物理學中有哪些有趣的事例可以在課堂上討論?
看看Science的125個問題。。雖然不能解決,但是從問題描述中都能學到不少的知識。。
這裡是一個連接science_125.pdf,不要光看問題,重要的是看問題的說明。。
我把其中涉及物理的部分挑出來了。。雖然一些問題不是物理學家在研究,但是討論一下也不錯。。
1.宇宙由什麼構成?
2.意識的生物學基礎是什麼?
5.物理定律能否統一?
11.地球人類在宇宙中是否獨一無二?
19.什麼是傳統計算的極限?
21.量子不確定性和非局部性背後是否有更深刻的原理?
23.溫室效應會使地球溫度達到多高?
26.宇宙是否唯一?
27.是什麼驅動宇宙膨脹?
28.第一顆恆星與星系何時產生、怎樣產生?
29.超高能宇宙射線來自何處?
30.是什麼給類星體提供動力?
31.黑洞的本質是什麼?
32.正物質為何多於反物質?
33.質子會衰減嗎?
34.重力的本質是什麼?
35.時間為何不同於其他維度?
36.是否存在比夸克更小的基本粒子?
37.中微子是其自己的反粒子嗎?
38.是否有解釋所有相關電子系統的統一理論?
39.人類能夠製造最強的激光嗎?
40.能否製造完美的光學透鏡?
41.是否可能製造出室溫下的磁性半導體?
42.什麼是高溫超導性之後的成對機制?
43.能否發展關於湍流動力學和顆粒材料運動學的綜合理論?
44.是否存在穩定的高原子量元素?
45.固體中是否有超流動性?如果有,如何解釋?
46.水的結構如何?
47.玻璃態物質的本質是什麼?
50.核聚變將最終成為未來的能源嗎?
51.驅動太陽磁周期的原因是什麼?
52.行星怎樣形成?
57.自然界中手性原則的起源是什麼?
94.通過計算機進行學習的極限是什麼?
122.數學家將會最終給出Navier-Stokes方程的解嗎?
125.對粒子物理標準模型的研究是否會停止在量子Yahg-Mills理論上?
如果單純為了調動學生的興趣的話,其實討論一些非 常規的東西。
我記得,好像是有本書,大概叫做 超級英雄的物理學。裡面用一些基本的物理,分析一些美國超級英雄故事裡的橋段。可以試一試。
讓我自己想的話,我大概會問學生,如果真的有閃電俠的話,他身上的衣服需要能耐多高的溫度?如果假設鐳射眼(或者超人)完全靠吃普通食物來補充能量,且吃下去的食物100%轉化成能量,那麼請問他們用鐳射光束融化一塊5mm的鋼板,大約需要吃掉多少食物(比如,土豆)?已知綠巨人的身體是可以防彈的,卻可以被鋼鐵俠一拳打翻在地,請估算一下鋼鐵俠那一拳到底帶著多大的動量。。。假設普通子彈打到綠巨人身上會以同大小相反速度的彈開。
更加本土的話,其實可以試著分析和討論一下,比如什麼LOL或Dota裡面某個英雄的某個技能是否符合某些原理等等。。。
我們同事之間,遇到一些事情,會突發奇想用一些物理的段子。這個可以平時多留心。現在我臨時編一個的話,比如,為什麼一些女生,在你眼裡是女神,另一些人的眼裡卻是恐龍呢?因為長相,不是洛倫茲變化下的標量。。。
有一個盲點題,想明白的一眼就能看透本質,想不明白的可能會被忽悠。
太陽對月球的引力大於地球對月球的引力,那為什麼月球是繞著地球轉而不是被太陽吸引過去呢?我覺得牛頓,維多利亞時代的實驗儀器那些可以複製一下,以前人們用的計算工具,三綾鏡,精密天平。等
高中課堂,建議討論永動機
在網上找永動機,然後討論它們可行不可行,如果不可行,問題出在哪裡
大學普物課堂,可以適當討論一下狹義相對論的「反例」,熱力學第二定律(永動機)的「反例」
可以討論,高中競賽題的解法,高中知識怎麼解;大學知識怎麼解,兩者的差異在哪裡
大學專業課堂,討論的內容就太廣泛了.....
1.薛定諤的貓
虐貓狂魔薛定諤,既死又活的貓。初步認識量子論。以及以後會體驗量子力學量力學。。。。2.麥克斯韋的妖
信息具有能量,永動機不存在的。熱力學當你不學的時候還是很好玩的。3.量子擦除實驗
因果律?不存在的。
你以為的楊氏雙縫只是你以為的楊氏雙縫。你大爺的沒事還有升級版-延遲選擇實驗寶寶你的世界觀價值觀還好嗎。4.泊松亮斑
大牛被打臉,然後打臉的實驗被用自己的名字命名了是什麼體驗?重點這個結果還是自己手賤算出來的。。。。5.索爾維會議
一張照片就夠了。老子的膝蓋雙手奉上。6.雙生子佯謬
我的哥哥比我大三十分鐘。三十年後我比我的哥哥大二十五歲。是人性的扭曲還是道德的淪喪?歡迎走進愛因斯坦的相對論。想到再補。。謝邀,這裡講一個真實的沒討論出答案的事例:
假設有兩個相距很遠(互不影響)的帶相同正電的點電荷,在其中一個點電荷(稱為q1)右邊距離d處放一長為l的沿場強方向的理想的線狀導體(理想,即內阻不存在且沒有寬度和厚度),那麼這個導體內部是靜電平衡的。
那麼問題來了,這個導體的電勢和q2周圍哪一距離的電勢相等呢?
如果硬要將地球視為宇宙的中心,太陽又是怎麼樣圍繞地球旋轉的?
如果硬要將地球視為宇宙的中心,銀河系是不是地球在空間中揮舞的巨大的圓形的「芭蕉扇」?呵呵!
瀉藥,一個包袱牛郎星與織女星相距16光年。假設住在織女星的織女看了住在牛郎星的牛郎一眼,等牛郎接收到這個信號,織女又老了16歲了。
浮沉子
熱力學第二定律和始態復現原理,這個有趣的東西需要你學了熱統才能知道為什麼有趣。
我一個工科生怎麼就被請來回答理科的東西了呢,我說另請高明吧,好像又顯的我不近人情。
講一個經典的笑話,盧瑟福說過:所有的科學不是物理學, 就是集郵。然而他一輩子都沒得到諾貝爾物理學獎,倒是得了諾貝爾化學獎
牛頓的萬有引力定律是一種很粗糙的,計算出是近似值。廣義相對論能修正牛頓的誤差。而引力只不過是有質量物體周圍空間彎曲的表現。所以光經過大質量的物體,也會產生彎曲,所以我們能看到恆星背面的恆星。當質量很大很大時,空間就極度彎曲,光經過這極度彎曲的空間,會被折返甚至無法逃脫。由於光無法逃脫,所以我們無法通過光(包括不可見光)來觀測黑洞,只能看到黑黑的一片。如果兩個點相距100光年,因為黑洞周圍時空被極度扭曲,進去的的光正好從另外一個點逸出,另外一個點就是白洞。這樣兩點距離會被大大縮短。人類可以利用這個特性來穿越時空,快速到達宇宙某一個地方。我們的太陽系直徑十萬光年的銀河系,以及太陽系在銀河系中的位置。銀河系中心就是一個大黑洞。天空中每一個明亮的星星,其實是一個星系,有的比銀河系還大,比如圖中的M31星系,就是我們的鄰居,仙女座。直徑約銀河系的兩倍。不久的將來。我們會看到銀河系和仙女座碰撞。我們銀河系和仙女座星系都在本星系群裡面。本星系群又在室女坐超星系團。室女坐星系團在我們可觀測宇宙的位置。
那不可觀測的宇宙是什麼? 宇宙有邊界嗎? 如果有邊界,那邊界外面又是什麼呢?
或許就像是這樣,宇宙之外,還有更多的宇宙。謝邀。
我們常講物理學是由現象到本質。其實不妨學過理論之後,回頭找找我們在生活中什麼情況下可以見證這一理論。btw 學會去真物理批駁民科也會有很大提高牛頓為什麼可以被一個蘋果砸開竅!
謝邀!(我居然也有被邀請的時候 )我們從小學習物質由分子組成,分子由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,核外電子帶負電;同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。那麼問題來了:為什麼原子核和電子不互相吸引在一起,然後世界毀滅呢?從而引出量子力學。這是最近思考為什麼自己不善於思考的時候想到的。
我覺得前面的答主說的都太專業了。「有趣」大概是對物理dalao吧,說一個對物理初學者(中學生)比較友好的
一個梗(經常發生)
小學老師碰到比較不安分的學生(或者看著不順眼的學生)會說
「你一個人浪費一分鐘,就浪費了全班同學每人的一分鐘,就是一節課!」
討論這種說法是否合理(不考慮超自然物種的存在,比如說某兩棲類)
其實怎麼說都行
「三維空間內時間不能加和」
或者「每個人的確損失了60S」
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不要問我為什麼想到這點
我浪費了無數同學寶貴的生命
而且這些生命不會加到我身上
真是罪過
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公眾號「兔子洞科普」
小號,有乾貨,沒廣告,求支持。
但不喜歡公眾號不代表不能給答案點贊對不對?
所以……再跪求贊
謝邀。我其實不怎麼懂哈,班門弄斧了不好意思。就個人非常有限的了解來說,感覺量子力學中的雙縫實驗如果能親見應該挺震撼的吧。
瀉藥。受寵若驚。
題主沒說清楚什麼課堂。
小學初中的話可以玩玩那種來回碰撞的物理小玩具,就是那種幾個金屬球用線吊著可以碰來碰去的那種。適當的話可以講一點能量動量的概念。
高中的話可以弄一個陀螺儀的視頻,最好是真的陀螺儀啦(我也想玩來著)迴轉效應超好玩的。
高中弱渣不敢答大學及以上的。物理不是你成為單身狗的借口,量子力學大牛狄拉克幫你重拾信心……
保羅·狄拉克
一個才華橫溢卻性格古怪的人
狄拉克於1902年在英國的布里斯托爾出生,他是20世紀繼愛因斯坦之後的第二位最重要物理理論學家。他畢業於劍橋大學,並在那裡完成了第一篇關於量子力學的論文。
此後不久,他便寫出了物理學上最著名的理論之一——狄拉克方程,這個理論正確地預測了反物質的存在。狄拉克在調和愛因斯坦的廣義相對論和量子理論的問題上比其他科學家所做的貢獻多得多。1933年他成為了諾貝爾物理學獎史上最年輕的理論物理學家。保羅·狄拉克獲得諾貝爾獎的時候,在大多數人眼裡,他就是一個極其單調而且毫無吸引力的存在。
正如在格雷姆·法米爾的精彩傳記里所詳述的——最奇怪的人:在這篇文章中我側重了保羅狄拉克的隱秘的生活,正如神秘的原子般,狄拉克完全是一個令人難以置信的沉默寡言的人。讓他說出哪怕是一個字都幾乎是不可能的,因此它的同事開玩笑說他創造了人類講話速度的新的衡量單位——狄拉克單位,相當於每小時只有一個字。狄拉克是那種「從來不說一句話也不會說話」的人。法米爾形容他完全沉浸於自己的工作,對他人和他人的感受毫無興趣,甚至完全缺乏同情心。並把這個情況部分歸因於狄拉克所受到的殘暴的教育,因為狄拉克的父親對他講話的每個錯誤都會狠狠地懲罰他,導致了年輕時期的狄拉克採取了盡量少說的策略。
狄拉克具有社交困難的問題,還表現出對異性沒有興趣。他的一些同事甚至懷疑他可能完全沒有那方面的感覺。法米爾回憶說,有一次狄拉克和著名的物理學家沃納·海森堡同在為期兩周的從加利福尼亞到日本的巡航上。熱衷於社交的海森堡充分利用了這次旅途的機會與異性相處,像和美女們跳舞。狄拉克覺得海森堡的行為很讓人費解,於是問他,「你為什麼要跳舞?」海森堡回他,「當有美好的姑娘作伴時,跳舞總是一種樂趣。」狄拉克思索了幾分鐘後說,「但是海森堡你是怎麼提前就知道這些女孩是美好的呢?」
愛的降臨
後來有一天,某個意義非凡的人走進了狄拉克的生活。她的名字叫瑪吉特·魏格納,是一位匈牙利物理學家的妹妹,同時也是剛離婚且擁有兩個孩子的母親。她到新澤西州來看望正在普林斯頓高等研究院的哥哥,而狄拉克也剛剛到這裡。 朋友和家人都稱她「曼奇」。有一天,她和哥哥正在用餐,她注意到一位低著頭身體虛弱的年輕男人走進了餐館。她問道:「這是誰?」「那是去年諾貝爾獎得主之一的保羅·狄拉克」她哥哥回答道。她又回道「那為什麼不叫他和我們一起用餐呢?」
於是乎他們漸漸成為了熟人,最終瑪吉特改變了狄拉克的生活。
法米爾寫到:
他們倆的個性形成了鮮明的對比:他沉默寡言,有分寸,客觀,冷漠;她健談,衝動,主觀且熱情。
曼奇,一個自詡「科學盲」的女人,填補了狄拉克生命的空白。他們第一次約會以後,兩個人也會偶爾在一起吃飯,但是辦公室離愛因斯坦僅差兩道門的狄拉克仍然把重心放在工作上。曼奇回到歐洲以後,他們兩個就保持著一種並不平等的通信關係。曼奇每隔幾天就寫長達幾頁的信寄過去,而狄拉克就每隔幾周才用幾句話回應她。
但曼奇比狄拉克更加堅信簡·奧斯汀所說的「普遍公認的真理」:「一個幸運的男人必然需要一個妻子。」她一直堅持著寫信,儘管狄拉克曾經對她發出了嚴厲的警告:
恐怕我沒辦法用很美好的信來回復你——可能這源於我的感覺十分遲鈍,而且我的生活主要關心的是事實而不是感受。
當她抱怨她提出的許多問題,這些都是關於狄拉克的日常生活和感受的問題,均沒有得到他的答覆後,狄拉克便畫出了一份圖表,把曼奇的問題列在左側,而他在圖標右側一一對應解答。針對她的提問「那我還應該愛誰?」狄拉克回復說:「你不應該指望我來回答這個問題。如果我說了,你會覺得我很殘酷。」而她的另一個問題:「那你對我有沒有感覺?」狄拉克回答說:「是的,一些。」
曼奇意識到狄拉克並沒有發現到她的許多問題其實是主觀性的,於是告訴他,「那些問題中的大部分問題並不是要你回答。」最終,她覺得狄拉克十分木訥讓人討厭,曼奇寫信和他說,他應該「得到第二個諾貝爾獎——殘酷獎。」
狄拉克回信說:你知道我並不愛你。如果我假裝愛你,那就是我的錯,我從來沒有愛過人也不會明白愛情的感受。
但是過了一段時間,狄拉克的想法卻慢慢轉變了。他在布達佩斯見她以後,他回去寫道,「離開你以後我覺得很難過,而且我感覺自己仍然非常想念你。我不明白為什麼會這樣,過去我和別人分開以後通常不會去想念他們。」於是這個以數學才能揭開了關於宇宙基本性質的新真理的人——狄拉克,通過他與曼奇的關係,發現了他從來沒有認識到的生活——關於人類生活的真理。不久之後,當曼奇回訪他的時候,狄拉克便求婚了,曼奇也馬上答應了他。這對新婚夫妻不到一個月就出去度蜜月了,去了兩個月。
後來他給她寫信說:親愛的曼奇,我的最愛。你的出現讓我的生活發生了美好的改變。你使我覺得這才像個人……
我覺得除了讓你快樂,其他的都無關緊要,這才是我生命中有意義的事情。狄拉克的一位蘇聯的同事也認可狄拉克的看法:「很開心能看到狄拉克結婚了,因為這會使他看起來更加人性化。」
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狄拉克和曼奇,攝於1963年
狄拉克,一位埋頭於理論的人卻意外地在實踐中獲得了可喜的維度(婚姻與愛情的收穫)。這個曾經只關注思想理論的人發現了心靈生活。而且,這個已經在追求數學美的指導下擁有最大的貢獻的人,又發現了他以前從來沒有想到過的,人類生活的美。
簡而言之,一個才華橫溢但孤獨的人找到了他過去生命中缺少的美妙事物:愛。我和我的學生在這門課上學到了一些東西:科學確實可以揭示很多未知的謎團,但是現實中有很多事物是無法用科學解釋的,愛就是其中之一。
轉自微信公眾號中科院物理所,物理不是你成為單身狗的借口,量子力學大牛狄拉克幫你重拾信心……推薦閱讀:
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