高中物理必修高中物理中数学的重要作用.docVIP

快乐课堂学物理-高中物理必修1-多余老师趣讲“迷人的物理世界” 一、物理是做什么的？ “物理”是物理学的简称，物理学（physics）是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学。 自然科学通常是客观的,而社会科学是有不同立场的。 更广义地说，物理学是对于大自然的研究分析，目的是为了要明白宇宙的行为。 物理学并不研究自然界现象的机制（或者根本不能研究），我们只能在某些现象中感受自然界的规则，并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。 我们有限的智力总试图在理解自然，并试图改变自然，这是物理学，甚至是所有学科所共同追求的目标。 六大性质 真理性： 物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘，反映出物质运动的客观规律。 　 和谐统一性： 神秘的太空中天体的运动，在开普勒三定律的描绘下，显出多么的和谐有序。 物理学上的几次大统一，也显示出美的感觉。 牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。 麦克斯韦电磁理论的建立，又使电和磁实现了统一。 爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。 光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。 爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。 　　 简洁性： 物理规律的数学语言，体现了物理的简洁明快性。 如：牛顿第二定律，爱因斯坦的质能方程，法拉第电磁感应定律。 　　 对称性： 对称一般指物体形状的对称性，深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。 如：物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。 　　 预测性： 正确的物理理论，不仅能解释当时已发现的物理现象，更能预测当时无法探测到的物理现象。 例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在，卢瑟福预言中子的存在，菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑，狄拉克预言电子的存在。 　　 6.精巧性： 物理实验具有精巧性，设计方法的巧妙，使得物理现象更加明显。 　　 与人类社会的发展，现代物质文明的建立有着极其密切的关系。 很多新兴学科和技术的诞生都是以物理学的发展为基础的。 原子能的研究和应用，激光技术的出现，半导体材料的发现，及电子计算机的飞速发展都与世纪物理学中的两个伟大发现相对论和量子理论的建立有着极其紧密的联系。 随着新世纪的到来，可以预见物理学对人类文明发展将起着越来越重要的作用。 物理与物理技术的关系： 　　 ● 热机的发明和使用，提供了第一种模式：技术—— 物理—— 技术 　　 ● 电气化的进程，提供了第二种模式：物理—— 技术—— 物理 　　 当今物理学和科学技术的关系两种模式并存，相互交叉，相互促进“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。 几乎所有的重大新(高)技术领域的创立，事先都在物理学中经过长期的酝酿。 　　 物理学是一门以实验为基础的自然科学，它是发展最成熟、高度定量化的精密科学，又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学。 经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理定律。 物理学的方法和科学态度： 提出命题 → 理论解释 → 理论预言 → 实验验证 →修改理论。 现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学，它的产生过程如下： 　　 ①物理命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来，或从已有原理中推演出来； ②首先尝试用已知理论对命题作解释、逻辑推理和数学演算。 如现有理论不能完美解释，需修改原有模型或提出全新的理论模型； 　　 ④新理论模型必须提出预言，并且预言能够为实验所证实； 　　 ⑤⑥一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则，当一个理论与实验事实不符时，它就面临着被修改或被推翻。 物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识，有力地促进了人类文明的进步。正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键性的作用： 探索自然，驱动技术，改善生活以及培养人才。 欧洲“物理”一词的最先出自古希腊文φυσικ，原意是指自然，古希腊时期出现了阿基米德、苏格拉底等一批早期科学家。 古代时的欧洲人称呼物理学作“自然哲学”。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的，直到十九世纪物理才从哲学中分离出来成为一门实证科学。 汉语、日语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智的百科全书式著作《物理小识》。 《物理小识》是明末学者方以智所著的一部百科全书式的学术著作。 方以智（1611—1671年），字密之，号曼公，安徽桐城人，是我国明末清初一位重要的启蒙思想家、哲学家和科学家。他一生著述很多，共有一百余