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物理学综合讲座心得体会

时间:2016-11-27 10:20

医学影像物理学学习心得和体会

主针对影像技术的成像原理进行研究的究理也比较多。

主要讲解X-成像、核磁共振成像、核医学成像和超声波成像的原理、方法及其应用的专业性。

医学影像的核心就是解剖+病理+成像原理。

影像学大多属于解剖成像(其他如fMRI、核医学等包含功能性因素),所以解剖学是基础,无论是系统解剖还是断面解剖都是影像人的必备功底,对人体的空间想象力也是十分应重要(尤其超声诊断),解剖只能多记、多想像了,某些正常值确实很操蛋,但也没办法,比如什么胆总管的正常直径之类的只能死记硬背啦,当然这些东西如果能经常用到就不会忘。

每一个影像征象都必须有一个病理学及成像原理解释,书本上学习的都是很典型的病变征象,仔细理解这些疾病的病理学变化,能很好的帮助影像的学习。

然而临床上除了典型征象,还会遇到很多不典型的,甚至完全没有头绪的,这种时候只能通过:征象—病理—疾病的顺序进行推测,难度很高,需要大量的各学科知识储备,所以对于影像医生来说,直觉诊断功不可没,有人说影像诊断7分靠科学,3分靠直觉,我认为这是事实。

成像原理是影像人的特有功底了,比如为什么MRI上有些病灶T1WI呈低信号,T2WI呈高信号

这些都是有影像设备原理解释的。

以上三点都是学我能想到的学习影像的关键,影像医生不应该比临床少学,而是多学,我们只是把学习到的所有医学知识和功力用在了影像诊断上,而不仅是从影像诊断出发去学习相关的知识。

物理学习心得800字

学了将近一年的物理,不敢说已经学到了很多东西,但是这一年来在物理方面的收获确实不少,无论是课本知识还是实验操作都有所提高。

尽管人们学习物理的方法各不一样,但前提是一样的,那就是要学好它,在大学里并不是为了分数而学好物理,而是让自己能够学到真正的东西。

每个人在学习的时候都会对这门课程有体会,要么在学习方法方面,要么是在收获方面,要么在学习中得到启发。

现在我回想起近自己一年来的化学学习历程,内心有深深的体会。

  1、学习物理化的方法  虽然自己成绩不好,但自己已经努力了,也在学习物化方面下过许多苦功夫,摸索一些适合自己的学习门道。

也曾经借鉴过身边学习好的同学的学习方法,可是发现他们的学习方法都不适合我。

十几年的学习生涯,发现学习方法是很重要的,往往会达到事半功倍的效果,如果没有适合自己的学习方法,那就是事倍功半了。

下面是我在在摸索和借鉴别人的学习方法过程中总结出来的适合自己的学习经验。

  (1)课堂笔记很重要。

课堂笔记记录了老师上课的重要内容和自己当时没有理解的知识点,可以在课后找个时间进行复习和加深理解,这样有助于加深记忆。

(2)课前预习不可少。

我在开始学习此门课程的前一段时间,在上课之前都没有做过预习,之后在上课时有许多东西都听不懂。

如果做过预习,效果就不一样了,不但对老师上课的内容心里有底,而且自己的思路能跟上学习进程,还能有助于记忆。

(3)要及时进行课后复习。

人的记忆时间是有限的,如果不在一定的时间范围内复习,我们很容易忘掉许多东西。

虽然有课堂笔记,如果没有及时复习的话很容易就忘掉许多知识点,课堂笔记只能有助于重点知识表面记忆罢了。

  (4)要坚持不懈。

我们不能只凭一时的兴趣学习 ,而是要做到持之以恒,善始善终。

很多人在开始的时候总有一腔热血学好物化,可是学一段时间后发现此门课程是多么没劲就没继续下去了,然后此门课程就慢慢地荒废掉。

(5)细节决定成功。

化学学习很注重细节,化学实验操作更甚。

很多实验操作直接关系到人的安全问题,在做实验的时候我们要注意每一个环节,保证绝对安全。

(6)不要在学习的同时干其他事或想其他事。

一心不能二用的道理谁都明白,可还是有许多同学在边学习边听音乐。

或许你会说听音乐是放松神经的好办法,那么你尽可以专心的学习一小时后全身放松地听一刻钟音乐,这样比带着耳机做功课的效果好多了。

(7)劳逸结合。

学习效率的提高最需要的是清醒敏捷的头脑,所以适当的休息,娱乐不仅仅是有好处的,更是必要的,是提高各项学习效率的基础。

  以上只是本人的大概学习方法总结,对于不同知识点相对不同的学习方法就不做详述。

  来源:() - 物理化学_范文大全  2、学习物理化学的收获和启发。

  做事情不但看重过程,也要看重结果。

如果评价一个人是否学好一门功课,那么从知识点掌握方面评价是最直接最有效的。

尽管个人学习的方法不一样,但是学习重点是一样的,也就是说掌握的知识点大概是一致的。

当然有多有少,有深有浅。

在学习此门课程时也听过一些有关物理化学的讲座和查看过一些资料,收获颇多。

下面将自己在物化学习的一些收获进行一下罗列。

  热力学是物化课程的其中一个重要知识点,我在热力学研究设计方面又很大的进展。

热力学和我们的生活息息相关,可以说热力学渗透在我们生活的每一个角落。

从而人们努力研究热力学方面知识和创新设计热力学在生活中的应用。

比如说提高热能的利用率,设计新型热机。

虽然表面上是很简单的,其实不然,因为此过程需要许多科学理论依据和实际操作能力。

对于平衡式热水器三个评价指标:热效性、燃效性和安全性。

对于平衡式给排气烟道,最大的特点是将热水器给排气系统及燃烧工作系统,直接与户外相联接,而与室内完全分离。

因而不会造成浴室内的空气污染,去除废气及缺氧的危险因素。

相对于传统排气烟道式热水器而言,其热效率亦能提高,可以节省能源、提高安全性能。

  纳米材料是现在的热门研究之一。

虽然在学习物化时很少涉及到纳米方面的内容,但是作为当今一门重大研究纳米与物化有着很大的关系。

我校曾经开设过许多有关纳米材料研究的讲座,从中不但可以增长学生对纳米知识的了解提高对纳米研究的兴趣,又可以宣传纳米材料得以促进对它的研究。

不同学校不同领域对纳米材料研究有不同的进度。

纳米材料的应用是相当广泛的。

纳米材料是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,其结构既不同于体块材料,也不同于单个的原子。

其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,拥有一系列新颖的物理和化学特性,在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

  (1)在催化剂方面。

纳米粒于作催化剂,可大大提高反应效率,控制反应速度,甚至使原来不能进行的反应也能进行。

纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。

  (2)在涂料方面的应用。

纳米材料由于其表面和结构的特殊性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。

纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。

借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。

  (3)在其他精细方面的应用。

纳米材料在其他精细化工方面的应用也是相当广泛的。

例如在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用。

如在橡胶中加入纳米sio2,可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。

纳米al2o3,和sio2,加入到普通橡胶中,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。

塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的强度和韧性,而且致密性和防水性也相应提高。

  (4)在医学中的应用。

纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。

用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织;使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和诊断出各种疾病,美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物,称之为“定向导弹”。

  纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。

所以纳米材料在各个领域中都有广泛的应用,而且又很打的发展前景。

  总之,物理化学是一门很大的课程,如果能真正学好物化,收获是非常巨大的。

以上只是我在学习物化之后的一部分收获和体会。

虽然感觉自己没有真正学好物化,但是因为自己曾经真正下过功夫,所以得到不少收获,不但在课本上,还能在生活上。

如果有人问我在物化课堂上最大的收获是什么

我可以深信不疑地说唐老师讲过的一句话——我们没有资格堕落。

大学学习生涯是为我们未来的生活积蓄资本,如果我们现在就颓废下去,那么久意味着我们已经葬送了自己的未来。

我们又有什么资格堕落呢

物理学的进步对社会的贡献

篇一:学习生物心得体会学习生物心得体会生物有机化学是七十年代发展起来的新兴边缘学科,是有机化学与物理科学以及生物科学等互相渗透、互相融合的产物。

生物有机化学:以现代有机合成、结构分析、物理有机化学、分子生物学、细胞生物学、分子药理学为手段,发展具有重要生物活性的有机小分子并研究其与生物大分子的相互作用。

具体研究内容包括:1)对具有抗癌、抗炎、抗菌以及神经活性的生物碱、环肽、甾体及糖类天然产物进行全合成,结构-活性关系,及其与靶分子的作用机制研究。

2)针对在细胞内外信号传导过程中的一些关键因子如g-蛋白偶联的受体、蛋白激酶以及细胞凋亡过程,发展高活性、高选择性的小分子调节剂并应用于了解生物大分子功能的研究。

3)利用单晶-衍射或nmr技术,研究生物大分子,以及活性小分子与生物大分子复合物的结构和构象,从而探讨活性小分子如药物分子作用的内在机制。

4)研究酶,细胞或微生物催化的新反应,酶催化反应的机理,酶的改性等。

研究酶或微生物参与的复杂分子的合成机理。

我是中药学研究生,主要研究植物药的开发和利用,但是对化学知识的运用非常多,而自己以前主要掌握的是生物方面的知识,对化学的基本知识和技能掌握教少。

但让我庆幸的是一门生物与化学的结合学科——生物有机化学开设了。

因此我毫不犹豫的选择了这么课。

周老师讲课思路清晰,重点突出,善于引导学生思考,激发学生思维,使每个学生都获益匪浅。

通过这门课的学习我学到了很

物理学前沿讲座

物理学史作为阐述物理学发展历程的学科,蕴涵着丰富的素质教育资源。

正如我国著名物理学家钱三强曾经说过的:“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地值得我们去开垦,这些精神财富值得我们去发掘。

如果我们都能重视这块宝地,把宝贵的精神财富发掘出来,从中吸取营养,获得效益,我相信对我国的教育事业和人才培养都会大有益处的。

”如今,随着物理学史知识和教学普及工作的深入发展,物理学史的教育功能已越来越受到国内外教育工作者的关注,将物理学史引入物理教学中也成为物理教育改革的重要举措之一。

但与此同时,物理学史教学也存在不少的困难和问题,在实践层面上探索物理学史融入物理教学的行之有效的途径仍是一个亟待解决的问题。

    一、物理学史和物理教育融合的客观依据    (一)传统课程的弊端  现代认知理论认为,知识是价值负载的(value-laden)。

施瓦布(J.J.Schwab)曾写道:“任何给定时期的科学知识都并非建立在一切事实的基础之上,而是建立在经过选择的事实的基础之上——而这种选择是建立在探究的概念原则的基础之上的。

”因此,“科学知识的教学要跟产生该知识的研究过程联系起来。

”传统的物理教学往往过于强调学科体系,过于专注于专业知识的系统传授,不注重知识由此获得的探究过程。

这种课程严重阻碍了学生对学科实质结构的理解,更背离了科学教育面向真实科学的初衷。

  物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、规律和本质的历程。

任何一个具体的物理知识或理论体系都是在众多研究成果的基础上建立起来的,常常需要科学研究者们几十年甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步。

因此,物理学的发展史包含着丰富的认识论和方法论因素,以及物理思想和物理观念深刻的变革。

同时,物理学的发展过程还包含着丰富的情感体验,体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一,具有丰富的“教书育人”的教育因素。

通过物理学史教学,让学生不仅可以学到具体的科学知识,而且可以学到“科学的方法”,开拓学生的视野,使学生能更准确地理解科学概念,更好地理解科学的发展,更全面地认识到科学的整体性。

从这个角度上看,物理学史应成为物理教学中不可缺少的组成部分。

  (二)物理学史融入物理教学符合学生的认知规律  建构主义认为,学习是主体对知识主动建构的过程,学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者,而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。

教育重演论(Recapitulation theory of education)中也指出:“现代学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演,即现代人的认知发展是对其祖先认知水平长期演化过程的浓缩。

”教师是学生自主建构的帮助者、促进者和引导者,教师的主要作用是为学生的探索提供桥梁和阶梯,诱导学生自己去分析问题、探究问题并获取知识。

  物理教师安排教学活动要从学生已有的认知结构出发,教学过程要力图适应这一要求。

物理学的发展规律与人的认知规律具有一致性,因而物理学史可以为教师把握好学生的认知规律提供很好的借鉴作用。

“教学中的难点常常是科学发展史上难以攻克的科学难题;教学中的重点,也正是科学发展史上关键性的突破和物理学大师们伟大贡献的精华之点。

”物理教学从物理学史的角度入手,可以把文化的传授和学习转化成历史上文化创造者与今天文化学习者之间的对话,让学生在相应的文化背景中“身临其境”,从而构建合理的知识体系,主动学习和建构知识。

二、促进物理学史和物理教学融合的教学原则    (一)适度的原则  物理教学的主要任务是使学生系统地掌握物理学知识,发展智力,培养能力,提高品德修养。

物理学史引入教学是由于物理学史具有丰富的教育功能,引入时必须围绕物理教学任务展开。

目前的物理教材大多是按照逻辑体系编排的,侧重于物理理论的知识结构;物理学史则主要是按照历史发展的顺序编排的,二者有一定区别。

我们要把历史的发展过程融入教学中,但不能用对物理学史的学习来代替对物理学本身理论的学习,不能在物理课堂上夸夸其谈,舍本求末,走入本末倒置的歧途。

物理学史引入教学一定要坚持适度的原则,这样才能有效地发挥它的教育功能。

  (二)贴近的原则  引入史料是为了更好地使学生理解物理知识,教学中要从学生的学习基础出发,引入的史料必须深入浅出,尽量不含学生尚未掌握的概念和原理。

将一些物理学史中学生无法理解的、深奥的推理过程灌输给学生。

这不仅起不到好的效果,反而会加重学生的学习负担,无法真正发挥物理学史的教育功能。

  (三)充分的原则  引入史料时不应只是仅仅把它作为活跃课堂气氛的“糖衣”,将知识简单地“故事化”“庸俗化”处理,这是对物理学史不负责任、没有意义地滥用。

一定要清楚引入的目标,有针对性地展开阐述,充分利用好引入的知识。

  (四)灵活的原则  将物理学史引入教学中形式要灵活。

灵活不仅包括引入的内容,也包括引入的时机和方式等。

既可系统引入,也可分散引入;既可以在课堂上引入,也可以让学生在课外查找资料;既可以围绕知识点进行演绎,也可以针对知识面进行总结。

总之,只有在有限的时间内做到重点突出、点面结合、详略得当,才能达到最佳的效果。

  (五)延伸的原则  在教学中引入史料时不应单纯追求服务于课堂教学的某一知识点或面,而要将课堂上引入的史料作为一个切入点,营造一种“意味无穷”的教学心理境界,使学生带着更多、更新的内容兴趣盎然地进入新一轮的探索,把问题带到课外,有利于学生养成“终身学习”的好习惯。

三、物理学史融入物理教学的具体方法    (一)利用物理学史引入新课,激发学生兴趣  “兴趣是最好的老师”,引入物理学史可以增强学生的学习兴趣。

上新课之前,可根据教学内容搜集有关史料作为预习材料,以图文并茂、形象生动的表现手法展示给学生。

在课堂上应尽快地把学生学习的积极性调动起来,吸引学生的注意力,形成探究的愿望,潜移默化地使其学习动力得到加强。

  (二)初学阶段教学中穿插史料,帮助学生理解物理知识  学生学习新知识时引入的重点应放在帮助学生理解规律、降低学习难度上。

可采取“演绎—对比”的方式将物理学史内容引入到理论的讲解中来,即适时地从概念、规律中引出假说,然后演绎其发展体系,将历史融汇到概念、思想或理论的提出和发展中,通过对各种假说异同的分析和比较,帮助学生理解规律。

例如,在学习牛顿运动定律时,学生虽然在中学里学过也用过,但由于他们在中学里要应付考试,学习的重点一般都在做习题上,教学中一定要将学生的注意力吸引到理论本身上来。

例如,可从惯性定律出发,引出其建立的曲折过程。

从亚里士多德的“推动论”到中世纪时布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的“冲力理论”,到伽利略类似惯性原理的说法,到笛卡尔的惯性定律,再到牛顿将惯性定律以第一原理的形式正式确立下来。

并在其间穿插介绍各种假说提出的历史背景、存在的困难、新旧理论之间的矛盾等,通过比较它们之间的异同,可以帮助学生理解三大定律的内涵以及其作为力学体系基础的重要作用,这样客观上可以起到帮助学生理解物理规律、减轻学习难度的作用。

(三)理解加深阶段深化史料,抓住关键环节重点剖析  此时学生头脑中对内容已有一定认识和理解,因此,重点可放在加强科学思维、方法教育方面。

即对隐含在物理知识中的科学方法进行点拨、渗透,充分发挥物理学研究过程动态知识体系的价值。

以毕奥—萨伐尔定律为例。

18世纪牛顿力学的知识基础使得人们开始猜测电力和磁力是否也像万有引力一样遵守平方反比定律。

在磁力研究方面,英国科学家米切尔明确提出了“磁力按磁极距离的平方的增加而减少”的观点。

之后,毕奥和萨伐尔通过长直电流对磁极作用的实验,得出电流对磁极的作用力与磁极到长直电流导线的垂直距离成反比的结果,后在法国数学家拉普拉斯的帮助下,通过数学运算,分析得出了电流元激发磁场的准确公式,即毕奥—萨伐尔定律。

以上研究过程中恰当的类比、巧妙设计的实验、适时引入的数学工具对规律的建立无不起着至关重要的作用。

(四)知识升华阶段补充材料,启发学生  此时重点应放在物理原理、思想和其在知识、哲学、世界观等方面的应用上。

一段知识的学习结束后,可以以历史为线索,将内容梳理一遍,让学生对知识体系及其发展史有个整体的认识,带领学生从经典物理学的概念、思想方法、观念等逐步过渡到现代物理学,这样客观上可以起到促进教学内容现代化的作用。

让学生充分了解到物理学作为自然科学基础的意义所在,增强学习的兴趣和信心;另外,将物理学大师们在探索世界奥秘道路上表现出的怀疑、求实、进取、创新、严谨、思辨、自强、爱国等优秀品质和科学素养对学生进行有效的强化和渗透,使学生从中受到熏陶和领悟,引导学生用物理学思想去指导学习、工作和以后的人生,培养创造性人才,这些从某种意义上讲比学生学到知识本身更加重要。

  比如电磁部分知识讲完后,可以以电磁学的发展史为线索将内容概括总结一下。

从公元前基本电、磁现象的发现,到1600年吉尔伯特将它们转变为科学,到1750年米切尔、1785年库仑分别提出电力、磁力服从平方反比定律将电、磁学带入定量研究阶段,到1800年伏打发明电堆使电学由静电走向动电,再到1820年奥斯特发现电流的磁效应,打破了电、磁之间的界限。

电磁相似性的发现带动了19世纪二三十年代电磁学突飞猛进的发展。

后来,安培对电磁作用力的研究、1831年法拉第发现电磁感应现象进一步证实了电磁现象的统一。

到最后1865年麦克斯韦将法拉第的电磁近距作用和安培的电动力学规律结合在一起,概括出描述电磁规律的方程组,建立了电磁场理论,并预测了光的电磁性质,实现了物理学史上第二次大综合。

电磁理论为相对论的建立奠定了坚实的基础。

它为光速不变性提供了理论依据,爱因斯坦也正是在研究麦克斯韦电动力学的不对称性时发现问题,进而建立狭义相对论的。

相对论是现代物理学的基石,对物理学、天文学、哲学等的发展都起到了不可估量的作用。

这样带领学生回顾之后,整个电磁学内容在学生头脑中会成为一个脉络清晰的整体,其间从经典知识到现代物理的过渡在历史的引导下也显得非常自然。

科学家们工作的价值值得后人景仰,同时,科学家追求真理时表现出的坚忍不拔的意志、百折不回的决心、吃苦耐劳的品格和无所畏惧的献身精神等也让人为之赞叹。

这些会潜移默化地影响到他们科学的世界观和人生观的建立,使他们终生受益。

  (五)充分发挥学生的积极能动作用,鼓励学生自觉投身物理学史学习,丰富精神生活  物理课堂时间是有限的,教学内容也有一定的局限性。

我们可以利用课外时间采取多种形式加强对学生的引导,激发他们的学习热情。

传统教学中近现代物理知识涉及不多,但其中的革命性成果,如相对论打破了经典力学的时空观,量子力学打破了可控测量过程的梦想等对于开阔学生思维是极其有益的,可以开设专题讲座的形式介绍给学生。

另外,开展专题讨论活动,如我们在学校2006级计算机系班级中开展了“引入物理学史加强大学生科学素质培养教育”的活动。

由教师为学生提供研究题目、参考内容和指导,要求学生撰写相关的小论文。

这样既培养了学生搜集和整理资料的能力,也在一定程度上提高了他们研究问题的能力。

四、物理学史融入物理教学应特别关注的问题    (一)物理教师应把物理学史素养提高到基本素养高度上来  物理学史中整合了物理学科的知识体系,为教学提供了宏观、中观、微观的背景。

通过对物理学史的学习,可以帮助教师发现物理学发生、发展和演化的规律,揭示相应认识论、方法论的变革,并对物理学发展的基本趋势产生一定的预测。

教师只有对物理学有了整体的把握并用历史的眼光去看待、组织教学内容,才能避免教学中知识的“片段化”。

“学史可以明智”,对学生如此,对教师亦是如此。

  (二)进一步探索适合二者结合的教学模式  我们现在采取的教学模式相对比较传统,影响了物理学史教育功能发挥的效率。

近年来,西方一些科学教育专家以建构主义为指导思想,倡导将科学史、科学哲学和科学社会学引入科学教育,形成所谓的HPS教育模式,将学生的观念与科学史中科学家的观念相互交融,建构科学观念。

为此,必须重构知识体系,将科学史、科学社会等知识引入课堂,从而实事求是地反映人们对自然科学活动和自然科学知识性质的新认识,呈现自然科学知识发展中的矛盾、竞争和斗争,使学生对自然科学知识与社会的关系能有全面而深刻的认识。

我们要借鉴国外这些先进的教育理念,进一步探索适合我国学生具体情况的教学模式。

  物理学史应该成为物理教学不可分割的一部分,它可以极为有效地激发学生的学习兴趣,使学生更好地掌握知识、发展能力和养成德行。

概括总结牛顿在物理学、数学以及天文学上的贡献

牛顿(Isaac Newton,1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。

  牛顿1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。

出生前八九个月父死于肺炎。

自小瘦弱,孤僻而倔强。

3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养。

11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农。

在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩较差,“除设计机械外没显出才华”。

  牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手。

8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻。

传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央,被人称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年。

他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等。

他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差。

牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室。

牛顿在自己的笔记中,将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。

这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础。

牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里,他利用一切时间自学。

放羊、购物、农闲时,他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼,他也不知道。

他舅父是一个神父,有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学。

1661年6月考人剑桥大学三一学院。

作为领取补助金的“减费生”,他必须担负侍候某些富家子弟的任务。

三一学院的巴罗(Isaac Barrow, 1630~1677)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”,对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作。

1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业。

  在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间,牛顿回到家乡。

这两年牛顿才华横溢,作出了多项发明。

1667年重返剑桥大学,1668年7月获硕士学位。

1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授,1672年成为皇家学会会员,1703年成为皇家学会终身会长。

1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作,因改革币制有功,1705年被封为爵士。

1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂。

  牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。

他的助手H.牛顿说过,“他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点。

春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验。

”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。

他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”。

这正是他的主要特点。

对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书,到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事,可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭,原来我早已吃过了”。

  牛顿的成就,恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。

(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相关条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的成就作一些介绍。

  (1)牛顿的数学成就  17世纪以来,原有的几何和代数已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题,例如:如何求出物体的瞬时速度与加速度

如何求曲线的切线及曲线长度(行星路程)、矢径扫过的面积、极大极小值(如近日点、远日点、最大射程等)、体积、重心、引力等等;尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就,但还不能圆满或普遍地解决这些问题。

当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大。

牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分),反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中,以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇手稿《论流数》中。

所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等,“流数”就是流量的改变速度即变化率,写作等。

他说的“差率”“变率”就是微分。

与此同时,他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。

牛顿利甩它还发现了其他无穷级数,并用来计算面积、积分、解方程等等。

1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号,从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。

  微积分的出现,成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支——数学分析(牛顿称之为“借助于无限多项方程的分析”),并进一步进进发展为微分几何、微分方程、变分法等等,这些又反过来促进了理论物理学的发展。

例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答,这是变分法的最初始问题,半年内全欧数学家无人能解答。

1697年,一天牛顿偶然听说此事,当天晚上一举解出,并匿名刊登在《哲学学报》上。

伯努利惊异地说:“从这锋利的爪中我认出了雄狮”。

  (2)牛顿在光学上的成就  牛顿的《光学》是他的另一本科学经典著作(1704年)。

该书用标副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”,集中反映了他的光学成就。

  第一篇是几何光学和颜色理论(棱镜光谱实验)。

从1663年起,他开始磨制透镜和自制望远镜。

在他送交皇家学会的信中报告说:“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜,以便试验那著名的颜色现象。

为此,我弄暗我的房间……”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验。

关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀,乃是光的本色。

“色光乃是白光的变种。

牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色。

奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条椭圆形,接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响;用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”; 取“来自太阳不同部分的光线,看其不同的入射方向会产生什么样的影响”;并“计算各色光线的折射率”,“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”;最后才做了“判决性试验”:在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光,再投射到第二棱镜后,得出核色光的折射率(当时叫“折射程度”),这样就得出“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非匀匀的混合体”。

这个惊人的结论推翻了前人的学说,是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。

在研究这个问题的过程中,牛顿还肯定:不管是伽利略望远镜(凹、凸)还是开普勒望远镜(两个凸透镜),其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。

他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大 30~40倍。

1671年他将此镜送皇家学会保存,至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构。

牛顿磨制及抛光精密光学镜面的方法,至今仍是不少工厂光学加工的主要手段。

  《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的“牛顿环”现象的各种实验。

除产生环的原因他没有涉及外,他作了现代实验所能想到的一切实验,并作了精确测量。

他把干涉现象解释为光行进中的“突发”或“切合”,即周期性的时而突然“易于反射”,时而“易于透射”,他甚至测出这种等间隔的大小,如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为 1/89 000英寸(即现今 2 854×10-10米),正好与现代波长值5 710×10-10米相差一半

  《光学》第三篇是“拐折”(他认为光线被吸收)即衍射、双折射实验和他的31个疑问。

这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束“光带”(今称衍射图样)等10多个实验。

牛顿已经走到了重大发现的大门口却失之交臂。

他的31个疑问极具启发性,说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并不先作绝对的肯定。

牛顿在《光学》一、二篇中视光为物质流,即由光源发出的速度、大小不同的一群粒子,在双折射中他假设这些光粒子有方向性且各向异性。

由于当时波动说还解释不了光的直进,他是倾向于粒子说的,但他认为粒子与波都是假定。

他甚至认为以太的存在也是没有根据的。

  在流体力学方面,牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比,这种阻力与液体各部分之间的分离速度成正比,符合这种规律的(如、空气与水)称为牛顿流体。

在热学方面,牛顿的冷却定律为:当物体表面与周围形成温差时,单位时间单位面积上散失的热量与这一温差成正比。

  在声学方面,他指出声速与大气压强平方根成正比,与密度平方根成反比。

他原来把声传播作为等温过程对待,后来 P.S.拉普拉斯纠正为绝热过程。

  (3)牛顿的哲学思想和科学方法  牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系,给物理学及整个自然科学的发展,给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响。

这里只简略勾画一些轮廓。

牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的,一切自然现象他都力图力学观点加以解释,这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义,同时也导致了机械论的盛行。

事实上,牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”。

例如他最早阐述了化学亲和力,把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争;认为“通过运动或发酵而发热”;火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程,等等。

  这种机械观,即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点,把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等,作为整个物理学的通用思考模式。

可以认为,牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人,而因果关系正是经典物理学的基石。

牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样,不只是创立了某一种或两种新方法,而是形成了一套研究事物的方法论体系,提出了几条方法论原理。

在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法:  ①实验——理论——应用的方法。

牛顿在《原理》序言中说:“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力,而后用这些方去论证其他的现象。

”科学史家 I.B.Cohen正确地指出,牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”。

牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠,也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手。

  ②分析——综合方法。

分析是从整体到部分(如微分、原子观点),综合是从部分到整体(如积分,也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等)。

牛顿在《原理》中说过:“在自然科学里,应该像在数学里一样,在研究困难的事物时,总是应当先用分析的方法,然后才用综合的方法……。

一般地说,从结果到原因,从特殊原因到普遍原因,一直论证到最普遍的原因为止,这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已找到,并且已经把它们定为原理,再用这些原理去解释由它们发生的现象,并证明这些解释的正确性”。

③归纳——演绎方法。

上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的。

牛顿从观察和实验出发。

“用归纳法去从中作出普通的结论”,即得到概念和规律,然后用演绎法推演出种种结论,再通过实验加以检验、解释和预测,这些预言的大部分都在后来得到证实。

当时牛顿表述的定律他称为公理,即表明由归纳法得出的普遍结论,又可用演绎法去推演出其他结论。

④物理——数学方法。

牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”。

爱因斯坦说:“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础,从这个基础出发他用数学的思维,逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”,“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。

牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点。

  牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中,此处不再转引。

概括起来,可以称之为简单性原理(法则1),因果性原理(法则2),普遍性原理(法则3),否证法原理(法则4,无反例证明者即成立)。

有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理:“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用,并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律——用观察和实验来建立这些法则,从而导出事物的原因和结果”。

  牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”。

这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领。

但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性,这是科学处于幼年时代的最高成就。

牛顿当时只对物质最简单的机械运动作了初步系统研究,并且把时空、物质绝对化,企图把粒子说外推到一切领域(如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”),这些都是他的致命伤。

牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时,提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题,(《光学》,疑问29),并长期转到神学的“科学”研究中,费了大量精力。

但是,牛顿的历史局限性和他的历史成就一样,都是启迪后人不断前进的教材。

大一上半学期医用物理学习心得

医用物理,即物理学与相结合的基础知识,是医学物理学课不可少的课程内容,但应在满足基本物理知识教学之后,让我们通过物理知识的学习去理解与医学相关的内容。

在整合时,可在相关经典物理部分的内容之后,将相应的医用物理知识系统的整合到一个专题。

如:在电学知识内容之后安排生物电现象专题。

包括人体力学、波动于声波、液体的流动、直流电等内容。

这样既充分利用了教学学时,又突出了重点;明确了通过物理学知识的学习去理解生命现象的学习目的;同时还使医用物理知识有了系统性的概括。

在教材内容上紧密结合医学,以突出物理学在医学上的应用为特点,充分考虑到学习的实用性、科学性、先进性和前沿性,重点阐述物理学的基本思想、概念、原理和方法,加强了基础理论和基本知识在医学上的应用,克服了理论化、公式化等枯燥乏味、烦琐的内容。

让我们在学习的过程中真正体会到学有所用,更有利于我们自主学习。

对于刚迈进高等学校的大学生来说,“为什么要学习医学物理学,怎样学好医学物理学”的问题并不十分清楚。

医学物理学教学目标是使我们掌握基本的物理学原理,培养科学的思维方法,所以我们要在绪论课上着重从这两方面入手,通过具体、生动的实例展示物理学基本原理在现代医学科学中的重要应用,认识到物理学是自然科学的基础,进入生命科学技术的任何一个领域,都必须敲开物理学的大门,从而体会到物理学基础知识的重要性。

如通过展示临床核磁共振图像,进而指明核磁共振成像技术就是利用了核自旋的概念及核磁矩与外磁场的相互作用的原理,认识到物理学有很强的基础性、应用性、使用性;物理学在理论上和技术上的新成就不断为生命科学和医学的发展提供理论基础和技术方法,反过来,生命科学和医学的发展又不断向物理学提供新的研究课题,二者互相促进、相辅相成,协同发展。

2003年诺贝尔生理、医学奖授予了核磁共振现象的发现者,更有力地说明了物理学原理在医学领域中的重要意义

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