物理小论文温度计与体温计的比较 实验用温度计与体温计都是液体温度计,那麽,他们有人什麽相同点与不同之处呢?下面就来为实验用温度计(不是家庭寒暑表)和体温计做一个比较吧!实验用温度计与体温计的相同之处:(1):原理相同:两者都是使用液体的热胀冷缩的性质制成的。(当温度升高时,泡内的液体膨胀,液面上升。温度下降时,泡内液体收缩,液面下降。)(2)都使用摄氏温度。实验用温度计与体温计不同之处:(1) 量程不同:实验用温度计一般量程是-20℃~110℃。体温计的量程是35℃~42℃(因为人的体温范围一般在35℃~42℃之间)。(2) 分度值不同:实验用温度计分度值为1℃,而体温计的分度值为0.1℃。(3) 内装物质不同:实验用温度计内装液体一般为煤油(为便于观察,一般染成红色)体温计内装液体一般为水银。(4) 构造不同实验用温度计基本构造是玻璃泡上部是均匀的细管。而体温计盛水银的玻璃泡上方有一段做的非常细的缩口,体温计的水银膨胀能通过缩口升到上面的玻璃管里,当体温计离开人体,水银变冷收缩,水银柱来不及退回玻璃泡,就在缩口处断开,仍然指示人体的温度。所以体温计可以离开人体读数。(5) 用方法不同:实验用温度计不能离开被测物体读数,但体温计可以离开人体读数。体温计在使用之前要用手用力向下甩几下,而其他普通温度计使用之前则不能甩。通过一翻细致入微的观察,我对实验用温度计与体温计已经有了基本的了解希望在今后的物理课上,能够接触到更多生活中常用但又新鲜有趣的事物。高一物理小论文(1000字左右)
物理学力学论文篇3
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
物理学力学论文篇4
试谈物理力学的产生及其发展分析
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
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高中物理课堂教学方式探索论文
摘要:
随着新课改的不断推进,教育理念和制度也有很大改变.高中阶段一直是我国教育中最重要的阶段,但是一直以来的应试教育制度,让高中学生对于高中的学习具有惧怕心理,面对繁重的课业和升学的压力,一些学生成为了只会学习的机器,一些教师在教学时,只会一味地采用传统的教学模式,课前既没有导入,课上教师也只是单纯的讲述学习的知识点,就更加重了学生的学习负担.因此,为了适应时代的潮流,减轻学生的学习负担,同时促进我国的教育制度的创新,教育部在指导的新课标中也明确提倡“以人为本”的教育理念,让学生在学习中得到知识的同时也获得学习知识的乐趣,促进学生全面的发展.本文以高中物理教学为中心,从有效的课堂方式为出发点,探究如何促进高中物理课堂多样化,丰富学生学习体验,实现以人为本的高中物理教学。
关键词:
高中物理;课堂教学;多样化
最新版《普通高中物理课程标准》中指出:“通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神.”由此可以看出,高中物理教师在教学中不能一味地采用灌输式教学来讲课,首先要从实际出发,找到新模式和旧模式相融之处,接着再积极的实践和运用,在其过程中也要多听听学生的意见.同时,高中物理一直是高中学生在高一阶段从心理上就觉得难的、抽象的科目,有的学生甚至达到了厌恶的程度.其实这些学生的情况归根到底还是教师在课堂上没有很多的引导,也没有采用各种各样的教学方法来增加物理课堂的多样化.所以,要想改善这一情况,教师要立足物理教材,借助多样化的教学方式来调动学生的积极性,发挥学生的主观能动性,促使学生在高效的课堂中多样化发展。
一、引用问题探究模式
其实高中物理的核心的学习思维很简单,就是勤思考、多想象物理概念和知识点,尝试用多种不同的思维来理解和学习某一内容,久而久之,学生无论在学习或者在答题的时候,就会锻炼出优秀的谨慎的思维,从而得出完美的答案.所以,教师根据物理学科这一显著的特点可以在课堂教学中引用问题探究的模式促进学生来思考物理概念深层次的意义和作用,理解物理知识的内涵.通过这种模式既能丰富物理课堂的形式,也能提高学生对物理学习的兴趣,认识到物理学习的本质,在快乐的课堂上享受学习带来的乐趣[1].问题是探究的前提,教师在课堂上提出适当的有效的值得探讨也能够促进学生思考的问题,能够培养学生独立思考问题的能力,而且在问题探讨过程中学生不再过多的看重学习的结果而是好好的享受学习的过程,这对学生探究能力的提高以及创新精神的培养起着非常重要的作用.因此,高中物理教师要敢于抛弃陈旧的传统观念,勇敢的尝试不同的模式,采用多种多样的教学模式来促进课堂学习的效率和课堂学习的质量.例如,在讲解“自由落体运动”时,教师可以先讲解完自由落体有关的知识点和运用的内容,然后再讲述自由落体的下落过程中各个时间点所处的位置和所受的力.最后教师就提出几个关于自由落体运动的关键问题来给学生自行思考.如自由落体运动中的加速度是如何变化的、是否所有的物体的下落过程是一样的等问题,以供学生思考来探索,思考的最后可以让学生来讲解自己的思考结果,也可以让学生来当堂做实验来更加清晰地表达出自己思考的内容,让学生了解到不同的思考模式和方法,创建出丰富多彩的欢乐的物理课堂,在不知不觉中,学生便掌握书本的知识,让课堂进展的很顺利,教师也就自然而然的全身心的投入在课堂中,间接地提高了课堂质量和课堂效率。
二、合作学习模式的采用
因为物理课堂的复杂性和多样性,在学习过程中又夹杂了很多重要的.物理实验和物理探究问题,对于有些基础薄弱或者学习能力不强的学生学起来非常的吃力,如果只是采用问题探究的模式来教学的话,易拉开学生之间的学习差距,这样学习不好的学生的压力就会更大.因此,基于物理学习的多样性和学生情况,我们还需要一种让学生能够带动学生思考、探究的模式,班级的学生一起学习一起进步。因此,就出现了合作学习的模式进入了我们的物理课堂,合作学习模式也叫小组学习模式.小组学习模式是指两个或两个以上的学生为一组进行的学习活动,一般为6个人为一个小组,小组成员既要有学习成绩优异的,也要有学习成绩不好的和思维能力强思维能力差的学生,这样就能保证以各自的优点来帮助其他学生,大家一起学习一起探究,共同努力和坚持,因为教师毕竟只有一个人,有的地方教师可能一个人带几个班,所以教师的精力和时间都是有限的.小组学习的模式既能让教师的教学压力减轻,也能培养学生集体意识和合作意识,最终促进学生全面的发展.例如,教师在讲解“电磁感应定律”一课后,教师觉得学生基本掌握了课本的内容和原理后,可以先通过问题探究模式让学生思考现实的电器中是如何运用电磁感应知识的,接着就可以在课上或者课下开展讲述生活中的电器的运用原理的活动,这时就可以以小组为单位,小组之间进行比赛,小组成员共同选择电器和研究原理,然后选择合适的时间进行展示和评比,教师在活动过程中要积极地评比和评价,对于学生的优点要表扬,错误之处要明确的指出来,这样学生在合作中不仅学懂了物理知识并且在现实生活中也会运用,也能促进班级学习物理的氛围,让学生在自主学习、生生交流中掌握基本的物理知识和物理技能。
三、运用生活情境模式
“艺术来源于生活,但又高于生活.”其实物理又何尝不是一种生活的艺术.细心观察就会发现,物理的学习和发展靠的不仅是物理学家的实验和探索,而是生活中的现象和对于生活现象的解释.因此,教师在教学物理过程中,也不要过于照本宣科,使用传统的填鸭式教育的方法,而是要结合物理学科的本质和其特点来在课堂上,引用大量的生活的例子和生活的经验来帮助学生理解物理概念真正的来源和用处,让学生在日常生活中能够使用到所学的物理知识,只有学生在日常生活中应用到了平时课堂上的物理知识才能让学生了解和掌握物理学习的意义[3],在日常的生活中也能够思考物理.久而久之,学生在这种物理环境的熏陶下,就会形成物理学习思维,就会发现物理的学习其实很简单。
总之,提高高中物理课堂的多样化还有很多优秀的方法,自主学习模式和自主实验模式还有直观教学模式等,教师在选择这些创新的模式时,要先结合班里的学习情况、学生的接受情况和本节课的学习内容来选择合适的方法,可以根据需要在一节课上选用两种或者多种的模式.此外,教师要坚持使用这些创新方法,才能从根本上改善目前的教学情况.才能有效的减轻高中学生的学习压力,让学生在充满生机的课堂中学习。
参考文献:
[1]胡海涛.如何构建高效高中物理课堂[J].学园:教育科研,2012(17):54.
[2]邢红军.物理教育的生态化及其队伍里课程改革的启示[J].教育科学研究,2010(1):60.
[3]陈玲.新课标背景下高中物理课堂教学导入策略研究[D].新乡;河南师范大学,2011(05):23-24.
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物理小论文
物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然科学认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。随着科学技术的发展,社会的进步,物理已渗透到人类生活的各个领域。
在汽车上驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小的虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。它是利用凹透镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。
轿车上装有太阳膜,行人很难看清车中人的面孔,太阳膜能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透出来,所以很难看清乘客的面孔。
当汽车的前窗玻璃倾斜时,反射成的像在过的前上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,及时前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度上,所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混。
人类所有令人惊叹的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等,无不是建立在早期的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。
在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼、小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的甚或打下坚实的基础。
物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文,供大家参考。
摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.
关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=9.11×10-31kg,电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.
1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为21.4千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
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一、全息教学在初中物理教学中运用的策略
1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配
新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。
2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法
在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。
二、结束语
一、利用多媒体,培养同学们学习物理的兴趣
随着科学技术的进步,现代信息技术已经相当普及。现在基本上每一个学校都有条件进行多媒体演示教学。这一新型的教学辅助软件的普及给物理教学带来了新的局面。从此,物理教学可以从多方面刺激同学们的感觉神经。在物理课进行多媒体演示的时候应当注意以下几个方面:
(1)正确定位多媒体的功能。多媒体教学作为一种新的教学工具进入课堂以来,帮助老师解决了以往课堂表达方式单调的局面,但是也导致了一些的问题出现。有很多老师过分依赖多媒体,让课件替代了老师必需的讲解和板书,但是并非所有的内容都适合用多媒体。过多地使用多媒体只会让同学们注意力分散,不能集中精神很好地学习物理知识。多媒体只是辅助教学工具,不能让它代替老师在课堂上的地位。
(2)课件的制作要兼顾科学性、艺术性和趣味性。多媒体播放软件能够将声音、文字、图像、动画同时展示出来,让课堂的感觉焕然一新。可是物理是一门严谨的科学,如果课件的艺术性、娱乐性过强的话,课堂难免会变得松散。如果只追求物理学的科学性,那么多媒体的展示也会是同样的枯燥乏味。所以,在做多媒体课件时一定要兼顾艺术性、趣味性与科学性。
二、多动手进行实验操作,让同学体会物理的神奇
实验能够将一些难以理解的原理很直观地表现出来。物理课有许许多多的实验,多让同学们参与到实验中来,可以让同学们亲身体验到物理的奇妙。可是千篇一律的实验模板太过乏味。所以在引导同学们做实验的时候我们要注意以下几个方面:
(1)让同学们明确实验的目的。很多同学去实验室做实验只是随大流,并不明白自己这一个实验要运用什么原理,要达到什么目的。这样做出来的实验是没有任何意义的,同学们没有办法从实验中获取任何的知识与体会。在进行实验操作之前,老师就要引导同学们去学习实验的原理和目的。只有理清了实验的目的,才能在实验操作的过程中明确自己每一步操作的意义。
(2)让同学们亲自设计实验。让同学们参与到实验的设计中来,这样可以充分调动同学们学习物理的热情。自己动手设计实验,不仅可以考察同学们学习的成效,还可以锻炼他们的科研能力,让他们获得成就感。同时在动手做实验的时候,同学们还能在实验的过程中找到自己设计的种种不足,让同学们回过头去学习没有掌握好的知识点。
(3)让同学们严格地进行实验记录和实验分析。在实验的操作过程中,要求学生每一步操作、每一个现象都要完整地记录下来。这样做不仅有利于对将来实验的分析,而且还有利于培养同学们一丝不苟的科研精神。
三、引进科学的前沿,扩大同学们的知识面
如今互联网相当发达,信息传递速度相当快,我们有条件方便地获取到当今世界物理发展的前沿和热点话题,同学们对此一般都有很强的好奇心。在课堂上跟同学们介绍一些这样的信息会吸引同学们的注意力,让上课的效果更好。以往的物理教学都局限于书本上知识的讲解,这些知识大部分都被精炼得脱离了现实生活,同学们不会觉得这一门课有多大的实用价值。如果老师能够将这些科技前沿与课本上面的知识点结合起来,让同学们觉得他们所学到的知识也是具有一定的现实意义,也是能和时代接轨的,也是能够联系真实的社会的,那么同学们学习物理的热情就会高涨。引进科学的前沿能够开阔同学们的视野,拓宽他们的知识面。引进科学的前沿也能帮助同学们树立远大的理想,提高他们学习物理的热情。
四、联系生活,让同学们感受到物理的实用性
物理是一门来源于社会生活的实用型的学科。很多同学觉得这门课没有多大的用途,是因为老师在上课的时候没有将知识点与实际生活联系起来。例如,我们在学习摩擦力的时候,就可以将它与现实生活中的刹车灯联系起来,学习作用力与反作用力的时候就可以与游泳划船联系起来。物理的学习一定不能与生活实践脱轨,否则这门课学起来会相当的枯燥乏味。
总之,物理是一门对社会生产和人类生活都非常有意义的学科。只要同学们在学习物理的过程中保持对物理浓厚的兴趣就一定能将这一门课程学好。
高中物理电场教学措施论文
摘要: 电场是高中物理的难点,也是高考中的重点之一。高中物理教师在带领学生进行高中物理电场部分教学的时候,要针对以往教学中存在的问题进行改革,优化电场教学,使学生在学习高中物理电场部分时更加轻松,让学生在达到教学目的的基础上,培养学生探究精神,使教学目的达到事半功倍的效果。
关键词: 高中物理;物理教学;电场教学;教学方法
物理在高中课程中占有非常重要的地位,电场又是物理教学的重中之重,能否学好电场决定了你是否可以学好物理这一门课程。学生在学习高中物理电场部分时存在很大的困难,为了使学生更好地理解和学习物理的电场部分,教师在教学过程中要运用多种教学方法:运用多媒体、探究性试验、良性竞争意识的方法来激励学生学习物理的电场。本文针对如何提高高中物理电场部分的学习提出了有效的学习方法。
一、利用多媒体资源,优化教学
目前高中物理电场部分的教学基本上以课本为主,教师在课堂上的讲解显得比较抽象。现如今学校的各种网络,多媒体设备应有尽有,教师在讲高中物理电场部分时可以合理地运用这些现代科技,把抽象的变成形象的`展现在学生面前,让学生理解起来更加轻松,这样做也可以加深学生对知识的理解和记忆。让学生学习起来轻松就会对电场的学习产生兴趣,变被动学习为主动学习,挖掘更深层次的知识,达到学生自主学习的目的。电场虽然是客观存在的,但是电场是摸不着看不见的。传统的教学学生只能通过自己的想象理解,利用多媒体可以使学生学习更加简单。例如,教师在讲解“电场的概念”时,可以利用多媒体动画向学生展示电场的形成原因、过程以及电场的分布情况,通过动画演示更有助于学生的理解和记忆,然后再通过教师的讲解,学生可以对电场的概念达到充分的理解,为今后深层次的学习物理电场部分打下良好的基础。
二、开展探究实验,激发学生兴趣
物理学科中有很多的实验要做,电场部分也是如此。学生在学习过程中,听来的知识很容易忘记。因此,教师在教学过程中可以利用一系列的实验来吸引学生的注意力,让学生在实际操作中加深对知识点的记忆。教师要把动手的机会让给学生,让学生自己进行探究学习,只有自己亲手操作过,学生才会被电场知识中有趣的现象吸引,才会更加主动地学习高中物理电场部分的知识。例如,教师在给学生讲解“法拉第电磁感应定律”这一节内容的时候,可以组织学生在实验室完成教学,让学生自己动手,观察小磁铁在放入线圈的过程中,电流表指针的变化过程,通过这种现象来吸引学生的兴趣,激发学生的探究精神,教师进而提出问题:如何持续产生电流?引发学生的思考,通过实验探究完成本节课的教学目的,是教学目的达到更好的效果。
三、组织小组合作学习,让学生动手动脑
高中物理电场部分学习比较困难,解题方式比较多,学生学习起来比较困难。教师可以针对这一问题组织小组合作学习。合作学习是非常重要的,在教学过程中教师可以首先提出问题,然后让小组合作学习,每个人发表自己的见解。这样做不仅可以让每个学生都参与到学习中,让优等生带动学困生的学习,而且可以在学习中培养学生的发散式思维,对于电场部分的学习也是很有好处的。教师在讲解“库仑定律”时,可以在课堂上向学生提出问题:库仑定律的适用范围是什么?运用库仑定律需要注意的问题。然后让小组之间展开讨论,集思广益,最后由教师汇总并做出总结,学生自己总结出来的知识不仅记忆的更加深刻,也可以让学生产生成就感,形成良性循环,更加有助于物理学习。
四、留给学生一定空间,培养学生探究能力
教师在电场教学的过程中,每完成一个教学上面的问题或者是一节课程完成之后,都应该给学生留有适当的思考空间,让学生在教师讲课的基础上,对学习知识进行思考和消化,这样能够加深学生对知识的理解,保证学生在思维层面不断地进行思考,又能够缓解学困生的压力,提高学生在讨论过程中的积极性。从而激发学生思维的积极性,调动学生在学习过程中的主动性。例如:教师在教给学生“法拉第电磁感应定律”这一节课之后,可以在讲课结束之后给学生留下问题:发电机的发电原理是什么?怎样把磁转变成电?电生磁和磁生电的联系与区别是什么?这样做,既可以让学生巩固新学习的法拉第电磁感应定律,又可以让学生复习电磁感应定律,达到及时复习,巩固知识点的作用。这样从生活上的本源出发,让学生进行讨论才能激发学生学习的积极性。物理是一门重要的学科,电场部分又是物理的教学重点。教师在教学过程中要及时掌握学生的学习情况,了解学生在学习过程中的困难和疑惑,针对出现的不同情况对教学方案做出适当的修改,找到最适合学生学习的方法。积极培养学生学习高中物理的兴趣爱好,激发学生学习高中物理的积极性和主动性,让优等生掌握更深层次的知识,提高他们对物理的学习深度,让基础比较落后的学生在学习过程中找到自信,达到共同进步的目的。
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