大物实验2013一级绪论

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1、欢迎各位同学进入物理教学实验中心学习!提纲一.实验物理在科学发展上的重要性二.实验物理教学的重要性三.怎样学好实验物理一.实验物理在科学发展上的重要性物理学:是一门自然科学，研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。人每时每刻都在呼吸着，所以并不觉得呼吸是一种幸福。但如果不能呼吸了，将会怎样？物理学对于我来说就像呼吸一样。——李政道“物理照耀世界”2005年定为“世界物理年”物理无处不在与其说是计算机改变了我们的社会，不如说是量子力学，或者Einstein改变了这一切。物理学的概念、规律及公式等是以客观

2、实验为基础，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，是当今最精密的一门自然科学学科物理学是实验科学，实验是物理学的基础从诺贝尔物理奖来看:1901年，首届诺贝尔物理学奖得主德国人伦琴，他因发现X射线而获奖。1902年诺贝尔物理学奖授予荷兰莱顿大学的洛伦兹（HendrikAntoonLorentz，1853---1928）和荷兰阿姆斯特丹大学塞曼（PieterZeeman,1865---1943），以表彰他们在研究磁性对辐射现象的影响所作的特殊贡献。洛仑兹洛仑兹力演示器实验原理光的粒子性光的波动性光具有波粒二象性路易·维克多·德布罗意(LouisVictordeBroglie，

3、法国著名理论物理学家，在1924年提出物质波理论(波粒二重性)。1927年，美国科学家戴维孙在研究电子从封闭在真空管中的金属镍靶的反射。一次，电子管偶然破碎了，被加热的镍靶表面很快就形成了一层氧化膜，不能再当靶标用了。为了去除这层氧化膜，他只好把金属镍加热了很长一段时间。他发现，经过热处理之后，镍的反射性能改变了。研究结果表明，镍靶在受热前有许多微小的结晶面，加热后变成了几个大的结晶面。戴维孙抓住这个现象不放，终于得出正确的结论。后来，他用这种方法制成了一块单晶镍，作靶标使用。这时，他发现电子束不仅受到反射，而且发生了衍射。而衍射乃是波的而非粒子的特征。就这样，电子的波动

4、性被证实了，从而也证实了德布罗意的理论。1929年两人同获诺贝尔物理奖德布罗意美国物理学家戴维孙1927年戴维逊(C.J.Davisson)革末(L.H.Germer)微观粒子的波粒二象性电子衍射实验1927年戴维逊(C.J.Davisson)革末(L.H.Germer)X射线衍射实验法国科学家阿罗什和美国科学家维因兰德独立地发明并拓展出能够在保持个体粒子的量子力学属性的情况下对其进行测量和操控的方法，而这在之前被认为是不能实现的。2012年诺贝尔物理学奖：突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能光是什么——“非波非粒，亦波亦粒”实现量子惠勒延迟选择实验，制备出

5、了光的波-粒叠加状态●这些事实,表明了实验物理和理论物理之间的密切关系，相互激励而共同推进物理学发展进程。●实验物理和理论物理是物理学的两大分支，实验事实是检验物理模型确立物理规律的终审裁判。理论物理物理学实验物理但物理学的理论只有在实验上得到验证的才能真正成为真理历史上许多理论消声匿迹了，因为得不到实验的证明或违背实验。（天体物理:两暗一黑)实验物理在物理学中占据了非常重要的地位，许多诺奖获得者都是因为在实验方面的突破性贡献。近30年的诺奖中：理论占30%，实验70%，理论家占28%，实验家占72%.物理实验在物理学研究与发展中的作用从物理学史看物理实验的重要性经典物理

6、学的建立：力学（伽利略）电磁学（库仑、法拉第、麦克斯韦）光学（杨氏、菲涅尔）近代物理学的建立：三大发现（X光、放射性、电子）—从宏观到微观两朵乌云（黑体辐射、迈—莫实验）—从经典到近代物理实验对物理学在其他学科中的应用意义材料：物性测试、新材料的发现（高温超导材料）、新材料制备方法的研究（激光蒸发）化学：光谱分析、放射性测量、激光分离同位素、量子化学生物：各类显微镜（光学显微镜、电子显微镜、X光显微镜、原子力显微镜）分辨力越来越高DNA操纵、切割、重组以及双螺旋结构的分析医学：诊断——X光、CT、核磁共振、超声波治疗——放射性、激光、微波等结论：物理实验是物理学在其他学科

7、中应用的桥梁实验在物理研究中具有突出地位，但理论也非常重要。一个实验物理学家对理论一定要有深刻的了解，他做每一个实验都要寻求理论依据。但是理论又依赖于实验，再好的理论没有实验证明都是无效的。理论永远推翻不了实验，但实验可以推翻理论。当实验把理论推翻了之后，可以寻找新的理论。理论是认识事物的依据，实验是事实。丁肇中在中山大学谈实验与理论Top10MostBeautifulExperimentsinPhysicsApolloftheRobertPCreasereported,Sept20021Young