物理论文范文
关于物理学的范文1:物理学在科技创新中的效用摘要:本文论述了X射线的发现不仅对医学诊断产生了重大影响，而且直接影响了20世纪的许多重大发现。半导体的发明使微电子工业主导了20世纪，促进了信息技术的快速发展。物理是计算机硬件的基础。原子能理论的提出，使原子能逐渐取代石化能源，为人类提供巨大的清洁能源；激光的理论和激光的发明使激光广泛应用于工农业生产、医疗、通讯和军事。蓝色LED的发明将照亮整个21世纪。事实告诉我们，物理学促进科技创新，从中可以得出结论，物理学是科技创新的源泉。它向人们表明，大学作为培养人才的场所，理工科应该重视大学物理课程。
关键词:x光；半导体；原子能；激光；蓝色LED科技创新；大学物理
1简介
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用和最普遍的运动规律的科学[1-3]。其内容广泛而深刻，研究方法多样而巧妙。它被认为是所有自然科学的基础。纵观物理学的发展历史，可以发现其科学思想和方法能够有效地促进学生能力的培养和知识的形成。每一个新发现都会推动人类社会的科技创新和发展。正因如此，大学物理成为高校理工科专业的必修基础课。根据教育部[4-5]相关文件要求，大学物理课程最低学时为126学时，其中理科和师范类非物理专业不低于144学时。大学物理实验最低学时数为54学时，其中工科和师范类非物理专业不少于64学时。然而，调查显示，许多大学(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁布的课程基本要求开设大学物理及其实验。宽口径，应用类型？现在大学物理及其实验课的总学时实际上只有32-96学时，远低于教育部要求的最低标准(180学时)。怎么能用这么少的时间讲丰富深刻的大学物理？怎样才能真正发挥大学物理的作用？所以有的院系只要求力学，有的只要求热学，有的只要求电磁学。面对这种情况，大学物理教师在讲授大学物理时处于一种无奈的状态。从大学物理课程报告论坛了解到，这并不是个别学校的做法，而是全国通用的。众所周知，力、热、光、电磁、原子是一个完整的系统，相互联系，缺一不可。这种以减少教学内容为代价来解决课时不足的做法，无异于削足适履。是管理者思想观念落后的反映。本文不讨论物理是理工科必修的基础课，只讨论物理是科技创新的源泉这一命题，以提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识。
物理学是科技创新的源泉
力学和热力学的发展就更不用说了，蒸汽机引发了第一次工业革命，欧洲实现了机械化；更不用说库仑、法拉第、冷慈、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展了。，由此引发了以电动机为标志的第二次工业革命，欧美实现了电气化。这两次工业革命都没有发生在中国，使得中国在近代落后了。本文着重论述了现代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用，得出物理学是科技创新的源泉的结论。威廉？50000.000000000105伦琴发现了X射线，它在电场和磁场中不偏转，穿透力很强。因为当时还不为人知，所以命名为X射线。直到1912，MaxvonLaue才利用晶体中的晶格作为衍射光栅，确定它是光波。波长约为10-10m [6]。伦琴获得诺贝尔物理学奖1901年。他发现的x光开创了医学影像技术，用x光机检测骨骼病变，用胸部x光诊断肺部病变，用腹部x光检测肠道梗塞。CT成像也使用X射线成像。CT成像既能提供二维(2D)横断面图像，又能提供三维(3D)图像，能清晰显示被检测部位的内部结构，准确确定病变位置。今天，所有医院都设立了放射科，x光在医学上得到充分利用。X射线的发现不仅对医学诊断产生了巨大的影响，而且直接影响了20世纪的许多重大科学发现。18660.688686886617WillianHenrgBragg和William？劳仑？WillianLawrenceBragg提供了布拉格方程[6，P140]2dsin？=k？(k=1，2，3？)其中d是晶格常数。是入射光与晶面的夹角，？对于X射线的波长，布拉格父子提出用X射线衍射来研究晶体原子和分子的结构，创立了X射线晶体结构分析这门学科。布拉格父子获得了1915年诺贝尔物理学奖。如今，X射线衍射仪不仅广泛应用于物理研究，还广泛应用于化学、生物、地质、矿物、材料等学科。所有从事自然科学研究的科研院所和大部分大专院校都有X射线衍射仪。唐慕孙(w？Thomson)发现了电子，电子质量me=9.11？10-31kg，电子电荷e=-1.602？10-19C。电子的电荷导致了20世纪的革命。2007年，美国的巴丁、布莱顿和肖克利在研究半导体材料时发现Ge晶体具有放大效应，他们发明了晶体管，很快取代了电子管，随后晶体管电路继续向小型化发展。20058.000000000606美国工程师基尔比制造出第一批集成电路。1971年，英特尔公司的霍夫将计算机中央处理器的所有功能集成在一块芯片上，制成了世界上第一个微处理器。到80年代末，集成在芯片上的元件数量已超过10亿。微电子技术改变了人类的生活，它主宰了20世纪，进入265438年。电子不仅带电荷，还带磁性电荷。
乌伦贝克1925？乌伦贝克-古德米特提出了自旋假说。每个电子都有自旋角动量S滚动，它在空间任意方向的投影只能取两个值，Sz=？H2；电子具有电荷磁性，每个电子的磁矩为MSz= Xiong？b(？b是玻尔磁子)[7]。电子的电荷磁性沉睡了半个多世纪，直到1988阿贝尔？阿尔伯弗特和彼得？格伦伯格(PeterGr？Nberg)发现，在Fe/Cr多层膜中，材料的电阻率因材料磁化状态的改变而显著改变。其机理是相邻铁磁层之间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合，不加磁场时电阻率大。施加磁场时，相邻铁磁层的磁矩同向排列，电子散射弱，电阻率小。利用磁性来控制电子的传输，提出了巨磁阻(GMR)。(0)+?(H)？(0)?100%在哪里？(0)零场电阻率，？(h)巨磁电阻效应的发现引起了科技界的极大关注。1994年，IBM基于巨磁电阻效应的原理，开发了GMR效应。新读取头？以前的磁头是锰铁的，磁阻MR只有1%-2%，而新型读出头是50%左右，使磁盘的记录密度提高了17倍，有利于器件的小型化。只有使用了新型读出头的MR才出现了笔记本电脑和MP3播放器，GMR效应被广泛应用于磁传感器、数控机库、无触点开关、旋转编码器等。菲尔和彼得。格伦伯格获得了2007年诺贝尔物理学奖。1993.Helmolt等人[9]观察到La2/3Ba1/3M3NO3薄膜中的MR高达105%，称之为巨磁阻，CMR)。钙钛矿氧化物具有如此高的磁阻。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，引起了凝聚态物理和材料科学研究人员的极大关注[10-12]。但是CMR效应并没有在实际中得到应用，因为需要特斯拉量级的外加磁场才能实现大的MR，而问题就在于CMR产生的物理机制还没有真正搞清楚50016.00000010606就一个粒子而言，如果由于其内部过程导致其能量降低，其静止质量也会相应降低。提出了著名的质能关系式△E=△m，其中△m代表反应后粒子总静止质量的减少量，△E代表核反应释放的能量。爱因斯坦还提出了实现热核反应的途径:用能量高度可变的物体(如镭盐)来检验这一理论并非不可能。根据爱因斯坦的重要物理理论，物理学家在1938年发现了重原子核裂变。核裂变首次用于战争。1945年8月6日、9日，美国在日本广岛、长崎投下原子弹，迫使日本接受《波茨坦公告》，并于15年8月宣布无条件投降。后来原子能很快被和平利用。莫斯科附近的奥布宁斯克核电站于1954年投产。2009年美国有104座核电站，占中国总发电量的20%，法国有59台，占80%。日本有55座核电站，占30%。截至2015年4月，我国已运行核电机组23台，在建核电机组26台，生产能力21.4 GW，占我国总发电量不到3%。因此，中国提出大力发展核电，并制定了到2020年核电总装机容量达到58 GW的目标。另一方面，二氧化碳的排放有效地解决了能源危机。利用海水中的氘和氚进行核聚变可以产生巨大的能量，可控核聚变正在研究中。如果可控核聚变成功，将为人类提供取之不尽的能源。届时，能源危机将彻底缓解。
20世纪最杰出的成就是计算机，而物理是计算机硬件的基础。计算机自1946问世以来，经历了第一代到第五代。随着物理学的进步，计算机硬件中的电子元器件先后经历了电子管、晶体管、中小型集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。主存储器由磁性材料制成。随着物理的进步，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与磁性材料会议(2015，10，21？25日)获悉，中科院强磁场中心和中科院物理所正在用skyrmions进行攻关，这种离子具有拓扑纳米磁结构。未来笔记本电脑的硬盘将只有花生大小，ipod平板电脑的硬盘将缩小到米粒大小。量子力学催生了隧道二极管，引导了电子器件尺寸极限的研究，光纤的发明为计算机网络提供了数据通道。
1916年，爱因斯坦提出了受激光辐射原理。44年后，哥伦比亚大学的西奥多？TheodoreMaiman在1960年制造了第一个激光[14]。激光因其单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等优点，在医疗、农业、通讯、金属微加工和军事等领域得到了广泛的应用。激光在其他领域的应用暂且不谈，只谈激光加工技术在工业生产中的应用。光斑小，能量集中；激光束易于聚焦和导向，便于自动控制；安全可靠，不会对材料造成机械挤压或机械应力；切割表面光滑无毛刺；切割面小，切缝一般为0.1-0.2毫米；适用于大体积产品等的加工。广泛应用于汽车、飞机、微电子、钢铁等行业。2014年，仅中国激光加工行业总收入约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了赤崎勇、天野之弥和中山修二三位科学家，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色光源。他们的突出贡献是，在红绿蓝三原色中，红色led和绿色led早就发明出来了，但是蓝色led的制造却长期是个问题。他们三人在90年代发明了蓝色LED，以至于所有的三基色LED都被发现，制造出来的LED灯被用于照明，让消费者感到舒适。这种LED灯的能耗很低，不到普通灯泡的65，438+0/20，全球产生的电力有40%用于照明。如果把普通灯泡全部换成LED灯，全世界节约的能源数量是惊人的！物理研究给人类带来了不可估量的好处。2010英国曼彻斯特大学科学家安德烈？安德烈海姆和康斯坦丁？Kon-stantinNovoselov因发明石墨烯获得诺贝尔物理学奖。目前，集成电路晶体管一般由硅材料制成。当硅材料的尺寸小于10纳米时，由其制成的晶体管的稳定性变差。石墨烯可以雕刻成尺寸小于1分子的单电子晶体管。此外，石墨烯高度稳定。即使切割成宽度为1 nm的元件，其导电性也是非常好的。所以一般认为石墨烯最终会取代硅，从而引发电子工业的革命[14] .20438+02，法国科学家沙吉？SergeHaroche和美国科学家David？DavidJ.win-land，in？突破性的实验方法使测量和操纵单个量子系统成为可能？他们的突破性方法使该领域的研究朝着构建基于量子物理的新型超快计算机迈出了第一步[16]。
2013年，清华大学薛其坤院士带领的实验团队、清华大学物理系和中国科学院物理研究所首次观测到量子反常霍尔效应。早在2010，我国理论物理学家、戴与教授合作，提出磁掺杂三维拓扑绝缘体可能是实现量子反常霍尔效应的最佳体系。在这一理论的指导下，薛其坤等人开展了实验研究，首次观测到了量子反常霍尔效应。我们在使用电脑时，会遇到电脑发热、能量损耗、速度慢等问题。这是因为芯片中的电子没有特定的轨道，在正常情况下相互碰撞，量子霍尔效应可以为电子的运动制定一个规则。电子在一条跑道上自旋向上，在另一条跑道上自旋向下，就像在高速公路上一样。说吧。缓慢前进，没有电子相互碰撞，没有热能损失。通过密度集成，未来计算机的体积将大大缩小，千亿次的超级计算机有望和现在的iPad一样大。因此，这一科研成果的应用前景十分广阔[17]。物理学的每一次重大发现和发明，都会开辟一个新世界，带来工业革命，推动社会进步，创造巨大的物质财富。
3结论
X射线、电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明。极大地促进了人类的进步。自然得出物理是科技创新之源的结论。我们打开国门，美国的名牌大学都非常重视大学物理，加州理工学院所有一二年级的公共物理课程总学时都是540。英法德也有400-500课时[18]。只有中科大的大学物理课程已经与国际接轨。以他们的数学和应用数学为例，大一开设力学和热学80课时，大学物理？基础实验54小时；大二:电磁学80小时，光学和原子物理80小时，大学物理？54小时综合实验；大三:理论力学60学时，大学物理和实验408学时。今天，高校应该重视物理教学。高校理工科要按照教育部高等学校非物理专业教学指导委员会发布的《非物理科学技术学科大学物理课程/实验教学基本要求》，给予足够的大学物理课程和大学物理实验学时。
参考资料:
朱志光。物理学[M]。北京:高等教育出版社，2012.1-10。
马文蔚，周玉清。物理课程[M]。北京:高等教育出版社，2006。识别号V1。
倪志祥，朱永忠，袁光宇，黄石中学，大学物理[M]。合肥:中国科学技术大学出版社，2005。前言。
[4]教育部高等学校非物理专业基础物理课程教学指导分委员会。非物理科学与技术专业大学物理课程的基本要求[J].物理与工程，2006，16 (5)
[5]教育部高等学校非物理专业物理基础课教学指导分委员会。非物理科学与技术专业大学物理实验课程的基本要求[J].物理与工程，2006，16 (4): 1-3。
姚，，光学教程[M].北京；高等教育出版社，2002.138-139。
张挂慈。简明量子力学教授[M]。北京:人民教育出版社，1979.182-183。
孙杨(导师:张宇恒)。钙钛矿氧化物中的超大磁电阻效应及相关物理性质[D].中国科学技术大学，2001.10-11。
物理范文二:全息教学在初中物理中的应用I .全息教学在初中物理教学中的策略
1.运用全息理论，合理选择和搭配初中物理教学课程。
新课改后，物理课堂教学从传统的教学内容转变为物理的过程，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，根据学生的生活经验和已有的知识背景，合理选择和搭配课程类型，引导学生运用各种方法复述物理知识，鼓励学生发现问题和提出问题，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生的创新和探究能力。比如在讲静电屏蔽的时候，首先带领学生做静电屏蔽的实验，得出正确的结果。突然一个学生问了一个问题？用吹风机吹头的时候吹风机对电视信号有影响，那么静电屏蔽是不是没有完全建立？于是我带领学生做了如下实验:把一部手机放在一个封闭的纸箱里，用另一部手机打电话，学生听到了噪音。让学生再想一想，如果把手机放在做过实验的金属笼子里，能听到铃声吗？大部分同学无法根据静电屏蔽的原理来猜测。但是，把手机放进铁笼后，还是能听到铃声。学生们很困惑。静电平衡理论错了吗？有没有让大家思考这个现象？静电然后给同学们解释，手机信号是电磁波而不是静电，属于交变电磁场。当它遇到金属网时，金属网会感应出同频率的电磁波，只是强度会变小，所以笼子里还是能听到手机铃声，这就解释了为什么吹风机会对电视信号有影响。这样通过物理知识的再现和比较的方式加深学生对物理知识的理解，从而提高教学质量。
2.运用全息理论，根据物理教材和学习条件选择合适的教学方法。
在物理教学中，物理教材安排知识点的难易程度是不一样的。如果所有知识点都按照同样的教学方法讲解，那么容易理解的学生就会相对熟练，而相对困难的学生可能会一头雾水，这对学生的学习是不利的。这样，物理教师在运用全息理论时，就不应该盲目地按照一种教学方法去讲解，而应该注意教学方法的变化，让学生熟练地掌握知识点。另外，每个学生对知识点的掌握程度是不一样的，有的学生可能掌握的比较好，有的学生掌握的比较差。所以物理老师要根据学生的学习情况来选择教学方法，既要照顾那些知识掌握不好的学生，又要让掌握较好的学生学到更多的知识。比如给同学解释？测量？相对知识点对学生来说相对容易，在日常生活中也容易接触到。因此，教师在运用全息教学理论时，可以先给学生讲解内容的主旨，再仔细讲解主要知识点。经过这样的讲解，学生很容易掌握测量知识。一边给学生解释？光学定律？有时，学生很容易对规则感到困惑，如果物理老师仍然按照解释？测量？当向学生解释这种方法时，他们很难掌握。因此，教师要改变教学方法，不仅要给学生讲解理论，还要带领学生对这一规律进行实验，通过实验加深学生对光学规律的理解，使学生更好地掌握知识点。3.运用全息理论，根据知识内容和特点选择合适的评价方法。在物理教学中，物理教师对学生的评价方法非常重要。有的评价方式会激发学生学习物理知识的兴趣，有的可能会让学生吃亏，从而失去学习物理的兴趣。因此，教师应合理运用全息理论，根据知识的内容和特点选择合适的评价方法，激发学生学习物理的兴趣。比如在课堂上让学生回答问题时，如果回答正确就给予正面评价，如果回答错误就给予正面评价，用全息理论告诉他们在讨论知识的过程中没有选择正确的方式，这样就可以用正确的方式进行讨论，既让学生知道自己的不足，又能鼓励他们，这样学生就会愿意学习，从而大大提高物理教学。
二。结束语