书中介绍有关“折射定律”发现的历史故事,以及我从书中领悟到的一些道理。
折射定律是莱顿的力学教授斯涅耳发现的。他从未公布他的发现,但是,惠更斯和伊萨克。沃斯两人声称曾审查过斯涅耳的手稿。他以不方便的形式把折射定律叙述如下:在相同的介质里,入射角和折射角的余割之比总是保持相同的值。由于余割和正弦成反比,这个叙述等价于现代形式就很明显了。迄今就我们所知,斯涅耳没有试图作这个定律的理论推导,但是他用实验验证了它。像在现代书本中看到的那种正弦定律,是笛卡儿于1637年在他的《屈光学》一书中作出的。他没有提到斯涅耳,可能是他自己独立地发现了这个定律。笛卡儿没有做实验,但他从如下的假定理论上推导了这个定律:
(1)光速在较密的介质中较大(现在知道,这是错误的);
(2)在相同介质里,这些速度对各种入射角都有相同的比率;
(3)在折射时,平行于折射面速度分量保持不变(现在知道,这也是错误的)。这些假定不大可能是正确的,这引起了数学家费玛和其他人着手去证明它。费玛从下述假定推出了这个定律,即光以最少的时间从一种介质的某一点传播到另一种介质的某一点,而且在较密的介质中光速较小。
科学就是这样,不断地有人提出质疑,又不断的推动理论的完善和进一步发展,人们总是走在趋近真理的道路上,在这条道路上会有曲折,但整个人类的步伐是不断向前的。折射定律最终的提出者笛卡儿在三个假定理论上推导出了折射定律,但是在他假设的理论里面已经出现了一些问题,虽然得出了符合事实的结论,但是推导过程还是有待商榷的。这个也告诉我们任何一项定律的得出,只有实打实的数学推导或者切身的实验观察、总结和推理得出的结论才更真实更可靠。总之,物理是门讲求严密和严谨的学科,不仅学习物理要如此,对待我们平时的工作和生活更需如此,要不停的鞭策自己认真把每项工作做好,不管是简单的工作还是复杂的工作,都不能掉以轻心、疏忽大意,时时刻刻保持严谨的生活和工作作风。
球、第一次军训…第一次的经历不一定都愉快,但一定会给你留下深刻的印象。我记得最深刻的第一次就是第一次玩轮滑了。
那是一个阳光明媚的下午,妈妈给我买了一双我梦寐以求的轮滑鞋,我开心极了,于是就让妈妈带我到楼下去滑轮滑。
我一到楼下,就迫不及待的想去滑一滑,结果,我不小心滚到了一块石头子,立刻就“人仰马翻”,向后跌去,一下子坐到了地上。这还不算最倒霉的呢!因为受轮滑鞋的影响,我连站都站不起来了,我想叫妈妈扶我站起来,但是我发现,妈妈就在我后面,冲我幸灾乐后的`笑呢。我生气极了,心想:妈妈竟在后面看我的笑话,却不扶我起来,我一定要站起来给妈妈看看,我不是孬种!于是,我也不知道哪来的力量,我一下子就跳了起来,终于站起来了!
接下来,我便开始与妈妈一起练习轮滑了,妈妈扶着我在小区里走了一圈又一圈,我终于找到了一点点的感觉。这让我有了很大的成就感,接下来,我就让妈妈撒手,自己去滑一圈。但是小区的路毕竟不是非常平坦的,我有的时候还是会摔倒,但这已经不重要了。我仿佛有了‘飞一般的感觉’,但是,现在唯一的缺点就是速度没上去,我现在只能满足于左脚与右脚向前慢慢的滑来滑去。于是,我忽然想到了电视里那些滑冰运动员滑冰时的情景,他们总是有力的摆动着胳膊,脚一前一后的滑,我灵机一动,也像他们一样摆胳膊滑,我发现这样让我滑的质量,速度都特别完美,妈妈这时也露出了满意的笑容。
通过这次学轮滑,使我知道了“世上无难事,只怕有心人”这个道理,任何事情只有坚持不懈的去做,才能到达胜利的彼岸。
20世纪上半年,爱因斯坦用相对论描述了空间和时间的运作方式,玻尔则用量子理论描述了物质的量子特性。20世纪下半叶,物理学家沿着这两大理论指引的道路,展开了对宇宙构造与微观基本粒子的探索。本节就是描述物理学家们关于宇宙结构研究的成果。
对宇宙的认识,是自人类产生以来从未停止的思考。“天似苍穹,笼盖四野”,是国人的总结。直观来看,地在下,天在上,人在天地之间,是基本的人类理解图式。《道德经》讲:域中有四大,道大、天大、地大、人大。其中的道大,是老子对先天地生的神秘宇宙的理解。在实验、测量、计算和严格的推导之前,科学首先是一种视觉活动。科学思想得益于以新的方式“看”事物的能力。那么,对宇宙的看法,经历了一个怎样的过程?
最初的看法是,天与地被一分为二,这种看法在世界各地许多神话中出现。接下来的看法是,地球是宇宙的中心,因为我们感到太阳、月亮和星辰都围绕着我们转。地球是一块圆形的大石头。在毕达哥拉斯、亚里士多德眼中就是如此。
再接下来的看法是,地球不是宇宙的中心,中心是太阳。哥白尼是这一看法的先驱。
人类的看法还在不断的进步,很快,我们发现太阳也不是宇宙的中心,它只是太阳系中一颗普通的恒星,太阳系也不过是不计其数的星系中的一个,相对于更为广阔的银河系,太阳仅是沧海一粟。20世纪30年代,天文学家对星云进行精确测量后发现,银河系本身也只是众多星系中的一颗尘埃。
从太空轨道上哈勃望远镜传送回来的照片上,我们看到了一张布满黑点的照片,那每一个黑点都是一个星系,每一个星系都存在有无数个像太阳一样的恒星,每个恒星周围都有行星围绕。
这片无边无际的宇宙空间,并非一马平川,而是弯曲的,就像波浪起伏的海绵一样。望着这片无边无际的大海,我们目前所知道的的是,这个布满星系、充满弹性的浩瀚宇宙是大约150亿年前,由一个极热极密的小星云演化而来的。它诞生时,就像一个乒乓球,大爆炸后一直膨胀,并且到今天还处在不断膨胀之中,未来是什么样子,现在还不得而知。
佛经讲:一花一世界,一叶一菩提。此言是说,宇宙的奥妙,都藏在一朵寻常的花中。以此观点,一个原子就是一个宇宙,一个星体也是一个宇宙。从上文所描述的我们对宇宙结构的看法的演变过程中可以知道,由原子构成分子,由分子构成物质,由物质构成星体,由星体构成星系,由星系构成星团,由星团构成宏观宇宙。宇宙结构的这种层次性,使我们从地球中心的狭隘认知中走出来,开始真正体会“一花一世界”所深藏的妙义。
从地球向外空扩展,宇宙的天体系统分别是地月系、太阳系、银河系、河外星系以及由星系构成的星团。恒星和星云是最基本的天体。太阳系中共有8大行星(原来构成9大行星的冥王星已经降为矮行星),除水星和金星外,其他行星都有卫星绕转。地球有一个卫星:月球;土星卫星最多,已经确认的有17颗。行星、小行星、彗星、流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。整个太阳系的直径约为120亿千米。
太阳系外,大约有2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成银河系,银行系的直径约为10万光年,位于银河系的太阳距离银河系的中心约3万光年。银河系之外,还有更广阔的天际,现已观测到类似于银河系的天体约10亿个。
而由这些巨大星系构成的星团,现已发现有上万个。每一个星团约有万余个星系,直径达上千万光年。由若干星团构成的天体叫超星系团,其直径可达数亿光年。
目前,人类天文观测范围已经拓展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。时间尺度不断扩展,是我们对所观察到的宇宙结构的总印象,宇宙到底有多大?我们现在还不清楚。科学家们认为,宇宙还处在不断的膨胀之中,形象的说,宇宙正处在少年时期……由此看来,我们人类在宇宙之中,只能算是微尘当中的微尘,渺小到可以忽略不计。那么,我们还有什么理由不珍惜自己那眨眼即逝的生命呢?
新课程改革是一场教育理念革命,要求教师“为素质而教”。在教学过程中应摆正“教师为主导、学生为主体”的正确关系,树立“为人的可持续发展而教”的教育观念,完成从传统的知识传播者到学生发展的促进者这一角色转变。这是各学科教师今后发展的共同方向。在“以学生发展为本”的全新观念下,教师的职责不再是单一的,而应是综合的、多元化的。
课程设计是高效开展课堂教学活动的前提,物理实验课程设计要坚持生活化原则,要求教师在备课环节时,注意将教材和生活实际有机结合起来。例如,在教授高一物理必修1《摩擦力》这部分内容时,我按照如下思想进行了教学设计:利用学生的已有知识和生活体验引入摩擦力的概念,重点分析摩擦力的产生原因;结合生活中的一些案例,对于静摩擦力及最大静摩擦力大小和方向的判断联系二力平衡条件进行讲解,研究滑动摩擦力时注意压力在什么情况下等于重力的大小。让学生可以借助实验这一方式更容易去理解教材中涉及的物理知识点。
开展高中物理生活化实验教学,教师可以将物理知识与生活实际有机联系在一起,改变传统物理学科给人抽象、深奥之感,将物理实验置身在熟悉的生活背景下,学生更容易理解、掌握相关的物理学科知识,在不断实践的过程中真正提高他们解决物理问题的能力,让学生不再“谈物理色变”,享受到物理学科的有趣和奇妙之处,最终提高学生的物理专业能力和素养。
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