物理學(xué)本科畢業(yè)論文
自19世紀(jì)啟蒙運(yùn)動(dòng)以來(lái),嚴(yán)格的社會(huì)科學(xué)理論才真正建立。但是社會(huì)科學(xué)的萌芽,誕生的過(guò)程與發(fā)展的脈絡(luò)卻可以遍及人類文明的整個(gè)歷程,尤其是與相對(duì)其他學(xué)科而言建立最早,發(fā)展最完善的學(xué)科——物理學(xué)。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家推薦的物理學(xué)本科畢業(yè)論文，歡迎瀏覽。
物理學(xué)本科畢業(yè)論文篇一
《 物理學(xué)在科技創(chuàng)新中的效用 》
摘要：論述了X射線的發(fā)現(xiàn)，不僅對(duì)醫(yī)學(xué)診斷有重大影響，還直接影響20世紀(jì)許多重大發(fā)現(xiàn);半導(dǎo)體的發(fā)明，使微電子產(chǎn)業(yè)稱雄20世紀(jì)，并促進(jìn)信息技術(shù)的高速發(fā)展，物理學(xué)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ);原子能理論的提出，使原子能逐步取代石化能源，給人類提供巨大的清潔能源;激光理論的提出及激光器的發(fā)明，使激光在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、通信、軍事上得到廣泛應(yīng)用;藍(lán)光LED的發(fā)明，將點(diǎn)亮整個(gè)21世紀(jì)。事實(shí)告訴我們，是物理學(xué)推動(dòng)科技創(chuàng)新，由此得出結(jié)論：物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉。昭示人們，高校作為培養(yǎng)人才的場(chǎng)所，理工科要重視大學(xué)物理課程。
關(guān)鍵詞：X射線;半導(dǎo)體;原子能;激光;藍(lán)光LED;科技創(chuàng)新;大學(xué)物理
1引言
物理學(xué)是一門研究物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用以及最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)[1-3]，其內(nèi)容廣博、精深，研究方法多樣、巧妙，被視為一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)?？v觀物理學(xué)發(fā)展歷史可以發(fā)現(xiàn)：其蘊(yùn)含的科學(xué)思維和科學(xué)方法能夠有效促進(jìn)學(xué)生能力的培養(yǎng)和知識(shí)的形成，同時(shí)，其每一次新的發(fā)現(xiàn)都會(huì)帶動(dòng)人類社會(huì)的科技創(chuàng)新和科技發(fā)展。正因如此，大學(xué)物理成為了高等學(xué)校理、工科專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程。
按照教育部頒發(fā)的相關(guān)文件要求[4-5]，大學(xué)物理課程最低學(xué)時(shí)數(shù)為126學(xué)時(shí)，其中理科、師范類非物理專業(yè)不少于144學(xué)時(shí);大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)最低學(xué)時(shí)數(shù)為54學(xué)時(shí)，其中工科、師范類非物理專業(yè)不少于64學(xué)時(shí)。然而調(diào)查顯示，眾多高校(尤其是新建本科院校)并沒(méi)有嚴(yán)格按照教育部頒發(fā)的課程基本要求開(kāi)設(shè)大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)課程。他們往往打著“寬口徑、應(yīng)用型”的晃子，大幅壓縮大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)，如今，大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)課程的總學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)際僅為32-96學(xué)時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于教育部要求的最低標(biāo)準(zhǔn)(180學(xué)時(shí))。
試問(wèn)這么少的課時(shí)怎么講豐富、深?yuàn)W的大學(xué)物理?怎么能夠真正發(fā)揮出大學(xué)物理的作用?于是有的院、系要求只講力學(xué)，有的要求只講熱學(xué)，有的則要求只講電磁學(xué)，…面對(duì)這種情況，大學(xué)物理的授課教師在無(wú)奈狀態(tài)下講授大學(xué)物理。從《大學(xué)物理課程報(bào)告論壇》上獲悉，這不是個(gè)別學(xué)校的做法，在全國(guó)具有普遍性。殊不知，力、熱、光、電磁、原子是一個(gè)完整的體系，相互聯(lián)系，缺一不可。這種以消減教學(xué)內(nèi)容為代價(jià)，解決課時(shí)不足的做法，就如同削足適履，是對(duì)教育規(guī)律不尊重，是管理者思想意識(shí)落后的一種體現(xiàn)。本文且不論述物理學(xué)是理工科必修的一門基礎(chǔ)課，只論及物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉這一命題，以期提高教育管理者對(duì)大學(xué)物理課程重要性的認(rèn)識(shí)。
2物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉
且不說(shuō)力學(xué)和熱力學(xué)的發(fā)展，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志引發(fā)了第一次工業(yè)革命，歐洲實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化;且不說(shuō)庫(kù)倫、法拉第、楞次、安培、麥克斯韋等創(chuàng)立的電磁學(xué)的發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)為標(biāo)志引發(fā)了第二次工業(yè)革命，歐美實(shí)現(xiàn)了電氣化。這兩次工業(yè)革命沒(méi)有發(fā)生在中國(guó)，使中國(guó)近代落后了。本文著重論述近代物理學(xué)的發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的巨大推動(dòng)作用，從而得出結(jié)論：物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉。1895年，威廉•倫琴(WilhelmR魻ntgen)發(fā)現(xiàn)X射線，這種射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，穿透能力很強(qiáng)，由于當(dāng)時(shí)不知道它是什么，故取名X射線。直到1912年，勞厄(MaxvonLaue)用晶體中的點(diǎn)陣作為衍射光柵，確定它是一種光波，波長(zhǎng)為10-10m的數(shù)量級(jí)[6]。倫琴獲1901年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他發(fā)現(xiàn)的X射線開(kāi)創(chuàng)了醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，利用X光機(jī)探測(cè)骨骼的病變，胸腔X光片診斷肺部病變，腹腔X光片檢測(cè)腸道梗塞。
CT成像也是利用X射線成像，CT成像既可以提供二維(2D)橫切面又可以提供三維(3D)立體表現(xiàn)圖像，它可以清楚地展示被檢測(cè)部位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確確定病變位置。當(dāng)今，各醫(yī)院都設(shè)置放射科，X射線在醫(yī)學(xué)上得到充分利用。X射線的發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)醫(yī)學(xué)診斷有重大影響，還直接影響20世紀(jì)許多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。1913-1914年，威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•勞侖斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6，P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d為晶格常數(shù)，α為入射光與晶面夾角，λ為X射線波長(zhǎng)。
布拉格父子提出使用X射線衍射研究晶體原子、分子結(jié)構(gòu)，創(chuàng)立了X射線晶體結(jié)構(gòu)分析這一學(xué)科，布拉格父子獲1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)今，X射線衍射儀不僅在物理學(xué)。研究，而且在化學(xué)、生物、地質(zhì)、礦產(chǎn)、材料等學(xué)科得到廣泛應(yīng)用，所有從事自然科學(xué)研究的科研院所和大多數(shù)高等學(xué)校都有X射線衍射儀，它是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的必備儀器。1907年，威廉•湯姆孫(W•Thomson)發(fā)現(xiàn)電子，電子質(zhì)量me=9。
11×10-31kg，電子荷電e=-1。602×10-19C。電子的荷電性引發(fā)了20世紀(jì)產(chǎn)生革命。1947年，美國(guó)的巴丁、布萊頓和肖克利研究半導(dǎo)體材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ge晶體具有放大作用，發(fā)明了晶體三極管，很快取代電子管，隨后晶體管電路不斷向微型化發(fā)展。1958年，美國(guó)的工程師基爾比制成第一批集成電路。1971年，英特爾公司的霍夫把計(jì)算機(jī)的中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上，制成世界上第一個(gè)微處理器。80年代末，芯片上集成的元件數(shù)已突破1000萬(wàn)大關(guān)。微電子技術(shù)改變了人類生活，微電子技術(shù)稱雄20世紀(jì)，進(jìn)入21世紀(jì)微電子產(chǎn)業(yè)仍繼續(xù)稱雄。到各個(gè)工業(yè)區(qū)看看，發(fā)現(xiàn)電子廠比比皆是，這真是小小電子轉(zhuǎn)動(dòng)了整個(gè)地球啊!電子不僅具有荷電性，還具有荷磁性。
1925年，烏倫貝克—哥德斯密脫(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假說(shuō)，每個(gè)電子都具有自旋角動(dòng)量S軋，它在空間任意方向上的投影只可能取兩個(gè)數(shù)值，Sz=±h2;電子具有荷磁性，每個(gè)電子的磁矩為MSz=芎μB(μB為玻爾磁子)[7]。電子的荷磁性沉睡了半個(gè)多世紀(jì)，直到1988年阿貝爾•費(fèi)爾(AlberFert)和彼得•格林貝格爾(PeterGrünberg)發(fā)現(xiàn)在Fe/Cr多層膜中，材料的電阻率受材料磁化狀態(tài)的變化呈顯著改變，其機(jī)理是相臨鐵磁層間通過(guò)非磁性Cr產(chǎn)生反鐵磁耦合，不加磁場(chǎng)時(shí)電阻率大，當(dāng)外加磁場(chǎng)時(shí)，相鄰鐵磁層的磁矩方向排列一致，對(duì)電子的散射弱，電阻率小。利用磁性控制電子的輸運(yùn)，提出巨磁電阻效應(yīng)(giantmagnetoresistance,GMR)，磁電阻MR定義MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)為零場(chǎng)下的電阻率，ρ(H)為加場(chǎng)下的電阻率[8]。GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)引起科技界強(qiáng)烈關(guān)注，1994年IBM公司依據(jù)巨磁電阻效應(yīng)原理，研制出“新型讀出磁頭”。
此前的磁頭是用錳鐵磁體，磁電阻MR只有1%-2%，而新型讀出磁頭的MR約50%，將磁盤記錄密度提高了17倍，有利于器件小型化，利用新型讀出磁頭的MR才出現(xiàn)筆記本電腦、MP3等，GMR效應(yīng)在磁傳感器、數(shù)控機(jī)庫(kù)、非接觸開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器等方面得到廣泛應(yīng)用。阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾獲2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1993年，Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中觀察到MR高達(dá)105%，稱為龐磁電阻(Colossalmagnetoresistance,CMR)，鈣鈦礦氧化物中有如此高的磁電阻，在磁傳感、磁存儲(chǔ)、自旋晶體管、磁制冷等方面有著誘人的應(yīng)用前景，引起凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)科研人員的極大關(guān)注[10-12]。然而，CMR效應(yīng)還沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用，原因是要實(shí)現(xiàn)大的MR需要特斯拉量級(jí)的外磁場(chǎng)。
問(wèn)題出在CMR產(chǎn)生的物理機(jī)制還沒(méi)有真正弄清楚。1905年，愛(ài)因斯坦提出[13]：“就一個(gè)粒子來(lái)說(shuō)，如果由于自身內(nèi)部的過(guò)程使它的能量減小了，它的靜質(zhì)量也將相應(yīng)地減小。”提出著名的質(zhì)能關(guān)系式△E=△m莓C2式中△m。表示經(jīng)過(guò)反應(yīng)后粒子的總靜質(zhì)量的減小，△E表示核反應(yīng)釋放的能量。愛(ài)因斯坦又提出實(shí)現(xiàn)熱核反應(yīng)的途徑：“用那些所含能量是高度可變的物體(比如用鐳鹽)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)理論，不是不可能成功的。”按照愛(ài)因斯坦的這一重大物理學(xué)理論。
1938年物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)重原子核裂變。核裂變首先被用于戰(zhàn)爭(zhēng)，1945年8月6日和9日，美國(guó)對(duì)日本的廣島和長(zhǎng)崎各投下一顆原子彈，迫使日本接受《波茨坦公告》，于8月15日宣布無(wú)條件投降。后來(lái)原子能很快得到和平利用，1954年莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發(fā)電站投入運(yùn)行。2009年，美國(guó)有104座核電站，核電站發(fā)電量占本國(guó)發(fā)電總量的20%，法國(guó)有59臺(tái)機(jī)組，占80%;日本有55座核電站，占30%。
截至2015年4月，我國(guó)運(yùn)行的核電站有23座，在建核電站有26座，產(chǎn)能為21。4千兆瓦，核電站發(fā)電量占我國(guó)發(fā)電總量不足3%，所以我國(guó)提出大力發(fā)展核電，制定了到2020年核電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到58千兆瓦的目標(biāo)。核能的利用，一方面減少了化石能源的消耗，從而減少了產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體———二氧化碳的排放，另一方面有力地解決能源危機(jī)。利用海水中的氘和氚發(fā)生核聚變可以產(chǎn)生巨大能量，受控核聚變正在研究中，若受控核聚變研究成功將為人類提供取之不盡用之不竭的能量。那時(shí)，能源危機(jī)徹底解除。
20世紀(jì)最杰出的成果是計(jì)算機(jī)，物理學(xué)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)。從1946年計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了第一至第五代，計(jì)算機(jī)硬件中的電子元件隨著物理學(xué)的進(jìn)步，依次經(jīng)歷了電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路;主存儲(chǔ)器用的是磁性材料，隨著物理學(xué)的進(jìn)步，磁性材料的性能越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)的硬盤越來(lái)越小。近日在第十六屆全國(guó)磁學(xué)和磁性材料會(huì)議(2015年10月21—25日)上獲悉，中科院強(qiáng)磁場(chǎng)中心、中科院物理所等，正在對(duì)斯格明子(skyrmions)進(jìn)行攻關(guān),斯格明子具有拓?fù)浼{米磁結(jié)構(gòu)，將來(lái)的筆記本電腦的硬盤只有花生大小，ipod平板電腦的硬盤縮小到米粒大小。量子力學(xué)催生出隧道二極管，量子力學(xué)指導(dǎo)著研究電子器件大小的極限，光學(xué)纖維的發(fā)明為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)通道。
1916年，愛(ài)因斯坦提出光受激輻射原理，時(shí)隔44年，哥倫比亞大學(xué)的希奧多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一臺(tái)激光器[14]。由于激光具有單色性好，相干性好，方向性好和亮度高等特點(diǎn)，在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、通訊、金屬微加工，軍事等方面得到廣泛應(yīng)用。激光在其他方面的應(yīng)用暫不展開(kāi)論述，只談?wù)劶す饧庸ぜ夹g(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。
激光加工技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行切割、焊接、表面處理、微加工等，激光加工技術(shù)具有突出特點(diǎn)：不接觸加工工件，對(duì)工件無(wú)污染;光點(diǎn)小，能量集中;激光束容易聚焦、導(dǎo)向，便于自動(dòng)化控制;安全可靠，不會(huì)對(duì)材料造成機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力;切割面光滑、無(wú)毛刺;切割面細(xì)小，割縫一般在0。1-0。2mm;適合大件產(chǎn)品的加工等。在汽車、飛機(jī)、微電子、鋼鐵等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。2014年，僅我國(guó)激光加工產(chǎn)業(yè)總收入約270億人民幣，其中激光加工設(shè)備銷售額達(dá)215億人民幣。
2014年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科學(xué)家，是因?yàn)樗麄儼l(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)，幫助人們以更節(jié)能的方式獲得白光光源。他們的突出貢獻(xiàn)在于，在三基色紅、綠、藍(lán)中，紅光LED和綠光LED早已發(fā)明，但制造藍(lán)光LED長(zhǎng)期以來(lái)是個(gè)難題，他們?nèi)擞?0世紀(jì)90年代發(fā)明了藍(lán)光LED，這樣三基色LED全被找到了，制造出來(lái)的LED燈用于照明使消費(fèi)者感到舒適。這種LED燈耗能很低，耗能不到普通燈泡的1/20，全世界發(fā)的電40%用于照明，若把普通燈泡都換成LED燈，全世界每個(gè)節(jié)省的電能數(shù)字驚人!物理學(xué)研究給人類帶來(lái)不可估量的益處。
2010年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•諾沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov)，因發(fā)明石墨烯材料，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。目前，集成電路晶體管普遍采用硅材料制造，當(dāng)硅材料尺寸小于10納米時(shí)，用它制造出的晶體管穩(wěn)定性變差。而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個(gè)分子大小的單電子晶體管。
此外，石墨烯高度穩(wěn)定，即使被切成1納米寬的元件，導(dǎo)電性也很好。因此，石墨烯被普遍認(rèn)為會(huì)最終替代硅，從而引發(fā)電子工業(yè)革命[14]。2012年，法國(guó)科學(xué)家沙吉•哈羅徹(SergeHaroche)與美國(guó)科學(xué)家大衛(wèi)•溫蘭德(DavidJ。win-land)，在“突破性的試驗(yàn)方法使得測(cè)量和操縱單個(gè)量子系統(tǒng)成為可能”。他們的突破性的方法，使得這一領(lǐng)域的研究朝著基于量子物理學(xué)而建造一種新型超快計(jì)算機(jī)邁出了第一步[16]。
2013年，由清華大學(xué)薛其坤院士領(lǐng)銜、清華大學(xué)物理系和中科院物理研究所組成的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)從實(shí)驗(yàn)上首次觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)。早在2010年，我國(guó)理論物理學(xué)家方忠、戴希等與張首晟教授合作，提出磁性摻雜的三維拓?fù)浣^緣體有可能是實(shí)現(xiàn)量子化反常霍爾效應(yīng)的最佳體系，薛其坤等在這一理論指導(dǎo)下開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究，從實(shí)驗(yàn)上首次觀測(cè)到量子反?；魻栃?yīng)。我們使用計(jì)算機(jī)的時(shí)候，會(huì)遇到計(jì)算機(jī)發(fā)熱、能量損耗、速度變慢等問(wèn)題。
這是因?yàn)槌B(tài)下芯片中的電子運(yùn)動(dòng)沒(méi)有特定的軌道、相互碰撞從而發(fā)生能量損耗。而量子霍爾效應(yīng)則可以對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)制定一個(gè)規(guī)則，電子自旋向上的在一個(gè)跑道上，自旋向下的在另一個(gè)跑道上，猶如在高速公路上，它們?cè)诟髯缘呐艿郎?ldquo;一往無(wú)前”地前進(jìn)，不產(chǎn)生電子相互碰撞，不會(huì)產(chǎn)生熱能損耗。通過(guò)密度集成，將來(lái)計(jì)算機(jī)的體積也將大大縮小，千億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)有望做成現(xiàn)在的iPad那么大。因此，這一科研成果的應(yīng)用前景十分廣闊[17]。物理學(xué)的每一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)、重大發(fā)明，都會(huì)開(kāi)辟一塊新天地，帶來(lái)產(chǎn)業(yè)革命，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，創(chuàng)造巨大物質(zhì)財(cái)富?？v觀科學(xué)與技術(shù)發(fā)展史，可以看出物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉。
3結(jié)語(yǔ)
論述了X射線，電子、半導(dǎo)體、原子能、激光、藍(lán)光LED等的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明對(duì)人類進(jìn)步的巨大推動(dòng)作用，自然得出結(jié)論，物理學(xué)是科技創(chuàng)新的源泉。打開(kāi)國(guó)門看一看，美國(guó)的著名大學(xué)非常注重大學(xué)物理，加州理工大學(xué)所有一、二年級(jí)的公共物理課程總學(xué)時(shí)為540，英、法、德也在400-500學(xué)時(shí)[18]。國(guó)內(nèi)高校只有中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大學(xué)物理課程做到了與國(guó)際接軌，以他們的數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)為例，大一開(kāi)設(shè)：力學(xué)與熱學(xué)80學(xué)時(shí)，大學(xué)物理—基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)54學(xué)時(shí);大二開(kāi)設(shè)：電磁學(xué)80學(xué)時(shí)，光學(xué)與原子物理80學(xué)時(shí)，大學(xué)物理—綜合實(shí)驗(yàn)54學(xué)時(shí);大三開(kāi)設(shè)：理論力學(xué)60學(xué)時(shí)，大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)總計(jì)408學(xué)時(shí)。在大力倡導(dǎo)全民創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新的今天，高等學(xué)校理所應(yīng)當(dāng)重視物理學(xué)教學(xué)。各高校的理工科要按照教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)頒發(fā)的《非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程/實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求》給足大學(xué)物理課程及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)。
參考文獻(xiàn)：
〔1〕祝之光。物理學(xué)[M]。北京：高等教育出版社，2012。1-10。
〔2〕馬文蔚，周雨青。物理學(xué)教程[M]。北京：高等教育出版社，2006。I-V1。
〔3〕倪致祥，朱永忠，袁廣宇，黃時(shí)中，大學(xué)物理學(xué)[M]。合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2005。前言。
〔4〕教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)。非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求[J]。物理與工程，2006，16(5)
〔5〕教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)。非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求[J]。物理與工程，2006,16(4)：1-3。
〔6〕姚啟鈞，光學(xué)教程[M]。北京;高等教育出版社，2002。138-139。
〔7〕張怪慈。量子力學(xué)簡(jiǎn)明教授[M]。北京：人民教育出版社，1979。182-183。
〔8〕孫陽(yáng)(導(dǎo)師：張?jiān)：?。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物中的超大磁電阻效應(yīng)及相關(guān)物性[D]。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2001。10-11。
物理學(xué)本科畢業(yè)論文篇二
《 大學(xué)物理學(xué)史的作用 》
摘要：近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大學(xué)物理的實(shí)用價(jià)值被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)，特別是物理學(xué)中所蘊(yùn)含的歷史內(nèi)容，使人們對(duì)物理學(xué)做了新的定位。將物理學(xué)史融入到大學(xué)物理教學(xué)中，不僅可以培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)、理性思維，同時(shí)還能夠提升大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞：物理學(xué)史;大學(xué)物理教學(xué);滲透;作用
物理學(xué)是自然科學(xué)重要的分支。隨著物理教師對(duì)物理學(xué)史認(rèn)知的加深，會(huì)恰當(dāng)?shù)貙⑽锢韺W(xué)史融入到物理教學(xué)中，使教學(xué)資源得以優(yōu)化，同時(shí)還可引導(dǎo)學(xué)生從哲學(xué)的角度思考物理問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣。
一、物理學(xué)史的概念及其特點(diǎn)
(一)物理學(xué)史的概念
物理學(xué)史是從社會(huì)歷史發(fā)展的角度研究物理學(xué)中的各種問(wèn)題。人類對(duì)自然界中所呈現(xiàn)出來(lái)的各種物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是過(guò)程性的，而物理學(xué)史的基本研究任務(wù)就是對(duì)物理理論、物理定律以及物理學(xué)的研究方法加以描述，將與物理學(xué)研究有關(guān)的自然科學(xué)、思維科學(xué)、人文科學(xué)等相互滲透，使物理學(xué)成為一門綜合性學(xué)科。
(二)物理學(xué)史的特點(diǎn)
物理學(xué)史再現(xiàn)了人類探索物理世界的過(guò)程，屬于綜合性學(xué)科，是人類探索自然科學(xué)的歷程。其中所涵蓋的內(nèi)容包括物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的探索，科學(xué)家的思維方式以及物理學(xué)的研究方法等等，記述的任何一個(gè)物理研究成果都具有階段性和連貫性特點(diǎn)，都是多個(gè)研究成果的匯集。一個(gè)物理研究成果往往要經(jīng)歷幾年、幾十年，甚至一個(gè)多世紀(jì)才會(huì)有突破性進(jìn)展，足見(jiàn)物理學(xué)研究是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱辛的過(guò)程。研究者要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的深入探索，還要運(yùn)用正確的認(rèn)識(shí)論和方法論，不僅要繼承和借鑒前人的結(jié)果，還要辯證地思考，才能夠獲得研究成果?？梢?jiàn)，物理學(xué)史將人類探索物理世界的過(guò)程呈現(xiàn)出來(lái)，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用正確的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)物理知識(shí)具有指導(dǎo)意義[1]。
二、物理學(xué)史在大學(xué)物理教學(xué)中的滲透
大學(xué)物理教學(xué)將物理學(xué)史滲入其中，賦予了物理知識(shí)以生命意義。大學(xué)物理教學(xué)圍繞著教材展開(kāi)，雖然物理學(xué)知識(shí)豐富，但是教師要能夠?qū)⑽锢碇R(shí)有效地傳遞給學(xué)生，就需要將物理學(xué)史滲透于大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中，引導(dǎo)學(xué)生從社會(huì)歷史的角度理解物理知識(shí)，以哲學(xué)思維方式思考物理知識(shí)[2]。學(xué)生通過(guò)了解物理知識(shí)形成的過(guò)程，明確物理學(xué)來(lái)源于社會(huì)實(shí)踐，是科學(xué)用于實(shí)踐、執(zhí)著地追求真理所獲得的成果。大學(xué)物理學(xué)教學(xué)中，物理學(xué)史的滲透使物理學(xué)教學(xué)更富于生機(jī)和活力，可有效激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣。
三、物理學(xué)史在大學(xué)物理教學(xué)中的作用
(一)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理學(xué)研究進(jìn)程對(duì)工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用
大學(xué)物理教師運(yùn)用歷史的觀點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)，將已經(jīng)固化的物理知識(shí)中加入歷史元素，活化物理知識(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的物理知識(shí)應(yīng)用能力。物理學(xué)史讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理研究成果并不是一蹴而就的，而是不斷探索和創(chuàng)新的過(guò)程。比如，物理學(xué)理論對(duì)工業(yè)革命的貢獻(xiàn)是非常大的[3]。從17世紀(jì)到18世紀(jì)，牛頓力學(xué)為第一次工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)，它對(duì)其他學(xué)科的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用，特別是蒸汽機(jī)的研制以及機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，改變了工業(yè)生產(chǎn)方式，滿足了當(dāng)時(shí)工業(yè)社會(huì)的需要。進(jìn)入到19世紀(jì)，法拉第和麥克斯韋的電磁理論形成，推動(dòng)工業(yè)發(fā)展進(jìn)入到電能時(shí)代，即為第二次工業(yè)革命。工業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)始應(yīng)用各種電氣設(shè)備，并向自動(dòng)化方向發(fā)展。進(jìn)入到20世紀(jì)，愛(ài)因斯坦建立了相對(duì)論和量子力學(xué)，各種微觀理論成果被研究出來(lái)。在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)、空間科學(xué)等普遍應(yīng)用，將工業(yè)文明推向了新高度，如今的物理學(xué)將成為推動(dòng)工業(yè)4。0的強(qiáng)大動(dòng)力源。學(xué)生從歷史的角度學(xué)習(xí)和探索物理學(xué)知識(shí)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)更為有效的學(xué)習(xí)效果。
(二)物理學(xué)史對(duì)現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展具有指導(dǎo)意義
將物理學(xué)史滲入到大學(xué)物理教學(xué)中，要注重培養(yǎng)學(xué)生新型的物理觀，即對(duì)物理的學(xué)習(xí)不拘泥于單純的知識(shí)，而是要以探索的方式研究物理現(xiàn)象。物理學(xué)史更多地呈現(xiàn)了科學(xué)家探索自然奧秘、尋求自然規(guī)律的過(guò)程，從探索中獲得真理?，F(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展進(jìn)程不斷加快，如果僅依賴于固有的知識(shí)很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)創(chuàng)新[4]。物理學(xué)史對(duì)學(xué)生創(chuàng)新知識(shí)的能力具有重要的培養(yǎng)作用，特別是將情感教育貫穿于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中，可培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)研究品質(zhì)，令其以實(shí)事求是的態(tài)度對(duì)待科學(xué)研究，并將這種態(tài)度運(yùn)用到未來(lái)的工業(yè)建設(shè)中。綜上所述，在大學(xué)理工科專業(yè)教學(xué)中，大學(xué)物理是必修基礎(chǔ)課。近年來(lái)，物理學(xué)史被應(yīng)用到大學(xué)物理教學(xué)中，使得大學(xué)物理教學(xué)及技術(shù)教學(xué)與思想教學(xué)融為一體，其中所蘊(yùn)含的人文精神和科學(xué)思維方式對(duì)大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)非常有利。
參考文獻(xiàn)：
[1]代國(guó)章。將物理學(xué)史引入工科院校大學(xué)物理教學(xué)中的作用與途徑探討[J]?？萍紕?chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(8):153-155。
[2]陳惠敏,門衛(wèi)偉。大學(xué)物理教學(xué)中穿插物理學(xué)史料的作用及方法探討[J]。新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,29(2):100-104。
[3]畢冬梅,趙利軍,支文。大學(xué)物理教學(xué)中引入物理學(xué)史的點(diǎn)滴體會(huì)[J]。長(zhǎng)春大學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，20(8):108-111。
[4]張玉峰,李一梅。物理學(xué)史在物理教學(xué)過(guò)程中的作用[J]。安陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011,15(10):137-139。
有關(guān)物理學(xué)本科畢業(yè)論文推薦：
3.物理學(xué)教學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文
物理學(xué)本科畢業(yè)論文
