物理学与人类文明.ppt22

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主要贡献
开普勒行星三定律----中世纪科学与近代科 学的分水岭
1600年与第谷合作，使他从第谷处
获得了大量精确的天文学数据。 于1609和1619年，他先后提出了 行星运动三定律。
第谷用过的望远镜
第谷在天文台工作
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1609年，开普勒出版了《新天文学》一书，提出了 著名的开普勒第一定律和第二定律。 第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨 道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
伽利略的折射式望远镜
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2、在力学方面的贡献：
（1）确立描述运动的基本特征量——速度和加速 度。
（2）用理想实验和斜面实验驳斥了亚里士多德的 “重物下落快”的错误观点，发现自由落体定 律，v=gt、h=gt2/2。
(3)发现惯性定律——隔了一代人，被牛顿总结成动 力学的基本定律之一。 （4）提出了运动的相对性原理。
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牛顿第二定律：物体加速度的大 小跟它受到的作用力成正比、跟它的质 量成反比，加速度的方向跟作用F 力 m的a 方 向这定相是律同动—牛。力—顿用学两第公的个三式最物定便基体律是本之：就定间作是律的用。作力用和力反和作反用，作力用 力总是大小相等 ，方向相反，作用在同一 条直线上。 F12 F21
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3、对科学方法的贡献
斜面实验在2002年被评为历史上“最
美丽”的十大物理实验之一。从斜面实
对现象的观察 提出假设（匀加速运动假设）
验进行看数伽学和利逻略辑的的推研理（究x~方t2）法：
实验验证
形成理论
开创了科学实验方法，核 心是将实验和逻辑推理（ 包括数学演算）相结合。
提出了理想实验。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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杰出科学家介绍
本杰明.富兰克林 (1706-1790)
避 雷 针
富兰克林是美国历史上第一位享有国际声誉的 科学家、发明家和音乐家。在电学上成就显著，为 了深入探讨电运动的规律，创造的许多专用名词如 正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世 界通用的词汇。他最先提出了避雷针的设想，由此 而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。
军事侦察、导弹飞机导航定位、天 气预测、灾害监控、卫星通讯、汽车导 航定位（GPS、北斗星）
第三次工业革命
第三次工业革命中，电子计算机的发明和广泛 使用，以及各种“人—机控制系统”的形成，使生 产的自动化、办公的自动化和家庭生活的自动化 （即所谓的“三A”革命）有了实现的可能。预示着 人类社会将从机械化、电气化的时代进入到另一个 更高级的自动化时代；空间技术和海洋技术的发展 标志着人类社会已从被束缚于地球表面的“地球居 民”时代进入一个远为辽阔的陆海空立体新时期； 基因重组技术、结构化学和分子工程学的进展使人 类获得了主动创造新生物和新生命的创造力，标志 着人类正在由“必然王国”一步步走向“自由王 国”。
杰出科学家介绍
史蒂芬· 威廉· 霍金 英国剑桥大学应用数学及理论物理学 系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙 论家，被称为在世的最伟大的科学家，还被称为 “宇宙之王”，被誉为继爱因斯坦之后世界上最杰 出的理论物理学家。他证明了黑洞的面积定理。 2012年1月8日霍金预言，地球将在千年内面临 核战之类的大灾难，人类只有在火星或太阳系其他 星球殖民，才能避免灭绝。
计算机最大的特点是可以代替人进行繁琐而大量 的工作。人类工作越发轻松，工作效率越来越高。工 业自动化生产、工业机器人、无纸化办公，现在各行 业各工种对计算机的依赖程度越来越高。

第二十二章 能源与可持续发展
能 源 第1节
观察与思考
生活生产中各方面都需要能 量，这些能量是通过不同的 能源提供的。各种能源的利 用，极大促进了人类文明的 发展。
学习目标
01 了解不同历史时期人类利用的主要能源。 02 知道什么是一次能源、二次能源及其特点。 03 了解 21 世纪的能源趋势。
人类利用能源的历程
21世纪的能源趋势
目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且属于不 可再生的资源，如果长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽。 所以开发新能源是全球范围的重要课题。
20世纪40年代，科学家发明了可以 控制核能释放的装置——核反应堆， 拉开了以核能为代表的新能源利用 的序幕。
课堂小结
能源
能源
化石能源 一次能源、二次能源
第4节 能源与可持续发展
知识点 2 环境污染
3．下列能源在被人类利用的过程中，不会产生任何污染的是 (B) A．核能 B．风能C．石油和天然气 D．煤 4．下列做法能使空气污染加剧的是( A ) A．不控制汽车尾气的排放 B．提倡使用太阳能设备 C．发展核电代替部分煤发电 D．禁止在户外焚烧垃圾
第4节 能源与可持续发展
第4节 能源与可持续发展
9．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生
转化，且能量的转化是有方向的。下面几幅图按能量转化的顺
序，排列正确的是C ( )
A．①②③④ B．②③④①
C．②①③④ D．①③④②
图22－4－1
第4节 能源与可持续发展
10．关于能量与能源，下列说法中错误的是( C ) A．能量的转化和能量的转移都是有方向性的 B．人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响 C．化石能源、水能、核能，不能在短期内从自然界得到补充， 这类能源称为不可再生能源 D．可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向

在电导率较低的介质中 Jd Jc
在良导体中
Jd Jc
麦克斯韦认为位移电流也可产生磁场，因此前述安 培环路定律变为
l H dlS(JJd)dS
现在学习的是第8页，共66页
即 l HdlS(JD t)dS
HJD t
上两式称为全电流定律。它表明时变磁场是由传导电
流、运流电流以及位移电流共同产生的。
位移电流是由时变电场形成的，由此可见，时变电场可以 产生时变磁场。
例 已知内截面为a b 的矩形金属波导中的时变电
磁场的各分量为
y
b a
z
EyEy0sin a πxcost (kzz) HxHx0sin a πxcost (kzz) HzHz0coa πsxsi nt(kzz)
x
其坐标如图所示。试求波导中的位移电流分布和波导内
壁上的电荷及电流分布。波导内部为真空。
③ 电通密度的法向分量边界条件与介质特性有关。
在一般情况下，由高斯定律求得 D2nD1n S
或写成矢量形式 en(D 2D S
式中, S 为边界表面上自由电荷的面密度。
现在学习的是第18页，共66页
两种理想介质的边界上不可能存在表面自由电
荷，因此
D1nD2n
对于各向同性的线性介质，得
1E1n2E2n
2E 2 tE 2 J t1
2H2H J
t2
在三维空间中需要求解 6 个坐标分量。
位函数方程为一个矢量方程和一个标量方程
2A2AJ
t2
2Φ2Φ t2
在三维空间中仅需求解 4 个坐标分量。
在直角坐标系中，实际上等于求解 1 个标量方程。
现在学习的是第31页，共66页
5. 位函数方程的求解 根据静态场结果，采用类比方法推出其解。

勃 望 远 镜 可 观 察 的
10
1025m
1024m
星光点点， 可是真的是一 颗一颗星星吗？
1023m
这些小白点 看起来还是 像星星
1022m
这个形状好 熟悉！
1021m
放大看！
1020m
想搜寻地 球吗？
1019m
密 密 麻 麻
1018m
依 然 密 密 麻 麻 ！
1017m
还
是
密
密
析万物之理
杠杆原理 向心运动 冲量 摩擦生热 空气的电离 电磁感应 光的色散 纳米科技(10-9m) 太空技术(光年)
SUCCESS
THANK YOU
2019/9/16
地球科学更关注瀑布 周围的地层结构。
生物学则侧重水中的微 生物种类，以及瀑布对 周围生态的影响。
化学更关心水的分子 成分和结构，水质的 变化。
10-16m
一旦我们 进入下一 个层次， 我们将会 看到什么， 我们又将 会知道什 么？
走完了漫长的旅程，从宇宙的边缘来到了原 子核内部未知的世界，你是否也感受到物理 世界的神奇和美丽呢？
判天地之美，析万物之理
判天地之美
埃及金字塔 过山车 火箭升空 流星雨 闪电 磁悬浮列车 彩虹 量子围栏 太阳系
氢弹：
是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核的聚变反应瞬时释 放出巨大能量的核武器。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量， 氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量，威力比原子弹强上千倍。
1964年10月16日，在我国在西部地区新疆罗布泊成功爆炸第一颗原子弹； 1967年6月17日，在我国西部地区成功地爆炸了第一颗氢弹。
嫦娥一号
嫦娥奔月

动能与势能
动能
物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。 公式为$E_{k} = frac{1}{2}mv^{2}$。
势能
物体由于位置或高度而具有的能量，常见的有重力势能和 弹性势能。重力势能公式为$E_{p} = mgh$。
动能和势能的转化
在一定条件下，动能和势能可以相互转化，如自由落体运 动中，重力势能转化为动能。
光的合成
不同颜色的光可以通过棱镜重新组合成白光。这是因为不同波长的 光在棱镜中具有不同的折射率，从而在另一侧重新组合。
光谱分析
通过对物质发出的光谱进行分析，可以了解该物质的组成和性质。
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第五章：运动和力
物体的运动
总结词
描述物体的位置随时间的变化
详细描述
物体的运动是指物体位置随时间的变化。通过研究物体的 运动，我们可以了解物体速度、加速度等运动状态的变化 规律。
总结词
掌握牛顿第二定律及应用
详细描述
牛顿第二定律指出物体所受的合外力等于其质量与加速度 的乘积，即F=ma。通过测量物体的质量和加速度，可以 计算出物体所受的合外力。牛顿第二定律在解决动力学问 题时具有广泛应用，如求加速度、力、动量等物理量。
重力与弹力
总结词
理解重力的概念及产生原因
详细描述
重力是指地球对物体的吸引力，是物体所受的力之一。重力的大小与物体的质量成正比，方向竖直向下。地球上 不同位置的重力加速度略有不同，但通常近似为9.8m/s²。
重力与弹力
总结词
掌握弹力的概念及产生条件
详细描述
弹力是指物体发生形变后恢复原状时对施加形变物体产生的反作用力。弹力的产 生条件是施加形变和恢复原状两个过程的存在。弹力的方向与施加形变的方向相 反，大小与形变程度有关。常见的弹力有支持力和压力等。

2．电磁波谱中各波段电磁波的特征、用途
无线 电波
红外线
可见 紫外线
光
X射线 γ射线
特 波动 热作
感光 化学作用 穿透 穿透能
性 性强 用强
性强 荧光效应 能力大 力很强
加热、遥测
杀菌
通讯
照明、
用
遥感、红外
消毒、
广播、
照相
途
摄像、红外
治疗皮肤
导航
等
制导
病等
检查、 探测、 透视、 治疗
探测、 治疗
2．下列说法中正确的是
3．红外线 红外线是一种光波， 不能 引起人的视觉；一切物体都 会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射 。 强 4．可见光 可见光的波长在700～400 nm之间，能引起人的 。
视觉
5．紫外线 紫外线的波长范围是5～400 nm之间。紫外线具有较 高的能量，足以破坏细胞中的物质。因此，可利用紫外 线 灭菌消毒 。
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/2/122022/2/12February 12, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年2月2022/2/122022/2/122022/2/122/12/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/2/122022/2/12

人类对自然的改造：人类在不断改造自然的过程中，需要遵循自然规律，保护生态环境， 实现人与自然的和谐共生。
未来展望：未来人类需要更加注重环境保护和可持续发展，推动人与自然和谐共生的进程。
尊重自然规律：人类应该遵循自然规律，避免过度干预和破坏自然环境。 保护生态环境：人类应该珍惜自然资源，保护生态环境，实现可持续发展。 探索未知领域：人类应该不断探索未知领域，发现新的自然规律和生命现象，推动科技进步。 培养审美情趣：大自然的美景和生命现象可以激发人类的审美情趣，提高文化素养和艺术修养。
预警等
地球资源的种类 和分布
地球资源的利用 现状
地球资源的保护 措施
未来地球资源的 可持续发展方向
破坏生态环境：过度开发、污染和破坏自然环境 生物多样性丧失：人类活动导致动植物种群减少和灭绝 气候变化：人类活动导致全球气候变暖和极端天气事件 自然资源过度消耗：过度开采和消耗自然资源，导致资源短缺和环境问题
黑洞与暗物质：黑洞是宇宙中的一种天体，具有强大的引力；暗物质则是宇宙中一种看不 见、摸不着的物质
宇宙的未来：根据现有的科学认知，宇宙最终可能会走向灭亡或者进入一个新的膨胀周期
星系的定义与分类
恒星的演化过程
恒星的质量与生命周期
星系与恒星之间的相互作 用
黑洞的发现与观测
暗物质的性质与作用
黑洞与暗物质的关系
大自然作为哲学思考的源 泉
自然法则与哲学原理的相 似性
自然现象对哲学思考的启 示
大自然对人类智慧的启迪
山川的雄伟与秀 美
湖泊的宁静与浩 渺
森林的神秘与多 彩
动物的奇妙与和 谐
四季更替：春夏 秋冬，周而复始
生命的循环：生 老病死，轮回不 息
宇宙的浩渺：星 河灿烂，无穷无 尽

如今，我国提倡的礼貌用语是十个字：“您 好”、“请”、“谢谢”、“对不起”、“再 见”。这十个字体现了说话文明的基本的语言 形式。
言谈作为一门艺术，也是个人礼仪的一个重要 组成部分。所以我们要努力养成使用敬语的习 惯。
1、谈话姿势：谈话的姿势往往反映出一个人的性格、交谈时， 首先双方要互相正视、互相倾听、不能东张西望、看书看报、 面带倦容、哈欠连天；
•
握手是沟通思想、交流感情、增进友谊的一种方式。
握手时应注意不用湿手或脏手，不戴手套和墨镜，不交叉
握手，不摇晃或推拉，不坐着与人握手。
•
握手的顺序一般讲究“尊者决定”，即待女士、长辈、
已婚者、职位高者伸出手之后，男士、晚辈、未婚者、职
位低者方可伸手去呼应。平辈之间，应主动握手。若一个
人要与许多人握手，顺序是：先长辈后晚辈，先主人后客
分数为14—10分：许多情况下，你是个不文明的人， 人际关系一定很差，是个不受欢迎的人。要注意咯。
谢谢大家
再谢见谢
谢谢大家，再会！
1、从内容上看有仪容、举止、表情、 服饰、谈吐、待人接物等；
2、从对象上看有个人礼仪、公共场所 礼仪、待客与做客礼仪、餐桌礼仪、馈 赠礼仪、文明交往等。
1、礼貌：态度要诚恳、亲切；声音大小要适宜，语 调要平和沉稳；尊重他人。
2、用语：敬语，表示尊敬和礼貌的词语。 如日常使用的“请”、“谢谢”、“对不起”等，第 二人称中的“您”字等。 初次见面为“久仰”；很久不见为“久违”； 请人批评为“指教”；麻烦别人称“打扰”； 求给方便为“借光”；托人办事为“拜托”等等。
收颌、抬头、双肩放松。双臂自然下垂或在体前交叉，眼睛
平视，面带笑容。站立时不要歪脖、斜腰、曲腿等，在一些

1672年，牛顿提出微粒说时，年仅30岁，牛顿争论时很小 心，承认两种理论各有优缺点。
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光的波动说
惠更斯
光的波动学说最初是英国物理学家胡克于1665年提 出的，认为光是一种充满空间的微粒“以太”的振 动。
胡克
1678年，荷兰物理学家惠更斯对光的波动学说进行
了精密的数学论证。提出“光同声一样，是以球 形波面传播的”。并且指出光振动所达到的每 一点，都可视为次波的振动中心、次波的包络 面为传播波的波阵面(波前)。
卡诺（17535-11 823）
卡诺设想出一种每一过程都是可逆的热机(所谓热机是用热来产 生动力的发动机)，发现任何一种热机的效率都不可能超过这种 可逆热机(后人称为“卡诺机”)的效率，而这个极限的效率同 所使用的物质无关，只取决于锅炉和冷凝器的温度。
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“太阳和行星”
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蒸汽时代
“它武装了人类微弱的 手，赋予它无比的威力； 它健全了人类的头脑， 统辖最难以驾驭的东西。 它为机械动力在未来创 造奇迹、造福后代打下 了坚实的基础。”
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轮船
1801年，蒸汽首先为船只提供动力
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Catch me who can!
1804年，特立维的克开发出高压蒸汽机，并设计出用蒸汽推进的火车头， 载着70名乘客和10吨的车厢，在轨道上滚动了9.5英里。
这是牛顿以后光学最重要的成就，可是却招来一 个维护牛顿权威的贵族的恶毒攻击，以致无人再 敢问津了。
托马斯·杨
肥皂薄膜的干涉图像
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直到1815年，法国土木工程师菲涅耳又独立地发 现了干涉定律，并用来解释光的衍射现象。
菲涅耳于1818年以杨氏干涉原理补充了惠更斯原 理，由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲 涅耳原理，用它可圆满地解释光的干涉和衍射现 象，也能解释光的直线传播。