近代经典原子物理实验的影响和启示

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blueseaxw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  当人类终于翻开原子朦胧的面纱,走进神奇的原子世界时,会发现原子内部像外面的宏观世界一样,具有十分丰富而复杂的内容.众所周知,人类对原子世界的认识不是一蹴而就的,而是经历了一个非常漫长的过程,其间凝聚着人们丰富的创造性想象.这个认识过程就是不断在前人积累的丰富经验基础上,创造性地提出新观点和新观念的过程.某些微观粒子的发现过程,既是物理学上的重大突破,同时,也是人类物质文明和精神文明取得突破性发展的过程.这样的情况在十九世纪表现的特别明显.笔者就近代原子物理发展史中几个经典的实验来分析其对人类精神文明和物质文明的影响.
  首先,近代经典原子物理实验的成果对我们人类思想的发展产生了巨大的影响,使人们不再受主观臆想的“超自然”力量影响,使人类不再认为物质是由上帝创造的,彻底脱离了虚无缥缈的宗教思想束缚,确定了认识自然,改造自然,并让其为人类服务的雄心壮志.回首人类认识微观粒子的过程,其间充满了艰难和曲折.从古希腊哲学家德谟克利特提出世界万物由原子构成,原子是不可再分的物质假设开始,经历长时间的谬误和坎坷,直到18世纪这假设才得到证实.在以后的几十年里,原子是组成物质最小的不可再分的微粒的说法在科学界得到公认.但是,原子真的是不可再分吗?在19世纪,随着阴极射线的发现,并通过实验证实其实际为电子流.这样,人们知道原子中有电子,进而发现原子中除电子外还有质子和中子,并且知道质子和中子组成原子核,原子核和电子组成了原子.那么,电子、质子和中子能不能再分为更细的粒子呢?随着科技的发展,从20世纪30年代以来,人们不断地从宇宙射线和原子核物理实验中发现了大量的基本粒子.按照基本粒子之间的相互作用,可把它们分为强子、轻子和媒介子.可见,物理的发展就是对物质越分越细、越来越精确的过程,也是人类的主观认识不断向更微观的世界前进的生动例子.
  其次,近代经典原子物理实验的成果对现代社会的经济、科技和生活产生了更大的影响.近代以来,在牛顿的经典力学的指导下,近代物理学家们经过艰苦努力,取得了很多成就,为现代物理学的大发展奠定了基础.近代经典原子物理实验对人类的物质贡献表现在以下几个方面:
  1近代原子物理实验的成果改变了旧事物,发现新事物
  1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验,发现了质子是原子核的组成部分.之后,有人提出原子核可能是只由带正电的质子组成的.但这种设想遇到的困难是:除了氢原子外,所有元素的原子核的电荷数并不等于原子核的质量数.例如:氦核的质量数是4,电荷数是2.那么原子核里除了质子外还有什么呢?英国物理学家查德威克用α粒子轰击铍,可打出不可见的粒子.这种粒子流在磁场中不发生偏转,可见它是中性粒子流.经过计算,查德威克就发现了一种新的与氢核(质子)的质量差不多的粒子,叫中子.从此,我们知道,原子核中并不单包括质子,还有中子.这是人类发现和判断新物质的典型例子.
  2近代原子物理实验的成果创造了新事物,为人类提供新能源
  根据爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,在原子核里蕴藏着巨大的能量,但是在相当长的时间里一直找不到释放核能的实际方法.1938年12月,德国化学家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的产物中,发现了自然界不存在的新原子——钡的放射性同位素.一个月以后,终于证实,铀核在俘获一个中子后,发生了一个重核分裂两个中等质量的核的反应过程——核裂变.铀核裂变时,同时放出2~3个中子.如果这些中子引起其它铀235核裂变,就可以使核裂变反应不断地进行下去,这个反应叫链式反应.在极短的时间内就会释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸.原子弹和原子能核电站就是根据这个原理制成的.这是把理论具体应用实践,造福于人类典型例子.
  3近代原子物理实验的成果为人类提供了新材料,改变了人类的生活、娱乐和医疗方式
  光电效应的发现为人们发明光电管和光控制电子元件提供了可能,同时,对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用.阴极射线管的使用,导致了电视机发明.电视机为人类提供了丰富多采的娱乐节目,极大的改变了人类生活.天然放射性现象的发现,让人类认识到原子核有复杂的结构,同时,其提供放射线疗法也为癌症患者带来福音.另外,放射线除了治疗人类疾病,还能进行金属材料的探伤检查,还可以应用在爆炸物安全检查上.因此,近代原子物理实验的成果既有重要的理论意义,又有重要的实际意义.可以说,没有近代物理实验的成果应用,就没有我们现在美好的生活.
其他文献
教学模式和教学方法的探索与革新一直是基础教育领域所关注的核心问题.如何将学生的兴趣与教学内容相结合,如何将教学的重点由“教”向“学”转化己成为教学实践中必须面对和解决的问题.“翻转课堂”教学模式就是在这样的背景下产生并迅速发展的.  1 翻转课堂的内涵  翻转课堂是相对传统课堂而言的.教学过程通常包括“知识传授”和“知识内化”两个阶段,在传统课堂中,教师在课堂上传授知识,而把知识的内化过程留给学生
我们发现,学生表面上听懂了物理知识,并不等于已经掌握了物理知识,更谈不上运用物理知识解决实际问题了.当前这种矛盾在广大中学生身上普遍存在,该现象也引发不少物理教师思考与研讨.在此我们不妨从学生的认知过程分析其中的主要问题,深入反思并努力改进我们的教学.  1 学生学习物理的认知模式  学生的物理认知是指与学习物理知识密切相关的心理过程,它包括学生原有物理知识的准备,对新知识内容的感知、理解和应用,
习题教学是初中物理教学的重要课型,习题教学的第一个环节就是习题命制,那么,习题命制在初中物理教学中扮演着怎样的角色,具有哪些教学功能,又应该如何编制呢?本文就该话题,谈几点笔者的看法,望能有助于教学实践.  1 初中物理习题的功能分析  1.1 促进三维目标的有效达成  学生在课堂学习中学到了什么?间接经验、直接经验在学习过程中都浮于记忆表层,只有通过习题演练才能深化认知,实现基本知识和技能的内化
作辅助线是平面几何中常用的方法,如果我们能把数学中的这种方法迁移到物理中来,有时将会起到意想不到的效果.下面我们通过两条题目加以分析:  例1(2013南京市二模)如图1所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连.现将小球从A点由静止释放,沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度,弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等.在小球由A到B的过程中  A.加速
期刊
学习目标  1.理解闭合电路中的能量转化、电功率的分配关系及图象描述;  2.理解电源的输出功率随外电阻(负载)的变化规律,理解电源的总功率、内耗功率和输出功率随电流的变化规律;  3.理解电源的效率随外电阻的变化规律.  重点难点  重点:电源的输出功率随外电阻变化规律的理论推导、实验探究和图象分析.  难点:电源最大输出功率的理论推导、图象分析与普适条件.  知识回顾  2.电源(E,r)的功
科学素养是国民素质的重要内容.学生科学素养的培养关系民族未来和国家命运,为了适应时代发展需要,物理课程应体现物理学的本质,应发挥物理学在培养学生科学素养方面的重要作用.义务教育物理课程标准明确指出:物理课程旨在提高学生的科学素养,让学生学习终身发展必须的物理基础知识和方法,养成良好的思维习惯,在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法.新课程理念强调面向全体学生,提高学生科学素养,以学生
物理是一门以实验为基础的科学.物理实验在中学物理教学中有着极其重要的作用,而且随着新课程的全面实施,其重要性越来越得到彰显.利用好实验能使课堂教学达到事半功倍的效果,相反,如果一堂物理课没有一些必备的实验,这堂课便会缺失精彩,甚至出现低效.因而,把实验与课堂教学有机地融合,发挥实验在课堂教学中的功效,也就使实验成为物理课堂教学中一篇美丽的乐章.  1使实验生动化,激发学生的内驱力  物理实验对学生
Key(2):rn(A)书是我们的朋友,能告诉我们各种各样的知识,书是知识的源泉,知识是成功的源泉。1.Ctell是“告诉”的意思,而say是“说”,talk是“讲话”,故选C。2.A根据上下文,书给予我们各种
高中物理与初中物理相比,从教材内容上看许多知识是初中的拓展与延续,但从内容的深度和广度上看都存在较高的台阶.从初、高中物理课标的要求上看,两者有着明显的质的区别,初中物理课标要求是扫除科盲,提高全体学生的科学素养,高中教育“旨在进一步提高学生的思想道德品质、文化科学知识、审美情趣和身体心理素质,培养学生的创新精神、实践能力、终身学习的能力和适应社会生活的能力,促进学生的全面发展,为高一级学校和社会