现代科技与物理.ppt

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1、 物理与现代科技积石中学2012.4.5 回首人类走过的漫长岁月，纵然充满苦难，没有回首人类走过的漫长岁月，纵然充满苦难，没有高质量的现代生活，没有方便的通讯工具，没有先进高质量的现代生活，没有方便的通讯工具，没有先进的电脑设备，可我们人类还是富有诗意地走出了自己的电脑设备，可我们人类还是富有诗意地走出了自己的生存之道：一匹白马，游历尽绚烂多娇的山水；一的生存之道：一匹白马，游历尽绚烂多娇的山水；一封家信，传递着情意浓浓的问候；一卷竹简，记载了封家信，传递着情意浓浓的问候；一卷竹简，记载了博古通今的智慧博古通今的智慧简单的生活方式也可以过得温情，简单的生活方式也可以过得温情，活得精彩。不过，历

2、史总是得前进的，人类的步伐也活得精彩。不过，历史总是得前进的，人类的步伐也在向着现代化的时代迈进。随着科技的不断发展，我在向着现代化的时代迈进。随着科技的不断发展，我们的生活有了很大的改变。这种改变，有时给我们带们的生活有了很大的改变。这种改变，有时给我们带来方便，有时却让我们烦恼不已。来方便，有时却让我们烦恼不已。现代科技改变了世界，给了我们很多的实惠和好处；可我们也是需要保持独立的特质，用各种简单的方式创造丰盈的生活。简约的回归，诗意的栖居，是那在方格纸上耕耘的思绪再次飞扬；是那对于事件保持怀疑与探究的精神再次苏醒；是那跋山涉水、寻幽探秘的激情再次澎湃；更是人类社会与现代科技融洽地共存。引

3、导语引导语物理与天文物理与天文但是直到目前，天文学研究但是直到目前，天文学研究中的化学现象和生物中的化学现象和生物学现象，从探索方法到解释依据，都没有超出物理学的学现象，从探索方法到解释依据，都没有超出物理学的范围而天文学的三大分支范围而天文学的三大分支天体物理、天体力学和天体物理、天体力学和天体测量，除天体天体测量，除天体物理当然地结合到物理学外，力学物理当然地结合到物理学外，力学本来就是物理学的一个部分，而天体测量所测的是天体本来就是物理学的一个部分，而天体测量所测的是天体的方位和运动，同样是属于物理学的内容因此，现阶的方位和运动，同样是属于物理学的内容因此，现阶段的天文学，因义正名，应可

4、以称之段的天文学，因义正名，应可以称之为为“物理天文学物理天文学”从另一方面看，浩瀚无际的从另一方面看，浩瀚无际的宇宙空间中，在犹如宇宙空间中，在犹如沧海一粟的地球上所能进行的沧海一粟的地球上所能进行的“理、化、生理、化、生”实验，无实验，无论是多么丰富和精确，在规模上，以及在内容和条件的论是多么丰富和精确，在规模上，以及在内容和条件的多样化（和多样化（和“极端化极端化”！）上，都不可能代替大自然在！）上，都不可能代替大自然在天文世界中所天文世界中所“表演表演”的无数的无数“实验实验”去发现和理解去发现和理解与本身研究有关的这些与本身研究有关的这些“大自然实验大自然实验”，是这几门基础，是这几

5、门基础性科学的当然要求这必须借重于性科学的当然要求这必须借重于天文知识和天文手段天文知识和天文手段在这个意义上，天文学的发展带来了在这个意义上，天文学的发展带来了“天文物理学天文物理学”、“天文化学天文化学”和和“天文生物学天文生物学”的开拓这些开拓常常的开拓这些开拓常常习惯地也被纳入天文学研究的范围习惯地也被纳入天文学研究的范围物理规律在现代科技中的应用物理规律在现代科技中的应用神舟神舟勇气勇气机遇机遇准准确地说宇航员在太空舱是无法走动的，因为没有重确地说宇航员在太空舱是无法走动的，因为没有重力，人就处于漂浮状态，无法贴在地板上，所以走动是不力，人就处于漂浮状态，无法贴在地板上，所以走动是不

6、行的。但是宇航员有自己行的。但是宇航员有自己“走动走动”的方式：飘动。宇航员的方式：飘动。宇航员在太空舱中运动一般依靠抓住太空舱壁上的一些在太空舱中运动一般依靠抓住太空舱壁上的一些“抓手抓手”让自己漂浮的身体向前移动，同样宇航员也能够通过向太让自己漂浮的身体向前移动，同样宇航员也能够通过向太空舱壁施加一个推力，然后自己就能向相反方向运动了，空舱壁施加一个推力，然后自己就能向相反方向运动了，不过这些走动方式都应该注意安全，以防止撞到太空舱壁不过这些走动方式都应该注意安全，以防止撞到太空舱壁上。上。肌肉运动减少，对骨骼的刺激也相应减弱，骨骼血液肌肉运动减少，对骨骼的刺激也相应减弱，骨骼血液供应相应

7、减少，在这种情况下，成骨细胞功能减弱，而破供应相应减少，在这种情况下，成骨细胞功能减弱，而破骨细胞功能增强，使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。骨细胞功能增强，使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。骨钙的丢失会造成两个后果：骨质疏松和增大发生肾结石骨钙的丢失会造成两个后果：骨质疏松和增大发生肾结石的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进行，而且这种骨质疏松一旦形成，回到地面重力环境下也行，而且这种骨质疏松一旦形成，回到地面重力环境下也难以逆转。俄国宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗难以逆转。俄国宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗措施，如

8、每天措施，如每天2小时的跑台运动，穿企鹅服给以人工加载小时的跑台运动，穿企鹅服给以人工加载及服用特殊药物等，但未能完全解决问题。目前这仍然是及服用特殊药物等，但未能完全解决问题。目前这仍然是航天医学需要解决的难点问题。航天医学需要解决的难点问题。问题：面对眼前的场景你发现什么问题了吗？你能够提出什么问题吗？问题：面对眼前的场景你发现什么问题了吗？你能够提出什么问题吗？这滚滚白色烟雾是火箭飞船喷射出来的吗？这滚滚白色烟雾是火箭飞船喷射出来的吗？分析：火箭下面的导流槽分析：火箭下面的导流槽一池水起什么作用？一池水起什么作用？答案：利用水的柔韧特性，起的是缓冲作用答案：利用水的柔韧特性，起的是缓冲作

9、用利用水的蒸发吸收热量利用水的蒸发吸收热量利用水吸收有毒气体，保护环境利用水吸收有毒气体，保护环境问题：火箭全长问题：火箭全长58.3m，起飞时总质量，起飞时总质量479.8t。火箭能否在真空中起飞？火箭能否在真空中起飞？火箭向下喷射出高温高压气体，火箭向下喷射出高温高压气体，自身获得反向推进力，可以在真空中起飞。自身获得反向推进力，可以在真空中起飞。在开始的在开始的10秒内火箭与飞船竖直加速起飞。秒内火箭与飞船竖直加速起飞。问题：这一幕使你联想到什么？请你提出问题。问题：这一幕使你联想到什么？请你提出问题。问题问题1飞船的机械能发生着怎样的变化？飞船的机械能发生着怎样的变化？重力势能增加，动

10、能增加。重力势能增加，动能增加。问题：飞船增加的机械能从那里来？问题：飞船增加的机械能从那里来？火箭化学燃料燃烧释放的化学能。火箭化学燃料燃烧释放的化学能。问题：通过什么转化为机械能？问题：通过什么转化为机械能？功是能量转化的量度功是能量转化的量度通过高速向后喷射的气体获得反冲推动作用力，推通过高速向后喷射的气体获得反冲推动作用力，推动飞船做功。动飞船做功。问题问题2：起飞过程对航天员来说最大的考验是什么？超重！：起飞过程对航天员来说最大的考验是什么？超重！仪器显示杨利伟对座舱的最大压力达到其体重的仪器显示杨利伟对座舱的最大压力达到其体重的5倍，则这时火箭的加速度是倍，则这时火箭的加速度是重力

11、加速度的几倍？重力加速度的几倍？三百年前牛顿发现了牛顿运动定律，包括万有引力定律三百年前牛顿发现了牛顿运动定律，包括万有引力定律问题：地球是人类的摇篮，但是人类不安于永远趟在摇篮里。我国已经制定了神州六号的登月计划。世界上各个国家为什么要花费大量的人力物力发展航天事业？为了探索宇宙的奥秘为了发展高新科技、科学事业为了发展经济、发展军事为了给人类寻找第二个家园-神州的未来是我们的，神州未来靠我们支撑，这是我们的责任，这是我们的机遇！我们是有勇气的对吗？我们有能力对吗？我们应该站在高处，看到远处，干在实处。刻苦学习、学习、再学习！激光技术随着科技的发展、时代的进步，激光已经从一个遥不可及的高科技产

12、品慢慢步入人们的生活当中。激光的应用非常广泛，如用于科技,医学,工业,通信等领域。我们熟知的有：光纤通信、激光光谱、激光切割、激光焊接、激光裁床、激光打标、激光绣花、激光测距,激光雷达、激光武器、激光唱片、镭射美容、镭射扫锚等等。具体应用具体应用光纤通信光纤通信光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号光纤常被电信公司用于传达电话、构建网络等。跟传统的铜线相比光纤的信号衰减小、抗干扰能力高，衰减小、抗干扰能力高，光纤传播光纤传播特别是在远距离、大容量传输场合，光纤的优势更为明显。特别是在远距离、大容量传输场合，光纤的优势更为明显。军事科技军事科技激光在科技、军事上的应

13、用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器激光在科技、军事上的应用也有很多。如激光光谱、激光雷达、激光武器(远程远程击毁导弹击毁导弹)等等。等等。工业生产工业生产激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光激光在工业上的应用也非常的广泛。如激光打标、激光打孔、激光裁床、激光切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作切割、激光绣花等等。激光的迅速准确的特性能够更好的在工业生产上发挥重要作用，同时也能够更好的节约成本。用，同时也能够更好的节约成本。医疗卫生医疗卫生在医学、生活中激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激在医学、生活中

14、激光的应用也非常广泛。如激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。和激光的光动力治疗。炫酷流行炫酷流行现在生活讲究炫酷，镭射就是个很好的激光应用例子，他可以把影像在空中投现在生活讲究炫酷，镭射就是个很好的激光应用例子，他可以把影像在空中投影，就是我们常说的空气投影，手表上就可以没有表面，中间悬空显示时间，保准影，就是我们常说的空气投影，手表上就可以没有表面，中间悬空显示时间，保准你回头率高！你回头率高！激光诊断激光诊断（骨质疏松）（骨质疏松）日

15、常生活日常生活随着科技的发展，激光也走入了人们的日常生活。最近便有了激光灭蚊的产品随着科技的发展，激光也走入了人们的日常生活。最近便有了激光灭蚊的产品推出，利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙推出，利用激光消灭蚊子。激光器每秒可击毙50只到只到100只蚊子。除了速度快之外，只蚊子。除了速度快之外，该激光器还很精准，还能区别蝴蝶和蚊子，也能分辨雌蚊子和雄蚊子之类。该激光器还很精准，还能区别蝴蝶和蚊子，也能分辨雌蚊子和雄蚊子之类。编辑本段编辑本段激光治疗激光治疗发展趋势发展趋势激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精准是其最大的激光技术作为一种新的科学技术有着广阔的应用前景。快速、精

16、准是其最大的优势，激光不仅能够在精密仪器上打标，还可以对地毯等快速的切割。激光机在现优势，激光不仅能够在精密仪器上打标，还可以对地毯等快速的切割。激光机在现代的工业事业上功不可没。推进工业的快速发展。代的工业事业上功不可没。推进工业的快速发展。激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步。激光走进了人们的生活同时也加速了人类社会的进步。机关治疗仪机关治疗仪(1张张)核能核能科技名词定义科技名词定义中文名称：中文名称：核能英文名称：英文名称：nuclearenergy其他名称：其他名称：原子能定义定义1：由于原子核内部结构发生变化而释放出的能量。应用学科：应用学科：电力（一级学科）；核电（二级

17、学科）定义定义2：核反应或核跃迁时释放的能量。例如重核裂变、轻核聚变时释放的巨大能量。应用学科：应用学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）以上内容由以上内容由全国科学技术名词审定委员会全国科学技术名词审定委员会审定公布审定公布求助编辑百科名片百科名片苏联的核能灯塔核能（或称核能（或称原子原子能）是通过转化其质量从能）是通过转化其质量从原子核原子核释放的能量，符合释放的能量，符合阿尔伯特阿尔伯特爱因斯坦爱因斯坦的方程的方程E=mc²，其中，其中E=能量，能量，m=质量，质量，c=光速光速常量。核能通过三种常量。核能通过三种核反应核反应之一释放：之一释放：1、核裂变核裂变，打

18、开原子核的结合力。打开原子核的结合力。2、核聚变核聚变，原子的粒子熔合在一起。，原子的粒子熔合在一起。3、核衰变核衰变，自然的慢得多的裂变形式。，自然的慢得多的裂变形式。核能核能核能核能(nuclearenergy)是人类历史上的一项伟大发明，这离不开早期西方科学家的探索是人类历史上的一项伟大发明，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。发现，他们为核能的应用奠定了基础。核能实验核能实验19世纪末世纪末英国物理学家英国物理学家汤姆逊汤姆逊发现了电子。发现了电子。1895年年德国德国物理学家物理学家伦琴伦琴发现了发现了X射线。射线。1896年年法国法国物理学家物理学家贝克勒

19、尔贝克勒尔发现了放射性。发现了放射性。1898年年居里夫人居里夫人与居里先生发现新的与居里先生发现新的放射性元素放射性元素钋。钋。1902年年居里夫人经过居里夫人经过4年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。1905年年爱因斯坦爱因斯坦提出质能转换公式。提出质能转换公式。1914年年英国物理学家英国物理学家卢瑟福卢瑟福通过实验，确定氢通过实验，确定氢原子核原子核是一个正电荷单元，称为是一个正电荷单元，称为质质子子。1935年年英国物理学家查得威克发现了中子。英国物理学家查得威克发现了中子。1938年年德国科学家德国科学家奥托奥托哈恩哈恩用中子轰击铀原子核，发现了用中

20、子轰击铀原子核，发现了核裂变核裂变现象。现象。核裂变核裂变1942年年12月月2日日美国美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年年8月月6日和日和9日日美国将两颗美国将两颗原子弹原子弹先后投在了先后投在了日本日本的广岛和的广岛和长崎长崎。1954年年苏联苏联建成了世界上第一座核电站建成了世界上第一座核电站-奥布灵斯克核电站。奥布灵斯克核电站。在在1945年之前，人类在年之前，人类在能源能源利用领域只涉及到物理变化和利用领域只涉及到物理变化和化学变化化学变化。二战时，原。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领

21、域。美国、子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯俄罗斯、英国、法国、英国、法国、中国中国、日本、日本、以色列以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。等国相继展开对核能应用前景的研究。地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源，如果把它们的裂变能充分利用，可以满足人类上千年的能源需求。在大海里，还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源氢的同位元素氘，如果可控核聚变在21世纪前期变为现实，这些氘的聚变能将可顶几万亿亿吨煤，能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在反射性污染。聚变能称得上是未来的理想能源。因此，人类已把解决资源问题的希望，寄托在核能这个能源世界未来的巨人身上了