簡介:原子物理學(xué)(ATOMICPHYSICS),古代原子學(xué)說,BC4世紀(jì),DEMOCRITUS,機(jī)械原子學(xué)說,17世紀(jì),NEWTON,組成物質(zhì)的最小單元,永恒不變,有質(zhì)量的球形微粒,通過吸引力機(jī)械地結(jié)合成宏觀物體,原子的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械位移,遵守力學(xué)定律,困難不能解釋光、電、熱等物理現(xiàn)象和燃燒等化學(xué)過程,原子(ATOM),原子物理學(xué)的發(fā)展,1811年,AVOGADRO,化學(xué)原子學(xué)說,1807年,DALTON,化學(xué)反應(yīng)中,原子不可分解,性質(zhì)不變;,不同元素的原子不同,每種原子有確定原子量。,氣體由分子組成,分子由原子組成。,1869年,MENDELEEV,發(fā)現(xiàn)元素周期律,預(yù)言新元素,分子運(yùn)動(dòng)論,同溫同壓的同體積氣體含相同數(shù)目的分子。,1827年,BROWN分子的布朗運(yùn)動(dòng),認(rèn)識(shí)到原子是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)層次,原子是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)層次,介于分子和原子核之間。,1911年,RUTHERFORD,原子核式結(jié)構(gòu)模型,1913年,BOHR,原子量子理論,解釋氫光譜,19231927,量子力學(xué)誕生,成功解釋原子現(xiàn)象,現(xiàn)代原子學(xué)說,19世紀(jì)末,三大發(fā)現(xiàn)X射線、放射性和電子,建立了嚴(yán)格的原子物理理論,對原子這一層次的認(rèn)識(shí),從實(shí)驗(yàn)到理論獲得比較完全的認(rèn)識(shí),原子物理學(xué)是一門古老又年輕的學(xué)科,對其他學(xué)科的發(fā)展以及社會(huì)進(jìn)步起著重要的作用,粒子物理學(xué),原子原子核基本粒子(質(zhì)子、中子、中微子等)夸克。。。。。。。,1.原子結(jié)構(gòu)和玻爾模型,2.單電子原子,3.多電子原子,原子物理主要內(nèi)容,4磁場中的原子,5原子的殼層結(jié)構(gòu)和原子核,課程特點(diǎn),研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支(近代物理學(xué)的一門主要課程),新的概念、原理較抽象,不夠直觀,重實(shí)驗(yàn),理論由實(shí)驗(yàn)簡歷,不完全靠邏輯推理從理論推到出實(shí)驗(yàn)結(jié)果(光譜是研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要實(shí)驗(yàn)手段),了解與掌握現(xiàn)代高科技的基礎(chǔ),如宇宙起源與演化,星際分子,激光技術(shù)及光電子領(lǐng)域,材料科學(xué),醫(yī)學(xué),化學(xué),生命科學(xué)中的應(yīng)用,教材及參考書,褚圣麟原子物理學(xué)高等教育出版社楊福家原子物理學(xué)高等教育出版社,考試(100),考勤作業(yè)(自編習(xí)題)(10%)月考(三次)(30%)期末(閉卷考試)(60%),,課程要求,,第一章原子的基本狀況,原子的質(zhì)量和大小原子的核式結(jié)構(gòu),原子的質(zhì)量,原子的大小,1010M的量級(jí),NA60221691023MOL1,MH1673671027KG,§1.原子的質(zhì)量、大小和基本組成,不同的原子有不同的質(zhì)量,原子質(zhì)量的相對值,原子質(zhì)量的絕對值,,原子量,電子(ELECTRON)的發(fā)現(xiàn),電子是一切原子的組成部分之一,電子的發(fā)現(xiàn),原子是不能分割的嗎,JJTHOMSON18561940,INRECOGNITIONOFTHEGREATMERITSOFHISTHEORETICALANDEXPERIMENTALINVESTIGATIONSONTHECONDUCTIONOFELECTRICITYBYGASES,THENOBELPRIZEINPHYSICS1906,,,,,“一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人”,1909年,MILLIKAN油滴實(shí)驗(yàn)精確測定,并發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的,THENOBELPRIZEINPHYSICS1923,FORHISWORKONTHEELEMENTARYCHARGEOFELECTRICITYANDONTHEPHOTOELECTRICEFFECT,RMILLIKAN18681953,原子中存在一定數(shù)量的電子,帶負(fù)電。,原子電中性,必定帶有相同電量的正電荷,承擔(dān)了絕大部分質(zhì)量。,正電部分和電子如何分布與相對運(yùn)動(dòng),電子的電荷和質(zhì)量,ME9109561031KG,E16021019C,E電荷的最小單位,§2原子的核式模型,,原子模型,THOMSON模型(1898年),西瓜模型,葡萄干布丁模型,正電荷均勻分布于原子球體內(nèi),電子嵌于其中。,RUTHERFORD模型(1911年),核式結(jié)構(gòu)模型行星模型,正電荷集中于占原子線度1/104的核內(nèi),電子繞核運(yùn)動(dòng)。,BOHR模型(1913年),定態(tài)假說原子的半徑、角動(dòng)量、能量是量子化的,原子從一個(gè)定態(tài)躍遷到另一個(gè)定態(tài)會(huì)發(fā)射或吸收一個(gè)光子,1909年,GEIGER和MARSDEN操作的,ERUTHERFORD18711937,?粒子的散射實(shí)驗(yàn),Α粒子氦原子核,質(zhì)量是氫原子的四倍,帶兩個(gè)單位的正電荷。,?粒子的散射實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆穸藴愤d模型,建立了核式模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,GEIGER和MARSDEN發(fā)現(xiàn)?粒子經(jīng)鉑原子散射后,絕大部分是小角散射,但有1/8000的?粒子偏轉(zhuǎn)大于900,有的甚至接近1800,“就像一枚15英寸的炮彈打在一張紙上又被反射回來一樣,”,實(shí)驗(yàn)裝置,,,THOMSON模型,重元素原子正電部分近似固定不動(dòng),?粒子進(jìn)入原子內(nèi)部時(shí),電子的影響可忽略,易穿過原子,只能發(fā)生小角度散射。,?粒子偏轉(zhuǎn)大于900的幾率僅為103500,距核愈近力愈大,可能被大角度散射。,RUTHERFORD模型,盧瑟福是怎樣定量地回答這一問題的呢,?粒子散射理論,假設(shè)忽略電子的作用(MME粒子和原子核看作點(diǎn)電荷,二者之間有庫侖作用力原子核不動(dòng)MM一次散射結(jié)果,B瞄準(zhǔn)距離Θ偏轉(zhuǎn)角,粒子反射,庫侖散射公式,,,盧瑟福散射公式,微分散射截面,盧瑟福散射公式,空心圓錐體,粒子被散射到?角上的幾率,靶很薄的金屬箔,核不相互遮掩,都起散射作用。入射粒子最多被散射一次。,厚度,原子數(shù)密度,RUTHERFORD公式,粒子打在這個(gè)環(huán)上的幾率,那整個(gè)金屬箔的散射結(jié)果呢,,參考文獻(xiàn)尹建武“盧瑟福散射公式的幾種推導(dǎo)方法”黃岡師范學(xué)院學(xué)報(bào)23(3)31(2003)楊福家原子物理學(xué)高教出版社,盧瑟福理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,蓋革-馬斯頓實(shí)驗(yàn)(1913年),驗(yàn)證,靶不變,粒子能量不變,改變靶厚,改變粒子能量,改變靶材,1920年,CHADWICK改進(jìn)儀器,測靶材原子序數(shù),實(shí)驗(yàn)確認(rèn)“核式模型”的正確性,例題,例題1在同一Α粒子源和散射靶的條件下,觀察到Α粒子被散射在900和600角方向上,單位立體角內(nèi)幾率之比是,41B2C14D18,,例題2在Α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,若把Α粒子換成質(zhì)子,要想得到與Α粒子相同的角分布,在散射物不變的條件下,則必須使,質(zhì)子的速度與Α粒子相同;B質(zhì)子的能量與Α粒子相同C質(zhì)子的速度是Α粒子的一半;D質(zhì)子的能量是Α粒子的一半,,,Α散射理論在對小角散射不成立,多次散射,多次接近原子核的機(jī)會(huì)不大,大角散射1次大角散射多次小角散射小角散射多次小角散射,(可忽略),(不可忽略),注意,原子核大小的估計(jì),盧瑟福公式成立條件,E愈大,Θ越大,估計(jì)愈準(zhǔn)確。,能量守恒定律,角動(dòng)量守恒,,29CU,1015MR1014M,例題,,動(dòng)能為45MEV的Α粒子與金核對心碰撞時(shí)的最小距離是多少,解,原子核大小,作業(yè)3、4,結(jié)論,原子的核式結(jié)構(gòu),有一個(gè)帶正電的中心體原子核,所帶正電的數(shù)值是原子序數(shù)乘單元電荷數(shù)。原子核的半徑在1015到1014米之間。原子核外邊散布著帶負(fù)電的電子。但原子質(zhì)量的絕大部分是原子核的質(zhì)量。,重要實(shí)驗(yàn)Α粒子散射實(shí)驗(yàn),本章小結(jié),二.原子的核式結(jié)構(gòu),以小角散射為主,也存在大角散射,1.盧瑟福模型,核(占原子線度1/104)電子,2.Α粒子散射實(shí)驗(yàn),一.原子的質(zhì)量和大小,ME9109561031KG,MH1673671027KG,R原子1010MR原子核1015M,原子穩(wěn)定性困難,電子加速運(yùn)動(dòng)輻射電磁波,能量不斷損失,電子回轉(zhuǎn)半徑不斷減小,最后落入核內(nèi),原子塌縮。,核式模型的困難,原子壽命,核式模型的困難,光譜分立性困難,電磁波頻率等于電子回轉(zhuǎn)頻率,電子繞核運(yùn)動(dòng)頻率,發(fā)射光譜為連續(xù)譜。,參考書中27頁,JJTHOMSON18561940,重要貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)電子質(zhì)譜方法卓越的教師和科研事業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人,ERUTHERFORD18711937,,,,,三大貢獻(xiàn),放射性的研究原子的有核結(jié)構(gòu)模型人工核反應(yīng),A粒子在不同角上的散射,,小角度偏差較大,,A粒子散射與其初速度的關(guān)系,,,保持常數(shù),LIALCUSPB,7276332207,016016014018019,,,,,,,,原子半徑,,不同原子的半徑幾乎都差不多,THOMSON測量陰極射線電荷的裝置,,立體角,一個(gè)錐面所圍成的空間部分稱為“立體角”。立體角是以錐的頂點(diǎn)為心,半徑為1的球面被錐面所截得的面積來度量的,,,
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簡介:“鞠躬盡瘁,死而后已”“先天下之憂而憂,后天下之樂而樂”“了卻君王天下事,贏得生前身后名”“人生自古誰無死,留取丹心照汗青”“橫眉冷對千夫指,俯首甘為孺子?!?人生是一種過程,是一種親歷的過程。一切美妙盡在過程之中。,一名物理學(xué)家的教育歷程,加來道雄(人物簡介類說明文),作者簡介,加來道雄,日裔美籍理論物理學(xué)家,紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。他畢業(yè)于哈佛大學(xué),獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位。他是超越愛因斯坦、量子場論和超弦導(dǎo)論諸書的作者。,文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”,因此,敘述的順序主要是歷時(shí)性的。請根據(jù)歷時(shí)性來梳理文章并概括文章內(nèi)容。,明確本文的基本內(nèi)容①通過對鯉魚世界的遐想,反思人類對宇宙的認(rèn)知。看似作者少年時(shí)的思維超出同齡人,其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇特的想像力,由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時(shí)接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動(dòng)人心”,是因?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“偵探故事”來閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對這一秘密刨根問底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。③高中時(shí)代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?!?,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”,自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,驗(yàn)證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對科學(xué)的熱愛,以及踏實(shí)的性格,顯露出一個(gè)科學(xué)工作者的潛能。由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。,作者對鯉魚世界是怎樣遐想的在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家”對“世界”的是如何認(rèn)識(shí)的,作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的,在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家們”是這樣認(rèn)識(shí)世界的(1)“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義。”(2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”它們認(rèn)為是“奇跡”,是“可怖的事情”,但不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”,真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在,而它們卻認(rèn)為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。,【提問】作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對世界的認(rèn)識(shí)說明什么這種遐想的意義是什么,說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念”,是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發(fā)揮了想象力,并且他保持了這樣奇特的想像力,也由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。,【提問】作者對愛因斯坦未竟事業(yè)是怎樣看待和怎樣做的,首先作者接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。其次他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個(gè)“偵探故事”來閱讀、探究,并且“我決定要對這一秘密刨根問底”;再次高中時(shí)代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?!?,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”。自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。,【提問】由此可見作者對愛因斯坦未完事業(yè)的向往有何意義,這一過程的意義在于作者的基本科學(xué)素質(zhì)都得到了培養(yǎng)和鍛煉。例如探究能力,推斷能力,動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约霸谄渲胁豢扇鄙俚牟慌麓煺邸①|(zhì)疑求真的科學(xué)精神,尊重事實(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等都得到了培養(yǎng)和鍛煉。,課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室,這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例,主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對高維空間的想像,激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場理論書籍,既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情,也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。,文章在介紹童年兩件趣事的時(shí)候,課文還寫了閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場理論書籍這兩件事,那么這兩小段內(nèi)容對“教育歷程”的敘述有什么作用,【補(bǔ)充材料】,高維空間現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為,統(tǒng)一四種力的前景,在于高維空間(如十維或更高)理論的確立。比如對于古人來講,風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的,風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方,什么時(shí)候襲來,什么時(shí)候結(jié)束,他們是一無所知的,因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣?,只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察,即使有簡單的預(yù)報(bào),也都是靠經(jīng)驗(yàn)來推測的?,F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星,從太空這樣三維角度觀察地球,在地面上看來神秘莫測的風(fēng)暴被看得一清二楚,可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣,理論物理學(xué)家認(rèn)為,傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時(shí)間)理論太“小”,不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時(shí),就能得到一種簡單、漂亮的解決模型(科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的)。高維空間理論認(rèn)為,宇宙大爆炸后1043秒,十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙,四維宇宙暴脹,經(jīng)過近一百五十億年,演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后1035秒,大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí),因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)的環(huán)境,需要的能量太大,根本無法做到,所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。,【補(bǔ)充材料】,統(tǒng)一場論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí),將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué),已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場理論,解決了這一問題,被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無比而讓人頭疼),但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個(gè)大一統(tǒng)的理論,最終也沒有實(shí)現(xiàn)。,阿爾伯特.愛因斯坦(ALBERT.EINSTEIN)1897年3月14曰出生在德國西南距離慕尼黑八十五哩的烏耳姆城ULM。父母都是猶太人。這是一個(gè)和睦、愉快的家庭。親人們深愛著小愛因斯坦,但都為他的智力發(fā)育感到擔(dān)憂。愛因斯坦小時(shí)候并不活潑,三歲多還不會(huì)講話,父母很擔(dān)心他是啞巴,帶他去給醫(yī)生檢查。還好小愛因斯坦不是啞巴可是直到九歲時(shí)講話還不很通暢,所講的每一句話都必須經(jīng)過吃力但認(rèn)真的思考。愛因斯坦家的住房周圍有花園,他經(jīng)常一個(gè)人長時(shí)間地蹲在花園角落的灌木叢里,用手撫摩著小葉片或者凝視著匆匆跑動(dòng)的螞蟻。他很小就喜歡冥想,想了解大自然的奧秘。一次,在依薩爾河岸野餐時(shí),一位親戚說,小愛因斯坦很嚴(yán)肅,當(dāng)其他的孩子都在互相玩耍、逗樂時(shí),他卻獨(dú)自坐著看湖的對岸。母親玻琳深情的為自己的孩子辯護(hù)“他是沉靜的,因?yàn)樗谒妓?。等著吧,總有一天他?huì)成為一個(gè)教授”那位親戚感到可笑,但也理解母親的心情。教授在人們的心目中,只有那些聰敏的人才有可能得到這個(gè)榮譽(yù)的稱號(hào),這個(gè)連話都說不好的笨孩子能成為一個(gè)教授嗎,【補(bǔ)充材料】,愛因斯坦在念小學(xué)和中學(xué)時(shí),一般功課屬平常,唯有數(shù)學(xué)成績遠(yuǎn)在全班同學(xué)之上。由于他舉止緩慢,不愛同人交往,老師和同學(xué)都不喜歡他。教他希臘文和拉丁文的老師對他是那么厭惡,曾經(jīng)公開罵他“愛因斯坦,你長大后肯定不會(huì)成器?!倍乙?yàn)榕滤谡n堂上會(huì)影響其他學(xué)生,竟想把他趕出校門。家里每星期都有一個(gè)晚上要邀請來慕尼黑念書的窮學(xué)生吃飯,這樣等于是救濟(jì)他們。其中有一對來自立陶宛的猶太兄弟麥克斯和伯納德,喜歡閱讀書籍,興趣廣泛。他們被邀請來愛因斯坦家里吃飯,并和羞答答、長著黑頭發(fā)和棕色眼睛的小愛因斯坦交成了好朋友。麥克斯可以說是愛因斯坦的“啟蒙老師”,他借了一些通俗的自然科學(xué)普及讀物給他看,看完后就和愛因斯坦討論,并且再繼續(xù)提供給他新的讀物。麥克斯點(diǎn)燃了愛因斯坦自學(xué)的興趣火花,還不斷地輔導(dǎo)他。麥克斯引導(dǎo)他學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué),十三歲時(shí)他已自學(xué)微積分了。當(dāng)他的同班同學(xué)為那些平面幾何簡單問題和循環(huán)分?jǐn)?shù)而皺眉頭時(shí),愛因斯坦靠自學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到無窮級(jí)數(shù)這些美麗神奇的“無窮世界”去了。很快小愛因斯坦的數(shù)學(xué)程度超過了讀大學(xué)的麥克斯,為了以后有共同談話的話題,麥克斯開始借哲學(xué)書給他看,愛因斯坦在十三歲就能看懂康德的純理性批判。這是一本對許多成人來說都算是枯燥艱深的書。這時(shí)候愛因斯坦閱讀的書就是數(shù)學(xué)、物理和許多哲學(xué)家的書。,【補(bǔ)充材料】,1905年,年僅26歲的愛因斯坦發(fā)表了三篇論文,在物理學(xué)三個(gè)不同領(lǐng)域取得了歷史性成就,特別是狹義相對論的提出,使人類對于空間、時(shí)間和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)發(fā)生了革命性變化,標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的到來。1915年,愛因斯坦發(fā)表廣義相對論。這是繼狹義相對論之后,近代科學(xué)的又一個(gè)重大成就。1919年,英國天文學(xué)家愛丁頓的日全食觀測結(jié)果證實(shí)了愛因斯坦所作的光線經(jīng)過太陽引力場會(huì)彎曲的預(yù)言。愛因斯坦由此聲名鵲起,相對論成為人們家喻戶曉的名詞。,,【補(bǔ)充材料】,【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?!痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人,理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的,受實(shí)驗(yàn)條件的限制,自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻(xiàn)精神?!霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。,【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例,對我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義,科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的,科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單的操作,要有理論指導(dǎo),要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),要有策劃組織能力,要有耐力和恒心等等,實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是,重視理論,輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差,思想上浮躁,急功近利。對教育而言,重知識(shí),輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。,童年,青年,(成年),鯉魚世界的幻想,愛因斯坦的故事,,實(shí)驗(yàn),,(理論物理學(xué)家),文章結(jié)構(gòu),敘述的順序主要是歷時(shí)性的,而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容,又是共時(shí)性的敘述。,【提問】本文三個(gè)主要部分,并不是簡單地?cái)⑹龀砷L的故事,而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵,那么從中我們可以看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。,(1)想像力科學(xué)是需要想像力的,想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中,認(rèn)識(shí)到人類觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造,體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。(2)樂趣科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學(xué)工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”。“游戲”使他們樂此不疲,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強(qiáng)權(quán),只求真理。(3)實(shí)驗(yàn)精神丁肇中說過“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察,就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)?!薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識(shí)只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?!保☉?yīng)有格物致知精神)有了想像力,有了樂趣,那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn),就不能得到基本數(shù)據(jù),假說就不能確立。一味地空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作,努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),也不是空想出來的。,自由討論,你認(rèn)為作者能夠成長成才的因素有哪些,其中你認(rèn)為最重要的是什么,聯(lián)系自己生活的實(shí)際,從中得到怎樣的人生啟迪。,童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學(xué)家的歷程,是因?yàn)樽髡咴谶@其中的一些基本科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉,它們是好奇心、想象力、探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒉慌麓煺?,質(zhì)疑求真的科學(xué)精神,尊重事實(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等。,國外的教育,是先要給孩子一個(gè)“獸身”,就是像野獸一樣強(qiáng)健的體魄,再給他們一顆“人心”,告訴他們做人的道理、責(zé)任、義務(wù)等等,使他們有一個(gè)積極、健康的人生態(tài)度;最后,才是教給他們必要的知識(shí),使他們對過去、現(xiàn)在、和未來有個(gè)足夠的了解。,而我國的教育,確實(shí)存在一些問題。我國的教育,更多給下一代漂亮的臉蛋兒、能歌的喉嚨、善舞的秀腿、纖細(xì)的腰肢、善于記憶的大腦,可惜偏偏沒有給他們畫上一個(gè)善于獨(dú)立思考的大腦,沒有注重道德,個(gè)人修養(yǎng)以及危機(jī)感和使命感的熏陶。,國內(nèi)外教育的對比,曾經(jīng)流行過這樣一句話只要你小時(shí)候把基礎(chǔ)打好,多用點(diǎn)功,將來你考上了大學(xué)就輕松了。似乎中國的教育就是小時(shí)候辛苦,長大后輕松。而國外就剛好相反,他們是小時(shí)候輕松,長大后辛苦,他們的理論是小時(shí)候不懂事,應(yīng)該享受屬于自己的童年美好時(shí)光,而你長大后,就有責(zé)任去背負(fù)自己的學(xué)習(xí)任務(wù),用功讀書。韓寒在他的通稿2003里面談到中國有一個(gè)概念一錯(cuò)錯(cuò)了幾十年,那就是“全面發(fā)展學(xué)生”。在學(xué)校里,什么叫“全面發(fā)展學(xué)生”呢首先你語數(shù)外理化應(yīng)該學(xué)得不錯(cuò),然后你的體育也湊合,補(bǔ)考能夠及格,偶爾也有會(huì)樂器的(如果口琴,豎笛也算的話)。然后呢沒有了。其實(shí)在全面發(fā)展里,各種學(xué)科只算一項(xiàng)。說好聽點(diǎn)就是“學(xué)科能力”,說難聽點(diǎn)就是“考試能力”。想想這些“全面發(fā)展學(xué)生”也可憐,將來他們參加工作,看到別人什么都會(huì),自己卻一無是處。這也就是為什么那么多大學(xué)生畢業(yè)找不到工作的原因之一吧國外的教育很注重培養(yǎng)素質(zhì)教育的培養(yǎng),從多方面培養(yǎng)人才,他們開設(shè)了各種各樣的課程學(xué)生可根據(jù)自己的興趣來選擇自己喜歡的課程,從中受益,真正的做到德智體美勞全面發(fā)展。,,而在中國,卻是固定的按照教科書給學(xué)生上課,單調(diào)乏味。國外的教育非?;钴S,常常是布置一兩道沒有固定答案的題自己去查資料,學(xué)生往往是在圖書館里泡幾個(gè)小時(shí)才能完成作業(yè)。這同時(shí)增加了課外閱讀量,使他們的知識(shí)面更廣,思維變得活躍。中國學(xué)生的作業(yè)往往是老師費(fèi)盡心思找到的習(xí)題或者試卷在做,雖然說在一定程度上是有一定效果的,但是這也就是為什么會(huì)出現(xiàn)那么多“抄作業(yè)”的現(xiàn)象的重要原因。而且這樣顯得很呆板,不利于學(xué)生的教育成長和智力開發(fā)。有人說,外國的學(xué)生把電腦當(dāng)作工具,而中國的學(xué)生把電腦當(dāng)玩具,這不是沒有道理。,成長里有句話很好“如果我們沒有辦法改變教育,那么就改變我們自己對教育的看法”。這個(gè)世界上總有這樣那樣令人不滿又無可奈何的事,不過,作為個(gè)人,有一件事總是可以做的,提高自己,而且利用一切可利用的機(jī)會(huì)來提高自己。也許在某個(gè)高度,我們會(huì)突然發(fā)現(xiàn)有些事情我們可以來著手解決了。這恐怕也是儒家講的修身,齊家,治國,平天下的道理。,認(rèn)識(shí)自己也好,不認(rèn)識(shí)自己也好,只要我們心中有希望,腳下有路,那就走下去吧為認(rèn)識(shí)自己畢竟需要一個(gè)過程,也要付出代價(jià),不勞而獲的事畢竟更多的是出于幻想,,我的簡歷,,的教育歷程,,,,,,,,,
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上傳時(shí)間:2024-01-05
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簡介:第四單元科普文章,第十四課一名物理學(xué)家的教育歷程,【學(xué)習(xí)要點(diǎn)】1.篩選文章的信息。,要學(xué)會(huì)喲,溫故知新,先學(xué)一點(diǎn),1.給下列詞語中的加點(diǎn)字注音五彩斑斕遐想杜撰驚詫怪誕撒手人寰刨根問底浩瀚湮沒畏葸不前,溫故知新,矯正一下,五彩斑斕(BāNLáN)遐(XIá)想杜撰(ZHUàN)驚詫(CHà)怪誕(DàN)撒手人寰(HUáN)刨(PáO)根問底浩瀚(HàN)湮(YāN)沒畏葸(Xǐ)不前,課堂探討,探究一下,“鯉魚科學(xué)家”對“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的,課堂探討,你知道嗎,提取信息常有兩種方法一是組合重點(diǎn)段落,有些科普文中的科技信息相對集中,只要將有關(guān)段落加以組合就可以了;二是分散摘錄信息,有一些說明文,科技信息猶如滿天星斗點(diǎn)綴在文中,這就要分散摘錄,摘錄時(shí)注意不摘錄穿插的故事,不摘錄形象的描述,不摘錄生動(dòng)的闡釋,不摘錄抒發(fā)的感受,不摘錄作者的設(shè)想,不摘錄沒有知識(shí)含量的首尾與過渡。,課堂探討,做的怎樣,(1)“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義。”(2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”──它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”──它們認(rèn)為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”,真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在,而它們卻認(rèn)為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。,課堂探討,探究一下,作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對世界的認(rèn)識(shí)說明什么,課堂探討,你知道嗎,這也是一道信息篩選的題目,方法同上題。,課堂探討,做的怎樣,說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念”,是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。,課堂探討,探究一下,作者說“我決定要對這一秘密刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭”,在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人,課堂探討,你知道嗎,這是一道概括作者的觀點(diǎn)態(tài)度的題目,注意文章中作者的傾向。,課堂探討,做的怎樣,理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的,受實(shí)驗(yàn)條件的限制,自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻(xiàn)精神?!霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。,課堂探討,探究一下,作者說“我決定要對這一秘密刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭”,在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人,課堂探討,你知道嗎,這是一道概括作者的觀點(diǎn)態(tài)度的題目,注意文章中作者的傾向。,課堂探討,做的怎樣,理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的,受實(shí)驗(yàn)條件的限制,自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻(xiàn)精神。“在所不辭”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。,課堂提高,1.下列關(guān)于“機(jī)械不穩(wěn)定性”的表述,正確的一項(xiàng)是()A.過去,“機(jī)械不穩(wěn)定性”勢必導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的迅速損壞,甚至帶來災(zāi)難性的后果,因而工程師們通常都試圖盡量避免它。B.近年,“機(jī)械不穩(wěn)定性”與過去迥異的新性質(zhì)隨著科學(xué)的進(jìn)展被物理學(xué)家和工程師們發(fā)現(xiàn),因而大家開始接受它。C.利用“機(jī)械不穩(wěn)定性”,可以使物體出現(xiàn)褶皺、彎曲、延伸、塌陷、膨脹等改變,科學(xué)家們已經(jīng)掌握了發(fā)生改變的新規(guī)則。D.把握“機(jī)械不穩(wěn)定性”導(dǎo)致物質(zhì)改變的規(guī)律,需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析,在這些方面,今天已取得了許多新的進(jìn)展。,靈活運(yùn)用喲,課堂提高,【答案】D,做的怎樣,課堂提高,【解析】試題分析A錯(cuò)在“勢必導(dǎo)致”,將實(shí)然判斷改變?yōu)楸厝慌袛?,原文說的是“可以迅速導(dǎo)致”;B錯(cuò)在“與過去迥異的新性質(zhì)”,過去的性質(zhì)依然存在且依然起作用,只不過人們對它的研究已經(jīng)深化;C錯(cuò)在“已經(jīng)掌握了發(fā)生改變的新規(guī)則”,原文為“新規(guī)則已呼之欲出”??键c(diǎn)理解文中重要概念的含義。能力層級(jí)為理解B。,找到竅門了嗎,課堂提高,2.關(guān)于極端力學(xué)的研究成果,下列表述與原文吻合的一項(xiàng)是()A.發(fā)明了“霍伯曼O形扭球”,它可以經(jīng)扭曲塌陷成一個(gè)比原來小很多的球體,向相反方向扭曲,它又可以擴(kuò)張回原來的大小。B.發(fā)現(xiàn)了柔性聚合物和有機(jī)硅材料,這類材料使得電子產(chǎn)品、機(jī)器人、工具、車輛在徹底變形后,仍有可能恢復(fù)原貌。C.發(fā)現(xiàn)了球形裝置的“軟點(diǎn)”這一關(guān)鍵,如對其進(jìn)行精心設(shè)計(jì),就可能使結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出人們期望的行為,從而編譯出一個(gè)模型辭典。D.將損壞轉(zhuǎn)變成功能的全新境界已經(jīng)出現(xiàn),因?yàn)橐呀?jīng)有了智能手機(jī)柔性而結(jié)實(shí)的外殼材料,還將出現(xiàn)納米尺寸的給藥小球和田徑場可伸縮的屋頂。,靈活運(yùn)用喲,課堂提高,【答案】C,做的怎樣,課堂提高,【解析】試題分析A“霍伯曼O形扭球”只是一款玩具,它用塑料鏈絞合而不是利用機(jī)械不穩(wěn)定性;B原文說“柔性聚合物和有機(jī)硅材料的廣泛應(yīng)用也一直是啟發(fā)研究人員靈感的源泉”,所以它同樣只是研究者的借鑒對象而并非研究成果;D錯(cuò)在“已經(jīng)出現(xiàn)”,原文說的是“看到了”,而并不是在事實(shí)上已經(jīng)做到??键c(diǎn)篩選并整合文中的信息。能力層級(jí)為分析綜合C。,找到竅門了嗎,課堂提高,3.下面對原文文意的理解與概括,不恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是()A.美國在“二戰(zhàn)”中制造的萬噸貨輪“自由輪”在海上航行時(shí)解體,是結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致的災(zāi)難性后果之一,而且當(dāng)時(shí)無法對其進(jìn)行深度解析。B.從白菜葉和撕裂的塑料垃圾袋出現(xiàn)的波紋,到脊椎動(dòng)物胚胎中內(nèi)臟紋路的生長方式,這些都可以從不穩(wěn)定性的理論中得到解釋。C.通過對計(jì)算機(jī)程序的完善,可以完成材料折疊的完全自動(dòng)化的過程,但目前其中的一個(gè)遺憾,是計(jì)算機(jī)生成的模式仍不穩(wěn)定。D.能擠壓成類似章魚狀通過微小空間的機(jī)器人、能擴(kuò)張成帳篷的背包,以及能卷起來別在耳后的手機(jī),都可能在不久的將來成為現(xiàn)實(shí)。,靈活運(yùn)用喲,課堂提高,【答案】C,做的怎樣,課堂提高,【解析】試題分析原文沒有關(guān)于“計(jì)算機(jī)生成的不穩(wěn)定模式”是一個(gè)缺憾的表述,原文所說的“不穩(wěn)定模式”指的是利用“機(jī)械不穩(wěn)定性”的模式,并不是說計(jì)算機(jī)的性能不穩(wěn)定,原文還說到可以有“一個(gè)平穩(wěn)、協(xié)調(diào)的操作過程”??键c(diǎn)歸納內(nèi)容要點(diǎn),概括中心意思。能力層級(jí)為分析綜合C。,找到竅門了嗎,
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上傳時(shí)間:2024-01-05
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