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物理学在科学技术中的应用土木工程与建筑学院黄亚春1力学宏观物质的机械运动理论力学热学热现象及热运动热力学统计力学光学光现象及光的传播电磁学电磁现象及电磁运动电动力学原子物理学微观粒子的结构及其运动量子力学2物理学内容体系普通物理理论物理科学与技术（一）科学的概念1、科学是系统化了的自然知识，是反映客观事实和规律的知识体系。2、科学提供科学的世界观、态度和方法。3、科学是社会活动。（二）技术的概念技术是为某一目的而共同协作组成的各种工具和规则体系。3（三）科学与技术的相互关系当今的技术本质上是科学的技术，是科学的某种应用。重大科学成就很快就转变成相应的技术，在经济生产和社会生活中发挥作用。科学与技术高度融合，以更快的速度向应用开发和产业转移，成为经济和社会发展的主导力量。4※物理学与其他自然科学的关系1、物理学和化学：二者最早是一门学科，由于研究物质变化程度的不同（物理变化和化学变化）而分开，但二者的发展又始终是密不可分的，现代发展出现了许多相互交叉学科，如物理化学、化学物理、量子化学、电化学等。2、物理学和生物学：二者是由于研究物质运动形式的不同而分开。生物学研究物质的高级运动形式甚至包括生命运动过程。但它的基础运动包含了物理学的基本规律。53、物理学和天文学：二者是由于研究物质运动范围的不同而分开，天文学主要研究天体和宇宙范围内的星球结构和运动规律。4、物理学和地学：二者是由于研究物质结构和运动形式的不同而分开，地学主要研究地球结构、地球内部运动、大气的涡流、气压的变化、地震地裂等现象和规律。65、物理学和数学：它们是科技领域联系最紧密的两大支柱学科，数学中的许多科目都是从物理模型中抽象出来的，而物理学又是数学最重要的应用场所；数学是表述物理规律的一种最好的方法，在一定意义上讲，没有数学表达式的物理规律是不完备的规律，而没有物理或其它具体图象的数学是没用的数学。7现代科学技术微电子与计算机技术生物技术航空、航天技术激光技术能源技术材料技术通信技术自动化与制造技术农业技术医药技术交通运输技术海洋技术环境保护技术8物理学与应用科学技术物理学是研究物质运动最普遍规律和物质基础结构的科学，它作为严格的，定量的自然科学的带头学科，在科学、技术和社会的发展中发挥着带头作用，对人类的文明产生重大的影响。物理学的革命导致科学和技术的革命，特别是现代科学技术的革命。历史上的几次工业革命就是很好的例子。物理学的发展为科学技术进步不断开辟出新的方向，导致了一系列现代高新技术的产生。现代的信息技术、新材料技术、新光源技术、新能源技术、空间技术、分子工程技术、遗传工程技术等等的形成与发展，都在不同程度上与现代物理学息息相关。9※历史上的几次工业革命第一次工业革命：又称产业革命（近年来一些学者认为这两个概念之间有区别），指资本主义工业化的早期历程，即资本主义生产完成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段。18世纪60年代力学、热学的发展促使英国从发明和使用机器开始的,到19世纪上半期,机器本身也用机器来生产,标志着工业革命的完成,英国之后,法、美等欧美各国也相继进行了工业革命。特点：是以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。一般认为，蒸汽机、焦炭、铁和钢是促成工业革命技术加速发展的四项主要因素。1011蒸汽机的发明：蒸汽机是在200多年前登上历史舞台的。有了蒸汽机，人们就可以在需要动力的场合，用煤炭做燃料来开动机器，驱动火车和轮船，从而开辟了工业生产和交通运输的新天地，提高了整个社会的运转机制。在这以后不久，科学家又发明了以石油产品为燃料的内燃机。有了内燃机以后，就陆续地出现了汽车、舰艇、飞机……使人类社会的交通运输面貌为之一新，大大提高了人类利用能源的能力。12第二次工业革命：1870年以后，电磁学的发展促进科学技术的发展突飞猛进，各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。当时，科学技术的突出发展主要表现在三个方面，即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创制、新通讯手段的发明。第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。从19世纪六七十年代开始，出现了一系列电气发明。德国人西门子制成发电机，比利时人格拉姆发明电动机，电力开始用于带动机器，成为补充和取代蒸汽动力的新能源。电力工业和电器制造业迅速发展起来。人类跨入了电气时代。13电能的应用：随着电磁学的发展，19世纪70年代，科学家先后发明了具有实用价值的电动机和发电机。电能的生产和应用，带来了一系列的发明创造，电灯、电话、电报、电影、广播、电视、电脑等等的问世，极大地改变了人类的生产方式和生活方式，把人类的物质文明和精神文明推进到一个崭新的阶段。14第三次工业革命：进入二十世纪，原子物理学、相对论和量子力学的诞生和发展，使原子能、电子计算机、徽电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域取得的重大突破,标志着的科学技术的到来,这次科学技术在人类历史上被称为第三次技术革命。Internet的出现实现了计算机的互联和资源的共享，使人类真正进入信息共享的社会，它对人类社会组织和生活的改变是革命性的。15原子核能的开发利用：早在1938年，法国科学家哈恩等人在利用中子轰击金属铀的原子核时，发现铀的原子核在受到这种轰击时分裂成两个质量差不多的新原子核，同时释放出巨大的能量，并释放出2～3个中子。人们把这种现象叫做核裂变，而把原子核裂变时所释放出来的巨大能量叫做裂变能。第四次工业革命会以什么为核心？由此可见：物理学为现代科学技术提供了理论依据，而反过来现代科学技术的发展促进生产力提高的要求，也有力地推动了物理学研究的发展。科学技术化和技术科学化已成为一个内在的演化过程，现代物理学与一系列高新技术的关系已密不可分。1617谢谢