2019幼兒教師資格綜合素質考點精髓：科學常識之現代物理學

知識點：科學常識之現代物理學

一、原子核物理學

電力的發(fā)現和原子結構的研究表明，原子是由原子核和電子組成的。原子核物理學是以原子核的物質結構、性質及其內在規(guī)律為研究對象的，是20世紀20年代建立起來的。

1.對核子的研究

2.核裂變與核能的應用

原子和中子的發(fā)現是物質結構學說的進步，也為進一步揭開微觀領域的奧秘提供了新的武器——質子和中子炮彈。1938年，德國的哈恩在用慢中子轟擊鈾核時，首次發(fā)現了原子核的裂變現象，并放出新的中子。此后，意大利物理學家費米又提出了原子核裂變的鏈式反應觀點，即用鈾核裂變時放出的新中子再去轟擊其他鈾核使之發(fā)生連鎖反應，裂變時由于質量虧損會放出巨大能量的觀點。這就是原子彈和原子能反應堆的基本原理。1942年，費米制成世界上第一個原子能反應堆后，原子能便從實驗轉向應用。

二、粒子物理學

粒子物理學是研究最微觀層次的物質(即基本粒子)的存在形式、性質、轉化和運動規(guī)律的物理學分支，也稱高能物理學。

1.三類基本粒子

迄今，人們已認識到構成物質的最小組分：12種輕子——只參加弱相互作用、電磁相互作用的費米子，36種夸克———感受強作用力的帶電粒子，12種中媒介子——傳遞相互作用的粒子，共計60種。

2.三種作用力

作用在物質上的所有的力可歸結為三種：

引力——由引力子傳遞的最弱的力，但在宇宙大距離、大質量尺度上卻是強有力的一種力;

強力——由膠子攜帶僅在原子核內夸克之間起作用的短程力，即將夸克膠結在一起的色力，使原子核保持為一個整體。

統(tǒng)一的電弱力——以電磁力和弱力兩種表現形式出現的同一基本力，經受了實驗檢驗的電弱統(tǒng)一理論描述的一種力。

三、熱力學三定律

四、電磁理論

1864年，麥克斯韋用一組偏微分方程概括了電場、磁場本身以及電轉化為磁、磁轉化為電等全部電磁現象所滿足的數學關系，預言了電磁波的存在，并預言光是一種電磁波。1888年赫磁發(fā)現了電磁波。麥克斯韋的電磁理論成為描述電磁運動的基本理論，被稱為自然科學的第三次理論大綜合。電磁波的預言和發(fā)現，為無線電通訊開辟了道路。

五、相對論

六、量子力學

量子力學是描述微觀世界結構、運動與變化規(guī)律的物理科學。量子力學是現代物理學的基礎理論，對半導體物理、凝聚態(tài)物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發(fā)展都具有重要的理論意義。量子力學的產生和發(fā)展標志著人類認識自然實現了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。

1905年，愛因斯坦提出了光量子說。

1924年，法國物理學家德布羅意證明了物質具有波粒二象性。

1925年，德國物理學家海森堡和玻爾建立了量子理論的第一個數學描述——矩陣力學。

1926年，奧地利科學家提出了描述物質波連續(xù)時空演化的偏微分方程——薛定諤方程，給出了量子理論的另一個數學描述——波動力學。后來，物理學家將矩陣力學與波動力學統(tǒng)一起來，統(tǒng)稱量子力學。

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