1. 物理学对人类文明的作用都有什么
物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面,下面简述几点。
物理学对人类文明进步的促进作用
2004年6月联合国大会决议,确定2005年为“国际物理年”。联合国的决议中指出:承认物理学为了解自然界提供了重要基础;注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石;确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具;……。这一决议充分说明了物理学对人类发展的重大意义。因此,在这里概括地了解一下物理学对人类文明进步的促进作用,既有意义也很必要。
大量事实表明,物理技术与理论相互推进,并广泛应用于科学技术和科学研究的各个部门,成为科学技术创新和革命的重要动力,极大地促进了物质生产的发展和精神文明的进步。物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面,下面仅采集几个具有代表性的例子,以此来使同学们对物理学在人类文明、社会进步,包括在医学科学发展中所起的巨大作用有一个初步的了解。希望这些介绍能够激起同学们对医用物理课的关注和兴趣。
在热学方面,18世纪中叶对热学的深入研究带来了蒸汽机的改进和广泛的应用,促进了手工业生产向机械化大生产的转变,并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能,从而大大推动了人类社会的发展。
在电磁学方面,由于电磁感应现象的发现和研究成果的应用,使人类社会迈入了电气化时代。带电粒子在电磁场中的运动规律在科学技术的许多领域得以广泛应用,比如电视显像管、电子显微镜等都与此密切相关。电能的广泛应用,不仅从根本上改变了人们的生活方式,而且已经成为支撑现代社会发展的重要支柱。
再来看看物理学对医学发展的促进。1895年伦琴发现了X射线,这一发现很快就成为诊断疾病的有力工具;1896年贝可勒尔发现了铀的放射性;1898年居里夫妇发现了放射性更强的元素钋和镭。放射性物质对帮助医生诊断和治疗疾病具有重要意义,并在此基础上建立起了一门新兴的医学学科——核医学。医生只需用极其微量的、高度特异的放射性药物引入人体,然后再用核探测技术从人体外探测这些药物参加代谢的情况,即可了解人体脏器的形态和功能。在疾病的治疗上,放射性同位素也同样显示出了巨大的威力。X射线和放射线被广泛应用于医学科学许多部门,对促进20世纪医学科学的发展产生了巨大而深远的影响。
生命科学在基础研究方面的许多重大进展也离不开物理学这个基础。例如,脱氧核糖核酸(DNA),它是储存和传递生命遗传信息的物质基础,DNA的双螺旋结构就是在1953年由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用X射线衍射方法测定的。
最后指出,在20世纪,原子核物理、电子学和半导体物理、激光物理以及超声学等学科的迅速发展,极大地推动了相关工程技术的进步。如激光技术和相关技术的集成,已形成了若干重大的激光工程,其中最具代表性的是全球激光通信;特别是微观物理方面的重大突破,开创了微电子工业;物理学与工程技术的紧密联系和相互促进,超大规模集成电路的研制和微处理器的普遍应用,不仅为工业制造、医学诊断和治疗提供了多种高新技术设备,也使人类社会从此进入了以电子计算机和网络应用为特征的信息时代。
联合国第58次大会关于2005国际物理年的决议中指出:物理学是认识自然的基础,物理学是当今众多技术发展的基础,物理教育为人类发展提供了必要的科学基础。我们倡导物理学是科技之基础的理念,同时批评那些轻视物理学,忽视物理学在科学思想、方法、手段等方面的基础作用,认为物理学是可有可无的观点。我们深信,在新的世纪里,在人类文明的进程中,物理学将继续产生重要的作用和深远的影响。
2. 物理学在人类文明史上的重要作用
发展史
经典物理与近代物理
第一,立足于牛顿力学的经典物理学和经典自然科学在很在程度上是关于自然事物,自然属性,自然过程和自然界规律性的知识,但它往往没有对这些事物,属性,过程和规律性的机制(道理)从因果性上作出解释;近代自然科学所能做到的或应当做到的,则是依据于对微观过程的了解,解决这些"为什么"的问题.
第二,经典自然科学有它的普遍性和整体性,但就对整个自然事物的反映看,经典理论基本上是关于特殊的,局部的自然领域的知识;近代自然科学则具有更高程度的普遍性和更大范围的全局性
第一章 发展中的物理学
1 相对论
相对论是现代物理学的重要基石.它的建立20世纪自然科学最伟大的发现之一,对物理学,天文学乃至哲学思想都有深远的影响.相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物,是电磁理论合乎逻辑的继续和发展,是物理学各有关分支又一次综合的结果.相对论经迈克耳逊,莫雷实验,洛伦兹及爱因斯坦等 人发展而建立.
2 量子力学
1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难,引入了能量了概念,为量子理论奠定了基石.随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾,提出了光量子假说,并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念,为量子理论的发展打开了局面.1913年,玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念,对氢光谱作出了满意的解释,使量子论取得了初步的胜利.之后经过玻尔,索末菲海森堡,薛定谔,狄拉克等人开创性的工作,终于在1925年-1928年开成了完整的量子力学理论.
3 原子核及基本粒子
原子核物理学起源于放射性的研究,是19世纪末兴起的崭新课题.在这以前,人类对这年领域毫开所知.从事这项研究的物理学家,他们通过作新创制的简陋仪器进行各种实验和观察,从中收集数据,总结经验,寻找规律,探索不断开拓新的领域. 1933年以后,原子核物理理论才逐渐形成.
4 固体物理学
20世纪初,固体物理学就开始深入到微观领域,人们开始利用微观规律来计算实验观测量.量子力学首先应用于简谐振子及简单的原子上,并显示了其正确性,其次又在化学键的问题上取得了效果.二十世纪20年代后,固体物理学作为一门学科在物理学领域中诞生.
5 物理学与技术
物理学的发展为新技术提供了基础,与此相反的关系也完全存在.假如不采用电子技术的各式各样的机器,今天的物理学,甚至整个科学研究都可能连一天也存在不下去.要建造超高能物理学所不可缺少的巨大加速器,必须要动员当前最先进的精密机械技术和电子学技术才行.同时由于对技术进步的不断要求,作为这些技术基础的物理学的研究也正在日益加强.可以说,没有上述各方面的条件,就不可能存在今天这种大规模,多方面的物理学研究.
6 科学的体制化
近代物理学的基础工程学科化这种趋势,当然是由围绕科学的新的社会状况的出现所形成和促进的.
7 物理学在地理上的扩大
物理学的变迁,同时也伴有物理学在地理上扩大.俄国(苏联),美国,日本,中国及欧洲,亚洲,非洲物理学在地理上的扩大,必将会进一步扩大在进行尖端物理学研究,所以,没有理由认为这些国家将来不会产生真正的物理学研究.
8 研究技术化
可以把这一趋势同由物理学所支撑着的各种各样新技术所持有的可能性相结合,看作是社会进步的一个标志.
第二章节近代物理学的序幕
一 电子的发现
背景: 电子的发现起源于对阴极射线的研究.阴极射线是低压气体放电过程中的一种奇特现象.这一观点得到赫兹等人的支持,赞成以太说的大多是德国人.英国物理学家克鲁克斯以及舒斯特根据各自的实验及解释都认为阴极射线是由粒子组成的.德国学派主张以太学说,英国学派主张带电微粒说.
J.J.汤姆生对电子研究
⒈定性研究:J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验,他进一步提高了真空度,并且减小极间电压,以防止气体电离,终于获得了稳定的静电偏转.
⒉定量研究 :一种方法是用静电场偏转管在管子两侧各加一通电线圈以产生垂直于电场方向的磁场,然后根据电场和磁场分别造成的偏转,计算出阴极射线的荷质比e/m,另一种方法是测量阴极的温升.因为阴极射线撞击到阴极,会引起阴极的温度升高.J.J.汤姆生把热电偶接到阴极,测量它的温度变化,两种不同的方法得到的结果相近,荷质比
⒊普遍性证明
二 X射线的研究
1895年,德国的维尔茨堡大学,伦琴教授 阴极射线研究 发现了X射线
三,放射性的发现
对阴极射线研究引起了放射性物质的发现 .1896年5月18日,贝克勒尔发现了放射性.
贝克勒尔发现放射性虽然没有伦琴发现X射线那样轰动一时,意义却更为深远.因为这是人类第一次接触到核现象,为后来居里夫妇,卢瑟福等对放射性研究发展开辟了道路.
第三章 相对论的建立
相对论的研究起源于"以太漂移"的探索以及光行差的观测.1678年惠更斯把光振动类比于声振动,看成是以太中的弹性脉冲.但是后来由于光的微粒说占了上风,以太理论受到压抑,牛顿就认为不需要以太,他主张超距作用.1800年以后,由于波动说成功地解释了干涉,衍射和偏振等现象,以太学说重新抬头.在波动说的支持者看来,光既然是一种波,就一定要有一种载体,这就是以太.他们把以太看成是无所不在,绝对静止,极其稀薄的刚性"物质".
机械波的波动方程与电磁波的波动方程
机械振动只有在弹性介质中传播才形成机械波,在弹性介质中应用牛顿定律和胡克定律,即可建立机械波的波动方程,一维横波的波动方程为
机械波的波动方程和波速这些性质是否也适用于电磁波(包括光波)呢 电磁波有类似于机械波的波动方程,那么,电磁波的波动方程是相对于什么样的参考系建立的 真空中速度是相对于什么参考系的.
1861年,英国物理学家麦克斯韦总结前人的实验规律基础上,推导真空中电磁波的波动方程,其一维形式的真空波动方程为:
3.迈克耳逊―莫雷实验
波动理论假定了真空中充满以太,光相对于以太的速度C传播,地球上的观察者所测到真空中光速的数值将是多大呢 如果认为地球运动时以太完全没有被带动,地球上测到的真空光速应该是光对以太的速度与地球相对于以太速度的矢量差,为了能够显示出光相对于地球的传播速度不同于C,迈克耳逊设计了一个十分巧妙的实验.
在迈克耳逊最初装置中,采用地球公转速度可得0.04个条纹,这是一个很小的效应,但他的仪器装置观察到的只是0.02个条纹的变动,即使进一步改进,结果都没有观察到条纹的移动.
4.洛伦兹等人的贡献
斐兹杰惹于1889年,洛伦兹于1892年先后独立地提出了着名的洛伦兹―斐兹杰惹收缩假定.他们都承认以太的存在,在以太中静止的一个长为L的物体,当它沿长度方向相对于以太速率V运动时,将缩短到
5. 爱因斯坦与狭义相对论
将相对性原理应用于电磁理论,如果认为电磁场的麦克斯韦方程组是正确的(方程组中真空中光速C的普适常数出现).则必须同时承认真空中光速C对所有惯性系相同,与波源的运动无关.然而,这却是于牛顿力学不相等的.在牛顿力学中,速度总是相对于一定的参考系,不允许在动力学方程中出现普适的速度.
6.广义相对论的建立
狭义相对论建立之后,爱因斯坦并没有止步,他认为狭义相对论还有许多问题没有解决,例如:为什么惯性质量随能量变化 为什么一切物体在引力场中下落都具有同样的加速度 1916年,爱因斯坦发表了《广义相对论的基础》,对广义相对论的研究作了全面的总结.在论文中,爱因斯坦证明了牛顿理论可以作为相对论引力理论的第一级近似,并且组给出了谱线红移,光线弯曲,行星轨道近日点进动的理论预言
7.爱因斯坦的成功分析
1.兼收并蓄
2.敢于创新,突破常规精神
3.哲学修养
美发射探测卫星 验证88年前爱因斯坦的预言
第四章 量子力学的发展
一 黑体辐射的研究
1859年 基尔霍夫物体热辐射的发射本领e(v,T)和吸收本领a(v,T)的比值都相等,并等于该温度下黑体对同一波长的辐射度
1879年 斯特潘根据实验总结出黑体辐射总能量与黑体温度四次方成正比的关系
1893年 维恩经验式子
1900年 瑞利
为了解决上述困难,普朗克利用内插法,将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利―金斯公式衔接起来.在1900年提出了一个新的公式
普朗克与统一思想的波动
普朗克对量子论的研究工作中犹豫徘徊,畏缩不前的主要原因是物理学的统一性问题,即如何对量子论的解释.
玻尔理论的形成
光谱
卢瑟福
量子理论
玻尔理论
1913年《原子构造和分子构造》 提出了两条基本假设:定态,跃迁
1914年,夫兰克和G.赫兹以能量分立的指导思想,进行电子与原子的碰撞实验设计.他们利用慢电子与稀薄水银蒸气碰撞方法,来确定银原子的激发电位或电离电位.从而证实原子只能处在一定的分立能量状态当中.由此突破了"自然无飞跃"能量连续性的经典物理观点.这个实验成为玻尔原子理论的一个重要证据之一,
1918年,玻尔为了解释谱线强度这一当时原子理论无法解决的难题,提出了协调经典物理理论与微观量子理论之间相互关系的对应原理
玻尔的直觉与创新研究方法
玻尔的科研思想与他的直觉相联系在一起,他从不畏缩不前,也不遵循所谓严格的逻辑道路的方法.玻尔灵活的思维特点与思想方法在今天已成为越来越多的人所理解和赏识.
量子力学的建立
1924年泡利提出不相容原理.这个原理促使乌伦贝克和高斯密特,在1925年提出电子自旋的设想.从而使长期得不到解释的光谱精细结构,反常塞曼效应和斯特恩―盖拉赫实验等难题迎刃而解.同年,海森伯创立了阵矩力学,使量子理论登上了一个新的台阶.1923年德布罗意提出物质波假设,导致了薛定谔在1926年以波动方程的形式建立了新的量子理论.不久薛定谔证明,这两种量子理论是完全等价的,只不过形式不同罢了.1928年狄拉克提出电子的相对论性运动方程――狄拉克方程,奠定了相对论性量子力学的基础.
第五章中国物理学者在近代物理学发展中贡献
一 出国留学
中国学者出国留学可追溯到,在19世纪中叶,清朝赴欧留学得就达一百多人.清朝洋务活动的"求强","求富"过程中,为训练新式陆海军和创办近代军事工业和民安企业,曾陆续派出许多学生到各国求学.在1862―1900年间,有几百人,以官费,自费出国游学,但主要是学习语言,驾驶,架线,电工,炮术,造船,铸造,采矿,机织等实用技术和军事技术,当时不可能也没有眼光派学生去学习数理化基础学科.
二 物理学教育的发展
在1895年和1897年分别创办了天津西学堂和上海南洋公学.中西学堂分设头等学堂,二等学堂,前者相当于大学.
1898年创办的京师在大学堂,
三 研究机构的建立
1928年3月在上海成立国立理化实业研究所,同年6月中央研究院创立,同年11月理化实业研究所之一部分改名为物理学研究所,隶属中央研究院.
1929年9月在北平建立了北平研究院
20世纪20年代末,国家批准有条件大学设立研究部,在教学同时开展科学研究.
四 中国物理学会
中国物理学会成立于1932年,它是中国物理学教学,研究发展的必然结果,截止1932年左右,物理学工作者约300人左右.
中国物理学报于1933年创刊.在1933―1935年出版了第一卷共三期,至1950年共出版了七卷.该学报以外文(主要为英文,个别为法文,德文)发表,附以中文摘要.它在国内外学术交流中起到了很好的作用.
五 国外物理学家对我国近代物理学发展得作用
1 国外物理学家对我国物理学者得培养与帮助.我国许多物理学家都得到了国外着名物理学者的培养.
2 国外物理学家来华讲学极大地促进了我国物理学的发展.1921年蔡元培和夏元0访问爱因斯坦,并邀请他来中国讲学 .朗之万于1931年底来华讲学.1937年5月31日至6月4日,玻尔来华进行了讲学.
六 我国物理学者在近代物理学中得主要贡献
吴有训在美国研究Compton效应着称,他的关于Compton效应中变线与不变线的能量分布比率的两篇实验论文,确凿地证明了Compton效应的存在,丰富的和发展了Compton工作,并加速国际学术界对Compton效应的认识.吴有训回国后,或独自或带领研究生继续从事有关的研究.
赵忠尧在研究硬射线的吸收系数及其散射的实验中,最早观察到正负电子对的产生和湮没现象
萨本栋在30年代关于三相电路并矢代数的研究,是属于数学,物理和电机的三角地带,被美国电气工程师学会评为1937年度"理论和研究最佳文章荣获".40年代萨本栋从事交流电机研究,以标么值系统分析交流电机问题.他根据在厦门大学和美国讲课的素材编写的《交流电机基础》一书,被英国,美各国高等院采作教材.开创了中国科学家编写的教材被国外采用的先例.
1949年,张文裕在吸收介子的云室研究中,发现了子和子辐射现象,开拓了奇异原子物理研究的新领域.国际上曾称此二发现为"张辐射"和"张原子".
黄昆在1947年发现了后来被称为"黄散射",即固体中杂质缺陷导致X光漫散射,它直接有效地成为研究晶体微观缺陷的手段.1950年,黄昆和(李爱扶)共同提出了多声子辐射和无辐射跃迁的量子理论,在国际上被称为黄理论.1947-1951年间,黄昆与合着《晶格动力学》一书,它成为该领域的一本基本理论着作而在国际上享有盛名.
谢玉铭于1932-1934年间在美国与W.V.Houston合作研究氢原子光谱Balmer系的精细结构,发现了在40年代后期才得以肯定的"Lamb"移位,并提出了40年代后期有关重整化理论的发展方向相同的大胆建议.W.E.Lamb于1947-1948年间所作的类似实验及发现而获得1995年诺贝尔物理学奖.
宇宙起源及超导体材料的研究.
量子力学中的,量子密码学,量子计算机,等等和量子有关的分学科
往更小和更大的方面发展。
更小---了解物质的构成,看看夸克是否可以再分。
更大---了解宇宙了!宇宙物理学
外星人的存在与否
3. 物理学对科学技术与人类文明的贡献有哪些
物理学的发展引发了一次又一次的产业革命推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。
一、物理学与第一次技术革命
物理学的贡献18世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命,是以蒸汽机被广泛使用为标志的。它开创了以机器代替手工工具的时代,这不仅是一次技术改革,更是一场深刻的社会变革这次工业革命是牛顿力学与生产技术的结合在研究提高蒸汽机效率的基础上才创立了热力学的理论,热力学的理论又促进了热机的发展。
二、物理学与第二次技术革命
物理学的贡献,丹麦物理学家奥斯特在一次讲座快结束时,发现电流接通时附近的小磁针转动了一下,这一现象被人们称做电流的磁效应。1840年,法拉弟发现了电磁感应现象,并逐渐形成了完整的电磁场理论。
三、物理学与第三次技术革命
晶体管与计算机,晶体管的发明促进了集成电路的发展,使计算机业飞速发展在更多领域得到广泛应用,然而也带来了新能源的应用。
20世纪70年代,微观物理方面取得重大突破,开创了微电子工业,使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。
物理学的目的在于发现自然界的结构和作用,且物理的发展往往带随着人类的发展和人类文明的发展,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。
4. 简述物理学对人类的贡献
物理学是人类对物质世界基本认识的结晶,是人类探究物质世界实践经验的概括和总结物理学的基本使命是认识物质世界,并以概念、规律、方法、理论等形态,客观反映物质世界,以正确地揭示物质世界现象和过程的本质。物理学作为一门探索物质结构和物质运动基本规律的科学,是公认具有基础性和应用性的重要学科。
物理学作为一门成熟的科学有着巨大的物质价值,物理知识可以被转化为技术和产品,对人类的物质生活产生深刻的影响。众所周知,从17世纪至18世纪,牛顿力学和热力学对机械工业,尤其是热机的发展起了巨大的推动作用;19世纪,不断发展的经典电磁理论,促进了工业电气化和无线电通信的发展;20世纪上半叶,随着相对论和量子力学的创立,人类的认识深入到原子和原子核内部,人类开始进入了核能时代和信息时代。此外物理学还有着丰富的精神价值:物理学的发展深深地影响着人类的思维方式和认识方式;物理学和哲学有着密切的关系,辩证唯物主义的产生和发展,从物理学中汲取了许多“营养”;物理学与数学在形成和发展过程中共同建立起来的“实验方法”、“逻辑方法”和“概念方法,,在科学研究中得到普遍的应用,成为科学方法论的三大支柱。因此,物理学对人类文明进步做出了积极的贡献,成为当代人类文化的一个重要组成部分。
5. 怎样谈对物理学与人类文明的认识
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。人类发展史各个阶段都都物理学的发展息息相关,物理学促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。
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.百年之前,西方世界的“物理”开始统领“天理”、“地理”和“伦理”,现代文明始降于世。迄今为止,“物理学”所创造出来的所有成果无不是人类“身体”某一部位的延伸和替代。人造卫星、显微镜、望远镜、射天望远镜、电视等等是人类眼睛的延伸;雷达、电话等等是人类耳朵的延伸;汽车、轮船、飞机等运输工具是人类腿和脚的延伸;枪炮、导弹和火箭等等是人类胳膊和手的延伸;电脑和生物电脑是人类大脑的替代品;太阳能、潮汐能、核能、水能、风能、炸药等等成为人类体能的替代品;火星探测器、月球探测器、水下探测器、无人工厂中的机器人等等都成为整个人体的替代品;即便专门研究“人体”的现代医学离开了“物理学”也将不再成为现代医学,放射性疗法、伽马刀、X光透视、CT、B超等等各种医疗设备无一不是“物理学”的杰作。
物理学转化的能力很强,没有物理基础做其他学科的研究就非常困难。物理学是一个古老的、成熟的学科,从牛顿时期就成熟了,而且是不断开拓新局面的、不断向各方延伸的学科,所以它跟许多别的学科有非常密切的联系。物理学向其他学科的渗透,是引领、推动各门自然科学向其他方面开拓新局面的动力。物理学引领和推动着广义的物理科学、生命科学、信息科学、材料科学、地球科学、思维科学、哲学等等。
综合以上论述,物理学自其诞生便作为一门能够不断改写和更新人类文明的学问而存在并不断丰富发展着;它对人类社会进步的贡献是每一位科学家有目共睹的。物理学不仅满足了人们探索未知世界的好奇心与求知欲,同时在其理论发展过程中对工业科技进步及其它自然科学发展潜移默化地起着举足轻重的作用。物理学的发展,不仅为人类物质生产开拓了新的空间,而且为人类精神世界积淀了丰富的宝藏,对人类社会的生产方式、生活方式和思维方式产生了深远的影响。
6. 物理学对人类发展的作用
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。
物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
(6)物理学如何促进人类文明扩展阅读:
一、六大性质
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
二、发展前景
应用物理学专业的毕业生主要在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开发工作包括新特性物理应用材料如半导体等,应用仪器的研制如医学仪器、生物仪器、科研仪器等。
应用物理专业的就业范围涵盖了整个物理和工程领域,融物理理 论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。
应用物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。我国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。
和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。
7. 物理学对人类的发展有什么重要意义
物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。
自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。早期人们通过感官视觉的延伸,近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。
物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
(7)物理学如何促进人类文明扩展阅读:
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。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。
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。
8. 谈谈物理学是如何影响现代文明的
第一次工业革命,物理学中的动力(水的动能转化为机械能),将人类带入了蒸汽时代。
第二次工业革命,物理学中的电学将人类带入了电气时代。
第三次科技革命,物理学中的电磁学将人类带入了网络时代。
总的说,人类如果没有物理知识,那这个社会就不会进步!!!
9. 物理学与人类文明有什么关系
物理学是一门基础科学,它所研究的是物质的基本结构,最普遍的相互作用,最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。物理学是以认识物质的基本属性,研究物质运动规律为研究目的的学科。随着人类对物质世界的深入,物理学一方面带动了科学的发展,另一方面推动了文化,经济和社会的发展,推动了人类文明的进步。研究物理学与人类文明进步,对深入了解物理的作用具有重要的意义。
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。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。
浩瀚的宇宙,绿色的地球和万物之灵的人类,组成了自然界巨大的物质系统。这个巨大的系统内部充满了各种各样的运动和变化,而五彩缤纷的物理世界,在协调或加剧人类社会生活环境中的种种矛盾时,扮演着不同的角色,起着各具不同的作用。可以说,远到宇宙深处,近到咫尺之间,大到广袤苍穹,小到分子原子,都是物理学的研究范畴。所以研究物理学与人类进步是非常有意义的。
10. 物理学的发展对社会的影响
物理学的发展,促进了科学技术的进步。现代物理学更成为高新技术的基础。
1、在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理,能把宇宙飞船送上太空,使人类实现了飞天的梦想。也使中国人“九天揽月”成为可能。(2007年我们国家要登月,那时就是神州7号)。杨得伟是神州6号。
(学完万有引力定律可窥一斑)
2、带电粒子在电场磁场中的偏转的规律在科学技术中的应用。电视机显像管等。(学完带电粒子在电场磁场中的偏转会了解了。)
刀。如核磁共振,超声波,X光机等。3、核物理的研究使放射线的应用成为可能。医疗上的放疗。在医疗上还有很多,如用于治疗脑瘤的
4、20世纪初相对论和量子力学的建立,诞生了近代物理,开创了微电子技术的时代。半导体芯片。电子计算机。没有量子力学也就没有现代科技 。
5、20世纪60年代,激光器诞生。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。
6、20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破,为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代,我国高温超导的研究走在世界的前列。
7、20世纪90年代发展起来的纳米技术,使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团,使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。
8、生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸(DNA)是存在于细胞核中的一种重要物质,它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许(着名实验物理学家)的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。
可以说物理学的发展,促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。
物理学的发展引发了一次又一次的产业革命,推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。
18世纪中叶,在热学发展的基础上发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用,促成了手工业向机械化的大生产的转变,并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。古人云:一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。
1840年,法拉弟发现了电磁感应现象,并逐渐形成了完整的电磁场理论。在此基础上发展起来的电力工业,使人类进入电气化的时代,给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。
20世纪70年代,微观物理方面取得重大突破,开创了微电子工业,使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。
可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。