。1905年愛因斯坦在《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》一文中闡述了光的量子化思想。隨後他又運用量子化方法處理的比熱問題並取得巨大成功。但從1911年擱下量子理論研究轉而從事相對論研究後,他沒有再直接從事構造量子理論的工作,不過仍密切關注量子理論的發展。1924年愛因斯坦收到印度年輕的物理學家玻色寄給他的一篇論文,玻色提出一種把輻射看成光量子氣的理論。愛因斯坦向學術界推薦了玻色的成果並加以發展。同年,法國的德·布羅意提出物質波假說,認為實物粒子具備波——粒二象性。這是量子理論的基本概念,然而當時沒受到應有的重視。愛因斯坦研究了德·布羅意的理論,並提出了幾種檢驗方案。正是愛因斯坦的支持使物理波理論最終獲得了學術界的承認和被廣泛地接受。

1927年,完成了構成新量子力學的綜合,這個新理論本質上是統計的,它認為企圖得到確定值的理論,在原則上是沒有意義的。用它描述系統狀態時,一般僅能給出概率值,而不能給出確定值。這種統計解釋是愛因斯坦不能接受的,因為他信仰客觀存在的世界中的完備性和秩序,追求理論的和諧與統一,而統計解釋則與他的信仰抵觸。從此,愛因斯坦與以玻爾為代表的堅持統計解釋的科學家展開了曠日持久的公開論戰。論辯一直持續到愛因斯坦逝世。迄今為止,大多數科學家支持玻爾的意見。不過,現在就做出孰是孰非的斷言似乎為時尚早。可以肯定的一點是,許多重要的理論問題在兩位偉人的論辯中暴露了出來並得以澄清。應該說,這也是愛因斯坦對理論物理的特殊貢獻。

1955年4月18日凌晨1時25分,愛因斯坦在普林斯頓因病逝世。根據他的遺囑,沒有舉行葬儀,也沒設墳墓、紀念碑和紀念殿堂。然而,他的文化品格卻具有永恆的價值和魅力,他已在人們心中樹起了不朽的豐碑。

在我們的世界,愛因斯坦是支撐時代的巨人。多少代人將同我們一樣以欽佩和感激的目光仰視英雄的身影。

『叄』 對物理學的認知

      物理學史是人類對自然界中各種物理現象的認識史,它研究的是物理學發生、發展的規律,說明了物理學中的基本概念、定律和理論體系的醞釀、產生和發展的辯證過程。它是一座知識財富的寶庫,不僅展示了物理學理論形成的前因後果、來龍去脈,而且深刻的揭示了物理學的研究方法;它也是一塊精神財富的寶地,物理學的發展極大地改變著人們的自然觀、世界觀,升華了人們對人與自然,人與社會的認識。與此同時,物理學家在探求真理的過程中展現出的人格魅力,不畏艱險獻身科學的高尚品格,也給後人增添了無窮的榜樣力量。物理學不僅以其知識、方法和思想極大的促進了自身的發展,而且在更廣闊的領域深刻的影響著人類文明的進程,成為人類文化的一部分。

        學習物理學史就是為了了解物理學所走過的道路,它將有助於我們更深刻地認識物理學,更有效地應用和發展物理學。過去很多人總是在說「以史為鑒」,但我們認為對物理學史的學習僅僅「以史為鑒」還遠不能滿足時代的要求,更應該在「以史為鑒」的基礎上「以史為器」去發展、去創新。物理學史和自然科學史告訴我們,歷史上的一些發明、創造並不是前人研究內容的簡單重復,而往往是前人研究方法、思維特徵的重現,並且它更是螺旋形上升的。

        在物理教學中適當引入物理學史教育,讓學生更多的了解科學發展的歷程,並從前人的經驗中受到啟發、教益,從而感悟科學方法,提升人文素養,培養創新意識,是素質教育全面發展觀的基本要求,也是落實新課標「三維目標」的必然選擇。

      下面,從幾個方面簡述物理學史的作用:

      一、感悟科學方法

物理學的發展史是一部物理學方法論的發展史,物理學在發展過程中,不僅產生了寶貴的理論成果,更留給後人值得深思的物理學的研究方法。物理發展的歷史證明,每一次重大科學理論的突破,往往都伴隨著新的科學方法的誕生,而新的科學方法又反過來促進物理學的發展。

      力學是物理學中發展最早的一個分支,機械運動是力學中最直觀、最簡單、也是最便於觀察因而也最早得到研究的一種運動形式。然而,和物理學的其他部門相比,力學的研究卻經歷了更為漫長的過程。從古希臘時代算起,這個過程幾達二千年之久。只所以會如此漫長,一個很重要的原因就是人類缺乏經驗,缺乏正確的科學研究方法,因而也就難以得出正確的科學結論。亞里士多德是古希臘時代人類歷史上少數網路全書式的大哲學家,而且是通過觀察自然,運用形而上學的哲學思想方法試圖解釋自然,奠定物理學思想萌芽的人。然而,由於歷史的局限,亞里士多德對自然的研究僅僅停留在「觀察」和「思辯」的層面上,致使像「力是維持物體物運動的原因,重的物體下落得快,輕的物體下落得慢」等錯誤長期統治著人們的思想。

        但是,伽利略沒有僅僅停留在邏輯思辯上,而是繼續做了斜面實驗。他發現,落體的速度越來越快,是一種勻加速運動,而且加速度與重量無關;他還發現,斜面越陡,加速度越大,斜面越平,則加速度越小,在極限情況下,斜面垂直,相當於自由下落,不同物體的加速度是一樣的。當斜面完全水平時,加速度為零,這時,一個運動著的物體就應該是沿直線永遠運動下去。斜面實驗表明,物體運動的保持並不需要外力,需要外力的是物體運動的改變。伽俐略最終用「理想實驗」由斜面的情形推到自由落體和水平運動的情形。

      伽俐略邏輯推理與實驗驗證相結合的思維方式,為後人找到了研究物理的正確科學方法。從此,「一門博大精深的科學已經出現」(伽俐略語),物理從此從哲學中分離出來並得以迅速發展。縱觀物理學三百餘年的發展史,可以看出,實驗在檢驗已知理論,探索未知規律等方面起到了不可替代的作用。早在1687年,牛頓在其出版的《自然哲學的數學原理》一書中就已經正式提出了萬有引力定律,可直到一百多年後的1798年,英國科學家卡文笛許利用扭稱這一巧妙的實驗裝置測出引力常數後,萬有引力定律才得以全面的展示在世人面前;麥克斯韋對電磁波理論進行了長達十年的研究,並以一組簡潔的數學方程把電磁波理論概括得十分優美對稱,但當年卻難以令人信服,直到二十多年後他預言的電磁波被赫茲的實驗所證實,他的學說才成為舉世公認的電磁理論基礎;1905年,愛因斯坦用光電子假說總結了光的微粒說和波動說之間長期的爭論,能很好的解釋光電效應的實驗結果,但是直到1916年,當密立根以其嚴密的實驗全面地證實了愛因斯坦的光電方程後,光的粒子性才被人們所接受……可以說:實驗,只有實驗,才是物理學的基礎。

      將物理學史引入課堂,不僅能使學生有身臨其境之感,而且能領略前輩大師的研究方法,得其精髓,有所借鑒。

        二、提升人文素養

物理學史是一部人文史,物理學家們在從事科學活動的過程中,不僅揭示了自然界基本運動形式的諸多真理,同時也為後人樹立了一座座道德豐碑。科學家們在探索自然的過程中展現出的人格魅力、人文素養,對科學事業的執著追求精神,都會使學生的情感升華,對引導學生確立正確的人生觀和價值觀,實現人格的完美化具有積極的促進作用。牛頓是經典物理的奠基人,但他卻謙稱自己「站在巨人的肩膀上」;居里夫婦是鐳元素的發現者,然而他們卻沒有居功自傲,「鐳只是一種元素,它屬於世界所有,科學應當為大眾服務,它應當屬於全人類。」她說過的這句話一定會給學生留下深刻的印象

      物理學史也是一部美學史,對稱、和諧、統一等美學要素在物理學的發展中起著非常重要的文化導向作用。當先人們對天體的運動還充滿著神秘與未知時,卻能直觀的感受到其運動軌道應該是圓周,因為「圓是美的」。物理之美是直觀的,比如彩虹是極美的表面現象,人人都可以看到;物理之美也是深刻的,電荷之間的引力與物體之間的萬有引力都遵循平方反比率,電子繞核運動的模型和星體之間的模型相仿等等無一不顯示著物理學深刻的統一美。

      物理學是一門與自然、生活、技術進步和社會發展有著最廣泛聯系的科學。它可以揭開大千世界的奧秘,使學生志向高遠,憧憬未來,本應該是學生最為鍾情的一門課程。然而,有時它竟成為學生最為頭疼和恐懼的課程。這不能不說是單一課程目標與僵化教學模式的一個苦果,我們有理由相信,充分重視物理課程中的人文素養資源,堅持三維課程目標,就一定能夠煥發物理課程的魅力。

『肆』 什麼是物理

什麼是物理
這是一個十分基礎的問題.翻開任何一本物理教科書,都不難找到這樣的定義:物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學.但這只是對於物理這門科學在學術意義上的一種界定.而我們所面對的「物理」,它同時又是一門課程,於是就有必要從教育意義的層面上去進行一番再認識、再分析,以挖掘蘊含在其中的豐富內涵.
首先,物理是一門科學.
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是發展最成熟、高度定量化的精密科學,又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學.物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識,有力地促進了人類文明的進步.正如國際純粹物理和應用物理聯合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》指出的,物理學是一項國際事業,它對人類未來的進步起著關鍵性的作用:探索自然,驅動技術,改善生活以及培養人才.
上世紀初相對論和量子力學的建立,為物理學的飛速發展插上了雙翅,取得了空前輝煌的成就,以致於人們將20世紀稱譽為「物理學的世紀」.什麼21世紀呢?有一種流行的說法:21世紀是生命科學的世紀.其實,這句話更確切的表述應該是:21世紀是物理科學全面介入生命科學的世紀.生命科學只有與物理相結合,才有可能取得更大的發展.
展望物理學的未來,充滿著機遇與挑戰.李政道先生在《物理的挑戰》一文中,曾提出21世紀物理領域所面對的四大難題:為什麼一些物理現象在理論上對稱但實驗結果不對稱?為什麼一半的基本粒子不能單獨存在而且看不見?為什麼全宇宙90%以上的物質是暗物質?為什麼每個類星體的能量竟然是太陽能量的1015倍?這些問題極大地激勵著人們不懈探索的勇氣與熱情.可以預見,一旦撥去這幾朵籠罩在物理天空中的烏雲,物理學將會展現出更加燦爛的前景.
其次,物理又是一種智能.
誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎.」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系.正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶.
大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻.有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功.——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例.這就是物理智能的力量.難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族!
當今,物理學的觸角已經伸向眾多領域,並取得了越來越大的成就,以至我們很難再用傳統的眼光去界分什麼是物理學了.1995年在我國廈門舉行了第十九屆國際統計物理學大會,會上交流論文的涉及面十分廣泛,諸如植物的花序、DNA葯物系統、交通的流量、文字的存儲等等,光看這些篇目,似乎都不太象是物理.什麼,究竟什麼是物理呢?幾年前,美國《今日物理》雜志,曾就此問題向讀者廣泛徵求意見.最後,他們推崇的答案是:物理學家所做的就是物理學.這話乍聽似覺偏頗,其實不無道理.因為在今天看來,物理學更多的是體現出一種智能,「代表著一套獲取知識、組織和應用知識的有效步驟和方法,把這套方法用到什麼問題上,這問題就變成了物理學.」(趙凱華語)
再次,物理還是一種文化.
從廣義來說,文化指的是人類歷史實踐過程中創造的物質財富和精神財富的總和.它包括科學文化和人文文化.同樣地,物理學家在長期科學實踐中所創造的大量物質產品與精神產品,也就構成了物理文化.物理文化是科學文化的重要組成部分.
大家知道,物理學是以實驗為基礎的科學,它的基本研究方式就是實踐,因而在客觀性上表現為「真」;物理學創造的成果最終是為了造福於人類,它在目的性上體現出「善」;另外,物理學還在人的情感、意識等多方面反映了「美」.正因為物理學本身兼具真、善、美的三重屬性,我們完全有理由說,物理不僅是一種文化,而且是一種高層次、高品位的文化.
物理學是求真的.物理最講究實證,物理學家在科學研究活動中最基本的態度就是實事求是,堅守「實踐是檢驗真理唯一標准」的原則.正如物理學家費曼所說:「不論你的想法有多美,不論你什麼聰明,更不論你名氣有多大,只要與實驗不符便是錯了,簡簡單單,這就是科學」.可以說,物理學的發展史,就是一部不斷修正錯誤、不斷逼近真理的「求真」史.
物理學是從善的.物理學致力於將人從自然中解放出來,從必然王國走向自由王國,幫助人們不斷認識自己,促使人的生活趨於高尚.這是物理學的價值取向和終極目標,因而物理學的本質是從善的;另外,物理學家的行為也是從善的.愛因斯坦曾這樣評價居里夫人和以她為代表的傑出物理學家:「第一流人物對時代和歷史進程的意義,在其道德方面,也許比單純的才智成就更大」.他們那種嚴謹求實的態度、獻身科學的精神,熱愛人民的情懷等等,對於後人無疑是一份尤為珍貴的人文財富.
物理學是至美的.德國物理學家海森伯說過:美是真理的光輝;羅馬哲學家普洛丁又說過:善是美的本原.由此,物理學因真而美、因善而美就是十分自然的了.物理的美屬於科學美,主要體現於簡單、對稱和統一;對稱則統一,統一則簡單,它們構成了物理學的基本美學准則.
翻開物理學的篇章,可以發現到處都跳動著美的音符,體現了人們對美的追求與創造.僅以統一性為例.當代物理學的發展,正朝著兩個相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙與最微小的粒子.令人感到驚訝的是,隨著研究的深入,它們兩者並非是分道揚鑣、越走越遠,反倒顯示出不少殊途同歸、相反相成的跡象.例如,粒子物理學的一些研究成果常被天體物理學家所借鑒,用來探尋宇宙早期演化的圖象;(正由於此,粒子物理學在某種意義上也被稱為「宇宙考古學」.) 反過來,宇宙物理學的研究也為粒子物理學家提供了豐實的信息與印證.於是,物理學中兩個截然相反的分支,就這般奇妙地銜接在了一起——猶如一條怪蟒咬住了自己的尾巴.
又如,英國物理學家狹拉克首先發現,在自然界的某些物理量之間存在著下列引人注目的關系:
宇宙半徑/電子半徑≈1040,宇宙年齡/強衰變粒子壽命≈1040,
氫核與電子的電力/氫核與電子的引力≈1040,……
在上述比數中,宇宙這個最大的系統,與基本粒子這個最小系統之間,竟然珠聯璧合達到了如此完美的統一,讓我們再次領略到了物理世界的美,一種動人心弦的壯麗的美.正是這許多美不勝收的事例,激發起人們對大自然由衷的贊嘆與敬畏,難怪愛因斯坦會說:「宇宙間最不可理解的,就是宇宙是可以理解的」.
通過以上分析,我們對於物理有了一個較為全面的認識:它既是一門科學,又是一種智能,更是一種文化.作為一名物理教師,能對自己所任教的物理作一番全方位的審視與剖析,這是十分必要的.一方面可使我們看到,物理原來有著如此豐富的的內涵,從而會更自覺、有意識的去挖掘和開發它的育人功能,全面提升教學質量;另一方面又使我們看到,物理原來有著如此美好的稟性,從而會更加鍾愛物理,更有激情地去從事物理教學.我以為,只有真正熱愛物理的物理教師,才能做到不僅教會學生理解物理、應用物理,而且還進一步引導他們去感悟物理、欣賞物理.
二、為什麼教物理
這是一個看似簡單卻又十分根本的問題,要正確回答並非易事.筆者對此問題的認識,就經歷過從「知識本位」到「學科本位」,最後又回歸到「學生本位」這樣一個曲折漸進的過程.
有很長一段時期,我都把物理教學的目標鎖定在知識層面上,認為教物理就是要把物理知識盡可能多地傳授給學生,以供他們今後一生的受用.因為我信奉「知識就是力量」.然而令人困惑的是,我們授予學生什麼多的物理知識,其中不乏象「F=ma」這類極其重要的知識,但在他們往後的生活和工作中,卻很少顯示出有什麼直接的功用.以至過了若干年後,許多學生把所學的物理知識幾乎忘得一干二凈,用他們的話說,「全部都還給老師了」.我為此感到深深的失落;但每當我向他們提出「高中三年豈不白讀了」的反詰時,這些離開學校多年的學生,卻又都會異口同聲地作出否定的回答,一致認為高中階段的學習,對於他們的成長起到了重要的奠基作用,可又說不清究竟是哪些具體知識所起的作用.我想,這大概好比晚飯,誰都不會否認吃飯對於生存的意義,然而誰又都說不清楚,吃了這頓飯究竟是在身上的什麼地方長了塊肉.
一位畢業已有二十餘年的學生,曾與筆者聊起他「印象最深」的一堂物理課.原來那堂課講的是重力勢能.當時為了說明重力勢能的相對性,我曾向學生提出過這樣的問題:有人站在五樓的窗檯上要往下跳,你說危險嗎?開始大家都認為這太玩命了,後來仔細一琢磨,又全都樂了:你別往窗外跳,往窗里跳不就沒事了嗎?這位學生覺得這個例子特有意思,於是經久不忘;但問他該例說明了什麼物理知識時,他說忘了.正當我面露憾色時,他緊接著的一番話卻令人寬慰,他說:「這個例子使我懂得凡事都是相對的,從不同角度看會有不同的結果」.盡管這堂課所傳授的物理知識,這位學生已經遺忘殆盡,但通過有關知識的學習而凝煉成的思想、方法等,卻在他的心裡銘刻上深深的印記.從這個意義上說,二十多年前的這堂物理課,對他不也是極有價值的嗎?學生從高中畢業後,他們中的大多數可能將告別物理,所學的物理知識終究會被忘記,到那時再回頭審視一下:物理教學留給他們的還有些什麼呢?如果在他們的身上,體現不出物理所給予的才智與啟迪,那將是物理教學的失敗.由此看來,具體的知識通常只是作為教學的載體,在知識的背後還有更多值得我們去追求的東西.正如我國資深科學家錢偉長教授說的:「我在大學里學的是物理學,……. 以物理學為對象我學到了調查研究,收集資料,分析資料和邏輯思維的能力,物理學的知識有時是很有用的,但通過物理學學到的這些能力,比物理學知識更有用.」錢老在讀書時就是通過「物理學」這個載體,獲得了很多比物理知識更重要的能力.所以,那種將物理教學等同於物理知識教學的看法是偏面的,而以「知識本位」來確立物理教學目標取向的做法同樣是短視的.
隨著教學實踐的深入,教師一般都會對自己所任教的學科日臻熟悉,從而格外鍾愛.可能是受了這種職業情感的影響,我還一度把物理教學的目標,定位於「將盡可能多的學生培養成為物理學家或物理工作者」.尤其是當我從農村普通中學調入重點高中,面對的是一個個聰穎好學的學生時,這種願望愈顯強烈.但我不久就發現,其它學科的教師大概也出於各自的職業偏好,都對學生有著與我類似的期望.這樣一來,大家自掃門前雪,各唱各的調,沒能將各學科的分力凝聚成一股合力,實際效果當然就差強人意了.尤其令我沮喪的是,班上那些物理學習優秀的「得意門生」,日後直接從事物理專業的竟然也少之又少.正當我陷於迷惘之時,復旦大學原校長楊福家先生的一則事例給了自己極大的啟迪.當年復旦大學曾對核物理專業的畢業生的去向做過一次調查,結果發現,只有不到十分之一的學生畢業後從事與核物理有關的工作,其餘的都紛紛改行,活躍在金融、企業或行政等崗位上.對此,多數人都斷言這是物理系的失敗,而楊福家卻認為這正是「復旦」的成功.因為,通過這四年本科的物理教育,使學生具備了良好的素質,為他們今後的發展打下了堅實的基礎,於是畢業後都能很快適應各種不同領域的工作.這也印證了趙凱華先生的話:「一個人學了物理之後干什麼都可以,他的物理沒有白學.在我看來,對於學物理的人無所謂『改行』…….」
經過上述曲折的認識歷程,使我逐漸看清了物理教學最終目標的聚焦點,既不在知識的本位上,也不在學科的本位上,而應該落實在我們的教育對象——學生的本位上.
對於「為什麼教物理」這個問題,也可以反過來設問:「如果我們不教物理,學生不學物理,將會對他們今後的發展留下那些缺憾?」一種顯而易見的回答是,學生將因此學不到許多重要的物理知識.這話沒錯,但不夠全面.因為除此之外,學生還將失去更為重要的,有關科學方法、科學精神等方面的培養與熏陶,從而最終影響他們的科學素養的提高.當前,物理已經深入到社會的方方面面,成為每一位有教養的公民都必須懂得的知識.對於大多數學生來說,他今天學習物理的目的,恐怕不是為了明天去進一步研究物理,而是有助於他去面對或決策所遇到的大量非物理的問題,為他們今後一生的文明、健康,高質量的生活奠定基礎.正如《面向全體美國人的科學》一書中所說的:「教育的最高目標是為了使人們能夠過一個實現自我和負責任的生活作準備.」 據此,對於「為什麼教物理」這個問題,最確切的答案就是:為提高全體學生的科學素養而教.——這應該成為我們的物理教學觀.
眾所周知,生物基因對於生物進化有著非同小可的作用,極其細微的基因差異,往往會導致生物之間的巨大差別.受此啟發,有不少社會學者正致力於尋求在人類文化傳承與發展過程中,有著哪些最為核心的要素,從而提出了「文化基因」的概念,並將其定義為人類文化系統中的「遺傳密碼」.文化基因的核心是思維方式和價值觀念.人類的進化比一般的生物進化更為復雜,它具有雙重進化機制,除了生物基因進化機制外,還有文化基因進化機制.教育正是推動文化基因機制的重要途徑.學校教育的要義,不只是文化現象的展示與詮釋,而在於文化基因的傳承和發展.物理教育當然也不例外.什麼,蘊含在物理教學中的「文化基因」究竟有些什麼呢?筆者以為主要體現為三個方面,即科學知識、科學方法和科學精神,因為這三者是構成科學素養最基本的要素.如果將科學素養比擬為一座金字塔,什麼科學知識猶如塔基,科學方法就是塔身,科學精神則是塔尖.物理教學的最高宗旨,就是為了構建這座宏偉的科學素養之塔而添磚加瓦.換言之,物理教學的核心價值就在於促進學生實現三個轉化:一是把人類社會積累的知識轉化為學生個體的知識,使他們知識世界是什麼樣的,成為一個客觀的人;二是把前人從事智力活動的思想方法轉化為學生認識能力,使他們明白世界為什麼是這樣的,成為一個理性的人;三是把蘊含在知識中的觀念、態度等轉化為學生的行為准則,使他們懂得怎樣使世界更美好,成為一個創造的人

『伍』 阿爾伯特·愛因斯坦的簡介

出生 1879年3月14日
德國烏爾姆

逝世 1955年4月18日
美國普林斯頓

阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein‎,1879年3月14日—1955年4月18日),著名理論物理學家,相對論的創立者。

愛因斯坦生平事跡
愛因斯坦是當代最偉大的物理學家。他熱愛物理學,把畢生獻給了物理學的理論研究。人們稱他為20世紀的哥白尼、20世紀的牛頓。
愛因斯坦生長在物理學急劇變革的時期,通過以他為代表的一代物理學家的努力,物理學的發展進入了一個新的歷史時期。由伽利略和牛頓建立的古典物理學理論體系,經歷了將近200年的發展,到19世紀中葉,由於能量守恆和轉化定律的發現,熱力學和統計物理學的建立,特別是由於法拉第和麥克斯韋在電磁學上的發現,取得了輝煌的成就。這些成就,使得當時不少物理學家認為,物理學領域中原則性的理論問題都已經解決了,留給後人的,只是在細節方面的補充和發展。可是,歷史的進程恰恰相反,接踵而來的卻是一系列古典物理學無法解釋的新現象:以太漂移實驗、元素的放射性、電子運動、黑體輻射、光電效應等等。在這個新形勢面前,物理學家一般企圖以在舊理論框架內部進行修補的辦法來解決矛盾,但是,年輕的愛因斯坦則不為舊傳統所束縛,在洛倫茲等人研究工作的基礎上,對空間和時間這樣一些基本概念作了本質上的變革。這一理論上的根本性突破,開辟了物理學的新紀元。

『陸』 什麼是物理

物理是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學。是一門以實驗為基礎的自然科學,物理學的一個永恆主題是尋找各種序(orders)、對稱性(symmetry)和對稱破缺(symmetry-breaking)10、守恆律(conservation
laws)或不變性(invariance).
物理學分支

經典力學及理論力學
(Mechanics)
研究物體機械運動的基本規律的規律


電磁學及電動力學
(Electromagnetism
and
Electrodynamics)
研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律


熱力學與統計物理學
(Thermodynamics
and
Statistical
Physics)
研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現


相對論
和時空物理
(Relativity)
研究物體的高速運動效應,相關的動力學規律以及關於時空相對性的規律


量子力學
(Quantum
mechanics)
研究微觀物質運動現象以及基本運動規律

此外,還有:
粒子物理學、原子核物理學、原子分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學、聲學、電磁學、光學、無線電物理學、熱學、量子場論、低溫物理學、半導體物理學、磁學、液晶、醫學物理學、非線性物理學、計算物理學等等。
通常還將理論力學、電動力學、熱力學與統計物理學、量子力學統稱為四大力學。

『柒』 以他們的名字做為物理定律物理量的單位。

(1)歐姆在研究電流、電壓、電阻的關系時,發現了著名的歐姆定律,做出了傑出貢獻;歐姆是電阻的單位;
(2)焦耳在研究電流產生的熱量與什麼因素有關時,發現了著名的焦耳定律,做出了傑出貢獻;焦耳是電能的單位;
(2)牛頓對力與運動作出重大貢獻,發現了牛頓第一定律;牛頓是力的單位.
故答案為:歐姆定律,電阻;
       或焦耳定律,電能;
       或牛頓第一定律,力.(三個答案任選一個)

『捌』 表示物理機械效率的符號「依他」怎麼打

搜狗輸入法特殊符號

『玖』 高中物理公式中的l他那個是指什麼

1、「L」一般在中學物理中可以表示兩物體間的距離、物體的長、杠桿中的力臂等;
2、在高級物理中「L」則可表示更豐富的含義,這需要根據所使用的的環境來具體判斷。一般在使用中會給出,相關提示與定義。個人也可根據自己的喜好給合適的字母做出定義,並用將其用作代號使用。
附勻變速直線運動相關公式:
1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。

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與物理以他是什麼相關的資料

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