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经典力学的诠释

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编辑本段

经典力学

种状态为止。

牛顿第二定律

物体的加速度与所受外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。公式:F(合)=kma【当F(合)、m和a采用国际单位制N、kg和m/s2时,k=1】

牛顿第三定律

两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,并且在同一条直线上。

万有引力定律

自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体(质点)的质量乘积成正比,

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与它们之间距离的平方成反比。公式:F(n)=(GMm)/r²

基本假定

第一个假定:假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的。

由此可知,经典力学实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。

第二个假定:一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。由此可知,经典力学只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。

应用范围

它在许多场合非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(例如陀螺和棒球),许多天体(如行星和星系)的运动,以及一些微尺度物体(如有机分子)。

编辑本段发展

16世纪以前

力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点,他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书,在西方有着极大的影响,

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以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。

16世纪-17世纪

人们开始通过科学实验,对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等,做了很多艰巨的工作,经典力学逐渐摆脱传统观念的束缚,有了很大的进展。

英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上,经过长期的实验观测、数学计算和深入思考,提出了力学三大定律和万有引力定律,把天体力学和地球上物体的力学统一起来,建立了系统的经典力学理论。经典力学概括来说,是由伽利略及其时代的优秀物理学家奠基,由牛顿正式建立。所以牛顿曾说过,他是站在了巨人的肩膀上。

18世纪-19世纪

由伽利略和牛顿等人发展出来的力学,着重于分析位移、速度、加速度、力等等矢量间的关系,

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又称为矢量力学。它是工程和日常生活中最常用的表述方式,但并不是唯一的表述方式:拉格朗日、哈密顿、卡尔·雅可比等发展了经典力学的新的表述形式,即所谓分析力学。分析力学所建立的框架是现代物理的基础,如量子场论、广义相对论、量子引力等。

微分几何的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力,是研究现代经典力学的主要数学工具。

20世纪

现代力学推翻了绝对空间的概念:即在不同空间发生的事件是绝然不同的。例如,静挂在移动的火车车厢内的时钟,对于站在车厢外的观察者来说是呈移动状态的。但是,经典力学仍然确认时间是绝对不变的。

量子力学取代;在同时具有上

以下介绍经典力学的几个基本概念。为简单起见,经典力学常使用质点来模拟实际物体。质点的尺寸大小可以被忽略。质点的运动可以用一些参数描述:位移、质量、和作用在其上的力。

实际而言,经典力学可以描述的物体总是具有非零的尺寸。(真正的质点,例如电子, 必须用量子力学才能正确描述)。非零尺寸的物体比虚构的质点有更复杂的行为,这是因为自由度的增加 - 例如,棒球在移动的时候可以旋转。虽然如此,质点的概念也可以用来研究这种物体,因为这种物体可以被认知为由大量质点组成的复合物。如果复合物的尺寸极小于所研究问题的距离尺寸,则可以推断复合物的质心与质点的行为相似。因此,使用质点也适合于研究这类问题。

编辑本段历史

古希腊的哲学家,包括亚里士多德在内,可能是最早提出“万有之本,必涵其因”论点,以及

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用抽象的哲理尝试敲解大自然奥秘的思想家。当然,对于现代读者而言,许多仍旧存留下来的思想是蛮有道理的,但并没有无懈可击的数学理论与对照实验来阐明跟证实。而这些方法乃现代科学,如经典力学,能形成的最基本因素。

开普勒是第一位要求用因果关系来诠释星体运动的科学家。他从第谷·布拉赫对火星的天文观测资料里发现了火星公转的轨道是椭圆形的。这与中世纪思维的切割大约发生在西元1600年。差不多于同时,伽利略用抽象的数学定律来解释质点运动。传说他曾经做过一个著名的实验:从比萨斜塔扔下两个不同质量的球来试验它们是否同时落地。虽然这传说很可能不实,但他确实做过斜面上滚球的数量实验;他的加速运动论显然是由这些结果推导出的,而且成为了经典力学上的基石。

牛顿在他的巨著《自然哲学的数学原理》里发表了三条牛顿运动定律;惯性定律,加速度定律,和作用与反作用定律。他示范了这些定律能支配着普通物体与天体的运动。特别值得一提的是,他研究出开普勒定律在理

论方面的详解。牛顿先前已创发的微积分是研究经典力学所必备的数学工具。

牛顿和大多数那个年代的同仁,除了惠更斯著名的例外,都认为经典力学应可以诠释所有大自然显示的现象,包括用其分支,几何光学,来解释光波。甚至于当他发现了牛顿环(一个光波干涉现象),

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牛顿仍然使用自己的光微粒学说来解释。

十九世纪后期,尖端的理论与实验挖掘出许多扑朔迷离的难题。经典力学与热力学的连结导至出经典统计力学的吉布斯佯谬(熵混合不连续特性)。在原子物理的领域,原子辐射呈现线状光谱,而不是连续光谱。众位大师尽心竭力研究这些难题,引导发展出现代的量子力学。同样的,因为经典电磁学和经典力学在座标变换时的互相矛盾,终就创发出惊世的相对论。

自二十世纪末后,不再能虎山独行的经典力学,已与经典电磁学被牢牢的嵌入相对论和量子力学里面,成为在非相对论性和非量子力学性的极限,研究质点的学问

编辑本段有效范围

许多经典力学的分支乃是更精准理论的简化或近似。两个最精准的例子是广义相对论和相对论性统计力学。几何光学乃量子光学的近似,并没有比它更优秀的理论了。

一般来说,经典力学适用于弱引力场中的宏观物体的低速运动。

编辑本段经典力学的完善:

牛顿力学的辉煌成就,决定着后来物理学家的思想、研究和实践的方向。《原理》采用的是欧几里得几何学的表述方式,处理的是质点力学问题,以后牛顿力学被推广到流体和刚体,并逐渐发展成严密的解析形式。

1736年,欧拉写成了《力学》一书,把牛顿的质点力学推广到刚体的场合,引入了惯量的概念,论述了刚体运动的问题。

牛顿在他的巨著《自然哲学的数学原理》里发表了三条牛顿运动定律;惯性定律,加速度定律,和作用与反作用定律。他示范了这些定律能支配

着普通物体与天体的运动。特别值得一提的是,他研究出开普勒定律在理论方面的详解。牛顿先前已创发的微积分是研究经典力学所必备的数学工具。;1738年,伯努利出版了《流体力学》,解决了流体运动问题;达朗贝尔进而于1743年出版了《力学研究》,把动力学问题化为静力学来处理,提出了所谓达朗贝尔原理;莫培督接着在1744年提出了最小作用原理。

经典力学

把解析方法进一步贯彻到底的是拉格朗日1788年的《分析力学》和拉普拉斯的《天体力学》(在1799~1825年间完成)。前者虽说是一本力学书,可是没有画一张图,自始至终采用的都是纯粹的解析法,因而十分出名,运用广义坐标的拉格朗日方程就在其中。后者专门用牛顿力学处理天体问题,解决了各种各样的疑难。《分析力学》和《天体力学》可以说是经典力学的顶峰。在分析力学方面做出杰出贡献的还有其他一批人,他们使经典力学在逻辑上和形式上更加令人满意。就这样,经过牛顿的精心构造和后人的着意雕饰,到了十八世纪初期,经典力学这一宏伟建筑巍然矗立,无论外部造型之雅致,还是内藏珍品之精美,在当时的科学建筑群中都是无与伦比的。经典力学正确地反映了弱引力情况下、低速宏观物体运动的客观规律,使人类对物质运动的认识大大地向前跨进了一步。二十世纪末后,不再能虎山独行的经典力学,已与经典电磁学被牢牢的嵌入相对论和量子力学里面,成为在非相对论性和非量子力学性的极限,研究质点的学问。

编辑本段相关补充:

经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子而言的;低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。

自远古以来,由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。16世纪后期,伽利略的望远镜使人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经

验规律。差不多在同一时期,伽利略进行了落体和抛物体的实验研究,从而提出关于机械运动现象的初步理论。

牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论,发现了宏观低速机械运动的基本规律,为经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察,并根据牛顿的理论,预言了海王星的存在,以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。

经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量:一个力学系统在某一时刻的状态,由它的某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响,也不影响外界,不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说,它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数,其状态随时间的变化由总能量决定。

在经典力学中,力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展表明,任何一个孤立的物理系统,无论怎样变化,其总能量和总动量数值是不变的。这种守恒性质的适用范围已经远远超出了经典力学的范围,现在还没有发现它们的局限性。

早在19世纪,经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科,它包含了丰富的内容。例如:质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。经典力学的应用范围,涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山建设直到安全防护等各个领域。当然,工程技术问题常常是综合性的问题,还需要许多学科进行综合研究,才能完全解决。纸锥扬声器的振动模式

机械运动中,很普遍的一种运动形式就是振动和波动。声学就是研究这种运动的产生、传播、转化和吸收的分支学科。人们通过声波传递信息,有许多物体不易为光波和电磁波透过,却能为声波透过;频率非常低的声波能在大气和海洋中传播到遥远的地方,因此能迅速传递地球上任何地方发生的地震、火山爆发或核爆炸的信息;频率很高的声波和声表面波已经用于固体的研究、微波技术、医疗诊断等领域;非常强的声波已经用于工业加工等。

量子力学隐变量解释的最新探索讲解学习

量子力学隐变量解释的最新探索

量子力学隐变量解释的最新探索 (作者;夏烆光) 电子邮箱:xgxia2007@https://www.doczj.com/doc/5f15316932.html, 【内容提要】:本文从贝尔不等式出发指出:因斯布鲁克验证贝尔不等式的实验结果中,存在着实验者的主观臆断成分,并提出了改进方案。随后,全面讨论了微观粒子波粒二象性的物理本质、及其隐变量理论的合理性。进而证明:在物理学中,宏观上的定域论与微观上的非定域论,二者是对立统一的。不过,二者相互对立的这一侧面,既不能否定物质世界的客观实在性;也不能否定物理学的因果规律;更不是把人的主观意识引入到量子力学之中,变成量子力学不可或缺组成部分的正当理由。 【关键词】:贝尔不等式隐变量波粒二象性广义时空相对论玻姆玻恩量子力学哥本哈根学派 引言 量子力学诞生于上个世纪20年代,是专门用于研究微观客体运动规律的物理理论。它利用波函数来表征微观客体的运动状态,或者说,它是利用统计方法来描述微观世界中物质运动规律的物理理论。在微观领域中,因为粒子的位置和动量都难以做出精确的确定,所以对可观察量来说,只能给出测量结果的统计平均值。由此而引发了量子力学的描述是否完备与可靠的诸多疑问。 在过去的100来年中,这个问题一直是两大学术派别之间尖锐对立与激烈争论的焦点。以尼尔斯·玻尔、马克斯·玻恩和沃纳·海森堡等一大批著名的物理学家为代表的“非定域论”学派认为:量子力学是完备的物理理论,量子力学的不确定原理,是量子世界的物

理本质。但是,以阿尔伯特·爱因斯坦、戴维·玻姆和路易·德布罗意等另一大批著名物理学家为代表的“定域论学派”则认为:量子力学中这种概率特征并不是量子世界的物理本质,“上帝不会掷骰子”的名言,正是爱因斯坦对非定域论学派给予的幽默反驳。当然了,定域论学派的基本观点也同样的承认,量子力学的理论结果是完全正确的,只是这个理论本身是不完备的。之所以说它是不完备的,主要原因是他们相信:在构成量子力学的波函数之中,肯定存在着某种隐藏得更深刻的物理原因,即某种“隐变量”在暗中发挥作用,只是人们目前尚未揭开这个隐变量究竟是怎样一个物理机制而已。 于是,寻找关于隐变量的量子力学解释,就成为坚信隐变量解释的物理学家们近百年来的奋斗目标。在随后的岁月里,所提出的隐变量理论至少有几十种。这其中,最具代表性的隐变量理论包括:玻姆的隐变量理论,德布罗意的导波理论,玻姆-玻布的隐变量理论,格里森的隐变量理论,等等。特别是爱尔兰物理学家贝尔(Bell .J.S),为了证实隐变量解释与概率解释孰是孰非,还专门提出了一个不等式,后命名为“贝尔不等式”,用以作为衡量隐变量理论正确与否的试金石。 一贝尔不等式的数学证明与实验验证 1、贝尔不等式的数学证明。在隐变量理论的研究中,爱尔兰物理学家约翰·贝尔(Bell .J.S)认为,必须找到一些对定域性条件、或者是对远距离系统不可分性的理论证明,并把研究结果发表在1964年的两篇论文,即《量子力学的隐变量问题》和《关于EPR佯谬》之中。为了简化证明,贝尔通过一种线性局域隐变量理论,求出单态中的两个自旋为1/2的粒子,分别地沿着两个任意指定的方向投影时的关联函数,使其对应着相应关联量的量子力学期望值。贝尔假定该体系处在“总自旋为零”的单态。这样一来,两个粒子从某个时刻起,已经处于相距很远的空间距离之上,并且以后在它们之间就不再有任何相互作用存在。他令和是空间上两个任意方向的单位矢量,粒子I沿方向自旋

备课之教材解读

高中语文备课之教材解读 教材是教师备课时必须认真面对的,面对教材,教师只需做到“读透”,但想真正读透教材里的一篇的文章,这是一件无比艰难、辛苦的事情,笔者以为若想真正读透教材,需要意识、需要方法、需要视界。 首先谈意识,面对语文教材,意识应该是一种觉醒的态度,这种态度是对生命认知规律的尊重和对生命的敬畏。我们知道,选入教材的篇章往往是意蕴丰厚隽永深远的文学经典,教师的自我生命和学生的生命每天都是新的,我们过去的理解不能代表我们当下的解读,所以我们不提倡长年躺睡于过往,对于选入教材的经典篇章,师者应该满怀敬畏和谦卑,常读常新,日思日进。 其次是方法,从字面上读透一篇文章是一件简单的事情,在解读一篇文章时,我们只需要时间和耐心,我们可以从标点符号出发,然后到字到词到句到段再到篇章结构,这一遍我们从细微到宏大,可达到对文章思想意蕴的初步体悟;其次,我们再倒过来,从篇章结构出发,然后到段到句到词到字到标点符号,这一遍我们从宏观回到微观,可在富有动态的篇章里由各个角度充分体悟文章各个方面的魅力。你若有时间,你若有足够的耐心,你就可以从文字层面、思想层面、文章写作技术等层面“穿透”一篇文章。 第三是视界,文学阅读需要视界,无视界或少视界之阅读者往往会在某一篇章狭小的空间里难以抽身,或过度悲戚,或过度愉悦,或过度孤芳自赏……虽曰文学可以净化、升华人的灵魂,但若此,生命

往往脱离了真实,长此以往生命也就导致一种病态的常态化。阅读者文学阅读时既需要融入其中充分体悟的感知力,又需要及时抽离冷眼旁观的思考力。篇章阅读结束后,我们可以从个体的层面去思考,可以从集体的层面去思考,可以从历史的层面去思考,可以从政治的层面去思考,可以从自然客观世界的层面去思考,可以从经济的层面去思考,可以从宗教的层面去思考,可以从文化的层面去思考,可以从国界的层面去思考,可以从人的肉体、社会、精神生命的层面去思考,当我们从各个层面去思考审视文学作品里的生命和世界的时候,我们自然会找到一种理性的分寸,进而在课堂教学中,当需要感受传递文学作品里的情感时,教师就不会就不是一种变态的或肤浅或夸张的表演。当然,我们还可以去看看别人是怎样解读的,同行、前辈、大师……在相互参照中,我们会有更多的认识、发现和更深的思考。 总之,教材解读是教师的基本素养和基本能力,它是教学活动的起点,它关涉到教学设计的水平,它关系到课堂游刃有余的程度,日久见功力,这种功力不可一日而成。

高中物理必修二《经典力学的局限性》教案设计

经典力学的局限性 (一)新课导入 自从17世纪以来,以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发晨,如:在宏观、低速、弱引力的广阔领域,包括天体力学的研究中取得了巨大的成就,经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用,如从地面物体的运动到天体的运动,从大气的流动到地壳的变动,从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械;从自行车到汽车、火车、飞机等各种交通工其:从投出的篮球到发射火箭、人造卫星、宇宙飞船……从而证明了牛顿运动定律的正确性。但是,经典力学也不是万能的,像一切科学一样,它没有也不会穷尽一切真理,它也有自己的局限性.它像一切科学理论一样,是一部“未完成的交响曲”,那么经典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?这节课我们就来了解这方面的知识。 (二)新课教学 1、从低速到高速 请同学们阅读教材“从低速到高速”部分,回答低速与高速的概念、质速关系、速度合成与两个公设。(低速到高速的概念,通常所见的物体的运动皆为低速运动,如行驶的汽车,发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等,有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近,这样的速度称为高速。) 质速关系是:在经典力学中,物体的质量是不变的,但爱因斯坦的狭义相对论指出,物体的质量随速度的增大而增大,即:其中Db为静止质量,m是物体速度为v时的质量,c 是真空中的光速。例如:(1)v=0.8c时,物体的质量约增大到静止质量的1.7倍,这时经典力学就不再适用了。(2)如地球以v=30km/s的速度绕太阳公转时,m=l 010 lOlmo,它的质量增大十分微小,可以忽略不计。 速度合成与两个公设。一条河流中的水以相对河岸的速度v水岸流动,河中的船以相对于河水的速度v船水顺流而下,在经典力学中,船相对于岸的速度即为v船岸=v船水+v水岸经验告诉我们,这简直是天经地义的,但是,仔细一看,这个关系式涉及两个不同的惯性参考系,而速度总是与位移(空间长度)及时间间隔的测量相联系,在牛顿看来,位移和时间的测量与参考系无关,正是在这种时空的观念下,上式才成立,然而,相对论认为,同一过程的位移和时间的测量在不同的参考系中是不同的,因而上式不能成立,经典力学也就不再适用了。 (1)相对性原理:物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式。 (2)光速不变原理:在一切惯性参考系中,测量到的真空中的光速都一样。 经典力学是适用于低速运动的物体还是适用于高速运动的物体呢?(适用于低速运动的物体) 阅读教材科学漫步部分,体会时间和空间是什么? 2、从宏观到微观 请同学们阅读教材“从宏观到微观”部分,并说明经典力学是适用于宏观物体还是微观物体。(19世纪末到20世纪初,人们相继发现了电子、质子、中子等微观粒子,发现它们不仅具有粒子性,面且具有波动性,它们的运动规律不能用经典力学描述。)20世纪20年代,建立了量子力学,它能够正确地描述微观粒子运动的规律性,并在现代科学技术中发挥了重要作用。 经典力学一般不适用于微观粒子。相对论和量子力学的出现,是否表示经典力学失去了意义?(相对论和量子力学的出现,说明人类对自然界的认识更加广泛和深入,而不表示经典力学失去了意义,它只是使人们认识到经典力学有它的适用范围:只适用于低速运动,不适用于高速运动,只适用于宏观世界,不适用于微观世界。)

量子力学与能带理论

量子力学与能带理论 孟令进 专业: 应用物理 班级:1411101 学号:1141100117 摘要:曾谨言先生在《量子力学》一书中用量子力学解释了能带的形成,从定态薛定谔方程出发,将原子中原子实假定固定不动,并且在结构上呈现周期性排列,那么电子则可以看成在原子实以及其他电子的周期性的势场中运动,利用定态薛定谔方程可以解出其能级结构,从而得到能带理论。 一、定态薛定谔方程 1.一维定态薛定谔方程 我们首先利用薛定谔方程解决一类简单的问题,一维定态问题,即能量一定的状态。我们设粒子质量为m ,沿着x 方向运动,势场的势能为V(x),那么薛定谔方程可以写为 ),()(2),(222t x x V x m t x t i ψψ?? ????+??-=?? ,因为处于一定的能量E 状态,定态的波函数可以写为 /)(),(iEt e x t x -=ψψ,两式整理可得,)(x ψ满足的能量本征方程)(),()(2222x E t x x V x m ψψ=?? ????+??- ,或称为一维定态薛定谔方程。求解这个方程时,我们需要带入边界条件,连接条件。 2.定态薛定谔方程与方势垒 在经典力学当中,当一个具有能量E 的粒子射向高度为V 的势垒时,如果E>V ,则粒子能够顺利的越过这个势垒,如果E0的粒子从左方入射,那么在前两个区域的波函数可以用一维定态薛定谔方程解除来,结果如下:

部编初中语文教材解析.doc

守正创新,构建“三位一体”的语文教科书编写体系 ——2017初中语文”部编本”新教材培训 全称:教育部编义务教育语文教科书 出版:人民教育出版社 目录 一、指导思想和总体思路 二、主要特点及创新设计 三、教材的体系结构 五、教学建议 内容 一、指导思想和总体思路 1. 以“立德树人”为目标,有机融合,自然渗透社会主义核心价值观、中华优秀传统文化教育等内容。 党的十八大提出“立德树人”的根本任务。新教材充分发挥语文学科在育人方面的独特优势,将构建社会主义核心价值观、继承和弘扬中华优秀传统文化、坚持革命传统教育、建设良好的思想道德风尚等融合在整套教材的设计之中,为学生的人格培养与终身发展奠定坚实的基础。 立德树人-语文学习-社会主义核心价值观、革命传统教育、中华优秀传统文化、法制教育(整体规划、有机融合、自然渗透)教材按照“整体规划,有机融入,自然渗透”的基本思路,采用集中编排与分散渗透相结合的方式,使学生在学习语言文字

的过程中潜移默化地受到熏陶感染,逐步树立正确的思想观念和高尚的道德情操,最终使社会主义核心价值观内化为精神追求,外化为自觉行为。 2. 遵循课标要求,坚持课改方向,守正创新。 新教材努力遵循《课程标准》(2011年版)的要求,尊重语文教育基本规律,合理有序地安排学习内容,切实做到“守正”,抓住语文教学的根本。 新教材的编写也是对课改的总结与支持,注意吸收课改的经验,如“以人为本”的理念,重视学生整体素质发展,以学生为主体引导学生学会学习,注重基本能力培养等等,并尽可能多地借鉴国外先进的教学思想,力求达到“创新”。 具体做法:少做题,多读书,勤练笔,注重语文积累和语感培养;自主、合作、探究,自主阅读,自由表达,培养创新精神和实践能力;在语文课与学生生活之间建立一条通道,构建由教读、自读到课外阅读“三位一体”的阅读教学体系;参与社会实践,获得解决实际生活需要的语文问题的能力。 3. 以学生为本,突出“语文素养”。(中国学生发展核心素养:文化基础、自主发展、社会参与) 新教材特别注重课程标准提出的“语文素养”理念,力求站在更新的高度和更开阔的视野审视当前的语文教育。 教材的突出特点与创新之处语文素养体现到教材中,既包括听说读写能力的培养,也有整体素质方面的要求,有对学生未来

经典力学的局限性

第六节经典力学的局限性 湖北省恩施高中陈恩谱 一、教材及学情分析 本节书在整个高中物理一到六章“运动和力”部分的最后一节,对于经典力学的基础部分——牛顿定律和万有引力定律,学生都有了较为熟悉的了解,为了让学生对经典力学的适用范围和现代物理学的成就有一个总体性的了解,教材设计了这一节书。因此,本节书的教学目的在于让学生接触和了解相关内容,防止学生对经典力学形成迷信,同时也对物理学理论发展的逻辑有初步的认知。 由于学生尚未学习相对论、量子理论的基本内容,本节教学也不需要学生真正领会现代物理学的内涵,只需要初步了解现代物理学涉及的几个具体问题的具体结论即可。尽管要求不高,但实际上因为新鲜生疏信息量过大、知识过于抽象和不合学生生活经验,学生只可能在似懂非懂的情形下,接受教材和教师的观点,形成初步印象,为后续学习奠定一个心理印象基础。 同时,教材设计了“科学漫步”、“科学足迹”这两个栏目,分别介绍了狭义相对论的时空观和牛顿科学研究的生涯与方法。第一个栏目与正文目的相同,旨在初步了解相关内容;第二个栏目则是旨在对学生进行科学方法教育和科学人物经历精神教育,属于本节教学的重要补充。 二、教学三维目标 1、知识与技能:了解经典物理学的局限和现代物理学的超越,了解物理学理论发展的逻辑和现代物理学发展的两个方向,了解牛顿的科学研究经历、科学研究方法和科学精神。 2、过程与方法:通过本节学习,理解任何物理学理论都有其适用范围与条件,理解物理学理论的发展是不断开拓、深入并将过往理论包容、扬弃的逻辑,理解牛顿科学研究方法要点。 3、情感、态度与价值观:通过本节学习,使学生视野更开阔,防止无知导致迷信,促成学生形成开放、创造性学习的心态,激发学生进一步学习的欲望,使学生形成勤奋、严谨、坚毅、执着的科学品质观。 三、教学重点难点 1、经典物理学的局限与适用范围 2、物理学理论发展的逻辑 3、现代物理学发展的两个方向 4、牛顿科学研究的方法与精神 四、教学媒体方式 1、教学媒体:PPT 2、教学方式:自学,讲授法 五、教学过程设计 (一)回顾引入 课本第一至六章,我们学习了以伽利略变换和牛顿定律为基础的运动学、动力学、曲线运动和天体运动相关知识,我们基本上将经典力学最基础的部分基本学习完毕,本节课我们将进行一个全面的总结,同时,本节更重要的任务是让大家了解这些知识内容的局限性和适用范围,明白我们目前所学内容在整个物理学理论体系中的确切位置。 (二)自学教材 下面给大家10分钟左右的时间,自主阅读课本第六节正文内容,阅读过程中思考以下问题: 1、经典力学包含哪些基本内容? 2、经典力学的适用范围是怎样的? 3、物体运动接近光速时,什么理论才是适用的?微观到原子、电子尺度时,什么理论才是适用的?强引力场中呢? 4、站在现代物理学的基础上反观经典力学,你认为经典物理学被否定了吗?现代物理学理论和经典物理学理论是什么关系? 5、物理学有终极理论吗?

对量子力学互补性诠释的理解(一)

对量子力学互补性诠释的理解(一) 量子力学在本世纪二十年代就形成了其形式系统,然而它的物理意义,亦即对它的解释却一直众说纷纭,时至今日仍是物理学家和哲学家关注的一个中心问题。虽然在其体系形成后不久,玻尔就在玻恩的几率诠释和海森堡的测不准原理基础上,提出了系统一贯的互补性诠释并成为被普遍接受的正统诠释,但互补思想的确切内容却始终没有人能说得清,因为玻尔总是把他深奥的思想,深深藏在晦涩冗长的深思熟虑的句子和事例性的说明之中,而没有任何现成的条条款款,这就使得无论接受它的还是反对它的人都给出了各式各样不同的理解,所以互补含义亟需澄清。关于量子力学诠释研究的主要问题也都与互补性诠释密切相关(如因果性问题、几率性问题、关于测不准关系的理解问题、测量问题、完备性问题等),这些问题的澄清和解决也首先需要正确理解互补性诠释。 1.互补性诠释的逻辑结构 与互补性诠释不同的其它诠释的逻辑结构是,先设计出某种本体实在的模式,再将这种本体实在与量子力学中的某种符号联系起来,然后将这种符号按量子力学演绎的理论结果与观察结果对照来解释量子现象和量子理论。在这些解释中,观察结果不是作为解释的根据,而是作为量子力学演绎的结果。如隐变量理论先假设有因果决定性的亚量子层的隐变量的本体实在,再将这种本体实在隐变量的统计平均与量子力学中的可观察量联系起来,量子力学的理论值就代表着隐变量的

统计平均的演化结果,它与统计性的结果相对应,这样隐变量理论就将观察结果和量子力学的描述解释为客体的隐变量的统计平均的表现和对这种统计平均的变化规律的描述。统计系综诠释则先假设统计分布具有实在的客观性,它代表着微观客体的状态和特征,量子力学描述中的波函数ψ的模方就表示客体的这种统计分布,波动方程的解的模方与观察结果的统计分布相一致,表示着客体的统计分布状态。互补性诠释不从一个预先的本体实在模式的假设出发,而是直接对观察结果进行分析和解释,然后从这种对观察结果的分析中推出客体的实在特点和对它进行描述的符号的意义。当然,从一般假设能演绎出一个唯一的结果,而从观察结果只能推出客体实在的某些本质特征,不会得出唯一确定的实在模式和对它描述的符号的完全确定的意义。因为观察结果可以由各种不同的符号系统描述,即使只有一套符号,其数学演算过程也无法与实际的物理过程一一对应,而只能将演算结果与观察结果对应,所以,虽然观察是唯一确定的,但关于它的描述和解释却可以有多种。这说明解释具有一定的灵活性,允许有各种不同的关于实在的假设,但这些假设的实在并不就是真实的实在,而只是在某些方面反映着由观察结果所表征的实在。互补性诠释通过对观察结果的认识特点和描述的语义方面的分析,找到对客体和谐一致的互补描述方式,再从这种描述中找出客体的实在特点,而不是先给出一种实在的模式或图景。 互补性诠释从观察到的原子的稳定性和辐射光谱的不连续性所表征的

统编小学语文教材解读 谈经典文学作品的教学思路

统编小学语文教材解读谈经典文学作品的教学思路 统编小学语文教科书(以下简称“统编教科书”)长课文、难课文的教学是当前讨论的一个热点,这是语文教学实践不断深入的体现。入选教材的任何一篇课文,对学生来说其实都是有难度的,这里的长课文、难课文,也只是一个相对概念。语文教材适当编排一些较长、较难的课文,对于调动学生的积极性,充分挖掘学生的学习潜能,是有推动和促进作用的。因此,充分发挥难长课文和难课文的独特价值,不断总结相关的经验和教训,是一项长期的工作任务。 难课文,“难”在何处?情况应各不相同。以《卖火柴的小女孩》为例,这部作品曾入选人教版六年级、语文S版五年级、西师版五年级等多套小学语文课标教材,统编教科书将它编排在三年级,确实有一定难度。以这篇课文的教学为例,我们可以试着梳理经典文学作品教学的基本思路,下面是笔者的几点思考。 一、根据教材定位,从丰富的教学内容中确定适宜的目标。 经典的文学作品丰富的思想内涵和高超的艺术表现力,为教学提供了广阔空间。像《卖火柴的小女孩》一文,不仅可以在小学教,在中学甚至大学同样也是可以教的。为什么呢?经典作品教学内容的丰富性,给教学目标的选择带来了多重可能性。就这部作品的创作手法而言,可以探究的内容就很多。比如,文中的“火柴”是否有象征意义?作品的题目是否可以改为“卖报纸的小女孩”?再比如,文中多处运用了对比:故事发生在下着雪的大年夜,家家户户都沉浸在快乐幸福的节日氛围中,小女孩却孤苦伶仃,流落街头,不敢回那个“跟街上一样冷”的家,周边环境与小女孩处境形成鲜明的反差;小女孩五次擦燃火柴后看到的美妙幻象与残酷的现实形成鲜明的对比;结尾处小女孩带着微笑在旧年的大年夜冻死了……这种写作方法是否应引导三年级学生去体会它的表达效果?又比如,丰富的

经典力学的诠释

编辑本段

经典力学 种状态为止。 牛顿第二定律 物体的加速度与所受外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。公式:F(合)=kma【当F(合)、m和a采用国际单位制N、kg和m/s2时,k=1】 牛顿第三定律 两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,并且在同一条直线上。 万有引力定律 自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体(质点)的质量乘积成正比, 经典力学

与它们之间距离的平方成反比。公式:F(n)=(GMm)/r² 基本假定 第一个假定:假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的。 由此可知,经典力学实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。 第二个假定:一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。由此可知,经典力学只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。 应用范围 它在许多场合非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(例如陀螺和棒球),许多天体(如行星和星系)的运动,以及一些微尺度物体(如有机分子)。 编辑本段发展 16世纪以前 力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点,他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书,在西方有着极大的影响, 经典力学

以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。 16世纪-17世纪 人们开始通过科学实验,对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等,做了很多艰巨的工作,经典力学逐渐摆脱传统观念的束缚,有了很大的进展。 英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上,经过长期的实验观测、数学计算和深入思考,提出了力学三大定律和万有引力定律,把天体力学和地球上物体的力学统一起来,建立了系统的经典力学理论。经典力学概括来说,是由伽利略及其时代的优秀物理学家奠基,由牛顿正式建立。所以牛顿曾说过,他是站在了巨人的肩膀上。 18世纪-19世纪 由伽利略和牛顿等人发展出来的力学,着重于分析位移、速度、加速度、力等等矢量间的关系, 经典力学 又称为矢量力学。它是工程和日常生活中最常用的表述方式,但并不是唯一的表述方式:拉格朗日、哈密顿、卡尔·雅可比等发展了经典力学的新的表述形式,即所谓分析力学。分析力学所建立的框架是现代物理的基础,如量子场论、广义相对论、量子引力等。 微分几何的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力,是研究现代经典力学的主要数学工具。 20世纪 现代力学推翻了绝对空间的概念:即在不同空间发生的事件是绝然不同的。例如,静挂在移动的火车车厢内的时钟,对于站在车厢外的观察者来说是呈移动状态的。但是,经典力学仍然确认时间是绝对不变的。

统编教材解读

统编教材特点解析 (一)“统编版”语文教材的总体特色 1.体现核心价值观,做到“整体规划,有机渗透”。 任何教材的编写都有自己的价值观,有基本的意识形态立场。“统编版”语文教材的编写立意比一般版本教材高,高在体现社会主义核心价值观,立德树人,指导思想明确,措施落实。既体现主流价值观,又不停留于“说教”。注意把那些能充分体现核心价值观,特别是两个“传统”(中华优秀传统文化和革命传统教育),融入教材的文章选篇、内容安排、导语和习题的设计等诸多方面,融入语文所包含的语言教育、情感教育、审美教育,让学生乐于接受,起到润物细无声的效果。措施就是八个字:“整体规划,有机渗透”。要做到“有机渗透”,使价值观化为语文的“血肉”。 2.接地气,满足一线需要,对教学弊病起纠偏作用。 格外注重让语文课往课外阅读延伸,往学生的语文生活延伸。小学一年级安排了“和大人一起读”栏目。到了高年级和初中,每个单元都有往课外阅读延伸的设计,还安排了包括“名著导读”“古典诗文诵读”等栏目。新编语文力图让“教读”“自读”,加上“课外导读”,构成三位一体的教学体系。这也是考虑到目前语文教学普遍存在的读书少的弊病,想在教材中起到某种纠偏的作用。 3.加强了教材编写的科学性。 学习和继承以往教材编写好的经验,借鉴国外先进的经验,实行“编研结合”,使教材编写有科学性,符合语文教育规律,也更有利于提升教学效果。“统编版”语文教材还特别重视学界有关语文认知规律的研究成果,加以选择、吸收和转化,用来指导编写。比如,识字写字教学内容的安排,如何让孩子“多认少写”,尽快学会读书写字,新编一年级教材的识字课文就采纳了北师大关于儿童字频研究的成果,把儿童读书最需要先认识的300个字,安排在一年级教材中,努力体现教材编写的科学性。在新教材编写过程中,既继承原来人教版的比较成熟可行的部分,包括选文和内容设计,又要吸收其他版本养分,超越人教版。显然出新的格局、新的气象。 4.贴近当代学生生活,体现时代性。 “统编版”语文教材在课文的选取、习题的设计、教学活动的安排等方面,努力切入当代中小学生的语文生活,适应社会转型和时代需求,体现时代性。比如,如何正确地认识和使用新媒体,如何过滤信息,都在教材中有体现。此外,教材的课文有较多的更新,注重经典性和适合语文教学。和原来人教版比,新的课文约占30%以上。教科书编写语言、习题的题型变化、插图和装帧设计,都力图有所创新。 以上四点,是从总的方面说的,是“统编版”语文教材的基本思路和全新面貌。 (二)“统编版”语文教材的七个创新点 1.选文强调四个标准:经典性、文质兼美、适宜教学、兼顾时代性。 新教材回到“守正”的立场,强调经典性、文质兼美和适宜教学。很多经典课文这次又回来了,尚未沉淀的“时文”相对少了。其中有一个变化非常明显,就是传统文化的篇目增加了。小学一年级开始就有古诗文,整个小学6个年级12册共选有古诗文124篇,占所有选篇的30%,比原有人教版增加55篇,增幅达80%。平均每个年级20篇左右。初中古诗文选篇也是124篇,约占所有选篇的%,比原来的人教版也有提高,平均每个年级40篇左右。体裁更加多样,从《诗经》到清代的诗文,从古风、民歌、律诗、绝句,到词曲,从诸子散文到历史散文,从两汉论文到唐宋古文、明清小品,均有收录。革命传统教育的篇目也占有较大的比重。小学选了40篇,初中29篇。鲁迅的作品也选有《故乡》《阿长与〈山海经〉》等9篇。 2.更加灵活的单元结构体例。 “统编版”语文教材结构上明显的变化,是采用“双线组织单元结构”,既适当保留人文主题,按照“内容主题”(如“修身正己”“至爱亲情”“人生之舟”等)组织单元,课文大致都能体现相关的主题,形成一条贯穿全套教材的、显性的线索,但又不像以前教材那样给予明确的单元主题命名;同时又有另一条线索,即将“语文素养”的各种基本“因素”,包括基本的语文知识、必需的语文能力、适当的学习策略和学习习惯,以及写作、口语训练,等等,分成若干个知识或能力训练的“点”,由浅入深,由易及难,

断裂力学答案

( ( = K I + K I(2) 1.简述断裂力学的发展历程(含3-5 个关键人物和主要贡献)。 答:1)断裂力学的思想是由Griffith 在1920 年提出的。他首先提出将强度与裂纹长度定量 地联系在一起。他对玻璃平板进行了大量的实验研究工作,提出了能量理论思想。(2)断裂 力学作为一门科学,是从1948 年开始的。这一年Irwin 发表了他的第一篇经典文章“Fracture Dynamic(断裂动力学)”,研究了金属的断裂问题。这篇文章标志着断裂力学的诞生。(3) 关于脆性断裂理论的重大突破仍归功于Irwin。他于1957 年提出了应力强度因子的概念,在 此基础上形成了断裂韧性的概念,并建立起测量材料断裂韧性的实验技术。这样,作为断裂 力学的最初分支——线弹性断裂力学就开始建立起来了。(4)1963 年,Wells 提出了裂纹张 开位移(COD)的概念,并用于大范围屈服的情况。研究表明,在小范围屈服情况下COD 法与LEFM 是等效的。(5)1968 年,Rice 等人根据与路径无关的回路积分,提出了J 积分 的概念。J 积分是一个定义明确、理论严密的应力应变参量,它的实验测定也比较简单可靠。 J 积分的提出,标志着弹塑性断裂力学基本框架形成。 2.断裂力学的定义,研究对象和主要任务。 答:1)断裂力学的定义:断裂力学是一门工程学科,它定量地研究承载结构由于所含有的 一条主裂纹发生扩展而产生失效的条件。 (2)研究对象:断裂力学的研究对象是带有裂纹的承载结构。 (3)主要任务:研究裂纹尖端附近应力应变分布,掌握裂纹在载荷作用下的扩展规律;了 解带裂纹构件的承载能力,进而提出抗断设计的方法,保证构件安全工作。 3.什么是平面应力和平面应变状态,二者有什么特点?请举例说明之。 答:(1)平面应力:薄板问题,只有xoy 平面内的三个应力分量σ x、σ y、τ xy; ε z ≠ 0, 属三向应变状态。 (2)平面应变:长坝问题,与oz 轴垂直的各横截面相同,载荷垂直于z 轴且沿z 轴方向无 变化; ε z = 0, σ z ≠ 0,属三向应力状态;材料不易发生塑性变形,更具危险。 4.什么是应力强度因子的叠加原理,并证明之。掌握工程应用的方法。 答:(1)应力强度因子的叠加原理:复杂载荷下的应力强度因子等于各单个载荷的应力强 度因子之和。 (1) 在外载荷T2作用下,裂纹前端应力场为 σ2,则相应的应力强度因子为K I(2) = σ 2 π a 如果外载荷T1和T2联合作用,则裂纹前端应力场为 σ1+ σ2,则相应的应力强度因子为 K I = (σ 1 + σ 2 ) π a = σ 1 π a + σ 2 π a (1) 6.为什么裂纹尖端会发生应力松弛?如何对应力强度因子进行修正? 答:裂纹尖端附近存在着小范围的塑性区(设塑性区是以裂纹尖端为圆心,半径为r0 的圆 π a 形区域),材料屈服后,多出来的应力将要松驰(即传递给r>r0 的区域),使r0 前方局部地 区的应力升高,又导致这些地方发生屈服。即屈服导致应力松弛。 Irwin 提出了有效裂纹尺寸的概念a eff = a + r y对应力强度因子进行修正,在小范围条件下,

经典力学的局限性(易)

6.经典力学的局限性易 1.下列说法正确的是() A.声波在空气中传播时是一种横波 B.波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移 C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围产生变化的磁场 D.由爱因斯坦的狭义相对论可知,真空中的光速对于任何惯性参考系都相同 【答案】D 【解析】(1)声波属于纵波,故A错误; (2)波形曲线表示在同一时刻,介质中所有质点偏移平衡位置的位移矢量末端的连线,B错误; (3)根据麦克斯韦理论,均匀变化的电场产生恒定的磁场,周期性的变化的电场产生周期性变化的磁场,C错误; (4)光速不变原理,是爱因斯坦狭义相对论的基本原理,即光速对于任何惯性参考系都相同,D正确 故本题选D 2.你现在正在完成100分钟的期末物理考试,假设一艘飞船相对你以0.3C的速度匀速飞过(C为真空中的光速),则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间 A.大于100分钟 B.等于100分钟 C.小于100分钟 D.不能确定【答案】A 【解析】根据狭义相对论可知,飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时,飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间,可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于100分钟。选项A正确。故选A。 3.以下说法中正确的是() A.红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪 B.麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在 C.多普勒效应说明波源的频率发生改变 D.狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 【答案】D 【解析】

(1)红外线的波长比可见光的波长长,但银行是利用紫外线灯鉴别钞票的真伪;故A 错误; (2)麦克斯韦1860年提出了电磁场理论,一直到1888年赫兹才用实验证实了电磁波的存在;故B错误; (3)多普勒效应是接收者接收到的波的频率发生改变,而波源本身的频率并未改变。故C错误; D、狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的,故D正确。 故本题选D。 4.如图所示,质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动。则下列说法中正确的是() A.乙观察到甲身高变高 B.甲观察到乙身高变低 C.若甲向乙挥手,则乙观察到甲动作变快 D.若甲向乙发出一束光进行联络,则乙观察到该光束的传播速度为c 【答案】D 【解析】因为人是垂直于物体速度方向的,竖直方向上没有尺缩效应,即甲乙观察对方身高时不变,故AB错误;根据相对论的钟慢效应,可以推测两人在接近光速运动时,相对地球来说时间都变慢了,但乙相对于甲的速度更大,因此可以推测,乙观察到甲动作变慢,故C错误;根据爱因斯坦光速不变原理,乙观察到该光束的传播速度仍为c,故D正确。所以D正确,ABC错误。 5.在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播,闪光到达车厢后壁时,一只小猫在车厢后端出生,闪光到达车厢前壁时,两中小鸡在车厢前端出生。则() A.在火车上的人看来,一只小猫先出生 B.在火车上的人看来,两只小鸡先出生 C.在地面上的人看来,一只小猫先出生

牛顿力学的建立

牛顿力学的建立 恩格斯说:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”作为以社会需要为根本动力的自然科学不仅是长期科学实践发展的产物,而且在其背后还有着深刻的社会背景,牛顿力学的建立同样说明了这一点。 十五世纪下半叶以后,由于商业资本的日益勃起,资本主义的生产关系在西欧各国封建制度内部逐渐形成起来。由于生产力的发展和资本主义对外扩张的需要,手工业、城市建筑、航海造船、矿山开采和军事技术都得了发展。资产阶级为了掠夺和追求更大的利润,就需要进一步发展生产,而为了发展生产,就特别需要有探索自然规律的科学。另外,也正是由于生产的发展,新技术的使用以及新航路的开辟,才为自然科学研究提供了大量课题、材料和新的实验手段。就在这个时候,真正系统的自然科学才开始从过去浑为一体的自然哲学中分化出来,一些各自独立的学科相继建立和发展起来,其中居于首位的是对当时航海和工业生产有直接联系的、以天上和地上物体的最简单的运动形式——机械运动为研究对象的古典力学。 牛顿力学正如其它任何新的发现和科学成果一样不仅具有间断突破的特点,而且还具有连续继承的特点,它的产生是以一定的科学成果的积累为条件,是以往科学认识发展的继承和飞跃,是在前人系统观察、大量的实验和对不少问题的理论分析的基础上建立起来的,它的形成经历了约一个世纪,广大劳动人民的长期生产实践,以及哥白尼、伽利略、笛卡儿、开卜勒、胡克、惠更斯等人在力学、天文学和数学方面的研究工作,为牛顿力学的建立奠定了雄厚的基础。 十五、十六世纪,由于资产阶级进行海外掠夺和对外贸易的发展,航海事业产生和发展起来,需要精确测定船只在海洋上的位置,特别是测量经度,而经度测量大大地推动了天文学家对天象的观测,随着天象资料的积累,人们提出了许多托勒密体系无法回答的新课题,伟大的波兰天文学家哥白尼用自制的各种仪器对天象进行长期观测,并对观测资料进行分析整理,于1543年出版了《天体运动论》,提出了“日心地动说”的体系,推翻了统治天文学领域一千多年的托勒密体系,从而揭开了自然科学独立发展的序幕。 一、开卜勒等人对万有引力定律的贡献 哥白尼提出太阳中心说之后,许多天文学家对天体运行作了长时期的大量观察。伽利略第一个把望远镜用于天文观测,发现了木星的四个卫星、土星的环,金星的相、太阳黑子、月球表面的山谷等一系列重要现象,有力地证实了哥白尼学说。丹麦天文学家第谷·布拉赫(1546-1601)设计并制造了当时属世界第一流水平的观测仪器,缩小了仪器的误差范围,他用毕生的精力连续二十年系统地精确地观察行星的运动,取得了大量的数据,编制了恒星表。第谷死后,他的助手和学生开卜勒对他的遗稿及大量观测纪录进行了整理,发现天体必然作匀速圆周运动的传统观念无法与天文观测资料相符,而开卜勒又坚信哥白尼日心说和第谷的观测资料,于是他决定寻找与其相适合的行星运动的轨道形式及其速度的分布规律。他经过多年对火星运动的研究,于1609年出版了《新天文学》一书和《论火星的运动》一文,提出了太阳系行星运动的两个定律,这就是椭圆轨道定律和面积定律,也就是现在所说的开卜勒第一定律和第二定律。 当开普勒建立起关于太阳系行星运动轨道和运动速度的定量描述后,他并不满足已取得的成就,他相信太阳系是一个整体,就必然还存在着一个把所有行星联系起来的普遍规律,来说明和反映不同行星运动之间的关系。于是他又进一步去探索各个行星运行轨道与运行周期的关系。他根据当时关于水星、金星、地球、火星、木星、和土星仅有的而又杂乱无章的

对量子力学互补性诠释的理解

对量子力学互补性诠释的理解 量子力学在本世纪二十年代就形成了其形式系统,然而它的物理意义,亦即对它的解释却一直众说纷纭,时至今日仍是物理学家和哲学家关注的一个中心问题。虽然在其体系形成后不久,玻尔就在玻恩的几率诠释和海森堡的测不准原理基础上,提出了系统一贯的互补性诠释并成为被普遍接受的正统诠释,但互补思想的确切内容却始终没有人能说得清,因为玻尔总是把他深奥的思想,深深藏在晦涩冗长的深思熟虑的句子和事例性的说明之中,而没有任何现成的条条款款,这就使得无论接受它的还是反对它的人都给出了各式各样不同的理解,所以互补含义亟需澄清。关于量子力学诠释研究的主要问题也都与互补性诠释密切相关(如因果性问题、几率性问题、关于测不准关系的理解问题、测量问题、完备性问题等),这些问题的澄清和解决也首先需要正确理解互补性诠释。 1.互补性诠释的逻辑结构 与互补性诠释不同的其它诠释的逻辑结构是,先设计出某种本体实在的模式,再将这种本体实在与量子力学中的某种符号联系起来,然后将这种符号按量子力学演绎的理论结果与观察结果对照来解释量子现象和量子理论。在这些解释中,观察结果不是作为解释的根据,而是作为量子力学演绎的结果。如隐变量理论先假设有因果决定性的亚量子层的隐变量的本体实在,再将这种本体实在隐变量的统计平均与量子力学中的可观察量联系起来,量子力学的理论值就代表着隐变量的统计平均的演化结果,它与统计性的结果相对应,这样隐变量理论就将观察结果和量子力学的描述解释为客体的隐变量的统计平均的表现和对这种统计平均的变化规律的描述。统计系综诠释则先假设统计分布具有实在的客观性,它代表着微观客体的状态和特征,量子力学描述中的波函数ψ的模方就表示客体的这种统计分布,波动方程的解的模方与观察结果的统计分布相一致,表示着客体的统计分布状态。互补性诠释不从一个预先的本体实在模式的假设出发,而是直接对观察结果进行分析和解释,然后从这种对观察结果的分析中推出客体的实在特点和对它进行描述的符号的意义。当然,从一般假设能演绎出一个唯一的结果,而从观察结果只能推出客体实在的某些本质特征,不会得出唯一确定的实在模式和对它描述的符号的完全确定的意义。因为观察结果可以由各种不同的符号系统描述,即使只有一套符号,其数学演算过程也无法与实际的物理过程一一对应,而只能将演算结果与观察结果对应,所以,虽然观察是唯一确定的,但关于它的描述和解释却可以有多种。这说明解释具有一定的灵活性,允许有各种不同的关于实在的假设,但这些假设的实在并不就是真实的实在,而只是在某些方面反映着由观察结果所表征的实在。互补性诠释通过对观察结果的认识特点和描述的语义方面的分析,找到对客体和谐一致的互补描述方式,再从这种描述中找出客体的实在特点,而不是先给出一种实在的模式或图景。 互补性诠释从观察到的原子的稳定性和辐射光谱的不连续性所表征的量子性出发,以量子公设作为其理论的出发点来构建对具有量子性的原子客体的合理描述。量子公设本身意味着过程的非连续性、个体性,也就意味着观察过程中仪器与客体的相互作用过程是不可细分的,观察结果中必然包含了仪器及其对客

统编教材解读

(一)“统编版”语文教材的总体特色 1.体现核心价值观,做到“整体规划,有机渗透”。 任何教材的编写都有自己的价值观,有基本的意识形态立场。“统编版”语文教材的编写立意比一般版本教材高,高在体现社会主义核心价值观,立德树人,指导思想明确,措施落实。既体现主流价值观,又不停留于“说教”。注意把那些能充分体现核心价值观,特别是两个“传统”(中华优秀传统文化和革命传统教育),融入教材的文章选篇、内容安排、导语和习题的设计等诸多方面,融入语文所包含的语言教育、情感教育、审美教育,让学生乐于接受,起到润物细无声的效果。措施就是八个字:“整体规划,有机渗透”。要做到“有机渗透”,使价值观化为语文的“血肉”。 2.接地气,满足一线需要,对教学弊病起纠偏作用。 格外注重让语文课往课外阅读延伸,往学生的语文生活延伸。小学一年级安排了“和大人一起读”栏目。到了高年级和初中,每个单元都有往课外阅读延伸的设计,还安排了包括“名著导读”“古典诗文诵读”等栏目。新编语文力图让“教读”“自读”,加上“课外导读”,构成三位一体的教学体系。这也是考虑到目前语文教学普遍存在的读书少的弊病,想在教材中起到某种纠偏的作用。 3.加强了教材编写的科学性。 学习和继承以往教材编写好的经验,借鉴国外先进的经验,实行“编研结合”,使教材编写有科学性,符合语文教育规律,也更有利于提升教学效果。“统编版”语文教材还特别重视学界有关语文认知规律的研究成果,加以选择、吸收和转化,用来指导编写。比如,识字写字教学内容的安排,如何让孩子“多认少写”,尽快学会读书写字,新编一年级教材的识字课文就采纳了北师大关于儿童字频研究的成果,把儿童读书最需要先认识的300个字,安排在一年级教材中,努力体现教材编写的科学性。在新教材编写过程中,既继承原来人教版的比较成熟可行的部分,包括选文和内容设计,又要吸收其他版本养分,超越人教版。显然出新的格局、新的气象。 4.贴近当代学生生活,体现时代性。 “统编版”语文教材在课文的选取、习题的设计、教学活动的安排等方面,努力切入当代中小学生的语文生活,适应社会转型和时代需求,体现时代性。比如,如何正确地认识和使用新媒体,如何过滤信息,都在教材中有体现。此外,教材的课文有较多的更新,注重经典性和适合语文教学。和原来人教版比,新的课文约占30%以上。教科书编写语言、习题的题型变化、插图和装帧设计,都力图有所创新。 以上四点,是从总的方面说的,是“统编版”语文教材的基本思路和全新面貌。 (二)“统编版”语文教材的七个创新点 1.选文强调四个标准:经典性、文质兼美、适宜教学、兼顾时代性。 新教材回到“守正”的立场,强调经典性、文质兼美和适宜教学。很多经典课文这次又回来了,尚未沉淀的“时文”相对少了。其中有一个变化非常明显,就是传统文化的篇目增加了。小学一年级开始就有古诗文,整个小学6个年级12册共选有古诗文124篇,占所有选篇的30%,比原有人教版增加55篇,增幅达80%。平均每个年级20篇左右。初中古诗文选篇也是124篇,约占所有选篇的%,比原来的人教版也有提高,平均每个年级40篇左右。体裁更加多样,从《诗经》到清代的诗文,从古风、民歌、律诗、绝句,到词曲,从诸子散文到历史散文,从两汉论文到唐宋古文、明清小品,均有收录。革命传统教育的篇目也占有较大的比重。小学选了40篇,初中29篇。鲁迅的作品也选有《故乡》《阿长与〈山海经〉》等9篇。 2.更加灵活的单元结构体例。 “统编版”语文教材结构上明显的变化,是采用“双线组织单元结构”,既适当保留人文主题,按照“内容主题”(如“修身正己”“至爱亲情”“人生之舟”等)组织单元,课文大致都能体现相关的主题,形成一条贯穿全套教材的、显性的线索,但又不像以前教材那样给予明确的单元主题命名;同时又有另一条线索,即将“语文素养”的各种基本“因素”,包括基本的语文知识、必需的语文能力、适当的学习策略和学习习惯,以及写作、口语训练,等等,分成若干个知识或能力训练的“点”,由浅入深,由易及难,分布并体现在各个单元的课文导引或习题设计之中。每个单元都有单元导语,对本单元主题略加提示,主要指出本单元的学习要点。

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