理论物理

2024-10-14

理论物理(通用9篇)

理论物理 篇1

理论物理专业简介

培养目标

理论物理专业旨在培养德、智、体全面发展的、具有社会义觉悟的物理学高层次人才,要求本专业研究生达到:具有坚定正确的政治方向,热爱社会主义祖国,自觉遵纪守法,品德优良,具有严谨的治学态度,在理论物理学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门技术知识,了解理论物理领域的前沿动态,具有独立从事科研、教学和专门技术工作的能力,学位论文应具有一定的新颖性,熟练掌握一门外国语,身心健康。

学科概况

理论物理专业是我院重点建设专业之一,包含凝聚态理论和计算物理两个方向。凝聚态理论主要研究 低维半导体、量子阱结构中电子、声子、激子、极化子等元激发特性; 计算物理主要研究复合材料物理特性和声子晶体理论及相关计算。

理论物理专业方向的导师具有较强的研究能力,他们均获得博士学位,获得国家自然科学基金和内蒙古自然科学基金的资助。该学科在凝聚态 理论 研究领域和计算物理研究方面,取得了显著的理论研究成果,积累了丰富的研究工作经验。近年来在 SCI 和 EI 刊物上发表数十篇论文,在同行业有一定的知名度。

研究方向

1.凝聚态理论 2.计算物理

师资队伍

目前理论物理专业共有教授 2 人,副教授 1 人,三人均为博士。

专业主干课程

高等量子力学、群论、高等统计力学、量子场论、固体理论、计算物理、材料物理与化学等。

就业情况

理论物理专业的硕士毕业生主要就业方向是高等院校、科研院所和高科技公司,也有部分学生考取博士研究生继续深造。

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理论物理 篇2

一、企业理论中经济力理论及其局限

(一) 经济力理论

所谓经济力理论, 它主要研究企业或公司如何提高自身的赢利能力, 诸如利用规模经济降低成本、垄断优势对外投资、通过对外投资获取高额利润和竞争地位等等。该理论的前提是把企业定位为“经济公民”的身份, 这是一切经济力理论研究的大背景。这个理论的另一个暗含条件是企业是以追求经济利润为根本目标的, 企业的责任在于实现股东的利益最大化, 企业发展的动力是经济要素的投入, 绩效来源于经济资源产出的效率。这一点在传统跨国公司理论研究中体现得很有代表性。传统跨国公司理论无论是“主流学派”还是“非主流学派”、无论是人们所总结的“个论”还是“通论”, 对其行为的解释从没走出过企业“经济利益”的地域, 始终在为跨国公司对外投资的原因、动机、目的寻找经济利益的源泉, 始终围绕“培育、利用优势, 尤其是垄断优势, 获取高额利润”这一教条来探索跨国公司垄断优势来源以及如何利用, 进而解释跨国公司行为, 所以传统的跨国公司理论本质上属于经济力理论。

(二) 经济力理论的局限

企业是社会的经济细胞, 不但是经济利益的折射, 同时也是社会各种利益的交集。特别是跨国公司这样的庞然大物对此体会应该更加深刻。难道跨国公司存在的价值就是创造经济利益?难道“企业的职责就是实现利润最大化”?回答这个问题似乎超出了经济学的范畴, 实际上作为社会细胞, 企业同样是社会关系的显现, 回答以上问题恰恰是回到了经济学研究的本源。除了科斯从交易费用角度解释了“企业的性质”, 那么是否还存在其他角度解释对企业的性质作出解释?毕竟, 企业的本源不但具有经济性也具有社会性。这就意味着企业不仅是“经济公民”, 还“社会公民”。

理论的发展总是意味着实际情况已经发生改变, 20世纪90年代以来, 跨国公司发生了许多新变化, 诸如:跨国并购浪潮与国际战略联盟、RD的国际化、企业制度和治理结构柔性化、网络化等等;跨国公司目标向多元化发展, 包括经济目标、社会目标、环境目标、人文目标的目标体系;重视社会责任的价值取向, 强烈关注跨国公司社会伦理形象。而且, 在所有变化中, 都贯彻一个理念, 那就是“人性化、人文化”。这一系列新变化在传统跨国公司理论中无法找到准确的解释, 尤其是当今跨国公司把社会责任作为实现其目标体系的重要途径, 强烈地追求社会伦理形象, 传统跨国公司理论更是无法合理解释。社会力理论的诞生为跨国公司理论开辟了崭新天地, 为合理解释跨国公司社会责任追求伦理形象找到了理论依据。

二、企业理论中社会力理论的发展

社会力理论是跨国公司理论的新发展, 所谓社会力理论, 就是研究企业在新的企业使命和多元目标体系下, 赢得社会尊重和赞誉的能力, 与社会协调一致、与环境相容共生的能力, 并解释跨国公司关注社会和环境的新的经营战略与行为的理论体系。该理论的任务是应用道德哲学的基本方法、探索跨国公司实现目标体系的动力源泉和运行机制, 并合理解释跨国公司行为和价值观的新变化。社会力理论的产生不仅是跨国公司理论的必然演进, 更是跨国公司实践的客观要求。

20世纪90年代以来, 跨国公司发生了一系列的变化, 这标志着其已经完成了“经济公民”向“社会公民”的转化。发生这种变化的根本原因是:企业经济力 (垄断优势、技术、资源、内部化力量等等) 的有限性, 制约了跨国公司原有经营战略的实施, 使跨国公司越来越认识到, 经济力已经不能构成全球化经营的动力系统, 是经济、政治、文化、社会、环境等因素的迫动性引发跨国公司战略的新变化, 因此, 必须寻求新的动力源———社会力。把承担社会责任、环境责任作为培育社会力的核心, 并形成跨国公司新的核心竞争力, 这为跨国公司社会力理论的产生提供了实证依据。

随着价值观的转变, 跨国公司的目标也不再是单一的经济目标了, 而是向多元发展, 形成了包括经济目标、社会目标、环境目标、人文目标的目标体系, 多元目标体系决定了跨国公司的企业制度更关注人性化、人权、公平, 还有与社会和谐。目标的多元化, 决定了传统跨国公司理论, 已经无法合理解释跨国公司在对外投资和全球化经营过程中承担社会责任和树立伦理形象的新变化。

三、社会力理论的一般化:企业社会责任的研究

社会力理论的提出, 使跨国公司理论向前进了一大步, 为跨国公司如何获得更具适应性的发展能力提供了理论指导, 而社会力理论的研究框架也能够为企业理论发展更加一般性的社会力理论提供帮助。虽然跨国公司社会力理论中已经为社会力构成设计了大致的框架, 但其设计源泉其实来自于企业应该承担社会责任的思想, 因此社会力理论的发展还在于对企业社会责任的研究。

(一) 国外企业社会责任内涵的演变

虽然从起源到今天, 历经“数个世纪”, 但关于企业社会责任的定义还在讨论之中没有统一的答案, 自然相应的内涵也就处于不断的变化之中。

1924年歇尔顿首次提出企业社会责任的说法。他把企业社会责任与企业经营者满足产业内外各种人类需要的责任联系起来, 并认为企业社会责任含有道德因素在内。这种崭新的思想认为, 企业经营战略对社区提供的服务有利于增进社区利益, 社区利益作为一项衡量尺度, 远远高于企业的盈利。20世纪20年代, 美国就出现三种相互联系的观念对传统企业社会责任理念提出挑战:受托人观念、利益平衡观念和服务观念, 这三种观念开始扩大企业的社会责任。20世纪30年代至50年代, 企业的社会责任增大了, 包括雇员福利 (抚恤金和保险计划) 、安全、医疗保健和退休方案得到进一步完善。20世纪60年代环保主义蓬勃发展, 企业承担社会责任的重心由赞助行为、提高产品安全度等类似事宜, 转向改善空气和水的质量。20世纪70年代, 消费者权益运动风云迭起, 企业社会责任又加入了新的内容。

虽然不同时期企业社会责任的内涵是不一样的, 相应的理论认知也存在不同。但从总体上来看企业社会责任可以看作是企业高层作为企业相关者的信托受托人, 而积极实施利他主义的行为, 以履行企业在社会中的应有角色。其中相关的信托受托人实际上指的是公司股东、债权人、职工、消费者和广大社会公众等相关利益者。而利他行为则是指企业为社会公众解决某些社会问题, 但自己并不直接从中获取经济上的好处。

(二) 国内关于企业社会责任的研究

国内关于企业社会责任的研究传承自国外的相关研究, 是在中国的社会文化需要和面对国际贸易的压力下必然出现的结果。与国外一样, 关于企业社会责任的定义, 国内学者也是众说纷纭各有看法, 其内涵远未统一。但大部分学者都认为企业履行社会责任是中国主动应对的最好选择, 也与中国经济发展同步, 有利于中国经济的可持续发展。就目前中国对企业社会责任的研究明显不足。其表现为:一是研究成果少而且观点片面。从国内研究企业社会责任的文献来看, 迄今为止, 对企业社会责任系统研究成果不够深入, 现有研究企业社会责任的著作中, 全面系统研究企业社会责任的几乎没有。二是缺少创新性研究。目前国内翻译国外企业社会责任各方面原著较多, 而国内原著很多都是借鉴或直接引用国外专家、学者的观点和科研成果, 针对中国特色的理论观点很零碎, 没有形成完整的理论体系。三是侧重于企业社会责任的应用研究而轻理论研究。与国外理论界对企业社会责任的理解明显不同。可以看到, 中国企业社会责任理论的研究亟待加强, 特别是企业社会责任评价体系的建立。

四、总结

企业角色从“经济公民”转向“社会公民”;企业理论也从经济力理论发展到社会力理论, 在这个过程中企业正在逐渐掌握更具加适合发展的能力, 并通过将社会责任整合入企业战略的形式, 在制度上保证了更加有效地将社会力转化为企业发展的核心动力, 并借此发展出强大的竞争优势。但企业理论的这一新发展还有待进一步的提供给企业更强的理论指导, 关键在于建立可融入企业经营管理策略的与企业绩效紧密相联的社会责任评价体系, 而这又依赖于企业社会责任理论的进一步发展。对于中国企业来说, 竞争的最高境界将是标准和制度的竞争, 强化社会责任是企业提高竞争力和实现可持续发展的有效途径。企业要把承担社会责任作为企业经营管理战略的重要内容来规划。要把承担社会责任的成本变成对提高企业竞争力和可持续发展的投资, 而且要争取这种投资的效益最大化。

摘要:将企业的发展看作是企业不断获得更加自由能力的过程。从自由的视角, 企业理论的发展被看作是从对一种能力的研究转向另一种能力的研究, 即作为传统企业理论的经济力理论向现代企业理论的社会力理论发展。社会力理论如何从跨国公司理论中发展成更加一般的企业理论, 其核心在于对企业社会责任理论的研究, 从而完善社会力的构成。

关键词:企业理论,经济力理论,社会力理论,企业社会责任

参考文献

[1]杨瑞龙, 杨其静.企业理论:现代观点[M].北京:中国人民大学出版社, 2005.

[2]邓修权, 夏国平.企业能力理论及其形成背景分析[C].全国第七届工业工程与企业信息化学术会议论文集, 2003.

[3]卢让林, 李子奈.企业理论的发展[J].清华大学学报:哲学社会科学版, 1991, (1) .

[4]吕中楼.企业理论的产生与发展[J].经济学动态, 1994, (7) .

[5]徐传谌, 刘凌波.从新古典厂商理论到后现代企业理论:制度内化与范式转换的理论演进[J].当代经济研究, 2007, (4) .

理论物理之乐 篇3

中国有句俗语是这样说的,外行看热闹,内行看门道。其实,在“外行们”还在思索廖玮“为什么选这行”时,人家已经在享受理论物理研究带来的挑战和刺激,并且乐在其中。别人眼里的枯燥无味,对廖玮来说,却是杨枝甘露。

美国已故天王巨星MJ曾经说过,别站在你的角度看我,你看不懂。那么,对于理论物理给研究者们带来的快乐,别人又如何看得懂呢?

—编者

常常有人问我:“理论物理这么枯燥,你怎么还会选择这一行?”

诚然,成为一名优秀的理论物理学家,并且在理论物理领域有所建树,是有一定难度的。但这并不意味着理论物理是枯燥的,相反它有其自身的独特魅力,能令理论物理研究者乐在其中。

其实,只要了解理论物理学家是如何思考和解决难题的,就不难明白理论物理的乐趣。但“外行人”无法参与这个发现难题、解决难题的过程,所以体会不了其中的奥妙。

物理学之难不仅在于解决一个未知领域的问题十分困难,还在于我们思考的问题并不一定是值得研究的好问题。在学生时代我曾听何祚庥教授说过,有四类问题需要仔细分辨:真问题、假问题、成熟的问题和未成熟的问题。我因而知道了人们研究的问题有可能是假问题或者是未成熟的问题,并很难因研究此类问题而有所成就。回顾科学发展的历史,我们可以发现,真正能够留下来的有价值的东西非常少,但各种思想潮流和研究方向很多,有大量研究工作由于没有经受住时间和实验的考验,最终消失在人们的记忆中。

这些研究工作一部分是因为没有解决问题而被人遗忘,还有很多则因研究的问题为假问题或者不成熟问题所致。此外,检验理论研究的结果往往需要超过当时水平的实验条件,因而很多研究工作没办法在短时间内得到检验,人们容易因此陷入对假问题或不成熟问题的研究和讨论之中,而不能及时得到实验纠正。所以,找到正确的问题、有效地思考问题并解决问题,对理论物理研究者来说是巨大的考验。

即便如此,仍然有少数科学巨人能够在短短的一生中不止一次地获得巨大的成功。他们又是如何做到的呢?探究这个问题,就要了解理论物理学家是如何思考问题的。

兰志成教授曾经给我讲过女物理学家Nina Byers的一个故事。费曼和施温格是令美国人为之骄傲的两位美国物理学家,曾因对量子电动力学的贡献获得诺贝尔物理学奖。许多人认为他们两人是天才,以为费曼无需数学推导仅凭物理猜想就可以得到正确结果,而施温格在不借助物理图像的情况下,仅凭数学推导就能够得到一些神奇的结论。然而,曾与两人合作过的Nina Byers后来谈起两人时说:“人们都以为他们是天才,但其实他们和我们一样,为了接近真相,也需要尝试多种不同的方法;只有在使用了多种不同方法得到同样的结论之后,他们才会确信自己的结论有很大的可能性是正确的。他们两人的不同之处在于:在发表的论文中,费曼只写出有关物理的部分,而施温格只写出有关数学的部分。人们因此认为他们用很少的方法就能破解难题,得到正确的结论,是不可思议的天才。”

后来我与兰教授谈起,这个故事与《庄子》中的一个故事很类似:孔子去见老子,老子对孔子说,你所研习的不过是前人的“陈迹”而已,“迹”(足迹)是人“走过”之后留下来的,难道“迹”是“走过”吗?

从Nina Byers的讲述中,我们可以获得两方面的教益。一方面,所有的研究论文都可以看作是“陈迹”。有一定科学研究经验的人常常会发现写作论文时的思路与当初开展研究时的思路不同,所以对于这一点比较容易理解。后来人(尤其是初学者)在学习的时候,应该充分认识这一点。另一方面,这个故事很好地向人们展示了物理学家是如何思考问题、探索未知世界的。

探索未知世界和研究未知现象的最大困难在于:我们并不知道前人发明的思想观念和理论方法是否适用于有待探索的未知世界和问题,但如果离开前人发明的思想观念和理论方法, 我们其实一无所有。也就是说,我们不得不依赖这些不知道是否适用于未知世界的思想观念和理论方法来探索未知世界。也许有少数天才可以摆脱这个束缚,凭借单纯的直觉或观念就能到达未知的彼岸,但这并不是人类能够倚靠以便持续且系统地探索未知世界的有效途径。

为克服这一困难,在研究某个未知问题时,我们常常需要许多不同的方法(例如10种)。也许这些方法中有一部分方法是不适合用于研究这个问题的,但也有可能一部分方法是适合或部分适合研究这一问题的。假如有4~5种方法能够达到同一个结论,我们就可以确信这个结论有很大可能是对的。因为这4~5方法中可能有部分方法(例如1~2种)是适用于或部分适用于研究这个问题的。

当然,理论研究的结论最终需要实验来检验。在实验检验的基础之上,我们才可以确认哪些思想观念和理论方法适用于或部分适用于待探索的未知领域。得益于这样较系统的研究,人类就可以持续地猜想和创造适用于新现象的新观念和新理论。

那么,理论物理的乐趣又在哪里呢?

要成为一个高明的理论物理学家,不可避免地需要对理论物理的各个分支以及各种理论方法有良好的理解。如果没有广博的知识,理论家不可能在面对真正的未知问题的时候,找到足够的方法来接近对问题的解答。即便得到某些结果,他们也很难确定自己的研究结果是否可靠。有人将学者分为两类:一类深刻,一类广博。但实际上,没有广博的知识,就很难有深刻的思想。真正思想深刻的探索者很少不具有渊博的知识。

一个高明的理论物理学家,还不可避免地需要娴熟地掌握各种知识和理论方法。这不仅意味着需要对知识的内容有深入了解,以至于能够熟练运用,而且要对理论知识的已知适用范围有充分的认识。 没有这样一种认识和心理上的警惕,开展科学研究的时候就很可能得到错误的结论而不自知,理论知识就可能变成通向成功的障碍。简言之,理论家应该能够娴熟自由地运用各种知识、观念和理论,同时不被这些知识、观念和理论的局限性所束缚。

当然,娴熟掌握各分支的各种知识和理论是一个巨大的挑战。初学者应该先努力掌握某一分支的知识、现状和发展,在这一分支的科学研究中积累经验,锻炼自己的能力,立足于个人既有的研究领域再逐步拓展自己的视野和思维,格知以致道,最终成为掌握理论而不是被理论掌握和限制的理论家。

初中物理电阻物理教案 篇4

知识目标

1.通过实验使学生会用伏安法测电阻的方法.

2.使学生进一步掌握正确使用电压表和电流表的方法.

能力目标

培养学生的实验技能,提高学生的实验素质.

情感目标

培养学生实事求是科学态度和团结协作的集体观点.

教学建议

教材分析

用伏安法测电阻是电学中的一种基本测量,属欧姆定律变换式的具体应用,对于加深欧姆定律和电阻概念有重要作用,同时又给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于提高学生动手操作能力,根据课题设计实验电路图,掌握正确的操作顺序是本节的重点,根据电路图进行实物接线并且排除接线过程中出现的种种故障是难点所在.

教法建议

本节拟采用先讨论,后设计方案,再进行实验的方法进行学习.

考虑到中学生的思维特点,由浅入深地加以引导,循序渐进地提出下面的几个问题:

(1)怎样用电压表、电流表测电阻的值?电路图是什么?

(2)需测哪些物理量?

(3)怎么算出电阻?这个算出的值有误差吗?

(4)怎么减小误差?

(5)怎么才会取得多组数据.

按以上思维过程,学生很容易想到用变用器去改变待测电阻中通过的电流及待测电阻两端的电压,变阻器也就呼之欲出了,突出了变阻器在此实验中的中心作用.

教学设计方案

导入新课

1.检查学生完成预习作业情况并按下面的实验报告加以纠正.

实验目的用电压表、电流表测电阻.

实验原理变形

实验器材学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、单刀开关各一个,导线若干.

实验电路图

实验步骤

(1)按电路图连接电路.

(2)检查无误后,闭合开关s,改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的读数,填入下面的表格中.

(3)其出三次R的值,求出R的平均值.

电压U(V)

电流I(A)

电阻R

1

2

3

实验记录表格

待测电阻R的平均值

2.教师强调实验注意事项

(1)连接电路时提示学生

①开关要处于断开位置.

②滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置.

③电源电压选用4V.

④电压表选用3V量程,电流表选用0.6A

⑤注意认清电压表、电流表的“+”、“-”接线柱.

(2)指导学生连接电路时强调:

先连“主电路”即由电阻R、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀开关、电源组成的串联电路,检查无误后再接电压表.

3.进行分组实验

(1)教师巡回指导、检查学生分组实验的情况,及时解决实验中发生的问题.

(2)指导学生正确读出电流表、电压表上的数值.

(3)注意观察,尽可能要求每个学生都参加操作.

(4)掌握实验进展,记录下实验做得好的小组.

4.实验总结

(1)选几组汇报实验结果.

物理学科节物理魔术策划 篇5

一、活动主题:用物理魔术展现物理的奇妙

二、物理魔术主要是利用物理原理来进行的一些趣味实验,对此,可提高学生

对物理的感性和理性认识,让学生认识到一些现象中的物理原理,增加学生的科学素养。

三、活动对象和时间:

活动对象:高

一、高二所有学生

活动时间:理化生学科节时间

四、活动计划和方案:

1、2月24日—3月9日:前期宣传,主要针对分校高一二学生,争取让所有学生都能积极参与。在此期间呢,负责老师可先搜集一些物理魔术的资料,对有兴趣的同学进行前期指导,另负责老师利用星期天时间去科技馆参观学习,有效利用社会资源。

2、3月11日---3月31日:让学生准备物理魔术所需道具和材料,并熟悉操作,同时挑选具有表演性和观赏性的物理魔术,作为开幕式上的部分表演;对于大部分的魔术可在学科节活动期间在课下向学生展示,如果学生的表演不能够通过的话,将主要在活动期间展示。

3、4月1日----4月21日:组织学生和老师进一步优化魔术4、4月22日---5月1日:挑选最终的物理魔术

5、参与理化生学科节

理论物理 篇6

摘要: 物理教学不仅仅是一个传授物理知识的简单过程,而更应该是一个传授物理知识的同时贯穿物理思想方法的过程。新课程标准的实施为高中物理教学中进行物理思想方法教育提供了广阔的前景。教材中蕴涵的丰富的物理思想方法为高中物理教学中进行物理思想方法教育打下了坚实的基础。物理学发展过程中形成的新的物理思想、观点、方法是高中物理教学中进行物思想方法教育取之不尽的源泉。在中学物理教学中加强物理思想方法的教育,使学生在学习物理知识的同时,掌握物理思想方法是大物理教育的一个重要方面。

关键词: 物理教育 思想方法 新课程 灵魂

中学物理教学是为了达到一定的教学目的,根据学生的已有基础、认知水平和思维能力,从有利于今后学生发展的观点出发,对有关的物理学的内容进行由简单到复杂、从条件到结果、从现象到本质重新组织和系统构建形成教材,并在教师的“教”和学生的“学”这一教学活动而构成的一门学科教学。在这个教学全过程中,物理教学不仅仅是一个传授物理知识的简单过程,而更应该是一个传授物理知识的同时贯穿物理思想方法的过程。作为一个教师不管他是否意识到,在教学过程中,知识的发生过程就是物理思想方法的运用过程和学生物理思想的领会过程。同时教师也在用自己的世界观、对物理问题的科学思想和科学方法以及教师对物理思想方法的理解等潜移默化地影响学生、感悟学生和培育学生。而学生在学习物理知识的过程中同时也在通过自己的努力领会并掌握物理思想方法,提高自己的求知能力、实践能力和创造能力,从而发展和完善自己的物理科学素质。所以,时代赋予了中学物理教学新的内涵,教师不能仅仅局限于知识教学与技能的培养,更重要的是在物理知识教学的过程贯穿物理思想方法,用物理思想方法统率物理教学,从而提高物理科学素质。这样我们的物理教学才能上升为大物理教学,即以物理学科为主要内容的、以提高学生科学素质为目的的物理教育。

在中学物理教学中加强物理思想方法的教育,使学生在学习物理知识的同时,掌握物理思想方法是大物理教育的一个重要方面。学生在认知过程和解决问题的过程中离不开物理思想方法的指导。物理思想方法在学生的学习过程中起着举足轻重的作用。巴甫洛夫曾说过:“有了良好的思想方法,即使是没有多大才干的人也能做出许多成就。如果思想方法不好,即使有天才的人也将一事无成。”(《巴甫洛夫全集》第5卷,人民卫生出版社1959年版,第17页)英国著名物理学家玻恩在1954年接受诺贝尔奖时说:“我荣获1954年的诺贝尔奖与其说是我发表的工作里包括了一个自然现象的发现,倒不如说是那里包括了一个关于自然现象的新思想方法基础的发现。”爱因斯坦也说过:“像我这样类型的人,一生中主要的东西,正是在于他想的是什么和他是怎样想的,而不是在于他做的和经受的是什么。”所以,要“培养能够适应新世纪科技革命需要和善于对国际竞争的新型人才。”就必须在学生的认知过程中加强思想方法教育。通过物理思想方法教育,可以显著提高学生的物理科学素质,从而促进学生自主、持续、终身地发展。

一、新课程标准的实施为高中物理教学中进行物理思想方法教育提供了广阔的前景 新课程标准的实施,为我们在物理教学中进行物理思想教育展示了一个舞台。新的课程标准要求我们从知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观这三维的目标上培育学生。特别强调过程而不单单是结果,强调思想方法而不单单是知识。下面仅以新课程标准中的“运动的描述”为例,看看新课程标准在“物体的运动”中对物理思想方法教育的要求。

(一)运动的描述

用心

爱心

专心 1.内容标准

(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。例1 了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。

例2 了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。

(2)通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。

例3 认识在哪些情况下,可以把物体看成质点。

(3)经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。

例4 用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。例5 通过史实,了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。

(4)能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。2.活动建议

(1)通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响。

(2)通过查找资料等方式,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。

从“运动的描述”这一节课程标准中处处体现出了科学家研究物理问题的“观点”、“思想”、“方法”等物理思想方法,“了解”、“认识”、“体会”这些物理思想方法的“特点”、“作用”、“重要性”和“意义”。这些“内容要求”和“活动建议”都强调了物理思想方法贯穿于物理教学活动的始终。所以课程标准要求我们在物理教学中进行物理思想方法的教育,用物理思想方法统率物理教学,使物理教学真正成为名副其实的物理教育。

二、教材中蕴涵的丰富的物理思想方法为高中物理教学中进行物理思想方法教育打下了坚实的基础

高中物理教材对比较重要的知识,总要展开其获得过程,这些“获得过程”,往往是充满着丰富的物理思想方法的过程。新知识的获得过程,或表现为从收集科学事实开始,通过一系列的物理思想方法得出科学结论;或表现为从已有的知识开始,通过一系列的物理思想方法得出新的知识;或表现为上述两种过程的结合。例如:

对概念教学过程,从物理思想方法的角度来看,一般是在观察实验的基础上用分析、比较、抽象、概括的物理思想方法揭示出事物本质属性的过程,所以概念建立过程中运用的物理思想方法如下:

对规律教学过程,教材得出物理规律最多的是实验归纳的思想方法,也有部分是用演绎的思想方法或假说——验证的思想方法,所以规律得出过程中运用的物理思想方法如下: 对实验教学,根据物理思想方法,我们可以把物理实验看作是人们用控制手段向特定的研究对象输入明确的问题信息,迫使它输出应答信息,然后用观测手段收集应答信息,最后整理、破译应答信息的过程,所以实验过程中运用的物理思想方法如下:

此外,物理教材中的由简单到复杂、从条件到结果、从现象到本质、从实际问题到理想化模型等等由浅入深的过程中处处闪耀着物理思想方法的火花。例如从恒力到变力问题(如变力做功问题可通过分割求和的物理思想和微元的物理思想方法处理)、从直线到曲线问题(如平抛运动问题可通过运动的合成与分解的物理思想方法和等效的物理思想方法处理)、从单一质点到连续介质问题(如机械波的传播中的连续介质问题需要通过理想化物理模型的思想方法和研究对象之间联系的观点和发展的观点的物理思想方法处理)等等。

三、物理学发展过程中形成的新的物理思想方法是高中物理教学中进行物理思想方法教育取之不尽的源泉

用心

爱心

专心 物理学的发展史告诉我们,在物理学发展过程中,每一次物理学思想上的“危机”都孕育着物理学上的一次重大的突破,而每一次重大的突破都会强烈地在当代乃至下一代的物理思想方法上留下不灭的印记。一个重要的物理学定律或定理的产生往往是一代人甚至是几代人的坚持不懈努力的结果。而在每一项成果的背后,总伴随着新的物理思想方法的产生,或用新的物理思想方法作为它的世界观的支撑点。物理思想方法是在物理学各个发展阶段中逐渐萌发出来并成长为这个阶段物理学最重要的,对促进和发展以后物理学认识有突出影响的物理学的主流思想方法,这些思想方法既体现在物理学家对他们研究领域和研究工作的思考、理解、认识以及创造性发展的过程中,也体现在与不同学派和不同观点的比较、切磋、争论以及逐渐为同行所认可的过程中。在一个时期占有突出主体地位的物理学思想和方法不仅给那个时期的物理学发展打上了深深的烙印,而且对以后物理理论的发展方向和速度产生着重大的影响。下面撷取物理学中对时空和物质这两个最基本的思想概念,由此来说明时空观和物质观的不断深化带给我们思想观念和思想方法的不断更新。

时间和空间是物理学中的最基本的思想概念,对时间和空间的认识始终贯穿在物理学的整个发展过程。物理学的时空观从物理教学一开始就渗透在整个物理教学的过程中。例如,在运动学的教学中位移和时间就是时空的两个最基本的概念,而位移和时间贯穿在物理学的始终。

在牛顿经典物理学的绝对时空观里,时间和空间是绝对的,相互独立无不影响。绝对时间和绝对空间是牛顿力学赖以成立的一个重要的基础观念。在牛顿的时空观中空间和时间各具有自己的不变性,也就是在这个空间中一个物体的尺度不会因为运动的状况而改变。时钟也不会因为运动的状况而改变。

牛顿的时空理论是在取代古希腊和中世纪的宇宙观中产生的,而爱因斯坦的相对论的时空观在二十世纪初又取代了牛顿的绝对时空理论。时间和空间的相对性和统一性是爱因斯坦相对论的核心思想。在爱因斯坦的狭义相对论中不存在绝对的、孤立的时间和空间。在狭义相对论中空间和时间构成了四维时空,任何物理事件的发生极其变化都在这个四维时空中,时间不再独立于空间之外。

基于这样的时空观的变革,不仅物理学中一些重要理论发生了改变,更重要的是人们头脑中的物理思想方法发生了深刻的变化。

对于物理学的质量观,从对物质本原的认识追溯,我国古代的水、火、木、金、土的“五行说”、古希腊的土、水、气、火“四根说”,直到“原子说”的提出,人们对物质的认识在不断的深入。物质的可分〔各态物质→分子→原子→核(电子)→强子→轻子→夸克→┅┅〕导致不连续的物质观的形成。物质的连续(电磁场)又导致了从不连续的物质观上升为连续的物质观,使人们的思想方法又上了一个新的台阶。然而微观世界的波和粒子的二象性又使人们从连续的物质观走向连续与不连续统一的更高层次的物质观。这样认识由低层次向高层次不断深化的过程,就是人们的思想观念变革的过程,也是物理思想方法不断更新的过程。

四、在物理教学中进行物理思想方法教育能使物理教学达到更高的境界,从而实现大物理教育

物理知识和物理思想方法是物理文化素质的两个基本方面。它们在内容和形成源流上有一定的关联。物理知识的建立,离不开物理思想方法的规范使用;物理思想方法的形成又以一定的物理知识为基础。大物理教育不仅仅是物理知识的教学,而是应该更进一步深入和拓展到物理思想方法的层次上去,即进行物理思想方法的教育。同样,物理学思想方法又需要以物理知识为基础,因为前者是以后者为载体的。物理思想方法是中学物理教学的主体内容,它和物理知识处于同等重要的,而且最有价值的地位。

对教育而言,学生在校所能学到的知识很有限,而科学技术的迅速发展,要求社会成员具有较强的独立获取新知识、掌握新技术、解决新问题的创新能力。正如赞可夫所说:“无论学

用心

爱心

专心 校的教学大纲编得多么完善,学生毕业后必然会遇到他们不熟悉的科学上的新发现和新技术。那时候,他们将不得不独立、迅速地弄懂这些东西并掌握它。”要迅速地弄懂这些新知识、新发现,掌握这些新技术,如果没有一套行之有效的思想方法是很难达到的。所以在物理教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识,更重要的是要教给学生具有普遍价值的思想方法,即必须树立大物理教育观。我们知道,观察、实验、假说、验证等物理学科的基本研究方法,它不仅适用于自然科学的研究,也适用于其他科学技术领域和各种工作领域。分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等物理学科中常用的思维方法,更是普遍应用于人的各种思维活动,思想方法可以说是一个人终身不可缺少的基本素质。学生在物理教学中受到的思想方法的教育和学生在发现问题、分析问题和解决问题的过程中运用思想方法取得的成功经验,就会在以后的问题中自觉地运用并逐渐得到升华。当学生以后走上工作岗位,即使忘记了具体的物理概念和规律,但物理思想方法却仍然能指导他们作为社会的人,形成善于分析问题、归纳总结、分类评价、综合比较、概括判断等工作方法,自觉地运用内化了的物理思想方法思考问题、解决问题,并具备实事求是,严谨科学的意识。所以,学生在物理教学中受到的物理思想方法的教育和培育将终身受益。所以,学校教给学生发现问题、分析问题和解决问题的思想方法,应是学校教育给予学生的最具生命力的教育成果,也是学生离开学校后学习和工作的最有力的工具。因此,掌握物理思想方法比掌握具体的物理知识更具有长远的意义。

在教学中有意识地以物理思想方法为线索组织物理教材、组织物理教学过程。对一些重点物理知识,模拟物理学家的研究过程,切实运用必要的物理思想方法,让学生在物理思想方法的导引下主动地去获取知识。这样的教学,必然符合学生的认识规律,能使学生对物理知识的获得过程有切身的体验,从而对物理知识本身有扎实的理解,同时又受到物理思想方法的训练和培育。这就使学生不仅掌握了物理知识,还明白了这一知识是用了那些物理思想方法来获得的,即能在物理思想方法层面上理解和体验物理学习过程。这样,学生经过学习逐步地掌握了物理思想方法,进而形成自己的科学的物理学习方法,就会有效地提高学习效率。当学生掌握了物理思想方法取得了独立获取知识的本领时,就得到了开启物理知识宝库的“金钥匙”。而对教师而言,以前我们找不到知识教学与能力培养的结合点,感到这两者的结合难以自觉地去操作。从我们的实践来看,突破口就在于加强物理思想方法教育。物理思想方法能将物理知识和能力联结起来,而且具有可操作性,物理知识的传授与能力培养的可操作性难题也就得到了解决。这样,在物理教学过程中知识与能力、教法与学法的有机结合,物理教学必然会达到更高的境界,从而真正实现大物理教育。

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统一理论与物理教学 篇7

一、物理教学中实施统一理论的心理机制

脑科学认为:人的大脑中的记忆信息最初其逻辑结构处于无序状态, 最初各种记忆储存过程在丘脑皮层、基底神经节、丘胞皮层回路及极化神经元网络系统中随机进行, 但通过反复有效的外界刺激、相关信息检索、提取相似性信息等过程, 就能逐步使原本随机分布的记忆信息进行慢慢统一到逻辑上结构有序化的组合, 即信息熵向减少方向进行。因此物理教学中实施统一理论是完全符合脑科学的。

二、统一理论与物理教学的结合

物理学的结构和形式是很美的, 许多著名的科学家都感叹这种美, 追求这种美, 这成为了物理学发展的一种动力。牛顿力学把地上的和天上的运动统一起来;麦克斯韦电磁理论把电现象、磁现象和光现象统一起来;波粒二象性把粒子运动和波动统一起来;原子、分子结构理论把宇宙万物统一于同一本源;能量概念不仅沟通了力、热、电、磁、光、原子等领域, 还进入了其他学科;质能方程, 把质量和能量、实物和场统一起来, 等等, 所有这些无不显示着多样性的统一美。如果在中学物理教学中我们能欣赏并把握这种美, 那么我们的教学也将会变得更美好。

1. 惯性统一教学

惯性是物质的一种基本属性, 自然界中的物质都具有这一属性。在中学物理中, 如何正确理解惯性是学生的一个难点, 许多学生高中三年结束还不知道惯性到底体现了物质一种什么样的性质?有什么意义?究其原因, 是学生没有把学过的知识统一起来, 自然对惯性的认识就不够深刻, 难以理解其本质。纵观现在广泛使用的人教版高中物理教材, 涉及惯性的内容比较多, 比如:

(1) 运动惯性。物体有保持静止或匀速直线运动状态的性质, 叫做惯性, 这里的惯性实质上指的是运动惯性。

(2) 电磁惯性。感应电流具有这样的方向, 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化, 这就是楞次定律。楞次定律实质上揭示了电磁感应现象中线圈总想保持原来的磁通量不变, 本质上就是一种电磁惯性。

(3) 热学惯性。比如波义耳定律指出, 对于一定质量的理想气体, 若保持温度不变, 当体积减小时, 压强将变大。定律本身说明了当有外来作用强迫气体体积变小时, 气体将增大自身压强, 阻碍自身体积变小, 这不也反映了气体总想保持原来的体积不变吗?这就是一种热学惯性。如果在实际教学中我们能把各种惯性统一起来认识, 学生对惯性的认识必定比较深刻。

2. 场统一教学

在“电场”一章中, 电场强度、电势、电势能是电磁学中最重要的基础概念, 也是本章的重点和难点, 但是往往由于学生缺乏感性认识, 普遍觉得这些概念比较抽象, 虚幻缥缈, 难学难记。很多学生学时就是背条文、背“黑体字”, 只会生搬硬套公式, 以至于错了也不知怎么错的, 对了也不知怎么对的, 不知其然, 更不知其所以然。事实上, 本章教学只要遵循着统一的思想, 把电场和重力场统一起来, 学生学习电场难度就会极大降低, 接受电场的那些基本概念就容易得多。如:万有引力定律与库仑定律;电场强度与自由落体加速度;重力势能与电势能;等高线与等势面, 等等。电场教学完成后, 我们甚至可以进一步指出电场和重力场都共属于一种保守力场, 只要是保守力场都具有相同的性质。若统一了这一点, 学生就能从知识的获得上升到一种学习能力的获得, 对他此后的再学习都有很大的帮助。

3. 天地统一教学

在高中物理教学中, 万有引力教学是高中力学部分的一个重要组成部分。学生对于天体的运动规律学习, 往往都是在学习了相关的知识后然后置于脑中想象, 原来天体的运动规律是这样的, 而这样靠想象出来的学习结果往往带来的后果就是理解不够深刻, 浮于表面。如果我们在这部分教学中引入天地可统一的理念, 那么学生的学习就能较好地实现抽象到形象的华丽转变。如关于天体的运动经常出现这么一个题目:假如现在这一时刻是太阳系九星连珠的时刻, 则经多少年后才有可能再次出现九星连珠现象?对于这个问题大部分学生无从下手, 调查原因:很多学生的回答就是不能理解八大行星的运动模型。的确, 对他们来说太阳系的行星运动就是一个抽象的模型, 模型终究是一个假想物, 如果在思考这个问题的时候我们能提供给他们一个实实在在的存在作为思考的参照, 思维难度自然就得到了解决, 那么与天上这一规律相似的物体地上有吗?当然有!九星连珠的问题实质上就是一个追赶问题, 我们日常生活中最常见的与之相似的就是机械手表, 若教学的时候我们让学生闭上眼睛想想八大行星的运动模型, 再低头看看手上的手表秒针、分针、时针的走动, 不就想清楚九星连珠的问题了吗?

4. 德国教材流教学

分析比较多个国家教材可以发现, 统一理论在各教材中都有不同程度的体现, 如德国教材中的流问题就重复出现在电学、力学、热学和化学中, 也不同程度地出现在光学、声学和电子学中, 如下表所示:

德国教材用这种实物型量的流来构建整个课程结构, 它不但把物理学各分支学科综合在这个统一的结构内, 而且还把化学、信息学和近代物理的部分内容也整合在这一结构中, 形成了一种统一。若学生都能从统一的角度看问题, 对知识的理解必然更加深刻, 学习效果自然事半功倍。

统一理论是站在科学的高度又带有哲学意义的思维科学理论, 具有很高的理论价值和应用价值。统一理论的论点应该赋予我们教学工作者以有益的启示, 在物理教学中, 只要我们有意识地运用统一理论的观点去分析问题和发现问题, 就能够使我们的教学过程更富有创造性和开拓性, 我们的教学就会达到一个新的、更高的境界, 真正做到提高教学的实效。

参考文献

[1]陈敏华.德国卡尔斯鲁厄物理课程简介[J].物理教师:高中版, 2008 (5) .

[2]吴海波, 赵华波.基于相似性科学的高中物理教学研究[J].石家庄学院学报, 2005 (6) .

[3]蔡锋.相似的奥秘[M].南京:江苏科学技术出版社, 2004.

物理社里物理杀 篇8

“我用特斯拉的交流电,这一回合是不是能少抽一张牌啊?”“对,而且你下一回合可以多抽一张牌哦。”

西交利物浦大学2013年社团文化节的现场,五位同学坐在桌边,试着玩一种他们开发的新桌游“物理杀”,它是仿照流行桌游三国杀的游戏配置和游戏目标设计而成的,不仅有很多经典的物理学知识和著名的物理学家,还有加入了美剧《生活大爆炸》中的物理学家Sheldon。

这物理杀是怎么开发出来的?还得从西交利物浦大学物理社说起。它起初是想为师生交流搭建一个平台,但学术型社团终究得不到同学们的“宠爱”。“在刚开始的那段时间,很少有人参加我们的活动,关注我们的人人主页的也就是那几个不想挂科的人。”资料部部长王劭桐说。

为了吸引同学参与,社团资料部开始整理发放一些面向普通同学的材料,向同学们普及一些物理知识。这些资料分为科普类和复习类两种,科普类主要是整理一些大型的科普讲座知识,复习类则是完全由学习成绩好的学长学姐整理的复习材料。慢慢地,有同学注意到物理社的资料非常实用,便开始主动加入社团。王劭桐强调,物理社虽然是学术型社团,但完全是由学生自主管理的,老师只起辅助性作用。也正是由于学生自主管理,使得整个社团的氛围格外自由和轻松。

“我们是玩物理的!”成为物理社极具煽动性的口号。物理本身是比较枯燥的,得做一些活动让物理知识变得生动有趣。最初,物理社内部将三国杀的武将牌改成社团中各个成员或老师。这些仅供娱乐的改编活动一时在物理社内非常流行。而王劭桐将物理知识加入三国杀的创意最受社员青睐。于是,物理社一起分工协作,开始设计这寓教于乐的“物理杀”。

物理杀的卡牌种类和游戏规则与三国杀大致相同,但物理杀的设计更为简单明了。去掉了体力牌,武将的技能设计虽仿照三国杀的规则,但更为简单,便于没有接触过三国杀的同学参与。王劭桐介绍说:“有些同学不玩三国杀就是因为规则太过复杂,而物理杀的规则相对简单易懂,更容易上手。”

物理社成员在集体设计物理杀游戏时,并没有在游戏规则上做大量的改动,而是将心思放在卡牌设计上。玩过物理杀的同学会发现,它将三国杀的基本牌“杀”“闪”“逃”等都改成了物理概念“力”、“反作用力”和“能量”。物理杀中的锦囊牌也是将三国杀中的锦囊换成了物理名词。例如用“量子纠缠”替代“过河拆桥”,同样能使拥有此牌的玩家能够弃置一名玩家的一张牌。武将牌上的人物也都是著名的物理学家。武将的技能设计都是与该物理学家的学术成就有关。例如牛顿,他有一种技能是“牛三定律”,可以使力与反作用力相互通用。

物理杀与三国杀最大不同是多了很多答题的环节。三国杀中有一个环节是“判定”,物理杀在最初设计的时候将“判定”设计为抽取一道物理题回答。答对则技能有效或成功起作用,答错技能无效。但是,在实际操作过程中,王劭桐和其他社团成员都发现,物理题的难度不一,使得判定环节的公平性下降。经过一番商讨,大家决定将物理题分为简单、中等和难三个档次。物理杀中的“反作用力”替代三国杀中的“闪”,但“反作用力”的数量比“闪”的数量少很多。当一个玩家需要用到“反作用力“的时候,他可以选择出“反作用力”的牌,也可以选择回答一道中等难度的物理题。回答正确就如同出了一张“反作用力”的牌而不会受到伤害。 一些具有趣味性但是知识点较偏的题被列为难这一等级,如“什么叫薛定谔的猫?”当玩家想要出“力”牌的时候,就需要回答这类题目。

“设计答题的目的是想让同学们在娱乐中不停地学习和复习。”王劭桐说,“其实设计物理杀,最主要的目的也是希望引起同学们学习物理的兴趣。”最近记者注意到,人人网上关于物理杀的页面浏览量超过6000,很多同学在下面留言,希望能够再出现数学杀、金融杀等同类游戏。

高三物理物理性污染及防治 篇9

噪声污染 噪声破坏了自然界原有的宁静,损伤人们的听力,损害人们的健康,影响了人们的生活和工作。强噪声还能造成建筑物的损害,甚至导致生物死亡。噪声已成为仅次于大气污染和水污染的第三大公害。

交通噪声:主要指各种机动车辆、飞机、火车、轮船等在行驶过程中的振动和喇叭声产生的噪声。它的特点是流动性和不稳定性。对交通干道两侧以及港口、机场附近的居民影响最大。

工业噪声:指工厂的机器在运转时产生的噪声和建筑工地施工时的噪声。它的特点是具有稳定的噪声源。在工厂和工地工作的人是直接的受害者,在其附近的居民也深受其害。

社会生活噪声:主要产生在商业区。另外,娱乐、体育场所,游行、集会、宣传等社会活动也会产生噪声。其他如家用电器的运转声,宠物的叫声,上楼下楼的脚步声,喧哗声,打闹声等等,都属于社会生活噪声。

噪声控制:现在世界上许多国家都通过立法颁布了噪声控制标准,对飞机和机场的噪声、城市交通噪声、建筑施工噪声、工厂机器噪声和社会生活噪声都制定了严格的噪声控制标准。例如,工厂、工地的噪声应不超过85分贝~90分贝。居民居住区,白天不能超过50分贝,夜间不能超过40分贝。

噪声是一种声波,噪声污染是由噪声源产生,再通过传播介质对人产生影响的。噪声控制包括降低噪声源的噪声,控制噪声的传播途径和个人防护几个方面:

(1)声源控制 运转的机器设备和各种交通运输工具是主要的噪声源,控制它们的噪声有两条途径:一是改进结构,提高各个部件的加工精度和装配质量,采用合理的操作方法等,降低声源的噪声发射功率。二是利用声波的吸收、反射、干涉等特性,采用吸声、隔声、减振、隔振等技术,以及安装消声器等,控制噪声的辐射。因此大力发展科学技术,开发新材料、新技术、新工艺,推广使用低噪声设备,是控制噪声污染的长远战略。

(2)控制噪声的传播途径 主要措施有:①在城市建设中合理布局,按照不同的功能区规划,使居住区与噪声源尽量远离。②在车流量大并且人口密集的交通干道两侧,建立隔声屏障,或利用天然屏障(土坡、山丘),以及利用其他隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。③应用吸声材料和吸声结构,将传播中的噪声声能转变为物体的内能等。

(3)个人防护 减少在噪声环境中的暴露时间,在工厂或工地工作的人可以佩带护耳器(耳塞、耳罩等),以减小噪声的影响。

放射性污染 放射性污染主要指人工辐射源造成的污染,如核武器试验时产生的放射性物质,生产和使用放射性物质的企业排出的核废料。另外,医用、工业用、科学部门用的X射线源及放射性物质镭、钴、发光涂料、电视机显象管等,会产生一定的放射性污染。

对大气的污染:放射性物质进入大气后,对人产生的辐射伤害通常有三种方式:①浸没照射:人体浸没在有放射性污染的空气中,全身的皮肤会受到外照射。②吸入照射:吸入有放射性的气体,会使全身或甲状腺、肺等器官受到内照射。③沉降照射:指沉积在地面的放射性物质对人产生的照射。如放射性物质放出的γ射线的外照射或通过食物链而转移到人体内产生的内照射。沉降照射的剂量一般比浸没照射和吸入照射的剂量小,但有害作用持续时间长。

对水体的污染:核试验的沉降物会造成全球地表水的放射性物质含量提高。核企业排放的放射性废水,以及冲刷放射性污染物的用水,容易造成附近水域的放射性污染。地下水受到放射性污染的主要途径有:放射性废水直接注入地下含水层、放射性废水排往地面渗透池、放射性废物埋入地下等。地下水中的放射性物质也可以迁移和扩散到地表水中,造成地表水的污染。放射性物质污染了地表水和地下水,影响饮水水质,并且污染水生生物和土壤,又通过食物链对人产生内照射。

对土壤的污染:放射性物质可以通过多种途径污染土壤。如放射性废水排放到地面上,放射性固体废物埋藏到地下,核企业发生的放射性排放事故等,都会造成局部地区土壤的严重污染。

放射性污染的防治:放射性污染的防治,主要是控制放射性物质的来源。放射性物质的来源主要是核试验与核工业(如核电站以及放射性矿物的开采、提炼、储存、运输)。

防止放射性污染的主要措施有:

①核电站(包括其他核企业)一般应选址在周围人口密度较低,气象和水文条件有利于废水和废气扩散稀释,以及地震强度较低的地区,以保证在正常运行和出现事故时,居民所受的辐射剂量最低。②工艺流程的选择和设备选型要考虑废物产生量和运行安全。③废气和废水需作净化处理,并严格控制放射性元素的排放浓度和排放量。含有α射线的废物和放射强度大的废物要进行最终处置和永久贮存。④在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区建立监测机构。

光污染

可见光污染:可见光污染比较常见的是眩光,例如,汽车夜间行驶时照明用的车头灯,工厂车间里不合理的照明布置,会使人的视觉瞬间下降。核爆炸时产生的强闪光,可使几公里范围内的人的眼睛受到伤害。电焊时产生的强光,如果没有适当的防护措施,也会伤害人的眼睛。长期在强光条件下工作的人(如冶炼、熔烧、吹玻璃等),也会由于强光而使眼睛受到伤害。

随着城市建设的发展,太阳光的反射造成的污染日趋严重。在城市,特别是大城市里,高大建筑物的玻璃幕墙,会产生很强的镜面反射。玻璃幕墙的光反射效应在光线强烈的夏季特别显著,它会使局部地区的气温升高,强烈的反射光使人头昏目眩,双眼难睁,不仅影响人们的正常工作和休息,而且会影响街道上的车辆行驶及行人的安全。

红外线和紫外线污染:红外线是一种热辐射,对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害,其情况与烫伤相似。最初是灼痛,然后是造成烫伤。波长为7500埃至13000埃的红外线,对眼角膜的透过率很高,可造成视网膜的伤害。波长19000埃以上的红外线几乎全部被眼角膜吸收,会造成眼角膜烧伤。人眼如果长期暴露在红外线下可能引起白内障。

紫外线对人体的伤害主要是眼角膜和皮肤。适当的和适度的接受紫外线照射,可使肌体皮下脂肪中的一种胆固醇转化成对身体有益的维生素P12(骨化醇),但是过度照射紫外线则可能损害人体的免疫系统,导致多种皮肤损害。

光污染的防护:光污染的防护主要有以下几个方面:①加强城市规划和管理,加强对玻璃幕墙和其他反光系数大的装饰材料的管理,减少其对城市环境的负面影响。改善工厂的照明条件,减少光污染来源。②对有红外线和紫外线污染的场所采取必要的安全防护措施。③个人防护。主要是戴防护眼镜和防护面罩。

电磁波污染

影响人类生活环境的电磁污染源可分为天然和人为的两大类。天然的电磁污染是由某些自然现象引起的。如雷电,除了可能对电器设备、飞机、建筑物等直接造成危害外,还会在广大地区从几千赫到几百兆赫以上的范围内产生严重的电磁干扰。其他如火山喷发、地震、太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰,这些电磁干扰对通讯的破坏特别严重。

人为的电磁波污染主要有①脉冲放电。如切断大功率电流电路产生的火花放电,会伴随产生很强的电磁波。②功频交变电磁场。如大功率电机变压器以及输电线附近的电磁场。③射频电磁辐射。如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射。它的特点是频率范围广,影响区域大,已成为电磁污染的主要因素。

研究表明,电磁波的频率超过10万赫兹时,就会对人体构成潜在威胁。由于它无色、无味、无形,它的危害性很容易被人们忽视。假如长期暴露在超过安全的辐射剂量下,就会大面积杀伤(甚至杀死)人体细胞。电磁波还会影响和破坏人体原有的电流和磁场,使人体原有的电磁场发生变异,干扰人体的生物钟,导致生态平衡出现紊乱,自主神经失调。

但也有学者认为,高频电磁辐射,如γ射线,Χ射线(来源于宇宙射线和原子辐射)的能量很大(E=hν,其中ν为电磁波的频率),可以破坏分子内部的化学键,甚至会损伤生物体内的DNA,引起肿瘤和白血病。但由家用电器和高压电缆产生的电磁场频率非常低,没有足够的能量破坏化学键,只能引起分子振荡,使生物组织发热。正常情况下,这种电磁场产生的感应电流强度比人体中自然存在的电流强度还低,不足以对人构成威胁。

居室中的辐射源如电视、冰箱、空调、电脑、吹风机、搅拌器等,其中大型的家用电器均有屏蔽电磁场的保护壳,影响不大。其他电器如手机,包括室外的变电室、高压输电线、电缆、无线电波、微波等,它们携带的能量均低于γ射线和Χ射线,也不会给人体造成大的伤害。

能力训练 【例题分析】

某沿海核电站原子反应堆的功率为10的4次方kW,1h消耗燃料为8.75g。已知每个铀235裂变时释放出的核能为2×10的8次方eV,煤的燃烧热为3.3×10的7次方J/kg。试回答下列问题:

(1)建设核电站要防止核泄漏,并且要处理好核废料,以确保安全。核泄漏产生的放射性污染使生物体发生变异,导致生物变异的机制是______。

(2)沿海核电站污染近岸水域,因为它向海洋排放_____

A.重金属B.热水C.粉尘D.废气

观察近岸水域发现:鱼类几近绝迹,试解释出现这种现象的原因。

分析与解答:

(1)核反应过程中存在大量放射性物质,放出的射线有α、β、γ等射线。如果发生核泄漏,这些高强度、高能量的射线照射生物体会诱发基因突变,使生物体发生变异。故该空填基因突变。

(2)答案为B。核电站向海洋排放的热水虽然是低于控制标准的低放射性废水,并且经过海水稀释后对海洋不会造成污染。但在近岸水域,放射性物质仍然足以对鱼类构成威胁。

另外,大量排放热水,使近岸水域温度偏高,也不利于鱼类生存。近岸水域放射性物质的浓度明显高于海洋中其他区域,也会使鱼类绝迹。【对应训练】

1.从物理性质看,声源做______振动时产生的声音,如电锯工作时产生的声音,听起来嘈杂、刺耳,称为噪声。从环保角度看,一切对人们______有妨碍的声音,都算做噪声。噪声控制的一般标准是:在居住区,白天应小于分贝,夜间应小于________分贝。在工厂和工地,噪声应控制在_____分贝到_______分贝之间。

2.红外线显著的热效应能对人的眼睛造成伤害,其中波长为11000埃附近的红外线能够直接穿过角膜和晶状体而烧伤视网膜,它的光子能量为_______焦耳。

3.目前,许多手机都具有双频功能,例如摩托罗拉T189分别使用900兆赫或者1800兆赫收发信号。如果用900兆赫收发信号,则一个光子携带的能量是焦耳,它的波长是米,属于微波范围。

4.北约在对南联盟进行轰炸时,大量使用贫铀炸弹。贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品,其主要成分是铀238,密度为钢的2.5倍。贫铀炸弹的最大穿甲厚度可达900mm,杀伤力极大,残留物可长期起作用。

(1)常规炸弹最大穿甲深度可达100mm,弹头可穿过50个人的人墙,同样形状的贫铀炸弹弹头可穿过的人数可达:A.100人B.200人C.400人D.800人

(2)贫铀炸弹的放射性,使生物体发生变异,导致癌症、白血病和新生儿畸形等,这是______射线的作用,导致生物体产生变异的机制是_______。

(3)残留物对环境可长期起作用,其原因是:

A.爆炸的弹片存在放射性B.未炸的哑弹存在放射性C.铀的衰变速率很快D.铀的半衰期很长 参考答案

1.无规则和非周期性,生活和工作,50,40,85,90

2.1.81×10的负19次方

3.5.97×10的负25次方,0.33

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