大学物理与中学物理课程热学部分的衔接研究-物理学论文-论文联盟
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大学物理与中学物理课程热学部分的衔接研究
作者：郝振莉等
大学物理与中学物理课程热学部分的衔接研究
　物是研究包括运动、热运动、电磁运动、原子、原子核和粒子运动在内的物质运动最基本形态，以及它们之间相互联盟转化的一门基础学科。大学物理是中学物理的加深和延展，两者在教学内容、教学方法、教学模式等方面不尽相同。中学与大学物理教材内容的编写都是按照物质运动从低级到高级的逻辑顺序展开，大学物理还涉及到量子力学和相对论等一些新兴学科。
　本文以2007年4月第2版的人民出版社的《物理》(普通高中课程标准实验教科书，以下简称高中物理教材)和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》教材(以下简称大学物理教材)为例，对中学物理教材与大学物理教材中的&热学&部分内容之间的衔接知识点进行了探讨和分析。　　教育部颁发的&理工科类大学物理课程教学基本要求(2010年版)&(以下简称&要求&)中对热学提出了A20条、B8条，建议学时数40学时；&高中物理课程标准&(以下简称&新课标&)中与此相关的内容是选修3-3。下面将具体比较&新课标&与&要求&以及高中物理教材与大学物理教材的不同点和相同点，在此基础上分析和探讨中学物理课程与大学物理课程中热学部分的衔接以及衔接的措施。　　1　教材的区分　　中学物理教材大都是一些基本常识，属于科普性的，理论上不够深入，与数学知识的不是很多，即使用到也是在数学课堂上已经学过的较浅显的。中学物理教材的编写大都由演示实验、生产实际、生活等引入，且配有较多的插图；为了提高学生学习的主动性，教材力求形象活泼；每节内容大都配有插图和练习题，以帮助学生强化和理解所学内容；另外，老师还会跟班辅导、答疑及时解决学生中出现的问题，这不但会提高学生学好物理的自信心，还会有一种成功的快乐感。相比中学物理教材来说，大学物理教材注重理论上的阐述、推理、论证；大学物理内容多、学时少，课堂的信息量大，很少有时间进行课堂练习，上课形式也主要是以教师讲解为主，且侧重物理思维、要领的运用，学生要理解所学内容，必须要在课后花费很多时间自修。　　2　&新课标&和&要求&下的&热学&部分知识点的异同与衔接　　热学是研究有关物质的热运动以及与热相联系的各种规律的科学。它与力学、电磁学以及光学一起共同被称为经典物理四大柱石。热学可以说是普通物理渐渐从宏观转向微观的一个转折点。热学主要是研究热现象，其研究的主要是平衡体系，一种大量的微观粒子参与的行为。热学中的基础就是理想气体的物态方程，其次是热力学第一定律，第二定律，热力学系统的表述，另外还有输运现象、麦克斯韦速度(速率)分布、克劳修斯不等式等重要的知识，分别涵盖在各个章节中。因此，在大学热学教学中寻找出中学与大学之间的衔接知识点显得非常重要。大、中学物理&热学&部分基本概念和基本规律知识点的衔接点与差别点如表1和表2所示。　　3　做好衔接教学的建议　　热学部分在中学新课程中属于选修3-3，大部分学校在选修3系列中，根据高考选修规则，将选修3-1、3-2和3-4、3-5这四部分作为学习内容，而将选修3 3舍弃，这样操作一方面是高考对选修内容设选作题的原因；另一方面是由于选修3-3全部为热学内容，将其舍弃比较整齐，而其他内容都要或多或少涉及到力学、电磁学知识，若舍弃，则其系列的内容无法完整学习，不利于高考选作题得分。因此，大学物理
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内容分类导航大学物理典型问题解析—力学与热学
& & 物理充满奇妙的思想与方法。《大学物理》是理工科大学生的必修基础课。要学好大学物理，除了熟知物理学的基本知识以外，还要会应用它们解决具体问题，以培养分析问题与解决问题的能力，加强理论联系实际方面的训练。 &&&&&& 本课程与爱课程网上北京理工大学《大学物理——力学与热学》MOOC相配套。为了更准确地体现出各部分的教学意图与教学要求，便于学生正确理解和掌握有关内容，各部分均由《大学物理——力学与热学》MOOC的主讲教师亲自讲授。题目不在“多”，而注重“精”。通过归纳基本概念、基本知识与原理；讲解典型问题，帮助学生正确运用概念和公式，把握解题的思路与方法，做到举一反三，触类旁通。在讲授过程中，力求物理图象清晰，解法简洁，注重方法介绍，有的题目还给出多种解法，以引导学生深入理解和灵活运用物理学基本原理和科学思想方法。
完成课程学习并考核合格（&60分）可获得合格证书，成绩优秀（&85分）可获得优秀证书。
在认真学习相关知识的基础上做习题。
[1]&苟秉聪，胡海云主编.&《大学物理学》(上册)&(第2版)&[M].&北京：国防工业出版社，2011.[2]&张三慧主编. 大学物理学(一、二册)&[M].&北京：清华大学出版社，1999.[3]&程守诛，江之永编. 普通物理学(上、下册)[M].&北京：高等教育出版社，2006.[4]&钟锡华 陈熙谋主编，钟锡华，周岳明编著，力学[M].&北京：北京大学出版社，2011.[5]&钟锡华 陈熙谋主编，刘玉鑫编著，热学[M].&北京：北京大学出版社，2010.[6]&赵凯华，罗蔚茵. 新概念物理教程(力学、热学、量子物理)[M]. 北京：高等教育出版社，1995.[7]&刘兆龙改编.&Alan Giambattista, Betty McCarthy Richardson and Robert C. Richardson原著.&College Physics, with an integrated approach to forces and kinematics.Vol.1.&[M].&北京：机械工业出版社，2013.
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(C) icourse163.org“量子热力学领域生长迅速，但也有很多论文内容是胡说八道”，大学物理热力学论文 - 港湾资讯网
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“量子热力学领域生长迅速，但也有很多论文内容是胡说八道”
时间: 00:35
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来自:网络原创
作者:中科院物理所
导读： 原文以Battle between quantum and thermodynamic laws heats up为标题
发布在日的《自然》新闻上
原文作者：Davide Castelvecchi
物理学家试图为量子尺度的物理过程重建热量和能量定律。
量子热力学这个年轻…
原文以Battle between quantum and thermodynamic laws heats up为标题发布在日的《自然》新闻上原文作者：Davide Castelvecchi物理学家试图为量子尺度的物理过程重建热量和能量定律。量子热力学这个年轻的领域正在迅速发展。它试图协调量子理论和具有200年历史的热力学，同时也引起了热议。许多物理学家希望从量子力学定律出发重建热力学，以解决长期以来备受争议的难题。当然，这一研究也具有应用意义：量子热力学有助于判断有关热和效率的概念对微小的电子元件、乃至原子尺寸的机器是否适用。尽管研究方法大量涌现——其中很大一部分都在今年三月于英国牛津举行的第五届量子热力学大会上向世人展示过——但这一领域仍然一如既往地充满争议。归根结底，问题在于宏观大尺度下支配热和能的基本法则是否也决定着纳米尺度系统中的行为，抑或需要引入新的法则。人们的兴趣正在飙升：据牛津大学的物理学家，本次量子热力学大会的联合组织者Vlatko Vedral介绍，今年有超过100位科学家参加了大会，相较于往年增长了一倍。另一位联合组织者，新加坡南洋理工大学的理论物理学家Felix Binder表示，这样的大会将各个分支领域的研究者聚到了一起，这些领域都有着不同的技术术语表述。他说：“（大会）消除了许多不同研究方法之间的障碍。”但一些物理学家，比如德国奥格斯堡大学的Peter H?nggi则告诫一些研究实为误入歧途。他说：“量子热力学领域生长迅速，但也有很多胡说八道的内容被写成了论文，而且被人们谈论着。”自从热力学三定律相继于十九世纪至二十世纪早期被定义下来，物理学家们一直为它们的意义争论不休。这三定律分别指出：能量既不能凭空产生也不能凭空消失；一个孤立体系中的混乱度，或熵，总是不会减少的；绝对零度是不可达到的。然而热力学又是自相矛盾的。第二定律的争议尤甚，该律为热量转化为功（比如蒸汽机中发生的过程）的效率设定了一个极限。热力学第二定律指出，混乱度的产生是不可逆转的，但一些物理学家指出，在微观尺度下，这种说法似乎与力学定律相矛盾——无论是牛顿力学还是量子力学。这些研究者称，力学定律规定所有过程都是可逆的。蒸汽机将热能转化为功；量子级机械服从的规律要如何能做到同样的事情，物理学家就此争论不休。Walter Scriptunas II研究者们已经为解决这个难题提出了不同的方法，但没有一个能让所有人都满意。正如西班牙光电科学研究所（ICFO）的Christian Gogolin所说：“这个问题总是有点不清不楚。”Gogolin的研究方向是统计力学（该学科将温度和热等物理量视作大量粒子组成的系统的平均特性），以及发展统计力学的量子版本。一些物理学家坚称，这种统计力学方法意味着熵和热等物理量取决于观察者所掌握的信息。尤其地，一个全知的“神”一般的存在可以知道所有粒子的位置和运动，并计算出它们的演变，这种有序程度是由观测者确定的。由于很多物理学家都开始将信息看作可量化、具有物理意义的事物, 这一方法在近年来得到了复兴。在由相对少量的粒子组成，并服从量子定律的系统中，统计力学甚至更加晦涩不清。举例来说，如果向无序发展的趋势是一个纯统计现象，那么在原则上，它或许就是不适用于单个分子的。然而在过去十年中，理论物理学家已经提出，即使在仅有少数组分时，量子系统也还是会倾向于达到并保持平衡态——即极大无序态。针对真空中少量被激光束缚的原子的实验证实了这一观点。在一篇2011年发表在《自然》上的理论文章中，Vedral和他的合作者表明，量子关联（相距遥远的粒子共享一个“纠缠”量子态的能力）可以被用来产生机械能。不久前，物理学家对热力学第三定律的研究也取得了进展。在3月14日的《自然-通讯》上，伦敦大学学院的Lluis Masanes和Jonathan Oppenheim表明量子力学定律限制了从一个物体中获取热量的速度，并表明绝对零度要花费无限的时间才能达到（ncomms14538）。他们的工作似乎证实了热力学第三定律来自量子力学的观点。牛津大学的理论物理学家Chiara Marletto和David Deutsch则提出了一个更为激进的想法：一套所有物理理论都必需满足的原理，一个包括量子力学在内的法则都需服从的“万物理论”。在一篇2016年的预印论文中，Marletto勾勒了这套元理论将会如何依据物理转化必须遵守的定律，重新定义热力学概念。无论这些争论的结果如何，它们都有可能会对未来的技术产生潜在影响。物理学家已经制造出了“量子热机”——一种能在量子尺度上将热转变为功的引擎。量子计算机等应用也正在从理论迈向现实世界，因此，在微小尺度上理解热力学是至关重要的。2011年《自然》论文的合作者，瑞士联邦理工学院的Renato Renner表示：“你不仅需要把算法设计得更快，它还得是热力学上最优化的。”(n)点击“阅读原文”阅读英文原文 Nature|doi:10.a版权声明：本文由施普林格·自然上海办公室负责翻译。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。欢迎转发至朋友圈，如需转载，请邮件。未经授权的翻译是侵权行为，版权方将保留追究法律责任的权利。(C) 2017 Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature. All Rights Reserved本文由公众号Nature自然科研（macmillan-nature）授权转载编辑：PXL近期热门文章Top10↓ 点击标题即可查看 ↓君，已阅读到文档的结尾了呢~~
[理学]上海理工大学 大学物理 第六章 热力学基础上海理工大学 大学物理 第六章 热力学基础
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