現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與

物理教育現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與

物理教育現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與物理教育第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容新高中教材注重科技的特點(diǎn)引入的方式新課程的基本理念課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求必要性結(jié)合的程度現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與物理教育第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)教學(xué)中NAVSTAR（海軍衛(wèi)星系統(tǒng)）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)位置確定到16m以內(nèi)速率2cm/s以內(nèi)不考慮相對(duì)論效應(yīng)，速率準(zhǔn)確確定值最小為20cm/s這是現(xiàn)代導(dǎo)航不能接受的。

NAVSTAR（海軍衛(wèi)星系統(tǒng)）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)一、新課程的基本理念課程目標(biāo):提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)一、新課程的基本理念課程目標(biāo):課程結(jié)構(gòu):注重共同基礎(chǔ)，體現(xiàn)選擇性普通高中教育仍屬于基礎(chǔ)教育，應(yīng)注重全體學(xué)生的共同基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)針對(duì)學(xué)生的興趣、發(fā)展?jié)撃芎徒窈蟮穆殬I(yè)需求，設(shè)計(jì)供學(xué)生選擇的物理課程模塊，以滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)。課程結(jié)構(gòu):注重共同基礎(chǔ)，體現(xiàn)選擇性課程內(nèi)容:體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性高中物理課程在內(nèi)容上應(yīng)精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與技能，加強(qiáng)與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系，反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想，關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的態(tài)度。課程內(nèi)容:體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性課程實(shí)施:注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考。通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。課程評(píng)價(jià):更新評(píng)價(jià)觀念，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展高中物理課程應(yīng)體現(xiàn)評(píng)價(jià)的內(nèi)在激勵(lì)功能和診斷功能，關(guān)注過(guò)程性評(píng)價(jià)，注意學(xué)生的個(gè)體差異，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我、建立自信，促進(jìn)學(xué)生在原有水平上發(fā)展。通過(guò)評(píng)價(jià)還應(yīng)促進(jìn)教師的提高以及教學(xué)實(shí)踐的改進(jìn)等。課程實(shí)施:注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化二、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求1、對(duì)相對(duì)論和量子論知識(shí)的要求必修2的第三個(gè)二級(jí)主題——經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性中:初步了解經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀，知道相對(duì)論對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響；初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)，體會(huì)量子論的建立深化了人類對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。二、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求1、對(duì)相對(duì)論和量子論知識(shí)的要在物理選修3一4中也提出了具體的要求。在相對(duì)論的二級(jí)主題中要求:(1)知道狹義相對(duì)論的試驗(yàn)基礎(chǔ)、基本原理和主要結(jié)論。(2)了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的主要區(qū)別。體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。(3)初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)只要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù)(4)關(guān)注宇宙學(xué)研究的新進(jìn)展。

在物理選修3一4中也提出了具體的要求。在相對(duì)論的二級(jí)主題中要物理選修3一5中要求：原子結(jié)構(gòu):(l)了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史以及有關(guān)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。(2)通過(guò)對(duì)氫原子光譜的分析，了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)。波粒二象性:(1)了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀物體的能量變化特點(diǎn)。體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng);知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。(3)了解康普頓效應(yīng)。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光的波粒二象性;知道光是一種概率波。(5)知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性;知道電子云，初步了解不確定性關(guān)系。(6)通過(guò)典型事例了解人類直接經(jīng)驗(yàn)的局限性，體會(huì)人類對(duì)世界的探究是不斷深入的。物理選修3一5中要求：2、對(duì)電磁學(xué)知識(shí)部分的要求選修1-1中電磁技術(shù)與社會(huì)發(fā)展中：了解常見(jiàn)傳感器及其應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來(lái)的方便。列舉電磁波在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的事例。了解電磁波的技術(shù)應(yīng)用對(duì)人們生活方式的影響，結(jié)合日常生活中的具體實(shí)例發(fā)表見(jiàn)解。舉例說(shuō)明科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人類現(xiàn)代生活帶來(lái)的正面和負(fù)面影響。對(duì)科學(xué)、技術(shù)及社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性發(fā)表自己的觀點(diǎn)。2、對(duì)電磁學(xué)知識(shí)部分的要求選修1-1中電磁技術(shù)與社會(huì)發(fā)展中：選修2-1中電磁波與信息技術(shù)中要求：收集資料，了解移動(dòng)通信的工作模式、常用術(shù)語(yǔ)和移動(dòng)電話的常用功能；通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗私獬Ｒ?jiàn)傳感器的工作原理，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來(lái)的方便；了解集成電路的發(fā)展及微電子技術(shù)對(duì)日常生活和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)所產(chǎn)生的重大影響；知道模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別。了解信息傳播、處理和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的影響，并能發(fā)表自己的見(jiàn)解。選修2-1中電磁波與信息技術(shù)中要求：選修3-1的二級(jí)主題——電路中要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理及其在自動(dòng)控制中的應(yīng)用；初步了解集成電路的作用。關(guān)注我國(guó)集成電路等元器件研究的發(fā)展情況。選修3-2的二級(jí)主題——傳感器中要求：知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義；通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道常見(jiàn)傳感器的工作原理；列舉傳感器在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。選修3-4的二級(jí)主題——電磁振蕩與電磁波中要求：了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用。選修3-1的二級(jí)主題——電路中要求：選修3-2的二級(jí)主題——3、對(duì)光學(xué)知識(shí)部分的要求選修2－3二級(jí)主題——光與光學(xué)儀器中要求：認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光纖在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的重大影響。了解激光的特性和應(yīng)用。了解常見(jiàn)固體和氣體激光器的原理。舉例說(shuō)明激光技術(shù)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。選修3-4二級(jí)主題——光中要求：認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光纖在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的重大影響。了解激光的特性和應(yīng)用。用激光觀察全息照相。3、對(duì)光學(xué)知識(shí)部分的要求選修2－3二級(jí)主題——光與光學(xué)儀器中4、對(duì)核技術(shù)相關(guān)知識(shí)要求選修1－2二級(jí)主題——能源與社會(huì)發(fā)展中要求：初步了解一些典型射線的特性，知道放射現(xiàn)象的應(yīng)用及防護(hù)。了解核技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。了解愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程的含義。知道裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。通過(guò)人類利用核能的歷史資料，認(rèn)識(shí)核能的開(kāi)發(fā)和利用。4、對(duì)核技術(shù)相關(guān)知識(shí)要求選修1－2二級(jí)主題——能源與社會(huì)發(fā)展在選修2－3二級(jí)主題——原子結(jié)構(gòu)與核技術(shù)中要求：知道核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，初步了解反應(yīng)堆的類型和工作原理。知道核電站的工作模式。知道大眾傳媒中經(jīng)常涉及的核武器的基本原理、主要特點(diǎn)和防護(hù)要領(lǐng)。知道核聚變，關(guān)注可控聚變反應(yīng)的研究進(jìn)展。討論核能的應(yīng)用對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的意義及可能帶來(lái)的問(wèn)題。在選修2－3二級(jí)主題——原子結(jié)構(gòu)與核技術(shù)中要求：在選修3－3二級(jí)主題——固體、液體與氣體中要求：了解材料科學(xué)技術(shù)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用。體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。

5.材料科學(xué)方面在選修3－3二級(jí)主題——固體、液體與氣體中要求：5.材料科三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容、必要性1.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要科學(xué)技術(shù)之應(yīng)用的深入和普及:計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航其他第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容、必要性1.現(xiàn)代科學(xué)“你的發(fā)明改變了世界通訊模式，為信息高速公路奠下基石?！?/p>

光纖之父高錕“你的發(fā)明改變了世界通訊模式，為信息高速公路奠下基石?！笨茖W(xué)與技術(shù)水乳交融，相互作用共同發(fā)展激光制導(dǎo)歐洲粒子對(duì)撞機(jī)科學(xué)與技術(shù)水乳交融，相互作用共同發(fā)展激光制導(dǎo)歐洲粒子對(duì)撞新技術(shù)的開(kāi)發(fā)到普及的周期大大縮短實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)密度按指數(shù)函數(shù)增長(zhǎng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)到普及的周期大大縮短實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)密度按指數(shù)函數(shù)增2.培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)的主人的需要新版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、能應(yīng)付現(xiàn)代社會(huì)和未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)”。2.培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)的主人的需要新版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“二、前沿物理教育的原則科學(xué)性與教育性相結(jié)合的原則可接受性原則激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的原則直觀性與抽象性相結(jié)合的原則二、前沿物理教育的原則科學(xué)性與教育性相結(jié)合的原則三、引入方式1.關(guān)心時(shí)事，從新聞引入必須會(huì)用媒體、善用媒體最終傳達(dá)給學(xué)生的應(yīng)該是正確的、專業(yè)的、權(quán)威的有關(guān)知識(shí)或信息養(yǎng)成關(guān)心時(shí)事的習(xí)慣三、引入方式1.關(guān)心時(shí)事，從新聞引入必須會(huì)用媒體、善用媒體2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C給了加拿大和美國(guó)國(guó)籍科學(xué)家高錕、美國(guó)科學(xué)家WillardS.Boyle和GeorgeE.SmithCCD（Charge-coupledDevice）即電荷耦合元件。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C給了加拿大和美國(guó)國(guó)籍科學(xué)家高錕、美國(guó)2.關(guān)心當(dāng)代科學(xué)成就，從重大事件引入每當(dāng)科學(xué)上出現(xiàn)重大成就，人類就會(huì)向前邁出一大步麥克斯韋電磁理論的建立，使得人類的通信領(lǐng)域從快馬加驛站、烽火和狼煙，到了一個(gè)全新理念的通信領(lǐng)域—有線和無(wú)線通信麥克斯韋

微波技術(shù)的應(yīng)用雷達(dá)、導(dǎo)彈、導(dǎo)航、電子戰(zhàn)和軍用通訊等多路通訊、微波遙感和微波能應(yīng)用（如：腫瘤微波熱療、微波手術(shù)刀以及微波爐等）等2.關(guān)心當(dāng)代科學(xué)成就，從重大事件引入每當(dāng)科學(xué)上出現(xiàn)重大成就首先應(yīng)關(guān)注其重大現(xiàn)實(shí)意義，和對(duì)未來(lái)的影響。其次，注意當(dāng)代科學(xué)成就的多學(xué)科特點(diǎn)。特別注意本學(xué)科在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，需要與所學(xué)知識(shí)適當(dāng)結(jié)合。嫦娥一號(hào)人造衛(wèi)星可以結(jié)合所學(xué)內(nèi)容介紹：光學(xué)系統(tǒng)、能量系統(tǒng)、升空和環(huán)繞過(guò)程國(guó)人的驕傲首先應(yīng)關(guān)注其重大現(xiàn)實(shí)意義，和對(duì)未來(lái)的影響。嫦娥一號(hào)人造衛(wèi)星歐洲粒子對(duì)撞機(jī)對(duì)撞過(guò)程、加速過(guò)程可能對(duì)物理學(xué)科的基礎(chǔ)產(chǎn)生重大影響歐洲粒子對(duì)撞機(jī)對(duì)撞過(guò)程、3.聯(lián)系課堂內(nèi)容，不放過(guò)可以合理引入的機(jī)會(huì)課堂內(nèi)容的深化、拓展光的偏振0r0i0i利用偏振光干涉看到的結(jié)冰過(guò)程玻片堆可獲得兩束線偏振光3.聯(lián)系課堂內(nèi)容，不放過(guò)可以合理引入的機(jī)會(huì)課堂內(nèi)容的深化、拓光的干涉(1)(2)邁克耳遜干涉儀“重要的物理思想+巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思+精湛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)”的“科學(xué)中的藝術(shù)”光的干涉(1)(2)邁克耳遜干涉儀“重要的物理思想+巧妙的四、結(jié)合的程度1.定性了解，激發(fā)學(xué)生的興趣首先是達(dá)到激發(fā)興趣的目的其次可以啟發(fā)學(xué)生的思考、培養(yǎng)思維的開(kāi)放性和創(chuàng)新意識(shí)再者可以擴(kuò)大知識(shí)面、擴(kuò)充知識(shí)結(jié)構(gòu)四、結(jié)合的程度1.定性了解，激發(fā)學(xué)生的興趣首先是達(dá)到激發(fā)興趣光學(xué)成像系統(tǒng)中的仿生透鏡組提高各微小透鏡的填充系數(shù)和每個(gè)透鏡成像質(zhì)量復(fù)眼的特點(diǎn)：體積??；相對(duì)簡(jiǎn)單的視覺(jué)信息并行處理系統(tǒng)；視場(chǎng)大；無(wú)機(jī)械掃描；對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)敏感非常適用于航空、航天、軍事等領(lǐng)域光學(xué)成像系統(tǒng)中的仿生透鏡組提高各微小透鏡的填充系數(shù)和每個(gè)透光學(xué)儀器部分，介紹發(fā)光二極管LED奧運(yùn)畫軸上有約4萬(wàn)多個(gè)LED在PN結(jié)上施加正向電壓時(shí)．使電子自N型進(jìn)入P型半導(dǎo)體，形成了少數(shù)載流子的注入和復(fù)合。其能量從高能級(jí)返回至低能級(jí)，有一部分會(huì)以光的形式樣放能量。LED電視機(jī)已出現(xiàn)于商場(chǎng)光學(xué)儀器部分，介紹發(fā)光二極管LED奧運(yùn)畫軸上有約4萬(wàn)多個(gè)LE量子初步的教學(xué)，簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用之一的量子保密通信量子比特可以由：原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)，核自旋的-Z和+Z方向，光子的兩個(gè)正交偏振態(tài)等構(gòu)成量子不可克隆和測(cè)不準(zhǔn)原理可以提供量子密鑰分配的安全性(不可竊聽(tīng)復(fù)制)，與一次一密算法相結(jié)合，原理上可提供不可竊聽(tīng)、不可破譯的安全保密通信。量子初步的教學(xué)，簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用之一的量子保密通信量子比特可信息技術(shù)與物理學(xué)科整合2.定性了解，在所學(xué)知識(shí)上的擴(kuò)展、深化在各個(gè)教育的層面上，知識(shí)部分真理具有條件性。防止由于教學(xué)的強(qiáng)化，學(xué)生把特例當(dāng)做概念的本身如功的定義式，一些新大學(xué)生總是寫出恒力、力與位移在同一方向時(shí)的功的表達(dá)式應(yīng)對(duì)一般情況如加速度，一些剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生總希望用勻變速運(yùn)動(dòng)公式求一般情況下的加速度。2.定性了解，在所學(xué)知識(shí)上的擴(kuò)展、深化在各個(gè)教育的層面上，知磁通量這個(gè)概念而介紹通量這個(gè)一般的概念光纖的認(rèn)識(shí)。我們的大、中學(xué)生一提及光纖想到的經(jīng)常是光線在纖心的全反射。很少有學(xué)生想到，光纖內(nèi)傳播的是電磁波，滿足波動(dòng)方程，不同條件下有不同的模式不能把知識(shí)教成過(guò)于固定的東西，要有發(fā)展的思路，有利于終身學(xué)習(xí)、發(fā)展。磁通量這個(gè)概念而介紹通量這個(gè)一般的概念光纖的認(rèn)識(shí)。我們的大3.在簡(jiǎn)化的模式上定量計(jì)算注意理解實(shí)際問(wèn)題--轉(zhuǎn)化為物理語(yǔ)言--簡(jiǎn)化為物理模式3.在簡(jiǎn)化的模式上定量計(jì)算注意理解實(shí)際問(wèn)題例1（09高考全國(guó)2卷26題21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為。石油密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒(méi)有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度（正常值）沿豎直方向，當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情況有微小偏離。重力加速度在原豎直方向（即PO方向）上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“重力加速度反常”為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用P點(diǎn)到附近重力加速度反常現(xiàn)象，已知引力常數(shù)為G。例1（09高考全國(guó)2卷26題21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x，求空腔所引起的Q點(diǎn)處的重力加速度反常。2）若在水平地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在與（k>1）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為L(zhǎng)的范圍的中心。如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值。因此,重力加速度反?？赏ㄟ^(guò)填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力來(lái)計(jì)算,式中的m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量，可表示為:r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離，可表示為：

如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便g在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變的大小。Q點(diǎn)處重力加速度改變的方向沿OQ方向,重力加速度反常g’是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影，利用三角形相似表示為：聯(lián)立以上式子得：由上式得,重力加速度反常的最大值和最小值分別為g在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變信息技術(shù)與物理學(xué)科整合總結(jié)：本問(wèn)題來(lái)自于高考題的最末一題，是一個(gè)比較難的問(wèn)題。統(tǒng)觀整個(gè)解題過(guò)程，最難的難點(diǎn)在于一個(gè)觀念的建立即：重力加速度反?？赏ㄟ^(guò)填充密度為的巖石后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力來(lái)計(jì)算。補(bǔ)償法是一種利用已有模型，經(jīng)常是對(duì)稱模型，來(lái)解決相似或不對(duì)稱問(wèn)題的方法。這種方法的利用需要一個(gè)前提，知道某模型（經(jīng)常是對(duì)稱模型），在上題中是“若以巖石填滿空腔時(shí)”?？偨Y(jié)：本問(wèn)題來(lái)自于高考題的最末一題，是一個(gè)比較難的問(wèn)題。統(tǒng)觀練習(xí)：（09北京20題）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的的距離為x，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E。下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為（B）練習(xí)：（09北京20題）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和利用疊加：半徑為R2，密度圓面，與半徑為R1，密度-圓面疊加（B）中右邊單位利用單位：利用疊加：半徑為R2，密度圓面，與半徑為R1，（B）中右邊例2(08天津25題22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN長(zhǎng)為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v(v<v0)。例2(08天津25題22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交1)簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；(2)為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；(3)計(jì)算在滿足第(2)問(wèn)的條件下列車速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。1)簡(jiǎn)要敘述列車運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理；(1)由于列車速度與磁場(chǎng)平移速度不同，導(dǎo)致穿過(guò)金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應(yīng)，金屬框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的安培力即為驅(qū)動(dòng)力。(2)為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力，MN、PQ應(yīng)位于磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度同為最大值且反向的地方，這會(huì)使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大，導(dǎo)致框中電流最強(qiáng)，也會(huì)使得金屬框長(zhǎng)邊中電流受到的安培力最大。因此，d應(yīng)為的/2奇數(shù)倍，即或(1)由于列車速度與磁場(chǎng)平移速度不同，導(dǎo)致穿過(guò)金屬框的磁通量(3)由于滿足第(2)問(wèn)條件：則MN、PQ邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0且方向總相反，經(jīng)短暫的時(shí)間t，磁場(chǎng)沿Ox方向平移的距離為v0t

，同時(shí)，金屬框沿Ox方向移動(dòng)的距離為vt

。解：因?yàn)関0>V，所以在t時(shí)間內(nèi)MN邊掃過(guò)磁場(chǎng)的面積t時(shí)間內(nèi)，MN邊左側(cè)穿過(guò)S的磁通移進(jìn)金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化t時(shí)間內(nèi)，PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化金屬框所圍面積的磁通量變化(3)由于滿足第(2)問(wèn)條件：則MN、PQ邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小MN邊所受的安培力PQ邊所受的安培力根據(jù)左手定則，MN、PQ邊所受的安培力方向相同，此時(shí)列車驅(qū)動(dòng)力的大小金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小MN邊所受的安培力PQ邊所受的安總結(jié)：本問(wèn)題和現(xiàn)實(shí)結(jié)合緊密，正是在磁懸浮列車在國(guó)內(nèi)建設(shè)之際編寫的。在這里從實(shí)際到模型的過(guò)程體現(xiàn)在提干和第一小問(wèn)中。實(shí)際就是閉合線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)、受到安培力這一模型。結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)置了磁感強(qiáng)度隨空間變化，并以一定速度傳播這一特點(diǎn)。給問(wèn)題增加了些難度，需要在頭腦中形成以動(dòng)態(tài)圖畫，才能得到后兩問(wèn)實(shí)現(xiàn)的模式。總結(jié)：本問(wèn)題和現(xiàn)實(shí)結(jié)合緊密，正是在磁懸浮列車在國(guó)內(nèi)建設(shè)之際編思考題：1.均勻帶正電球體，以一半徑r的中心為球心，以r/2為直徑挖掉一小球。如圖。P、Q兩點(diǎn)距大球球心距離均為l。則：（）

A.Q點(diǎn)的電場(chǎng)沿OQ方向;B.P點(diǎn)的電場(chǎng)不沿OP方向;C.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;D.Q點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。OPQ2．普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念包含哪些內(nèi)容？3.相對(duì)論時(shí)空概念與牛頓力學(xué)時(shí)空概念有何不同思考題：1.均勻帶正電球體，以一半徑r的中心為球心，以r/參考文獻(xiàn)《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》（第二版）張三慧2007年清華大學(xué)出版社《物理學(xué)基礎(chǔ)》（第六版）（美）哈里德，張三慧李椿譯2005年機(jī)械工業(yè)出版社《物理改變世界叢書》章立源馮端等2005年科學(xué)出版社《從一到無(wú)窮大》(美)G.伽莫夫著2002科學(xué)出版社參考文獻(xiàn)《大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)》（第二版）張三慧2007年清華謝謝！謝謝！現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與

物理教育現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與

物理教育現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與物理教育第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容新高中教材注重科技的特點(diǎn)引入的方式新課程的基本理念課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求必要性結(jié)合的程度現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與物理教育第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)教學(xué)中NAVSTAR（海軍衛(wèi)星系統(tǒng)）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)位置確定到16m以內(nèi)速率2cm/s以內(nèi)不考慮相對(duì)論效應(yīng)，速率準(zhǔn)確確定值最小為20cm/s這是現(xiàn)代導(dǎo)航不能接受的。

NAVSTAR（海軍衛(wèi)星系統(tǒng)）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)一、新課程的基本理念課程目標(biāo):提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標(biāo)準(zhǔn)一、新課程的基本理念課程目標(biāo):課程結(jié)構(gòu):注重共同基礎(chǔ)，體現(xiàn)選擇性普通高中教育仍屬于基礎(chǔ)教育，應(yīng)注重全體學(xué)生的共同基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)針對(duì)學(xué)生的興趣、發(fā)展?jié)撃芎徒窈蟮穆殬I(yè)需求，設(shè)計(jì)供學(xué)生選擇的物理課程模塊，以滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)。課程結(jié)構(gòu):注重共同基礎(chǔ)，體現(xiàn)選擇性課程內(nèi)容:體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性高中物理課程在內(nèi)容上應(yīng)精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)與技能，加強(qiáng)與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系，反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想，關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的態(tài)度。課程內(nèi)容:體現(xiàn)課程的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性課程實(shí)施:注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考。通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。課程評(píng)價(jià):更新評(píng)價(jià)觀念，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展高中物理課程應(yīng)體現(xiàn)評(píng)價(jià)的內(nèi)在激勵(lì)功能和診斷功能，關(guān)注過(guò)程性評(píng)價(jià)，注意學(xué)生的個(gè)體差異，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我、建立自信，促進(jìn)學(xué)生在原有水平上發(fā)展。通過(guò)評(píng)價(jià)還應(yīng)促進(jìn)教師的提高以及教學(xué)實(shí)踐的改進(jìn)等。課程實(shí)施:注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化二、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求1、對(duì)相對(duì)論和量子論知識(shí)的要求必修2的第三個(gè)二級(jí)主題——經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性中:初步了解經(jīng)典時(shí)空觀和相對(duì)論時(shí)空觀，知道相對(duì)論對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響；初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)，體會(huì)量子論的建立深化了人類對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。二、課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求1、對(duì)相對(duì)論和量子論知識(shí)的要在物理選修3一4中也提出了具體的要求。在相對(duì)論的二級(jí)主題中要求:(1)知道狹義相對(duì)論的試驗(yàn)基礎(chǔ)、基本原理和主要結(jié)論。(2)了解經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的主要區(qū)別。體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。(3)初步了解廣義相對(duì)論的幾個(gè)只要觀點(diǎn)以及主要觀測(cè)證據(jù)(4)關(guān)注宇宙學(xué)研究的新進(jìn)展。

在物理選修3一4中也提出了具體的要求。在相對(duì)論的二級(jí)主題中要物理選修3一5中要求：原子結(jié)構(gòu):(l)了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史以及有關(guān)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。(2)通過(guò)對(duì)氫原子光譜的分析，了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)。波粒二象性:(1)了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀物體的能量變化特點(diǎn)。體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng);知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。(3)了解康普頓效應(yīng)。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光的波粒二象性;知道光是一種概率波。(5)知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性;知道電子云，初步了解不確定性關(guān)系。(6)通過(guò)典型事例了解人類直接經(jīng)驗(yàn)的局限性，體會(huì)人類對(duì)世界的探究是不斷深入的。物理選修3一5中要求：2、對(duì)電磁學(xué)知識(shí)部分的要求選修1-1中電磁技術(shù)與社會(huì)發(fā)展中：了解常見(jiàn)傳感器及其應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來(lái)的方便。列舉電磁波在生活和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的事例。了解電磁波的技術(shù)應(yīng)用對(duì)人們生活方式的影響，結(jié)合日常生活中的具體實(shí)例發(fā)表見(jiàn)解。舉例說(shuō)明科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人類現(xiàn)代生活帶來(lái)的正面和負(fù)面影響。對(duì)科學(xué)、技術(shù)及社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性發(fā)表自己的觀點(diǎn)。2、對(duì)電磁學(xué)知識(shí)部分的要求選修1-1中電磁技術(shù)與社會(huì)發(fā)展中：選修2-1中電磁波與信息技術(shù)中要求：收集資料，了解移動(dòng)通信的工作模式、常用術(shù)語(yǔ)和移動(dòng)電話的常用功能；通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗私獬Ｒ?jiàn)傳感器的工作原理，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來(lái)的方便；了解集成電路的發(fā)展及微電子技術(shù)對(duì)日常生活和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)所產(chǎn)生的重大影響；知道模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別。了解信息傳播、處理和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的影響，并能發(fā)表自己的見(jiàn)解。選修2-1中電磁波與信息技術(shù)中要求：選修3-1的二級(jí)主題——電路中要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理及其在自動(dòng)控制中的應(yīng)用；初步了解集成電路的作用。關(guān)注我國(guó)集成電路等元器件研究的發(fā)展情況。選修3-2的二級(jí)主題——傳感器中要求：知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義；通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道常見(jiàn)傳感器的工作原理；列舉傳感器在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。選修3-4的二級(jí)主題——電磁振蕩與電磁波中要求：了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用。選修3-1的二級(jí)主題——電路中要求：選修3-2的二級(jí)主題——3、對(duì)光學(xué)知識(shí)部分的要求選修2－3二級(jí)主題——光與光學(xué)儀器中要求：認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光纖在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的重大影響。了解激光的特性和應(yīng)用。了解常見(jiàn)固體和氣體激光器的原理。舉例說(shuō)明激光技術(shù)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。選修3-4二級(jí)主題——光中要求：認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象。初步了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光纖在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)光纖技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的重大影響。了解激光的特性和應(yīng)用。用激光觀察全息照相。3、對(duì)光學(xué)知識(shí)部分的要求選修2－3二級(jí)主題——光與光學(xué)儀器中4、對(duì)核技術(shù)相關(guān)知識(shí)要求選修1－2二級(jí)主題——能源與社會(huì)發(fā)展中要求：初步了解一些典型射線的特性，知道放射現(xiàn)象的應(yīng)用及防護(hù)。了解核技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。了解愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程的含義。知道裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。通過(guò)人類利用核能的歷史資料，認(rèn)識(shí)核能的開(kāi)發(fā)和利用。4、對(duì)核技術(shù)相關(guān)知識(shí)要求選修1－2二級(jí)主題——能源與社會(huì)發(fā)展在選修2－3二級(jí)主題——原子結(jié)構(gòu)與核技術(shù)中要求：知道核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，初步了解反應(yīng)堆的類型和工作原理。知道核電站的工作模式。知道大眾傳媒中經(jīng)常涉及的核武器的基本原理、主要特點(diǎn)和防護(hù)要領(lǐng)。知道核聚變，關(guān)注可控聚變反應(yīng)的研究進(jìn)展。討論核能的應(yīng)用對(duì)于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的意義及可能帶來(lái)的問(wèn)題。在選修2－3二級(jí)主題——原子結(jié)構(gòu)與核技術(shù)中要求：在選修3－3二級(jí)主題——固體、液體與氣體中要求：了解材料科學(xué)技術(shù)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用。體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。

5.材料科學(xué)方面在選修3－3二級(jí)主題——固體、液體與氣體中要求：5.材料科三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)三、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合信息技術(shù)與物理學(xué)科整合第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容、必要性1.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要科學(xué)技術(shù)之應(yīng)用的深入和普及:計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航其他第二節(jié)教學(xué)中如何融進(jìn)物理學(xué)科前沿內(nèi)容、必要性1.現(xiàn)代科學(xué)“你的發(fā)明改變了世界通訊模式，為信息高速公路奠下基石。……”

光纖之父高錕“你的發(fā)明改變了世界通訊模式，為信息高速公路奠下基石?！笨茖W(xué)與技術(shù)水乳交融，相互作用共同發(fā)展激光制導(dǎo)歐洲粒子對(duì)撞機(jī)科學(xué)與技術(shù)水乳交融，相互作用共同發(fā)展激光制導(dǎo)歐洲粒子對(duì)撞新技術(shù)的開(kāi)發(fā)到普及的周期大大縮短實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)密度按指數(shù)函數(shù)增長(zhǎng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)到普及的周期大大縮短實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)密度按指數(shù)函數(shù)增2.培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)的主人的需要新版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“高中物理課程旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、能應(yīng)付現(xiàn)代社會(huì)和未來(lái)發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)”。2.培養(yǎng)現(xiàn)代社會(huì)的主人的需要新版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“二、前沿物理教育的原則科學(xué)性與教育性相結(jié)合的原則可接受性原則激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的原則直觀性與抽象性相結(jié)合的原則二、前沿物理教育的原則科學(xué)性與教育性相結(jié)合的原則三、引入方式1.關(guān)心時(shí)事，從新聞引入必須會(huì)用媒體、善用媒體最終傳達(dá)給學(xué)生的應(yīng)該是正確的、專業(yè)的、權(quán)威的有關(guān)知識(shí)或信息養(yǎng)成關(guān)心時(shí)事的習(xí)慣三、引入方式1.關(guān)心時(shí)事，從新聞引入必須會(huì)用媒體、善用媒體2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C給了加拿大和美國(guó)國(guó)籍科學(xué)家高錕、美國(guó)科學(xué)家WillardS.Boyle和GeorgeE.SmithCCD（Charge-coupledDevice）即電荷耦合元件。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。2009年諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C給了加拿大和美國(guó)國(guó)籍科學(xué)家高錕、美國(guó)2.關(guān)心當(dāng)代科學(xué)成就，從重大事件引入每當(dāng)科學(xué)上出現(xiàn)重大成就，人類就會(huì)向前邁出一大步麥克斯韋電磁理論的建立，使得人類的通信領(lǐng)域從快馬加驛站、烽火和狼煙，到了一個(gè)全新理念的通信領(lǐng)域—有線和無(wú)線通信麥克斯韋

微波技術(shù)的應(yīng)用雷達(dá)、導(dǎo)彈、導(dǎo)航、電子戰(zhàn)和軍用通訊等多路通訊、微波遙感和微波能應(yīng)用（如：腫瘤微波熱療、微波手術(shù)刀以及微波爐等）等2.關(guān)心當(dāng)代科學(xué)成就，從重大事件引入每當(dāng)科學(xué)上出現(xiàn)重大成就首先應(yīng)關(guān)注其重大現(xiàn)實(shí)意義，和對(duì)未來(lái)的影響。其次，注意當(dāng)代科學(xué)成就的多學(xué)科特點(diǎn)。特別注意本學(xué)科在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，需要與所學(xué)知識(shí)適當(dāng)結(jié)合。嫦娥一號(hào)人造衛(wèi)星可以結(jié)合所學(xué)內(nèi)容介紹：光學(xué)系統(tǒng)、能量系統(tǒng)、升空和環(huán)繞過(guò)程國(guó)人的驕傲首先應(yīng)關(guān)注其重大現(xiàn)實(shí)意義，和對(duì)未來(lái)的影響。嫦娥一號(hào)人造衛(wèi)星歐洲粒子對(duì)撞機(jī)對(duì)撞過(guò)程、加速過(guò)程可能對(duì)物理學(xué)科的基礎(chǔ)產(chǎn)生重大影響歐洲粒子對(duì)撞機(jī)對(duì)撞過(guò)程、3.聯(lián)系課堂內(nèi)容，不放過(guò)可以合理引入的機(jī)會(huì)課堂內(nèi)容的深化、拓展光的偏振0r0i0i利用偏振光干涉看到的結(jié)冰過(guò)程玻片堆可獲得兩束線偏振光3.聯(lián)系課堂內(nèi)容，不放過(guò)可以合理引入的機(jī)會(huì)課堂內(nèi)容的深化、拓光的干涉(1)(2)邁克耳遜干涉儀“重要的物理思想+巧妙的實(shí)驗(yàn)構(gòu)思+精湛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)”的“科學(xué)中的藝術(shù)”光的干涉(1)(2)邁克耳遜干涉儀“重要的物理思想+巧妙的四、結(jié)合的程度1.定性了解，激發(fā)學(xué)生的興趣首先是達(dá)到激發(fā)興趣的目的其次可以啟發(fā)學(xué)生的思考、培養(yǎng)思維的開(kāi)放性和創(chuàng)新意識(shí)再者可以擴(kuò)大知識(shí)面、擴(kuò)充知識(shí)結(jié)構(gòu)四、結(jié)合的程度1.定性了解，激發(fā)學(xué)生的興趣首先是達(dá)到激發(fā)興趣光學(xué)成像系統(tǒng)中的仿生透鏡組提高各微小透鏡的填充系數(shù)和每個(gè)透鏡成像質(zhì)量復(fù)眼的特點(diǎn)：體積??；相對(duì)簡(jiǎn)單的視覺(jué)信息并行處理系統(tǒng)；視場(chǎng)大；無(wú)機(jī)械掃描；對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)敏感非常適用于航空、航天、軍事等領(lǐng)域光學(xué)成像系統(tǒng)中的仿生透鏡組提高各微小透鏡的填充系數(shù)和每個(gè)透光學(xué)儀器部分，介紹發(fā)光二極管LED奧運(yùn)畫軸上有約4萬(wàn)多個(gè)LED在PN結(jié)上施加正向電壓時(shí)．使電子自N型進(jìn)入P型半導(dǎo)體，形成了少數(shù)載流子的注入和復(fù)合。其能量從高能級(jí)返回至低能級(jí)，有一部分會(huì)以光的形式樣放能量。LED電視機(jī)已出現(xiàn)于商場(chǎng)光學(xué)儀器部分，介紹發(fā)光二極管LED奧運(yùn)畫軸上有約4萬(wàn)多個(gè)LE量子初步的教學(xué)，簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用之一的量子保密通信量子比特可以由：原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)，核自旋的-Z和+Z方向，光子的兩個(gè)正交偏振態(tài)等構(gòu)成量子不可克隆和測(cè)不準(zhǔn)原理可以提供量子密鑰分配的安全性(不可竊聽(tīng)復(fù)制)，與一次一密算法相結(jié)合，原理上可提供不可竊聽(tīng)、不可破譯的安全保密通信。量子初步的教學(xué)，簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用之一的量子保密通信量子比特可信息技術(shù)與物理學(xué)科整合2.定性了解，在所學(xué)知識(shí)上的擴(kuò)展、深化在各個(gè)教育的層面上，知識(shí)部分真理具有條件性。防止由于教學(xué)的強(qiáng)化，學(xué)生把特例當(dāng)做概念的本身如功的定義式，一些新大學(xué)生總是寫出恒力、力與位移在同一方向時(shí)的功的表達(dá)式應(yīng)對(duì)一般情況如加速度，一些剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生總希望用勻變速運(yùn)動(dòng)公式求一般情況下的加速度。2.定性了解，在所學(xué)知識(shí)上的擴(kuò)展、深化在各個(gè)教育的層面上，知磁通量這個(gè)概念而介紹通量這個(gè)一般的概念光纖的認(rèn)識(shí)。我們的大、中學(xué)生一提及光纖想到的經(jīng)常是光線在纖心的全反射。很少有學(xué)生想到，光纖內(nèi)傳播的是電磁波，滿足波動(dòng)方程，不同條件下有不同的模式不能把知識(shí)教成過(guò)于固定的東西，要有發(fā)展的思路，有利于終身學(xué)習(xí)、發(fā)展。磁通量這個(gè)概念而介紹通量這個(gè)一般的概念光纖的認(rèn)識(shí)。我們的大3.在簡(jiǎn)化的模式上定量計(jì)算注意理解實(shí)際問(wèn)題--轉(zhuǎn)化為物理語(yǔ)言--簡(jiǎn)化為物理模式3.在簡(jiǎn)化的模式上定量計(jì)算注意理解實(shí)際問(wèn)題例1（09高考全國(guó)2卷26題21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)藏有石油，假定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為。石油密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒(méi)有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度（正常值）沿豎直方向，當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情況有微小偏離。重力加速度在原豎直方向（即PO方向）上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“重力加速度反常”為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量，常利用P點(diǎn)到附近重力加速度反?，F(xiàn)象，已知引力常數(shù)為G。例1（09高考全國(guó)2卷26題21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x，求空腔所引起的Q點(diǎn)處的重力加速度反常。2）若在水平地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在與（k>1）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為L(zhǎng)的范圍的中心。如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。1）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值。因此,重力加速度反常可通過(guò)填充后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力來(lái)計(jì)算,式中的m是Q點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,M是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量，可表示為:r是球形空腔中心O至Q點(diǎn)的距離，可表示為：

如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便g在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變的大小。Q點(diǎn)處重力加速度改變的方向沿OQ方向,重力加速度反常g’是這一改變?cè)谪Q直方向上的投影，利用三角形相似表示為：聯(lián)立以上式子得：由上式得,重力加速度反常的最大值和最小值分別為g在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引起的Q點(diǎn)處重力加速度改變信息技術(shù)與物理學(xué)科整合總結(jié)：本問(wèn)題來(lái)自于高考題的最末一題，是一個(gè)比較難的問(wèn)題。統(tǒng)觀整個(gè)解題過(guò)程，最難的難點(diǎn)在于一個(gè)觀念的建立即：重力加速度反?？赏ㄟ^(guò)填充密度為的巖石后的球形區(qū)域產(chǎn)生的附加引力來(lái)計(jì)算。補(bǔ)償法是一種利用已有模型，經(jīng)常是對(duì)稱模型，來(lái)解決相似或不對(duì)稱問(wèn)題的方法。這種方法的利用需要一個(gè)前提，知道某模型（經(jīng)常是對(duì)稱模型），在上題中是“若以巖石填滿空腔時(shí)”?？偨Y(jié)：本問(wèn)題來(lái)自于高考題的最末一題，是一個(gè)比較難的問(wèn)題。統(tǒng)觀練習(xí)：（09北京20題）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)狀均勻帶電平面，其單位面積帶電量為。取環(huán)面中心O為原點(diǎn)，以垂直于環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的的距離為x，P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E。下面給出E的四個(gè)表達(dá)式（式中k為靜電力常量），其中只有一個(gè)是合理的。你可能不會(huì)求解此處的場(chǎng)強(qiáng)E，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，E的合理表達(dá)式應(yīng)為（B）練習(xí)：（09北京20題）圖示為一個(gè)內(nèi)、外半徑分別為R1和利用疊加：半徑為R2，密度圓面，與半徑為R1，密度-圓面疊加（B）中右邊單位利用單位：利用疊加：半徑為R2，