学科前沿体验课感想.docx

学科前沿体验课感想 物理前沿讨论课小感想薛燕博200911141966 （一）有趣的物理学 物理前沿讨论课第一课上，冯世平老师向大家展示了一个妙趣横生的物理学，例如隐身技术、超导材料、磁悬浮列车等等。和大家探讨了物理学在日常生活和科技前沿方面的广泛应用与巨大潜力。这堂课确实给人很深的触动。 记得在初二刚接触物理这门学科的时候，就觉得这门学科充满了乐趣，它和生活的联系是如此之紧密，课本上学的知识都是我们日常生活中十分常见的东西和现象，不同的是我们通过物理课堂知道了其中的一些原理并可以用所学的东西解释生活中的现象，这让人觉得十分兴奋，更有好多简单有趣的物理实验，让我们通过自己动手掌握知识。可以说初中的物理课是我最爱学习的一门课。 到了高中，随着物理学习的深入，已经不再是一些简单的感性的对物理现象的认知了，有了很多理论上的计算与推导，不过这反而让人觉得更有收获，能将很多东西定量的计算出来，让人感受到了物理理论的博大精深，在学习过程中也能充分体验到理性思维的魅力。总之对物理的兴趣始终不减，也正是因此，在选择大学专业的时候，我毫不犹豫的选择了物理学专业，想继续更深入的了解物理知识，也有志于终身和物理打交道。 初到大学，依旧对即将到来的物理学习充满了期待。不过接下来的的几周课程，却给了我当头一棒，物理学似乎没有以前的那样有趣了，最大的问题是运算特别繁琐，同样的一个问题，大学好像是把简单的东西弄的更复杂了（后来知道实际上是更具普遍性了），尤其是在没有高等数学基础的情况下，算那些物理问题更是无从下手。第一学期下来，几乎有点浑浑噩噩，似乎也没闲着，但有点麻木了，对物理更是谈不上什么兴趣。第二学期，开了一门普物实验课，可和中学的那种近乎是娱乐活动的实验课大不相同了，实验操作复杂不说，数据处理更是一个极大地挑战。似乎我长久来对物理兴趣在不到一年的时间里已经消耗殆尽了。 还好这学期的前沿讨论课确实给我了很多触动，通过老师们对物理前沿的介绍让人觉得眼前忽然明亮起来，不再是那么茫茫不知所措。虽然老师讲的大多数东西我们都还难以理解很深，但透过老师的讲解我们看到了物理的前景与其中的乐趣。那些物理推导计算或许繁琐，但正是因为那些繁琐的计算之后往往能得出惊人的发现，那些式子可能蕴藏着或许可以改变世界的伟大能量。从研究宇宙的起源，到解决人类所面临的资源环境问题，物理工作者的身影无处不在，他们所关心的并不是一个个公式与实验，而是在寻求人类从哪来又到哪去的终极答案。这样看来，我们所学习的物理学是那样的有意义。 冯老师的讲座，也让人明白了物理发现并不是科学家的专利。只要你留心生活，热爱思考，指不定也能做出自己的贡献。就想坦桑尼亚的中学三年级学生盘姆巴发现热水比冷水结冰更快，最终这个效应被命名为盘姆巴效应。 在将近一年的学习中，我似乎又能渐渐地找回差点失去的对物理学的兴趣了。而此刻自己对物理的理解也不在单纯的停留在有趣好玩的层面上，学好物理更是一种责任，既然选择了这个领域，就该当一直努力下去。 （二）初识相对论 爱因斯坦的相对论可谓家喻户晓，我也在很小的时候就听过爱因斯坦其人其事，可真正接触相对论理论却是在上大学以后力学课里的。 初次学习相对论，确实给人极大地冲击，觉得自己所熟悉的时空观被彻底的颠覆了，从中学就知道空间具有相对性，相对论告诉我们时间也是相对的，也就是说在一处观察同时发生的一件事在另一处观察就可能不是同时发生的了。这确实让人觉得难以置信，但透过洛伦兹变换的推导，我们知道了这却是无可争辩的事实。所以在那段时间人总是心存疑惑，但一时半会又难以想的很明白，只是在按书上的结论做一些计算而已。不过相对论深邃的内涵还是时刻吸引着我，我觉得随着时间的推移与学习的深入，这个问题总有一天能理解的更到位的。 这学期的前沿课上，刘文彪老师和马永革老师都向我们介绍了相对论的有关知识。马老师比较系统的介绍了相对论的发展过程，我觉得通过了解前人走过的探寻足迹，我对相对论的理解又加深了一步，最起码觉得它不再那么神秘莫测，而是一个甚至堪称明显的事实。 相对论从无到有确实经历了一个漫长的过程。牛顿力学的建立为物理学科的发展做出了划时代的贡献，甚至改变了人们长久来对自然的认识，从此人们知道了自然界中的现象都是有规律支配着的（而不是上帝），而人们是可以探知期中的规律的。牛顿力学最基本的运动规律都是建立在绝对空间和绝对时间基础上的，也就是说两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系，两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。这种观点和我们日常生活经验十分相符，似乎是没有什么课疑问的。可是到了十九世纪末随着电磁理论的发展，人们就发现了其中所存在某些矛盾，电磁波是以光速传播的，但那是相对与什么而言呢。为了解释这个事实，科学家们试图引入“以太”的概念，认为空间中存在静止的“以太”，电磁波在“以太”中传播，通过光行差实验科学家们发现“以太”是相对于太阳静止的，可是迈克尔逊莫雷的实验又与此结论矛盾。相对性原理的提出，又和通过实验所验证的光速不变性产生了不可调和的矛盾。在二十世纪初，整个物理学陷入了巨大的矛盾之中，也预示着大变革即将到来。经过反复的推理之后爱因斯坦创造性的提出了狭义相对，他觉得要使相对性原理和光速不变性得以共存，就必须摒弃经典力学的绝对时空观，一旦抛开这个人们多年来相信不疑的观念，一切就变得明了起来，时间不是绝对的了，物理学的新时代宣告来临。广义相对论也在随后被爱因斯坦提出，二十世纪中期，爱因斯坦的相对论原理也接收住了时间的考验。 虽然我们当今的物理学已经取得了巨大的成就，但科学家也不得不面对一个事实，就是当今已经比较成熟且经过实践验证的两大理论广义相对论和量子力学存在着难以调和得矛盾，而人们始终相信这个世界时受一个终极理论所约束的，这个理论可以解决自然界中的所有问题，也就是说这两个理论至少有一个是不完善甚至是错误的，如何寻找一个统一的理论，正是物理界当今乃至以后相当长一段时间的努力方向。 （三）前景广阔的超导材料 中科院物理所的靳常青老师给我们介绍了现在超导材料的研究进展。通过这节课，我们知道了高温超导的广阔前景。 自从1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导现象以来，超导以其神奇的物理特性，例如零电阻、抗磁性等就吸引着无数物理工作者的目光。因为如果有一天人们能找到在室温下呈现超导特性的物质，毫无疑问，将会对这个社会产生革命性地影响。想想现在那些因为电力传输而损耗掉的电能，那些发热的发动机，还有此时手中滚烫的笔记本，很容易想起如果高温超导在生活中得以应用，对我们来说意味着什么。这也只是超导一个性能的应用，超导的抗磁性在磁悬浮列车上面更是十分有价值。利用超导的磁悬浮列车不仅节约能源，甚至不用担心列车会滑出轨道，依靠磁性就可以将列车悬浮并束缚于轨道之上。我曾在物理楼演示实验室观看过超导小火车的演示实验，在液氮的冷却下火车呈现出超导特性，只需轻轻一推，火车便可以在圆形轨道上平稳运行很长时间，如果有一天这种技术能运用在我们日常的交通之中，人们一定会为他的高效节能，舒适平稳而惊异。 超导材料虽然具有这么广阔的应用前景，但寻找超导材料却不是一件容易的事。超导材料的研究从1911年超导现象被发现到198