实验的意义及实验研究的意义课件.ppt
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- 实验 意义 研究 课件
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1、1中学物理实验教学中学物理实验教学专题专题2 In the matter of physics, the first lessons should contain nothing but what is experimental and interesting to see. A pretty experiment is in itself often more valuable than twenty formulae extracted from our minds. - Albert Einstein http:/www.hazelwood.k12.mo.us/grichert/sciw
2、eb/applets.html 一 物理实验的重要性3Experiment plays many roles in sciencevOne of its important roles is to test theories.vCall for a new theory: an accepted theory is incorrect; a new phenomenon is in need of explanation. vExperiment can provide: hints toward the theory; evidence for the existence of theori
3、es. vIt may also have a life of its own, independent of theory. Such experiments may provide evidence for a future theory to explain. vA single experiment may play several of these roles at once. http:/plato.stanford.edu/entries/physics-experiment/ 4 物理实验在物理学研究与发展中的作用 从物理学史看物理实验的重要性经典物理学的建立: 近代物理学的建
4、立: 取自取自 周鲁卫周鲁卫ppt5材料:物性测试、新材料的发现(如材料:物性测试、新材料的发现(如C60、高温超导、高温超导 材料等)材料等) 新材料制备方法的研究(如离子束注入、激新材料制备方法的研究(如离子束注入、激 光蒸发等)光蒸发等)三、三、 物理实验对物理学在其他学科中应用的意义物理实验对物理学在其他学科中应用的意义化学:化学:光谱分析、放射性测量、激光分离同位素、光谱分析、放射性测量、激光分离同位素、 量子化学量子化学生物:生物:各类显微镜各类显微镜 双螺旋结构的发现;双螺旋结构的发现;DNADNA操纵、切割、重组操纵、切割、重组医学:医学:诊断诊断XX光、光、CTCT、核磁共振
5、、超声波、核磁共振、超声波 治疗治疗放射性、激光、微波、放射性、激光、微波、 刀刀材料:材料:物性测试、新材料的发现物性测试、新材料的发现 新材料制备方法的研究新材料制备方法的研究 物理实验对物理学在其他学科中应用的意义取自取自 周鲁卫周鲁卫ppt6百般呵护好奇心尽情释放好奇心物理实验在物理实验在“全人教育全人教育”上上有独特作用有独特作用取自取自 周鲁卫周鲁卫ppt7 好奇心是每个健康 孩子天生就 有的,然而它常常过早地消失。 -Albert Einstein取自取自 周鲁卫周鲁卫ppt8丁肇中:“科学很大一个作用是满足人的好奇心好奇心,这是人和动物的最大区别。”“为了名和利去做科学是危险的
6、。”取自取自 周鲁卫周鲁卫ppt9 埃拉托色尼埃拉托色尼测定地球周长测定地球周长的实验(约公的实验(约公元前元前300年)年) 问题:问题:给你一根直给你一根直杆,你能否杆,你能否测出地球的测出地球的周长?周长?亚历山大城和塞恩城亚历山大城和塞恩城 取自取自 马世红马世红ppt10 埃拉托色尼测定地球周长的实验埃拉托色尼测定地球周长的实验(约公元前(约公元前300)L = 360 800 / 7.2 千米千米取自取自 马世红马世红ppt11 埃拉托色尼测定地球周长的实验埃拉托色尼测定地球周长的实验(约公元前(约公元前300)7.2oC=(360o/7.2o)X800km取自取自 周鲁卫周鲁卫p
7、pt12 问题问题2:当你躺在海滩上看到太阳落下而消失在:当你躺在海滩上看到太阳落下而消失在平静的海面时,如果紧接着站起来,会再一次看到太平静的海面时,如果紧接着站起来,会再一次看到太阳落下。假如能测出这两次太阳落下对应的时间间隔,阳落下。假如能测出这两次太阳落下对应的时间间隔,你就可以估计出地球的半径。你就可以估计出地球的半径。 那么,这样的简易观察是那么,这样的简易观察是如何能用来测量地球半径?如何能用来测量地球半径?取自取自 马世红马世红ppt13d 2+ r2 = (r + h)2,d = HE,d 2 =2rh + h2, h r,d 2 =2rh / 360 = t / 24h,d
8、 = r tan , h r 2h / tan2 r 5.22 106m, 在公认的地球(平均)在公认的地球(平均)半径(半径( 6.37 106m )的)的20范围之内范围之内 Dennis Rawlins, Am. J. Phys. 47(2), 1979, 126-128d经周老师取自马世红经周老师取自马世红ppt设 t = 11.1s, =0.04625 h = 1.70m,14“怎样使用表和米尺来测量地球的大小怎样使用表和米尺来测量地球的大小”,Amer. J. Phys. 47(2) (1979) 126-128取自取自 马世红马世红ppt15 物理学家看物理实验的重要性物理学家看
9、物理实验的重要性 牛顿牛顿:“探求事物属性的准确方探求事物属性的准确方法是从实验中把他们推导出来。法是从实验中把他们推导出来。考察我的理论的方法就在于考虑考察我的理论的方法就在于考虑我所我所提出的实验提出的实验是否确实证明了这个理论;是否确实证明了这个理论;或者提出或者提出新的实验新的实验去验证这个理论。去验证这个理论。”叶企孙叶企孙:“对于象李政道这样优秀的对于象李政道这样优秀的学生,理论课可以免上,只参加考试;学生,理论课可以免上,只参加考试;但但实验不能免实验不能免,每个必做。,每个必做。”16丁肇中丁肇中:“我是一个做实验的工程师。希我是一个做实验的工程师。希望通过我的得奖,能提高中国
10、人对实验的望通过我的得奖,能提高中国人对实验的认识。认识。没有实验就没有现代科学技术没有实验就没有现代科学技术。” 杨振宁杨振宁:“象我这样有了一点象我这样有了一点 名气的人也有不好的影响。在国内名气的人也有不好的影响。在国内有许多青年人都希望搞我这一行(指搞有许多青年人都希望搞我这一行(指搞理论),但是,象我这样的人,中国目理论),但是,象我这样的人,中国目前不是急需。要增加中国的社会生产力前不是急需。要增加中国的社会生产力需要的是需要的是很多会动手的人很多会动手的人。”17从诺贝尔奖看物理实验的重要性从诺贝尔奖看物理实验的重要性1901年以来的以来的100多年中,多年中,获诺贝尔奖的获诺贝
11、尔奖的理论理论物理学家与物理学家与实验实验物物理学家的比为:理学家的比为:1 : 2.2其中,其中,1971年以来的年以来的30多年中,多年中,获诺贝尔奖的获诺贝尔奖的理论理论物理学家与物理学家与实实验验物理学家的比为:物理学家的比为:1 : 6.518荷荷兰兰夜光公路夜光公路19结论:结论:物理学是一门实验科学。物理学是一门实验科学。在物理学的发展过程中,实验是在物理学的发展过程中,实验是决定性决定性的因素。发现新的物理现的因素。发现新的物理现象,寻找物理规律,验证物理定象,寻找物理规律,验证物理定律等等,都律等等,都只能依靠只能依靠实验。离开实验。离开了实验,物理理论就会成为了实验,物理理
12、论就会成为“无无源之水,无本之木源之水,无本之木”,不可能得,不可能得到发展。到发展。20 改变轻视实践的传统观念李约瑟之迷 为什么资本主义和现代 科学起源于西欧而不是 中国或其他文明?21 解答解答“李约瑟之李约瑟之迷迷”: “儒家相信宇宙的儒家相信宇宙的道德秩序道德秩序(天天)”, “他们使用他们使用道道一词,主要地一词,主要地如果不是如果不是唯一地唯一地是指是指人类社会里的理想道路或秩序人类社会里的理想道路或秩序。这在他们对待精神世界和知识的态度上表现得这在他们对待精神世界和知识的态度上表现得很明显。他们固然没有把个人与社会人分开,很明显。他们固然没有把个人与社会人分开,也没有把社会人与
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