新课程理念下物理学前沿在教学中渗透的几点建议

 以牛顿力学为代表的经典物理学给基础科学、技术科学及工业生产带来过革命性的变化,促成了一系列学科、产业的形成与发展,为人类带来了现代化的文明。传统课程在教材内容的选择和编排上突出的是经典物理部分,而对物理学较新的成果、思想、方法介绍不多。长期对前沿物理研究的相对忽略,导致了科学教育的“片段化”,物理教育成了物理“断代史”的教育。新课程改革要求学生在学习经典物理的同时,能够认识到它的局限性,故而需要加强前沿知识的教学。如模块3-4就增加了相对论的内容并明确提出了教学要求:(1)知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论;(2)了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。     

从单摆到混沌

 普通物理教学,从概念、内容到方法,传统上都是以经典物理学为主体的.本世纪以来,相对论和量子力学的建立,成为近代物理学不可缺少的基础.普通物理课程的现代化,必然要涉及如何处理相对论和量子力学的问题.     

谈谈21世纪物理学发展的前景

谈谈２１世纪物理学发展的前景在讨论２１世纪物理学的前景之前，不妨先回顾一下２０世纪中物理学的发展．在本世纪初出现了两大划时代的理论突破：相对论与量子论．相对论是经典物理学的压轴戏，由于狭义相对论继承了经典电动力学，并进而解决了运动物体的相应理论问题，...     

狭义相对论的建立与时代背景

经典物理学到19世纪末已经建立起比较完整的理论体系,1899年开尔文提到物理界"还有两朵小小的乌云",正是这两朵"小小的乌云"不断扩大,酿成了物理学一场革命风暴,最终导致了量子论和相对论的诞生,从而开创了物理学的新纪元.     

迎接即将到来的太阳能时代!--纪念伟大的物理学家A.Einstein发现光电效应100周年

今年是联合国大会所确定的“国际物理年”，也是伟大的物理学家爱因斯坦逝世50周年，同时也是爱因斯坦发表他的著名理论，狭义相对论的100周年．狭义相对论深化了牛顿所奠定的牛顿力学，深化了牛顿所提出的时空观，从而影响到当代物理学的各个领域．人们公允地认为这是物理学领域里的大突破，亦即由宏观低速运动领域的突破，进入到宏观高速领域的突破．这一突破的重要的后果之一，     

物理教学必须与现代物理知识及其发展动态相结合

 几十年来,物理学的教学内容一直局限在经典物理和近代物理部分,近代物理部分也只涉及狭义相对论和量子力学的基本概念、基本原理。以上的内容只相当于本世纪20年代或30年代以前的物理学成就。而科学技术一直以前所未有的速度和规模发展着,在过去几十年,物理学本身在深度和广度上取得了辉煌的成果。     

真空不空

在物理学中,真空是一个非常古老的概念。一方面,相对论的诞生摒弃了经典物理学中的真空中充满以太的概念,另一方面,量子力学的建立,又赋予了真空非常丰富的物理内容。作者将综述在相对论量子力学、量子场论以及量子信息学的视角下,所揭示的真空的各种结构和特性。不难发现,真空的量子理论,在现代物理学诸多领域中占有非常重要、甚至是根本性的地位;而且对于真空本质的进一步深入研究,将有可能带来量子物理学新的革命性的发展。     

物理学中一些前沿领域介绍

 自然界是无限广阔和丰富多彩的,物理学是自然科学中最基本的科学,它是研究物质运动形式和规律,物质的结构及其相互作用,以及如何应用这些规律去改造自然界的,是许多科学技术领域的理论基础.从本世纪开始,物理学经历了极其深刻的革命,从对宏观现象研究发展到对微观现象研究,从研究低速运动发展到研究高速运动,由此诞生了相对论和量子力学,并在许多科技领域中引起深刻的变革.物理学在认识改造物质世界方面不断取得伟大成就,不断揭示物质世界深奥的秘密,而社会的发展又对物理学提出无穷无尽的研究课题.例如原子能的利用,使人类掌握了核武器和新能源;激光技术的出现,焕发了经典光学物理的青春,使许多以往光学技术办不到的事情,现在能办到了;半导体科学技术的发展,导致了计算技术、无线电通讯和自动控制的革命.     

耐人寻味的物理常量

 如果说钢琴、小提琴、马头琴等乐器能为我们奏响美妙动听的音乐,那么,在研究物理学的过程中,我们围绕一些物理常量,能够讲述许多有趣动人的故事。它们的问世,为物理理论建立创造了最基本的前提条件。物理学中有许多常量。回顾一下物理学发展史,从经典物理到现代物理,从普通物理到理论物理,最引人注目的物理常量是重力加速度g、玻耳兹曼常数k、真空中的光速c、普朗克常数h。它们在揭示物理现象及其规律,建立物理理论过程中都具有划时代的意义。     

相对论中的绝对论

“相对论”,作为爱因斯坦时空理论的名称,片面强调了某些概念由绝对降级为相对,而没有同时反映出另一些概念由相对升级为绝对.“相对性”这个字眼在相对论中的地位,往往使人认为:相对性比绝对性更为本质. 其实,相对论对物理学的基本贡献,不仅在于揭示了某些曾被认为是绝对的物理概念的相对性,更重要的是,在于确定了许多新的物理概念的绝对性,从而大大扩展和加深了人们对自然规律的认识.普朗克、闵可夫斯基、辛尔(J.L.Synge)等人都说过:相对论实际上是绝对论.福德(F.W.Ford)甚至把相对论概括为“关于自然界不变性的理论”[1]. 普朗克是相…     

黑洞面面观

 黑洞是目前物理学和天文学研究的一个热点。黑洞性质涉及到物理学的基本规律和时空属性,现有的发现暗示人们:热力学与时空性质之间可能存在着深刻的内在联系,对黑洞理论的进一步探索有可能导致物理学的另一场革命。因此自20世纪60年代以来,黑洞研究吸引了越来越多的爱好者的注意。特别是自1973年霍金发现黑洞存在热辐射之后,黑洞理论已发展为一个包括量子论、相对论、统计物理、天体物理和微分几何在内的多学科理论,黑洞研究已成为多学科的交叉点。黑洞的形成黑洞是如何形成的呢?我们知道:通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起。     

2005——世界物理年

 1905年,年仅26岁的天才物理学家爱因斯坦连续发表了5篇极具震憾力的物理学论文,论文包括现代物理学中的3项伟大的成就:分子运动论、狭义相对论和光量子假说,从根本上改变了物理学的面貌,并为相对论的建立与发展奠定了基础,这一年被称为“奇迹年”。在这“奇迹年”100周年到来之际,全球物理学界一致呼吁把2005年定为“世界物理年”,这项倡议由欧洲物理学会提出,得到了国际纯粹与应用物理联合会的一致通过。     

物理与电子科学系

物理学专业学制四年 ,授理学学士学位。培养目标 :培养掌握物理学的基本理论、基本知识和实验技能 ,获得进行科学研究的初步训练 ,能在高等和中等学校进行物理学教学的教师、教育科研人员和其他教育工作者。培养要求 :主要学习物理学的基本理论和基本知识 ,受到进行物理实验以及教育理论与实践的基本训练 ,初步具备进行物理学基本理论及其应用研究的能力、从事物理教学和教学研究的基本能力。主要课程 :力学、电磁学、光学、热学、理论力学、电动力学、量子力学、热力学统计物理、中学物理教学法、计算机应用。电子信息工程专业 (非师范 )学…     

我所了解的高温超导

  我们深知物理学是一门研究物质运动规律及其基本结构的科学,是一门注重理论与实验并重的学科。随着现代物理学的发展,物理学的大厦即将建成。在这物理学的晴朗的天空中,爱好物理的人们自由飞翔,完全不受“引力”的限制。自相对论和量子力学的建立,发展了原子物理、原子核物理、高能物理、半导体物理、电子学、激光物理、材料物理等多门学科。可以说在这现代物理学的双臂下,百花齐放。物理学为世界的发展,功不可没。当然,物理的发展要感谢那些孜孜不倦的辛劳付出的学者和一些以发展物理学为宗旨的书刊、杂志。     

爱因斯坦的科学人文观

爱因斯坦是20世纪伟大的物理学家、思想家和哲学家.他在自然科学特别是物理学方面做出了前无古人、举世无双的巨大贡献,他的量子理论以及相对论开辟了微观物理和宇观物理研究的新纪元,引领着现代科学研究和自然探索的方向.为此,联合国通过大会决议将2005年定为国际物理年,以纪念爱因斯坦在物理学方面为人类做出的贡献,并借此为物理学吸引人才,以及唤起社会对物理学的关注.除此之外,爱因斯坦在人类的和平事业上也做出了不朽的贡献.     

物理与纳电子科学

科学突飞猛进,新技术层出不穷．物理学作为20世纪的领头学科,由经典走向现代,由宏观到微观,已步人一个崭新的发展阶段．20世纪物理学上的两大重要成果是狭义相对论（爱因斯坦）和量子力学（普朗克）,诺贝尔奖得主李政道教授说：“如果没有狭义相对论和量子力学的诞生,就不会有后来的原子结构、分子物理、核能、激光、     

束流物理学的量子方法初探

 量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法，它是经典束流物理学的有益补充。介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论，并与经典束流物理学方法进行了比较。     

为什么说狭义相对论是近代物理学的一大支柱

本文首先简要介绍了狭义相对论的两条基本假设:狭义相对性原理和光速不变原理。进而由光速不变原理定义了惯性系的时间坐标并连同相对性原理推导出洛伦兹变换。随后把相对性原理具体表述为:一切物理定律的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。最后着重说明了为什么说狭义相对论而非广义相对论是近代物理学(包括广义相对论)的一大支柱:所有平直时空的物理学理论其动力学方程式都在洛伦兹变换下保持形式不变;广义相对论是在弯曲时空的局部保持洛伦兹不变性。     

物理与三次技术革命

科学突飞猛进，新技术层出不穷．物理学作为20世纪的领头学科，由经典走向现代，由宏观到微观，已步人一个崭新的发展阶段．20世纪物理学上的两大重要成果是狭义相对论（爱因斯坦）和量子力学（普朗克），诺贝尔奖得主李政道教授说：“如果没有狭义相对论和量子力学的诞生，就不会有后来的原子结构、分子物理、核能、激光、     

物理学时空观必须变革

《物理》杂志年来发表了不少关于相对论讨论的文章,对这些文章的观点,我们认为存在着下述问题:　1.所谓相对论问题,实质应是时空观的问题,如果眼光仅局于突破相对论或光速不变的圈子,这样就难以认清当前发展物理学时空观所需抓的主要矛盾是什么. 2.要使讨论不致脱离物理学实际,必须首先弄清现有时空观与实践是否存在尖锐的矛盾,矛盾又是什么。 3. 我们认为,主要矛盾不在于光速及狭义相对论;现在的物理学基本概念(包括物质和时空的观念)与实验的冲突在于我们碰到了物质时空的另一个层次,而理论则与此脱节.因此,现在时空观念应被推翻的是时空…