从三次工业革命看物理学作用

物理学与社会进步——从历史上三次产业革命看关于物理学物理学是一门探究一切物质的组成及其运动发展规律，同时揭示它们之间的联系和各种物理运动之间的关系的博大精深的学问。

物理学是研究物质性质、运动规律及其相互作用的学科。

物理学是自然科学的基础学科．又是一门带头学科。

物理学是古老的科学，又是一门不断发展的科学。

它向着研究物质世界的深度和广度进军，探索着物质世界及其运动的奥秘。

物理学的进展密切关系着农业、工业等的发展，也同人类文明的进步息息相关。

物理学是技术革命的先寻，已经为人类文明作出了巨大贡献。

从电话的发明到当代互联网络实现的实时通信，从蒸汽机车的制造成功到磁悬浮列车的投入运行，从晶体管的发明到高速计算机技术的成熟等等，这些无不体现着物理学对人类文明与社会进步的贡献。

物理学对科学技术和生产力的发展起着最直接地推动作用，几次工业革命便是最好的验证。

其都是由于物理学深刻地揭示了自然规律，构成了认识自然、改造自然的巨大力量，为科技发展提供了方法和技能。

物理学正是通过推动着科学技术和生产力的发展，进而推动社会文明不断前进。

近一个世纪以来，物理学又有了崭新的进展，带来相应的新技术革命。

蒸汽机的发明和牛顿力学的建立，导致了第一次工业革命17世纪，牛顿完成了划时代的伟大巨著《自然哲学之数学原理》，其奠定了整个经典物理学的基础，并对其他自然科学的发展起了极大的推动作用。

牛顿力学的建立使人类对自然界的认识跨进了划时代的新世界。

经典物理学的思想方法、定量规律及实验基础，使科学技术的发展摆脱了当时多少还带有经验式的、工匠式的、思辨色彩的落后状态，加快了科学技术的发展步伐，为第一次工业革命大规模发明和使用机械打下了基础。

17 世纪中期的英国资产阶级革命，推翻了英国的封建专制制度，建立了资产阶级和土地贵族联盟为基础的君主立宪制度，从而成为世界上第一个确立资产阶级政治统治的国家。

资产阶级利用国家政权加速推行发展资本主义的政策和措施。

三次工业技术革命对科学的影响智慧，是上帝赐予人类最美丽的天分。

从蛮荒的混沌社会开始，人类就对它开始了无形的追逐。

人类对科学世界的探索就像夸父逐日一般执着。

如今我们生活在优越的环境中，享受着千年来人们积攒下的科技成果。

回首过去，在科学技术史的长河中，无数前辈跟随他们心中对科学的信仰，用智慧改善人们的生活。

在第一次工业革命之前，人们的劳动普遍效率低下，多劳少得。

18世纪从英国蓬勃发展的工场手工业，积累了丰富的生产技术知识，增加了产量，但仍然无法满足不断扩大的市场需求。

于是，一场生产手段的革命呼之欲出。

第一次技术革命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。

这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。

工业革命首先出现于工场手工业新兴的棉纺织业。

1733年，机械师凯伊发明了飞梭，大大提高了织布速度，棉纱顿时供不应求。

1765年，织工哈格里夫斯发明了“珍妮纺纱机”，大幅度增加了棉纱产量。

“珍妮纺纱机”的出现首先在棉纺织业中引发了发明机器、进行技术革新的连锁反应，揭开了工业革命的序幕。

此后，在棉纺织业中出现了骡机、水力织布机等机器。

不久，在采煤、冶金等许多工业部门，也都陆续有了机器生产。

随着机器生产的增多，原有的动力如畜力、水力和风力等已经无法满足需要。

在英国伯明翰，1785年，瓦特制成的改良型蒸汽机投入使用，提供了更加便利的动力，得到迅速推广，大大推动了机器的普及和发展。

人类社会由此进入“蒸汽时代。

随着工业生产中机器生产逐渐取代手工操作，一种新型的生产组织形式——工厂诞生了。

1840年前后，英国的大机器生产已基本取代了工场手工业生产，工业革命基本完成。

英国成为世界第一个工业国家。

第一次工业革命使生产力大大提高，市场上的商品越来越丰富，巩固了资产阶级的统治地位；英国率先完成工业革命，成为世界上第一个工业国家，机器生产代替了手工劳动，科学技术发挥了越来越大的作用，工厂取代手工工场，彻底改变了传统生产方式，促进了美、俄、德、意的革命、改革，拉开了欧美实现工业化及现代化进程，使资本主义世界体系初步形成；在工业社会中日益分裂为两大对立阶级--工业资产阶级和工业无产阶级，19世纪30、40年代，工人运动兴起；开始了城市化的进程；先进的生产方式和技术传播到各地，冲击着旧制度、旧思想，改变了人们的生活观念；加快了整体世界的最终形成，东方从属于西方，殖民侵略导致了民族解放运动高涨。

物理学的进步对社会发展的贡献早在1000多年前，马克思就把科学首先看成是历史的有力的杠杆，看成是最高意义上的革命力量。

其中，物理学研究提高了我们对自然界的基本认识，产生了对人类有深远意义的知识。

它所孕育出的新技术扎根于我们的文化中。

因此，物理学的每一次革命都会推动人类社会的巨大进步。

一、日心说的建立——科学战胜神学古希腊曾创造过灿烂的科学文化。

从公元5世纪起，西方进入了黑暗的中世纪。

此后，“科学只是教会恭顺的婢女”。

地心说的思想博大精深并计算精确，基督教将它与神学融为一体，形成了封建神权的思想基础。

由于神学的桎梏，在此后1000多年的历史长河中西方科学停滞不前。

中世纪末，先进的思想家们发起了文艺复兴运动，同时宗教界也兴起了改革。

这二者的结合，为科学和文艺的复兴鸣锣开道。

科学，从此开始了艰难的革命。

1543年，哥白尼提出了日心说。

日心说与地心说比较，最大的区别就是把宇宙的中心由地球换成了太阳。

也将宇宙的中心放在一个“象征性的太阳”上在计算精度方面，哥白尼的星表“并不远比那些被它们所代替的表好”。

另外，日心说还存在两个无法解答的问题：如果地球在运动，第一，为什么看不到恒星的视差?第二，竖直上抛的物体为什么会落回原处所以直到临终前，哥白尼才出版了《天体运行论》。

但日心说在客观上产生了向宗教神学挑战的效果。

对地心说进行脱胎换骨的改造的是开普勒。

他从弟谷·布拉赫大量的精确有天文观测资料中，总结出了行星运动三定律。

其第一定律指出：行星绕太阳运动的轨道是一个椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，从而确立了太阳在宇宙中真正的中心地位这样一来，开普勒引起了教会的极度不满。

他虽然被任命为“皇家数学家”，但长期领不到薪俸，只能靠为皇室贵族算命维持生计。

开普勒说：“如果‘占星术’女儿不争来两份面包，那么‘天文学’母亲就准会饿死。

”1630年11月，开普勒因贫病交加而死。

伽利略为捍卫、发展和传播哥白尼学说作出了特殊的贡献。

物理学的进步对社会发展的贡献早在 1000 多年前，马克思就把科学首先看成是历史的有力的杠杆，看成是最高意义上的革命力量。

其中，物理学研究提高了我们对自然界的基本认识，产生了对人类有深远意义的知识。

它所孕育出的新技术扎根于我们的文化中。

因此，物理学的每一次革命都会推动人类社会的巨大进步。

一、日心说的建立——科学战胜神学古希腊曾经创造过灿烂的科学文化。

从公元 5 世纪起，西方进入了黑暗的中世纪。

此后，“科学只是教会恭顺的婢女” 。

地心说的思想博大精深并计算精确，基督教将它与神学融为一体，形成为了封建神权的思想基础。

由于神学的桎梏，在此后 1000 多年的历史长河中西方科学停滞不前。

中世纪末，先进的思想家们发起了文艺复兴运动，同时宗教界也兴起了改革。

这二者的结合，为科学和文艺的复兴鸣锣开道。

科学，从此开始了艰难的革命。

1543 年，哥白尼提出了日心说。

日心说与地心说比较，最大的区别就是把宇宙的中心由地球换成为了太阳。

也将宇宙的中心放在一个“象征性的太阳”上在计算精度方面，哥白尼的星表“并不远比那些被它们所代替的表好” 。

此外，日心说还存在两个无法解答的问题：如果地球在运动，第一，为什么看不到恒星的视差?第二，竖直上抛的物体为什么会落回原处所以直到临终前，哥白尼才出版了《天体运行论》。

但日心说在客观上产生了向宗教神学挑战的效果。

对地心说进行脱胎换骨的改造的是开普勒。

他从弟谷·布拉赫大量的精确有天文观测资料中，总结出了行星运动三定律。

其第一定律指出：行星绕太阳运动的轨道是一个椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，从而确立了太阳在宇宙中真正的中心地位这样一来，开普勒引起了教会的极度不满。

他虽然被任命为“皇家数学家”，但长期领不到薪俸，只能靠为皇室贵族算命维持生计。

开普勒说：“如果‘占星术’女儿不争来两份面包，那末‘天文学’母亲就准会饿死。

”1630 年 11 月，开普勒因贫病交加而死。

伽利略为捍卫、发展和传播哥白尼学说作出了特殊的贡献。

本单元主要讲述了近代以来世界科技、文学艺术的发展以及现代中国在科技、教育、文艺事业等方面取得的辉煌成就。

主要包括以下三条线索：线索一：近代以来的科学技术近现代物理学的发展经历了牛顿经典力学、相对论创立、量子论诞生的历程，人类的认识从宏观世界深入微观世界。

达尔文提出了生物进化论，打破了对基督教神学的迷信，对后世影响巨大。

从工业革命开始，人类经历了“蒸汽时代”“电气时代”、信息时代的发展历程，推动了社会生产力及人类生产生活的巨大变化。

线索二：19世纪以来的文学艺术近现代世界的文学、美术、音乐、影视艺术的发展演变与资本主义政治、经济及社会生活交织在一起，流派纷呈，具有鲜明的时代感和多元化的特色。

线索三：现代中国的科技、教育和文艺从“两弹一星”到“神舟五号”飞船发射成功，表明我国在科技领域取得重大突破。

“科教兴国”战略的提出，推动现代教育事业的发展，“双百”方针在改革开放后大放异彩，科学研究与文艺事业迎来春天。

一、物理学的重大进展1．经典力学(1)背景①文艺复兴运动解放了人们的思想。

②伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。

(2)标志：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，提出了物体运动三大定律和万有引力定律等。

(3)意义：形成以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系；对解释和预见物理现象具有决定性意义。

牛顿力学体系与近代自然科学兴起近代自然科学革命首先从天文学领域开始，哥白尼的日心说标志着近代自然科学的兴起，牛顿力学体系是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系，标志着近代科学的形成。

2．相对论和量子论项目相对论量子论背景经典力学面临着挑战①人们对物质的认识深入到了原子内部②微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明标志20世纪初，德国物理1900年，德国物理学家普朗克提出了量学家爱因斯坦提出子假说成就包括狭义相对论和广义相对论①爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应②玻尔提出有关原子的量子理论意义①否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性②发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度①使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步②与相对论一起，构成了现代物理学的基础③开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式相对论与牛顿力学的关系相对论只否定了绝对时空观，没有否定整个牛顿力学。

大学物理化学学习心得大学物理是每一个理科大学生所必须学的课程，物理学是关于自然界最基本形态的科学，他研究物质的结构和相互作用以及物质的运动。

在学习的过程中我们需要掌握物理学史在物理学中的应用。

理解每一个物理学家的成功之路。

物理学来自于自然现象，规律源自于生活实践，每一个物理规律的得出，都是前人用成千上万次的实验推理得出的。

其中汇集了古人的智慧和力量，饱含着人们发现过程中的艰辛和获得成功后的喜悦。

人们在探索规律认识规律的过程中留下的实践经验，对我们现在的学习有着很大的启发作用，也给学生的学习增加了很大兴趣。

让学生知道物理家探索物理规律的艰难，明确只有对物理学有执着的追求，坚持不懈地努力，才能到达成功的彼岸。

适当学习一些物理学史可以使学生更好地建立物理观念，较好地在头脑中形成物质结构及物质运动整体上的概括的物理图景。

适当地学习一些物理学史可以使学生加深对物理概念的理解，更好地掌握物理规律，当学生知道了这些史实时，不但明确了发现一种物理规律的艰辛程度，还能更好地明确物理规律的内涵，从而更深层次理解了这一规律。

更好地知道物理学是来自于自然生活而更重要的是服务于生活，使学生知道身边处处有物理。

适当地学习一些物理学史，可以陶冶学生的情操，从物理学家那些高贵的品质中吸收更多的营养，对历史上一些有杰出贡献的科学家进行个别考察和研究，这些科学家对待事物的科学态度、思想方法、高贵品质等会对后人产生深远的影响和熏陶，受到深刻的启示和启迪，得到巨大的动力和精神食粮，受到鼓舞。

所以在学习中适当地加入物理学史，对学生学习物理的兴趣及探索问题坚持不懈精神的培养有着很重大的意义。

学习物理学史，对学生学习知识、理解和掌握知识也具有相当大的作用。

例如：在讲原子动力时候，原子本身就非常小，用肉眼根本观察不到它的结构，只能是抽象地去想象，如果硬背原子的结构是由原子核、核外电子构成，讲解就非常的乏味，使学生不好理解和掌握，但是如果加上原子物理学史，对知识掌握和理解就容易多了。

为什么物理学是科技创新的源泉关键信息项：1、物理学对科技创新的核心作用2、物理学原理在不同科技领域的应用实例3、物理学研究方法对创新思维的启发4、物理学推动科技发展的历史进程5、未来物理学可能带来的科技创新突破11 物理学对科技创新的核心作用物理学作为一门基础科学，其研究成果和理论体系为科技创新提供了坚实的基础。

物理学所揭示的自然界的基本规律和原理，是许多新技术、新发明的基石。

例如，牛顿力学的建立为机械工程的发展奠定了基础，使得人们能够设计和制造出更加复杂和高效的机械装置；电磁学的发展催生了电力工业和通信技术的革命，让人类进入了电气时代和信息时代。

111 物理学的精确性和普适性物理学的定律和公式具有高度的精确性和普适性，能够在广泛的条件下准确描述自然现象。

这种精确性和普适性使得物理学家能够对未来的现象和结果进行准确的预测和计算，为科技创新提供了可靠的理论依据。

112 物理学对新材料的发现和研发物理学的研究推动了对材料性质的深入理解，从而促进了新材料的发现和研发。

例如，量子力学的发展为半导体材料的研究提供了理论基础，使得集成电路和计算机技术得以实现。

12 物理学原理在不同科技领域的应用实例在现代科技的各个领域，都能看到物理学原理的广泛应用。

在能源领域，核物理学的研究使得核能的利用成为可能，为解决全球能源问题提供了一种潜在的解决方案；在医疗领域，物理学中的 X 射线、核磁共振等技术被广泛应用于疾病的诊断和治疗；在航空航天领域，空气动力学和天体物理学的知识帮助设计出更高效的飞行器和航天器。

121 物理学在信息技术中的关键作用信息技术的飞速发展离不开物理学的支持。

从微观的晶体管制造到宏观的通信网络构建，物理学原理贯穿其中。

例如，量子隧穿效应是现代半导体器件的基础，而光的波动性和粒子性则是光纤通信和激光技术的核心原理。

122 物理学在交通运输领域的贡献物理学在交通运输领域的应用极大地提高了交通的效率和安全性。

物理学原理在工程技术中的应用1、引言物理学是一门基础科学，更是工程技术的主要源泉和重大支柱，是许多工程技术如机械制造、土木建筑、采矿、水利、勘探、电工、无线电、材料、计算机、航空和火箭等的理论基础。

物理学作为严格的、定量的自然科学的带头学科，一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用。

物理学中的每一个重大发现几乎都会导致生产技术上的许多重大突破，历史上的几次工业大革命也都与物理学的发展密切相关。

19世纪，力学和热学理论的发展，使人类开创了以蒸汽机为标志的第一次工业革命；电磁理论的建立，使人们制造出了发电机、电动机、电话、电报等电器设备，人类跨进电气化时代；电磁波的发现和半导体材料的研制成功，诞生了电子技术这门应用科学，从而使广播、电视、雷达、通信、计算机等事业异军突起。

近代物理学的发展，为半导体、原子能、激光、量子器件的发现奠定了基础。

人类进入了以航天技术、微电子技术、光电子技术、生物技术计算机及信息技术等高新技术为主要内容的新时代。

正是由于物理学原理在工程技术中得到淋漓尽致的应用，使得高科技工程技术在发展中得到广大的飞跃。

物理学原理在工程技术中应用广泛，数不胜数，本文就以下几方面为例进行介绍：2、物理学原理在工程中的几个应用实例：2.1、电磁理论——发电机发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。

发电机形式多样，但基本工作原理都一样：利用电磁感应定律和电磁力定律。

电磁感应现象：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动会使导体两端产生感应电动势，回路中产生感应电流。

这一现象称为电磁感应现象。

电磁感应现象是因磁通量变化产生感应电动势的现象。

电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率△Φ/△t成正比。

若线圈有n砸，则相当于有n个电源串联，E=n△Φ/△t.电磁力定律：电磁力是指电荷、电流在电磁场中所受的力。

载流导体处在磁场中会F .电磁力受到电磁力的作用，这个电磁力也叫做安培力。

物理学的作用与意义物理学是一门基础科学,它研究的是物质运动的基本规律;不同的运动形式具有不同的运动规律,因而要用不同的研究方法处理,基于此,物理学又分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等各个部分;按照物理学的历史发展又可以分为经典物理与近代物理两部分;近代物理是相对于经典物理而言的,泛指以相对论和量子论为基础的20世纪物理学;由于物理学研究的规律具有很大的基本性与普遍性,所以它的基本概念和基本定律是自然科学的很多领域和工程技术的基础;由于物理学知识构成了物质世界的完整图象,所以它也是科学的世界观和方法论赖以建立的基础;1、物理学是自然科学的带头学科物理学作为严格的、定量的自然科学的带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用;它与数学、天文学、化学和生物学之间有密切的联系,它们之间相互作用,促进了物理学及其它学科的发展;物理学与数学之间有深刻的内在联系;物理学不满足于定性地说明现象,或者简单地用文字记载事实,为了尽可能准确地从数量关系上去掌握物理规律,数学就成为物理学不可缺少的工具,而丰富多彩的物理世界又为数学研究开辟了广阔的天地;物理学与数学的关系密切,渊源流长;历史上有许多著名科学家,如牛顿、欧拉、高斯等,对于这两门科学都做出了重要贡献;19世纪末、20世纪初的一些大数学家如彭加勒、克莱因、希尔柏特等,尽管学术倾向不同,但都精通理论物理;近代物理学中关于混沌现象的研究也是物理学与数学相互结合的结果;物理学与天文学的关系更是密不可分,它可以追溯到早期开普勒与牛顿对行星运动的研究;现在提供天文学信息的波段已经从可见光频段扩展到从无线电波到X射线宽广的电磁波频段,已采用了现代物理所提供的各种探测手段;另一方面,天文学提供了地球上实验室所不具备的极端条件,如高温、高压、高能粒子、强引力等,构成了检验物理学理论的理想的实验室;因此,几乎所有的广义相对论的证据都来自天文观测;正电子和μ子都是首先在宇宙线研究中观测到的,为粒子物理学的创建做出了贡献;热核反应理论是首先为解释太阳能源问题而提出的,中子星理论则因脉冲星的发现得到证实,而现代宇宙论的标准模型——大爆炸理论,是完全建立在粒子物理理论基础上的;物理学与化学本是唇齿相依、息息相关的;化学中的原子论、分子论的发展为物理学中气体动理论的建立奠定了基础,从而能够对物质的热学、力学、电学性质做出满意的解释；而物理学中量子理论的发展,原子的电子壳层结构的建立又从本质上说明了各种元素性质周期性变化的规律;量子力学的诞生以及随后固体物理学的发展,使物理学与化学研究的对象日益深入到更加复杂的物质结构的层次,对半导体、超导体的研究,愈来愈需要化学家的配合与协助,在液晶科学、高分子科学和分子膜科学取得的进展是化学家、物理学家共同努力的结果;另一方面近代物理的理论和实验技术又推动了化学的发展;物理学在生物学发展中的贡献体现在两个方面：一是为生命科学提供现代化的实验手段,如电子显微镜、X射线衍射、核磁共振、扫描隧道显微镜等；二是为生命科学提供理论概念和方法;从19世纪起,生物学家在生物遗传方面进行了大量的研究工作,提出了基因假设;但是,基因的物质基础问题,仍然是一个疑问;在本世纪40年代,物理学家薛定谔对生命的基本问题感兴趣,提出了遗传密码存储于非周期晶体的观点,由于在他的小册子生命是什么中对此进行了阐述而广为人知;40年代,英国剑桥大学的卡文迪什实验室开展了对肌红蛋白的X射线结构分析,经过长期的努力终于确定了DNA脱氧核糖核酸的晶体结构,揭示了遗传密码的本质,这是20世纪生物科学的最重大突破;分子生物学已经构成了生命科学的前沿领域,生物物理学显然也是大有可为的;2、物理学是现代技术革命的先导一般说来,物理学与技术的关系存在两种基本模式：其一是由于生产实践的需要而创建了技术,例如18世纪至19世纪蒸汽机等热机技术,然后提高到理论上来,建立了热力学,再反馈到技术中去,促进技术的进一步发展；其二是先在实验室中揭示了基本规律,建立比较完整的理论,然后再在生产中发展成为一种全新的技术;19世纪电磁学的发展,提供了第二种模式的范例;在法拉第发现电磁感应和麦克斯韦确立了电磁场方程组的基础上,产生了今日的发电机、电动机、电报、电视、雷达,创建了现代的电力工程与无线电技术;正如美籍华裔物理学家李政道所说：“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”;在当今世界中,第二种模式的重要性更为显著,物理学已成为现代高技术发展的先导与基础学科;反过来,高技术发展对物理学提出了新的要求,同时也提供了先进的研究条件与手段;所谓高技术指的是那些对社会经济发展起极大推动作用的当代尖端技术;下面就物理学的基础研究在当前最引人注目的高技术,即核能技术、超导技术、信息技术、激光技术、电子技术中所起的突出作用,作一概略的介绍;能源的获取和利用是工业生产的头等大事,20世纪物理学的一项重大贡献就在于核能的利用,这可以说是由基础研究生长出来的一项全新的技术;1905年爱因斯坦质能关系式的提出,确立了核能利用的理论基础;物理学家1932年发现中子,1939年发现在中子引起铀核裂变时可释放能量,同时有更多的中子发射,于是提出利用“链式反应”来获得原子能的概念;40年代,根据重核裂变能量释放的原理,建立了原子反应堆,使核裂变能的利用成为现实;50年代,根据轻核在聚变时能量释放的原理,设计了受控聚变反应堆;聚变能不仅丰富,而且安全清洁;可控热核聚变能的研究将为解决21世纪的能源问题开辟道路;在能源和动力方面,可以无损耗地传输电流的超导体的广泛应用,也可能导致一场革命;1911年荷兰物理学家昂尼斯Onners发现纯的水银样品在附近电阻突然消失,接着又发现其它一些金属也有这样的现象,这一发现开辟了一个崭新的超导物理领域;1957年BCS理论进一步揭示超导电性的微观机理,1962年约瑟夫森效应的发现又将超导的应用扩展到量子电子学领域;在液氦温区1K～工作的常规超导体所绕成的线圈已在加速器、磁流体发电装置及大型实验设备中用来产生强磁场,可以节约大量电能；在发电机和电动机上应用超导体,已经制成接近实用规模的试验性样机;由于这些成功的应用,再加上超导储能、超导输电和悬浮列车等的应用,可以看到高温超导体具有广阔的应用前景;自从1987年美籍华裔物理学家朱经武和中国科学院赵忠贤等人发现液氮温区63K～80K的高温超导体问世以来,超导材料的实用化已取得较大进展,它在大电流技术中的应用前景是最激动人心的;信息技术在现代工业中的地位日趋重要,计算技术、通信技术和控制技术已经从根本上改变了当代社会的面貌;如果说第一次工业革命是动力或能量的革命,那么第二次工业革命就是信息或负熵的革命;人类迈向信息时代,面对着内容繁杂、数量庞大、形式多样的日趋增值的信息,迫切要求信息的处理、存储、传输等技术从原来依赖于“电”的行为,转向于“光”的行为,从而促进了“光子学”和“光电子学”的兴起;光电子技术最杰出的成果是在光通信、光全息、光计算等方面;光通信于60年代开始提出,70年代得到迅速发展,它具有容量大、抗干扰强、保密性高、传输距离长的特点;光通信以激光为光源,以光导纤维为传输介质,比电通信容量大10亿倍;一根头发丝细的光纤可传输几万路电话和几千路电视,20根光纤组成的光缆每天通话可达万人次,光通信开辟了高效、廉价、轻便的通信新途径;以光盘为代表的信息存储技术具有存储量大、时间长、易操作、保密性好、低成本的优点,光盘存储量是一般磁存储量的1000倍;新一代的光计算机的研究与开发已成为国际高科技竞争的又一热点;21世纪,人类将从工业时代进入信息时代;激光是20世纪60年代初出现的一门新兴科学技术;1917年爱因斯坦提出了受激辐射概念,指出受激辐射产生的光子具有频率、相、偏振态以及传播方向都相同的特点,而且受激辐射的光获得了光的放大;他又指出实现光放大的主要条件是使高能态的原子数大于低能态的原子数,形成粒子数的反转分布,从而为激光的诞生奠定了理论基础;50年代在电气工程师和物理学家研究无线电微波波段问题时产生了量子电子学;1958年汤斯等人提出把量子放大技术用于毫米波、红外以及可见光波段的可能性,从而建立起激光的概念;1960年美国梅曼研制成世界上第一台激光器;经过30年的努力,激光器件已发展到相当高的水平：激光输出波长几乎覆盖了从X射线到毫米波段,脉冲输出功率达1019W/cm2,最短光脉冲达6×10-15s等;激光成功地渗透到近代科学技术的各个领域;利用激光高亮度、单色性好、方向性好、相干性好的特点,在材料加工、精密测量、通信、医疗、全息照相、产品检测、同位素分离、激光武器、受控热核聚变等方面都获得了广泛的应用;电子技术是在电子学的基础上发展起来的;1906年,第一支三极电子管的出现,是电子技术的开端;1948年物理学家发明了半导体晶体管,这是物理学家认识和掌握了半导体中电子运动规律并成功地加以利用的结果,这一发明开拓了电子技术的新时代;50年代末发明了集成电路,而后集成电路向微型化方向发展;1967年产生了大规模集成电路,1977年超大规模集成电路诞生;从1950年至1980年的30年中,依靠物理知识的深化和工艺技术的进步,使晶体管的图形尺寸线宽缩小了1000倍;今天的超大规模集成电路芯片上,在一根头发丝粗细的横截面积上,可以制备40个左右的晶体管;微电子技术的迅速发展使得信息处理能力和电子计算机容量不断增长;40年代建成的第一台大型电子计算机,自重达30t,耗电200kW,占地面积150m2,运算速度为每秒几千次,而在今天一台笔记本电脑的性能完全可以超过它;面对超大规模电路中图形尺寸不断缩小的事实,人们已看到,半导体器件基础上的微电子技术已接近它的物理上和技术上的极限;要求物理学家从微结构物理的研究中,制造出新的能满足更高信息处理能力要求的器件,使微电子技术得到进一步发展;3、物理学是科学的世界观和方法论的基础物理学描绘了物质世界的一幅完整的图象,它揭示出各种运动形态的相互联系与相互转化,充分体现了世界的物质性与物质世界的统一性,19世纪中期发现的能量守恒定律,被恩格斯称为伟大的运动基本定律,它是19世纪自然科学的三大发现之一及唯物辩证法的自然科学基础;著名的物理学家法拉第、爱因斯坦对自然力的统一性怀有坚强的信念,他们一生始终不渝地为证实各种现象之间的普遍联系而努力;物理学史告诉我们,新的物理概念和物理观念的确立是人类认识史上的一个飞跃,只有冲破旧的传统观念的束缚才能得以问世;例如普朗克的能量子假设,由于突破了“能量连续变化”的传统观念,而遭到当时物理学界的反对;普朗克本人由于受到传统观念的束缚,在他提出能量子假设后多年,长期惴惴不安,一直徘徊不前,总想回到经典物理的立场;同样,狭义相对论也是爱因斯坦在突破了牛顿的绝对时空观的束缚,形成了相对论时空观的基础上建立的;而洛伦兹由于受到绝对时空观的束缚,他提出了正确的坐标变换式,但不承认变换式中的时间是真实时间,一直提不出狭义相对论;这说明正确的科学观与世界观的确立,对科学的发展具有重要的作用;物理学是理论和实验紧密结合的科学;物理学中很多重大的发现,重要原理的提出和发展都体现了实验与理论的辩证关系：实验是理论的基础,理论的正确与否要接受实验的检验,而理论对实验又有重要的指导作用,二者的结合推动物理学向前发展;一般物理学家在认识论上都坚持科学理论是对客观实在的描述,著名理论物理学家薛定谔声称物理学是“绝对客观真理的载体”;综上所述,通过物理教学培养学生正确的世界观是物理学科本身的特点,是物理教学的一种优势;要充分发挥这一优势,提高自觉性,把世界观的培养融会到教学中去;一个科学理论的形成过程离不开科学思想的指导和科学方法的应用;正确的科学思维和科学方法是在人的认识途径上实现从现象到本质,从偶然性到必然性,从未知到已知的桥梁;科学方法是学生在学习过程中打开学科大门的钥匙,在未来从事科技工作时进行科技创新的锐利武器,教师在向学生传授知识时,要启迪引导学生掌握本门课程的方法论,这是培养具有创造性人才所必须的;。

物理学在人类文明进程中所起的作用摘要：作为一门历史悠久的自然学科，在长久的发展与进步下，物理学已经与人类生活的的各个领域向融合。

物理学对人类所起的作用，一方面是促进科学技术的进步，加快了人类对真理全面认识的速度。

另一方面，也是各个领域的进步，物理学的发展引发了一次又一次的产业革命，推动社会和人类文明的发展，使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化；体现了我们国家的发展水平。

关键词：物理学发展人类文明作用物理学发展到今天，不仅促进了科学技术的进步，而且更是一个国家发展水平的体现。

从古至今，物理学实在不断第发展和进步的，如柏拉图提出的泡沫结构平衡法则等，亚里士多德从月食和星座的变迁推证了地球是圆形等，阿基米德确立了静力学和流体静力学的基本原理，他们的成就都没有很大的推动物理学的进步。

而从伽利略开始，物理学进入了一个新的世界，到牛顿发现力学和万有引力是近代物理学进入鼎盛时期，在力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，是人类飞天的基础，释然了实现了“嫦娥奔月”的梦想，也是中国人“九天揽月”成为可能。

随后，带电粒子在电磁场中的偏转规律的发展及其应用，核物理的研究使发射线的应用成为可能。

20世纪相对论和量子力学的建立，开创了微电子技术的时代。

2世纪60年代，激光器的诞生。

20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大成就，为超导体的实际应用开辟了道路。

80年代，我国高温超导的药酒走在世界的前列。

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。

纳米材料的应用是一个新兴的又应用的范围广泛的前沿技术。

之后，生命科学技术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，具有遗传的特性。

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的实验室成功迪测定了DNA的双螺旋结构，这是在物理的基础之上完成的。

大学物理绪论这是大学物理的第一课，作为绪论，先给大家讲一讲物理学的发展历史，物理学和其它专业科学以及工程技术的密切联系，再扼要介绍一下大学物理的主要内容。

以及物理学对培养大学生辨证唯物注意世界观和培养能力的重要作用。

让大家能明确为什么要学大学物理课，学什么内容和怎么样学好的问题。

一、为什么要学大学物理1. 物理学是一切工程技术的重要支柱科学与技术是不断发展和进步的，物理学也是一门不断更新，不断完善的科学。

在漫长的历史进程中，物理学经历了五次大的理论综合，这不仅使物理学自身理论体系产生了大的飞跃，而且导致了世界范围生产力的大突破，即所谓三次工业革命。

五次理论综合和三次工业革命表明了物理学与工程技术之间的内在联系。

生产发展的客观需要是物理学发展的强大动力。

物理学理论是认识世界和改造世界的有力武器。

实践证明，它的建立对科学与技术的发展和进步起推动作用，甚至于促进整个社会和人类文明发生根本性的变革。

文艺复兴以后，人们逐渐从面向上帝转向面向自然。

随着一些简单仪器的发明，人们从对自然界肤浅的观察转向系统的实验和严密的数学演绎。

原来属于自然哲学一部分的物理学也逐步从自然哲学中分化出来，成为一门独立的学科。

16世纪以后，经典力学、热力学和统计物理、电磁学和电动力学相继建立起来，物理学的发展经历了经典物理时期，科学史上第一位卓越的奠基者牛顿是经典物理时期最杰出的代表。

牛顿集加利略、开普勒前人之大成，建立了牛顿力学，即经典力学。

他首先把地面物体和天体的运动统一起来。

实现了人类对物理学认识的第一次大综合。

由迈尔、焦耳、克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼和吉布斯等人建立的热现象理论——热力学和统计物理学，揭示了热运动的本质及其与其他运动形式之间的相互联系和转化。

创立了能量守恒和转化定律。

找到了宏观热现象和微观客体运动之间的关系。

实现了对物理学认识的第二次大综合。

17、18世纪，正是由于牛顿力学的建立和热力学的发展适应工业原动力要求，出现了机械工业和蒸汽机。

近代物理学在当今社会的地位和作用近代物理学在当今社会的地位和作用00众所周知，２０世纪以来物理学取得了突飞猛进的发展和极其辉煌的成就，物理学一直是整个科学技术领域中的带头学科并成为整个自然科学的基础，成为推动整个科学技术发展的最主要的动力和源泉，并对人类社会文明进步产生了极其深刻的影响。

正如杨振宁教授所说：“在２０世纪，物理学产生了奥妙的观念革命，从而改变了人类对空间、时间、运动和力这几种基本概念的认识；深入探索了物质内部结构的奥秘，通过技术进步为人类生产力带来了空前增长。

”在２１世纪，物理学将进一步获得迅速发展，物理学仍将是整个自然科学的基础，物理学的进展仍是推动整个自然科学发展的一个最重要的动力，物理学将继续是整个科学技术领域中的带头学科，这应是毋庸置疑的。

1 、物理学的发展将进一步推动整个自然科学的发展当今物理学已经发展成为研究宇宙间物质的基本组元及其基本相互作用和基本运动规律的学科。

物理学的学科性质决定了它是整个自然科学的基础。

物理学的基本概念、基本理论、基本实验手段和研究、测试方法，已经成为并将继续成为自然科学的各个学科（诸如宇宙学、天文学、地学、化学、生物学、医学等）的重要概念、理论的基础和实验、研究方法，从而推动各个学科深入而迅速地发展。

物理学向自然科学各个学科的广泛渗透和移植，促使一系列交叉学科、边缘学科不断涌现。

而正是这些交叉学科、边缘学科，有可能成为未来学科中最有希望、取得成果最多的领域。

宇宙学就是在物理学一系列研究成果的基础上而获得了迅速发展。

作为宇宙学理论基础的热大爆炸理论，就是依赖于广义相对论以及粒子物理学的飞速发展和射电望远镜等天文观察手段的提高而诞生的。

热大爆炸宇宙论被称为２０世纪后半叶自然科学的四大成就之一。

然而，该理论还存在着很多不完备性和局限性，尤其关于宇宙的起源问题仍然没有得到最终的回答。

对此朱洪元教授曾指出：“高能物理的研究成果将对甚早期宇宙的演化的理解起推进作用”。

例谈“近现代物理学对三次科技革命的影响物理学是研究物质世界最基本、最深层次规律的科学分支,是在最基础层面上研究物质运动规律的科学。

近代以来，物理学由经典走向现代,由宏观到微观,它对人们改造自然、推动社会发展起着极其重要的作用，特别是促进了人类历史上三次科技革命的发展。

认识物理学的发展与三次科技革命（特别是核心技术突破）的关系不仅是我们学习的重点，而且有助于深刻理解“科学技术是第一生产力”这句话的内涵。

下面，我们一起借助史料来探讨这个问题。

一、物理学的进步有力地推动了三次科技革命核心技术的突破材料一解读图一是纽可门制造的蒸汽机，但它热量浪费太大，效率不高，只有简单的往复式线性运动。

图二是瓦特改良了的蒸汽机，它可以进行复动式的旋转运动，这大大促进了机器的运用和工厂的生产。

力学和热学是第一次科技革命的理论基础和指南，牛顿力学是机械设计和制造的理论基础。

材料二解读图三、图四是第二次科技革命的重要发明。

它以法拉第、麦克斯韦的电磁学为理论前导，以电力和内燃机的应用为标志，推动了汽车、飞机和无线电讯的广泛使用，创造了比蒸汽机时代大得多的生产力，人类进入了“电力时代”。

材料三第三次科技革命重要成果简表解读第三次科技革命产生了一系列高新技术，如核能源技术、电子计算机技术、航天技术等。

这次科技革命的前提是四项重大科学发现。

其一是相对论；其二是量子力学；其三是分子生物学；其四是系统科学，人类进入“信息时代”。

材料四恩格斯指出：“十七世纪和十八世纪从事创造蒸汽机的人们也没有料到，他们所造成的工具，比其他任何东西都更会使全世界的社会状况革命化。

”解读因重大技术的发明而引起技术发展上的重大变革和飞跃性的质变，并引起了生产力的飞跃发展和推动社会生产关系和社会生活一系列新变化的大变革。

科学技术的进步推动了社会的发展，科学技术是生产力，生产力是推动人类社会发展的终极动力。

物理学作为一门基础科学,它的突破体现在科技层面，反映了生产力的进步。

物理学和经济发展分析物理学和经济发展分析知识经济时代，科学技术突飞猛进，新技术层出不穷。

物理学的发展作为20世纪的领头科学对世界经济的发展起了至关重要的作用。

物理学作为一切自然科学的基础已经渗透到了社会的各个领域，哪里有人类活动，哪里就有物理学文化气息。

百年来物理学的发展一次次的推动了世界经济的发展。

一、经典物理学推动了第一次工业革命，带给人类第一次经济飞跃。

1687年牛顿“自然哲学的数学原理”的发表，标志着经典物理学的诞生，经典物理学一诞生便推动了第一次工业革命，使人类进入机械化时代，带给人类第一次经济的飞跃。

第一次工业革命是刚取得统治地位的英国资产阶级进行的一次生产方式的革命，17世纪，英国的资本主义发展遇到了三大难题：采矿、武器的研制、航海，但这三大问题都归结为了一个动力机问题。

当时的物理学家都踊跃的参与了相关的发明创造，有效的解决了上述难题，其中著名的有：牛顿、哈雷、惠更斯、胡克、雷恩、波义尔、马略特等。

以机器取代手工工具，以蒸汽机、内燃机和电动机等动力机械取代人力、兽力、水力和风力，克服了人力兽力的局限性和自然力的不可遇见性及难以控制性，提高了人类利用自然和改造自然的能力，使生产力发生了巨大的飞跃。

与过去时代的技术变革相比，工业革命中生产技术的变革具有全面、深刻、规模大等特点。

它涉及国民经济的各个部门，从纺织工业到动力工业，从采矿业到冶金业，从金属加工到工作母机的制造，从农业到交通运输业，没有一个部门不被卷入技术革命的洪流。

在许多工业部门，机械化涉及生产的全过程。

生产过程的机械化和组织管理的科学化，使劳动生产率成倍提高，工业生产量和贸易额以前所未有的速度增长，各项社会经济指标都明显改善。

在1820年——1980年的160年间，16个较发达的资本主义国家的生产总量增至60倍，人口增至4倍，人均产值增至13倍，而一个劳动力的平均年工时却从3000小时减至不到1700小时，劳动生产率提高约20倍，人均预期寿命从35岁增至70岁。