A. 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。
B. 核物理的重要应用
核物理的应用领域是越来越广泛,无论是在军事、医学、工业方面,核物理技术都起了重要的作用。
C. 物理学在人类文明进步中所起的作用
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。
D. 原子核物理专业对人体的影响
核辐射只有在核电站才可能产生,但是现在的安全措施非常好,即使去那里工作辐射量都没有我们平时手机和电脑对我们的辐射多。所以你不需要担心。你这个专业不错,加油吧!
E. 物理学对我们有什么用
物理是一门自然科学。在生活中,处处都有物理现象。物理虽然很难学,但是你会发现,物理是一个很有趣的课程。
金属球实验
二、填报专业
在我们广东,高考是3+1+2的模式,首选科目是物理和历史中任选一门,对于理科生来说,会选择物理课程。毕竟,在高校填报专业志愿时,百分之九十多的专业条件必须是物理学科。
三、未来就业
就业方面很广泛,例如:物理老师,传授知识;科研工作人员,为国家做出贡献;天文学家,识辨天文。
结束语:
虽然好玩,但是很多学生物理成绩出现挂科,因此要培养起对物理感兴趣,爱上物理,下定决心,认真复习,成绩会有所飞跃。
F. 核能有哪些应用
自从进入20世纪,能源的消耗量激增,特别是70年代爆发的“石油危机”更体现出人类对能源需求的这种日益紧迫的现状。我国也已由原油出口国变成了进口国,而且是目前唯一一个以原煤作为主要能源的国家。将煤、石油、天然气这些宝贵的不可再生的化工原料当作燃料燃烧掉,这本身就是一种潜在的巨大的资源浪费。因此,调整能源结构、寻找开发利用新能源迫在眉睫。
由质能方程可知,物质蕴含着巨大的静止能,通过核裂变与核聚变可以获得其中的一部分(一般小于1%),这部分能量是相应化学能的大约一百万倍。若能找到或制造出大量反物质,利用正反物质湮灭可得到几乎100%的静止能,然而寻找反物质前途渺茫,制造反物质又难以批量生产,因此对核能的利用目前比较现实的就是核裂变与核聚变。
最初实现的核反应是用加速器加速质子轰击原子核,由于库仑排斥,根本得不偿失,因此1937年,核物理之父卢瑟福逝世前曾说过,核物理只是纯粹的基础研究,很难有实际应用。但1939年发现用中子轰击铀核可引发裂变,并能放出2到3个中子,从而产生连锁反应。这开辟了释放核能的途径。1945年,爆炸了第一颗原子弹,1954年苏联建成了第一座核电站,到1995年底,全世界已有33个国家有核电站432座,总发电能力34.0347万MW,目前核电已占世界耗电量的17%左右,而立陶宛占76.37%,法国占75.29%,比利时占55.77%。由此可见,核能的发展是相当迅速的。核能之所以能有如此迅速的发展,除能量巨大外,还有运输方便、地区适应性强、储量丰富等优点。1千克铀=3000吨煤,而且其污染远远小于火电站。
天然铀有两种同位素:U238(占99.3%)和U235(占0.7%)。当中子能量很高时,U238只有很少一部分裂变,低能中子不能使U238裂变,而是被大量吸收。因此U238不能产生连锁反应。采用慢化剂使中子减速到热中子以使大量U235裂变的反应堆称热中子反应堆,简称热堆。我国自行设计建造的第一座核电站---秦山核电站已于1991年建成,发电功率30万kW,1993年从法国引进的两座90万kW的核电站(建于广东大亚湾)也开始运行。U238不能直接作为核燃料,中子能量减少时会被U238强烈吸收后变成U239,U239经过两次β-衰变变成Pu239,而Pu239是裂变物质,可以做核燃料,这就是目前比较热门的增值反应堆,顾名思义就是核燃料会越烧越多。我国是一个缺铀国家,因此很有必要发展增值反应堆。U235裂变一次约产生2.5个中子,维持裂变反应只需要一个,其余可让U238吸收,可使核燃料增值。
快中子反应堆是用快中子来产生裂变,需要高浓缩的铀,但可以使燃料增值,而且最重要的是,它可以使天然铀的利用率从1%到2%提高到60%到70%,因此快堆被誉为“明天的核电站锅炉”,即第二代反应堆。1989年11月,清华大学核能技术研究院设计建造了一座5MW低温核供热反应堆,是世界上第一座安全性能好的压力壳式低温核供热堆,另一座20万KW的低温核供热堆已由清华大学设计完成,并将在大庆油田兴建。
1升水=300升汽油,这就是核聚变的威力,而且核聚变是一种绿色能源,几乎没有任何污染。若能找到一种可控核聚变装置,可以说,能源将是取之不尽用之不竭的。目前世界各国都在核聚变方面有很多投入。
实现可控核聚变比较先进的方式目前有两种:超导托卡马克装置和激光惯性约束。超导托卡马克即用超导体产生强磁场,用来约束等离子体,使之不能与器壁碰撞。同时产生环形电流将等离子体加热到1亿度,并维持足够长的时间,即可释放出聚变能。激光惯性约束即将一个装有氘、氚的靶丸用功率密度很高(10^14到10^16W/cm^2)的激光束或离子从四面八方照射靶丸,表面迅速气化形成反冲力使靶丸中心物质被压缩到很高的密度,同时产生很高的温度,导致微型热核爆炸,释放聚变能。我国核物理学家王淦昌于1964年提出依靠激光实现惯性约束的思想,但当时激光器刚刚诞生,还没有实用价值。经过多年努力,现已取得了重大进展。目前世界各国都在可控核聚变方面展开了激烈的竞争,我国也已将惯性约束引入863高科技项目中进行研究,相信聚变能走进我们的生活已为期不远了。
将一头大象放大一倍,结果会怎样呢?我们来分析一下。假设密度不变,体积显然变成了原来的三次方,因此体重变成了原来的三次方,但腿的截面积却仅变成原来的平方,这样,大象的腿就不能支撑身体的重量,被引力“压扁了”。同样,身体的其它部位由于无法适应这种变化,会导致大象无法正常生存。在这个例子里我们似乎看到,物体的尺度似乎并不简单,将物体简单的放大或缩小,它不会“适应新的环境”,或者说可能就会表现出一些未知的性质而不会遵从我们的日常经验了。我们可以想象,将物体的尺度减小到几个纳米到几百纳米,也就是说组成物体的颗粒中包含数目不是很惊人的原子时,这时物体会有什么新的性质呢?又会有什么应用呢?了解它们对我们的生活又能产生什么影响呢……
欲知后事如何,且看下回分解……G. 什么是核物理有什么用
研究原子核结构,原子核反应等等。应用如原子弹,核电站等等。
H. 什么是原子核物理学
英文名称:nuclear physics,属于物理学分支。研究原子核的结构和变化规律,获得射线束并将其用于探测、分析的技术,以及研究同核能、核技术应用有关的物理问题。简称核物理。如果说光的色散性揭示了引斥力与距离的平方成反的原因,那么光的叠加干涉也就是所谓的量子纠缠就揭示了电荷的引斥力和原子核力的产生原因。
起源
1896年,A.-H.贝可勒尔发现天然放射性,人类首次观测到核变化,通常将它作为核物理学的开端。此后的40多年,主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究,并用射线对原子核作初步探讨;还创建了一系列探测方法和测量仪器,一些基本设备如各种计数器、电离室等沿用至今。探测、记录射线并测定其性质,一直是核物理研究和核技术应用的一个中心环节。等等
原理
放射性衰变的研究证明了一种元素可以通过α衰变或β衰变而变成另一种元素,推翻了元素不可改变的观点;还确立了衰变规律的统计性。统计性是微观世界物质运动的一个根本性质,同经典力学和电磁学所研究的宏观世界物质运动有原则上的区别。衰变中发射的能量很大的射线,特别是α射线,为探索原子结构提供了前所未有的武器。1911年,E.卢瑟福等用α射线轰击各种原子,从射线偏折的分析确立了原子的核式结构,并提出原子结构的行星模型,为原子物理学奠定基础;还首次提出原子核这个词,不久便初步弄清了原子的壳层结构和其电子的运动规律,建立和发展了阐明微观世界物质运动规律的量子力学。I. 原子物理学对人类有何贡献或作用
原子物理学的发展对激光技术的产生和发展,作出过很大的贡献。激光出现以后,用激光技术来研究原了物理学问题,实验精度有了很大提高,因此又发现了很多新现象和新问题。射频和微波波谱学新实验方法的建立,也成为研究原子光谱线的精细结构的有力工具,推动了对原子能级精细结构的研究。因此,在20世纪50年代末以后,原子物理学的研究又重新被重视起来,成为很活跃的领域。原子对撞
近十多年来,对原子碰撞的研究工作进展很快,已成为原子物理学的一个主要发展方向。目前原子碰撞研究的课题非常广泛,涉及光子、电子、离子、中性原子等与原子和分子碰撞的物
教材封面理过程。与原子碰撞的研究相应,发展了电子束、离子束、粒子加速器、同步辐射加速器、激光器等激光源、各种能谱仪等测谱设备,以及电子、离子探测器、光电探测器和微弱信号检测方法,还广泛地应用了核物理技术和光谱技术,也发展了新的理论和计算方法。电子计算机的应用,加速了理论计算和实验数据的处理。 原子光谱
原子光谱与激光技术的结合,使光谱分辨率达到了百万分之一赫兹以下,时间分辨率接近万亿分之一秒量级,空间分辨达到光谱波长的数量级,实现了光谱在时间、空间上的高分辨。由于激光的功率密度已达到一千万瓦每平方厘米以上,光波电场场强已经超过原子的内场场强,强激光与原子相互作用产生了饱和吸收和双光子、多光子吸收等现象,发展了非线性光谱学,从而成为原了物理学中另一个十分活跃的研究方向。 特殊条件下的原子
极端物理条件(高温、低温、高压、强场等)下和特殊条件(高激发态、高离化态)下原子的结构和物性的研究,也已成为原子物理研究中的重要领域。J. 核物理专业就业方向
核物理绝对是最“高大上”、最神秘的专业,没有之一。一提到核物理,很多人马上就想起了原子弹和氢弹。其实核物理专业是研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。它是一门既有深刻理论意义,又有重大实践意义的学科。大到核能开发,小到医疗诊断,甚至电视影音等。核物理学的研究不断与时俱进,造福人类。
点击测评你是否适合这个工作>>
根据教育部高教司2012年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,和物理学专业培养能够从事核物理学、核科学与核技术及相关学科领域的研究、教学、新技术开发应用、工程管理工作的专业人才。经过学习和训练,本专业学生应具有较扎实的核物理学基础和相关学科领域的专门知识,具备在核物理及相关学科进一步深造的基础。
为了实现上述培养目标,需要学习的专业课程主要有:普通物理学、数学物理方法、理论物理、原子核物理、核物理实验方法、核电子学、核技术及应用、计算物理、工程技术基础;主要专业实验:普通物理实验、近伐物理实验、核物理实验、核电子学实验。除上述课程外,可选择深入学习自己喜欢的知识领域:机械运动现象与规律、热运动现象与规律、电磁和光现象与规律、物质微观结构和量子现象与规律、凝聚态物质结构及性质、时空结构、物理学中的数学方法、原子核结构衰变 乏反应、核分析技术与方法。
修业年限:四年。 授予学位:理学学士。
培养规格——毕业生应获得似下几方面的知识和能力:
1.具有科学的世界观,较为系统地掌握物理学和核物理专业的基本理论、基本技能,具备扎实的数学基础知识以及具有定的职业安全意识;
2.掌握外语、计算机及信息技术、专利申请等方面的知识和人文社会科学知识,并掌握其自然科学和相关工程技术的基础知识;
3.具有一定的创造性思维能力、科学研究能力和技术开发能力,具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流能力;
4.了解核物理学、核技术与核工程相关专业方向的前沿、发展动态、应用前景以及相关高新技术产业的发展状况。
根据以上权威信息,我们可以做出如下解读:
1.核物理专业为原子核物理专业,并非核工程与核技术,核物理属于理科专业,科研性质较强,在本专业方向上,学生本科毕业后多考虑读研或从事科研、教育等相关工作;而核工程与核应用,属于工科专业,更偏向于核能量的应用,比如核电、环保等等。
2.对核物理专业感兴趣,并且将来想要从事相关工作,需要在本科期间打好扎实的基础,计算机、电路、电子、高数、线性代数、概率论等工科基础性课程,尤其要好好学习,这些都是从事核物理科学研究的基础支撑;
3.核物理专业考研相对容易,因为开设院校不多,因此大多数学生考研都去了比较集中的几个科研院所做深入研究,如清华大学、中国科学技术大学、北京大学、上海交通大学、兰州大学、山东大学、南京大学、中国科学院大学及相关研究所等;
4.核物理专业本科毕业生如果直接选择就业,一般从专业技能水平上很难满足对口岗位的需要,但可以从事计算机、金融、保险、大数据等对数理能力要求较高的工作,这也是很不错的选择。
以下为SunnyCareer大学生职业规划专家系统对核物理专业招聘需求进行的实时分析。可以看出,除了从事科研工作外,核物理专业学生还可以考虑从事大数据处理、能源生产、环境科学、质量管理/安全防护、医疗器械研究、电子产品研发等工作。其中大数据处理、质量管理、电子产品研发是需求最旺盛的领域。首次入职平均工资在7000元左右。