序言 认识物理学

认识物理学
教学内容
一、什么是物理学？
物理学是认识世界的科学；物理学是改变世界的科学；物理学是产生科学思想、科学方法和科学精神的科学，因而是对人的科学素质培养具有特殊教育功能的科学。
二、为什么说物理学是认识世界的科学？
主要表现在两个方面：一是物理学使人类认识了物质世界的各种运动（包括宏观
物体的运动和微观世界的运动）。
二是物理学揭开了物质世界的秘密（如物质由分子构成，
分子
物理主要研究的内容：力、热（包括分子热运动）、声、光、电的运动和相互作用
的规律。
科学家与重要事迹：
伽利略——实验物理学家 牛顿——经典物理学奠基人
爱因斯坦——时空论，量子力学奠基人
三、为什么物理学是改变世界的科学？
18世纪以前，人类长期处于农业社会，没有大规模工业生产。直到瓦特发明的蒸汽机（最早发明活塞式蒸汽机的是巴本）推动了第一次工业革命，接着是以电力技术与电子技术为基础的产业革命。而科学家们都是从物理学的角度去思考、探索、发明和创造的。
四、电的重要性有哪些？
狭义：电的使用遍及整个世界的任何范围，没有电，工厂会停工，交通会中断，办
公室、家里的各种电器都不能工作，电话打不了，电视不能看，晚上会漆黑
一片，自来水厂会停工，我们连水都喝不上……
广义：没有电就没有现代化的生产、生活以及现代化的社会。没有电，就没有现代
物理学的发展，就没有半导体，就没有集成电路，就没有现代的计算机；没
有现代物理学的发展，就没有激光、光纤技术，就没有网络信息技术。
五、 为什么要学习物理学？
物理学关于认识物质世界的理论和研究方法是进行科学世界观教育的基本内容，物理学的发展和应用推动现代人类文明进步的一幕幕精彩的历史，是进行科学教育和人文教育的珍贵资料。
六、 教科书的宗旨是什么？
教科书不断地启发同学们观察思考、提出问题、交流讨论、动手动脑，目的在于促使大家主动认识、理解物理的规律，学习物理学的基本研究方法，不仅学习知识而且学习科学思维、科学方法，使同学们养成实事求是的科学态度，养成不怕困难、严肃认真、一丝不苟的科学精神。
七、学习物理为什么要进行探究？
物理学不仅有理论知识，有各种各样的技能和方法，还有丰富的科学思想、科学精神和科学态度。一般来说，知识可以从书本上学习获得，但是技能和方法，尤其是科学思想、科学精神和科学态度，不可能简单地通过书本学习得到，需要通过动手动脑的科学探究活动过程，需要亲自体验
八、科学探究的八个环节：
观察与思考、提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、合作交流、评估。
提示：有时观察思考可以略去，有时合作交流可以放在最后，有时根据需要，可以
不用将每个过程做一遍。
九、如何建立家庭实验室？
家里有钳子、扳子、改锥等工具，生活中有饮料瓶、电线、螺钉、纸盒、塑料袋、吸管等物品，收集起来都可以用来做实验。还有许多的家用电器、玩具，都可以作为实验器材。
十、什么是物理在线？
“物理在线”是个新的学习方法，在那里可以查到很多资料。过去学习研究必须去图书馆、实验室，现在还应该学会上网。上网可以查资料，还可以看“多媒体课件”呢！这是24小时不关闭的图书馆、资料室，也是一个多媒体实验室
同步练习：
1.下列人物与事迹相匹配的是（ ）
A.伽利略——经典力学大厦奠基者 B.牛顿——实验物理与数学相结合 C.爱因斯坦——时空观 D.瓦特——活塞式蒸汽机
点拨：伽利略是实验与数学结合，而牛顿是经典力学奠基者；发明活塞式蒸汽机的是巴本。故排除A、B 、D，即选C。
2.物理学主要研究（ ）。
A.力、热、声、光、细胞 B.力、原子、声、光、细胞 C.力、热、声、光、电子技术 D.力、热、声、光、电
点拨：细胞不属于物理学研究内容（它属于生物学研究），原子物理学是热学的部分内容，电子技术是电学的一种，因此，排除A、B、C，故选D。
家庭作业：
1. 建立自己的家庭实验室，并设计一个鸡蛋实验，写一个实验报告。
2.复习今天学习的10个重点，要求背诵，并预习1.1 走进实验室：学习科学探究。
3.通过物理在线，查查第一次，第二次工业革命，及你感兴趣的物理问题。
有关链接的资料：
宇宙有多大
1.宇宙有多大？ 美国学者认为直径至少780亿光年
宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题：宇宙两头相距至少780亿光年。
美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为，他们的研究至少部分的回答了宇宙学一个最基本的问题：宇宙有多大？
直到现在，对宇宙尺寸的估算在“你看到有多大就是多大”到“无限”之间，总而言之没有一个多数人认可的答案，而完全依靠你偶然灵光闪现想出来的一个宇宙模型。Cornish等人的研究至少确定了宇宙尺寸的下限，它没有排除宇宙无限大的可能。
根据《自然》杂志，有人认为宇宙象一个足球，直径600亿光年。其它一些理论则认为宇宙事实上没有那么大，但它自己缠绕着自己，所以很难确定边界。
“宇宙”一词，最早大概出自我国古代著名哲学家墨子（约公元前468-376）。他用“宇”来指东、西、南、北，四面八方的空间，用“宙”来指古往今来的时间，合在一起便是指天地万物，不管它是大是小，是远是近；是过去的，现在的，还是将来的；是认识到的，还是未认识到的……总之是一切的一切。
从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那幺要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些，我们今天所知道的宇宙范围，或者说大小，是一个以地球为中心，以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然，地球并不真的是什幺宇宙的中心，宇宙也未必是一个球体，只是限于我们目前的观测能力，我们只能了解到这一程度。
在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。
第一次工业革命
工业革命极大地提高了生产力，工业革命之后，人类在100年内创造的财富比有史以来此前创造的全部财富之和还多。
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，它开创了以机器代替手工工具的时代。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 ( http: / / www. / wiki / %E6%A0%87%E5%BF%97" \o "标志" \t "_blank )的。
工业革命带来的以工厂制为基础的大机器工业，改变了社会 ( http: / / www. / wiki / %E7%A4%BE%E4%BC%9A" \o "社会 )的经济结构，使人类开始摆脱累世相传的古老农业社会，向工业社会迈进。
工业革命最早开始于英国。法国，美国，德国为代表。
美国工业革命
美国工业革命的条件有一定的特殊性，也可说是得天独厚之处。这当然要首推它的“西进运动”，
政府的支持，是美国工业革命又一个有利条件，与英国 ( http: / / www. / wiki / %E8%8B%B1%E5%9B%BD" \o "英国 )一样，美国的工业革命也开始于棉纺织业 ( javascript:linkredwin('棉纺织业');" \o "棉纺织业" \t " )，
南北战争后，工业革命有了飞速进展，尤其是重工业发展更快。采矿、冶金、石油开采和提炼等行业，都以10倍甚至几十倍的速度发展，呈现出一派繁荣景象。这之中，有两个巨大的国内刺激因素。一是开发西部造成的对农业机械的急切需要。二是为沟通东西部交通而掀起的铁路建设高潮。这两大因素既是工业革命的强劲的推动力量，其本身又成为工业革命的成果和重要组成部分。
修铁路、制造机车、客车、货车，自然为钢铁业特别是钢轨轧制业提供了巨大的市场
因此，美国在不大长的时问里就发展成为世界上经济实力最为雄厚的国家，是不足为奇的。
第一次工业革命-重要发明
( http: / / www. / editsectionauth / %E7%AC%AC%E4%B8%80%E6%AC%A1%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E9%9D%A9%E5%91%BD / 7" \t "_self ) ( javascript:void(0) ) ( http: / / www. / wiki / %E7%AC%AC%E4%B8%80%E6%AC%A1%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E9%9D%A9%E5%91%BD" \l "catalog#catalog )
时间 发明人 发明
1712年 英国人汤姆斯·牛考门 ( javascript:linkredwin('汤姆斯·牛考门');" \o "汤姆斯·牛考门" \t " ) 获得了稍加改进的蒸汽机的专利权
1764年 詹姆士·哈格里夫斯 ( javascript:linkredwin('詹姆士·哈格里夫斯');" \o "詹姆士·哈格里夫斯" \t " ) 珍妮纺纱机 ( javascript:linkredwin('纺纱机');" \o "纺纱机" \t " )
1778年 约瑟夫·勃拉姆 ( javascript:linkredwin('约瑟夫·勃拉姆');" \o "约瑟夫·勃拉姆" \t " ) 抽水马桶 ( http: / / www. / wiki / %E9%A9%AC%E6%A1%B6" \o "马桶 )
HYPERLINK "http://tupian./a1_07_30_01000000000000119093002432107_jpg.html" \o "第一次工业革命" \t "_blank" 第一次工业革命
1796年 塞尼菲尔德 ( javascript:linkredwin('塞尼菲尔德');" \o "塞尼菲尔德" \t " ) 平版印刷术 ( http: / / www. / wiki / %E5%8D%B0%E5%88%B7%E6%9C%AF" \o "印刷术 )
1797年 亨利·莫兹莱 ( javascript:linkredwin('亨利·莫兹莱');" \o "亨利·莫兹莱" \t " ) 螺丝 ( http: / / www. / wiki / %E8%9E%BA%E4%B8%9D" \o "螺丝" \t "_blank )切削机床
1781年 詹姆斯·瓦特 ( http: / / www. / wiki / %E8%A9%B9%E5%A7%86%E6%96%AF%C2%B7%E7%93%A6%E7%89%B9" \o "詹姆斯·瓦特 ) 改进了牛考门蒸汽机 ( http: / / www. / wiki / %E8%92%B8%E6%B1%BD%E6%9C%BA" \o "蒸汽机 )，现代蒸汽机成型
1812年 特列维雪克 ( javascript:linkredwin('特列维雪克');" \o "特列维雪克" \t " ) 科尔尼锅炉
1815年 汉·戴维 ( javascript:linkredwin('汉·戴维');" \o "汉·戴维" \t " ) 矿工灯 ( javascript:linkredwin('矿工灯');" \o "矿工灯" \t " )
1844年 成廉·费阿柏恩 ( javascript:linkredwin('成廉·费阿柏恩');" \o "成廉·费阿柏恩" \t " ) 兰开夏锅炉 ( http: / / www. / wiki / %E9%94%85%E7%82%89" \o "锅炉" \t "_blank )
第二次工业革命
百科名片
1870年以后，科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。当时，科学技术的突出发展主要表现在三个方面，即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创制、新通讯手段的发明。
　　第二次工业革命(Second Industrial Revolution）起于19世纪七十年代，主要标志：电力的广泛应用（即电气时代 ( http: / / baike. / view / 27723.htm" \t "_blank )) 1870年以后，科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。当时，科学技术的突出发展主要表现在四个方面，即电力的广泛应用、内燃机 ( http: / / baike. / view / 71190.htm" \t "_blank )和新交通工具的创制、新通讯手段的发明和化学工业的建立。控制论 ( http: / / baike. / view / 62820.htm" \t "_blank )创始人维纳 ( http: / / baike. / view / 25861.htm" \t "_blank )提出的概念是第二次工业革命 ( http: / / baike. / view / 8751.htm" \t "_blank )典型特征为自动化 ( http: / / baike. / view / 16286.htm" \t "_blank )。
　　第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。从19世纪六七十年代开始，出现了一系列电气发明。1866年德国 ( http: / / baike. / view / 3762.htm" \t "_blank )人西门子 ( http: / / baike. / view / 23146.htm" \t "_blank )（Siemens）制成发电机 ( http: / / baike. / view / 54769.htm" \t "_blank )，1870年比利时人格拉姆（Gelam）发明电动机 ( http: / / baike. / view / 157572.htm" \t "_blank )，电力开始用于带动机器，成为补充和取代蒸汽动力的新能源 ( http: / / baike. / view / 21312.htm" \t "_blank )。电力工业和电器制造业迅速发展起来。人类跨入了电气时代。
　　1831年，英国科学家法拉第发现电磁感应现象 ( http: / / baike. / view / 1055967.htm" \t "_blank )，根据这一现象，对电作了深入的研究。在进一步完善电学理论的同时，科学家们开始研制发电机。1866年，德国科学家西门子制成一部发电机，后来几经改进，逐渐完善，到19世纪70年代，实际可用的发电机问世。电动机的发明，实现了电能和机械能的互换。随后，电灯、电车、电钻、电焊机等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。
早期汽车
第二次工业革命的又一重大成就是内燃机的创制和使用。19世纪七八十年代，以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞生，90年代柴油机创制成功。内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题。1885年，德国人卡尔.本茨成功地制造了第一辆由内燃机驱动的汽车。内燃机车、远洋轮船、飞机等也得到迅速发展。内燃机的发明，还推动了石油开采业的发展和石油化工工业的产生。（导致了列强开始争夺石油。）
早期飞机
　　1903年12月，以内燃机为动力的飞机飞上蓝天，实现了人类翱翔天空的梦想。随着内燃机的广泛使用，石油的开采量和提炼技术也大大提高。1870年，全世界只生产了大约80万吨石油，到1900年已猛增到2000万吨。1896年,德国工程师首次将内燃机装在飞行器上做飞行实验,试飞高度曾到达30多米,对飞行技术的改进和提高作出了重要贡献.
第二次工业革命期间，电讯事业的发展尤为迅速。继有线电报出现之后，电话 ( http: / / baike. / view / 3248.htm" \t "_blank )、无线电报相继问世，为快速地传递信息提供了方便。从此，世界各地的经济、政治和文化联系进一步加强。
　　化学工业的建立也是这一时期科学技术应用与生产的一项重大突破。1867年，诺贝尔研制成功炸药，80年代有改良了无烟炸药，大大促进了军事工业的发展。80年代初，科学家提炼出来了氨，苯等化学产品。大大的促进了城市生活的发展。
　　第二次工业革命也推动了一些老工业部门如冶金、造船和机器制造业的技术革新和发展。