宇观世界宏观世界微观世界
1、 宇观世界、宏观世界、微观世界
1、宇观世界、宏观世界、微观世界当今的理论物理学并不缺乏坚深的数学演绎，缺乏的只是理论发展所需要的活力：新视角、新概念、新思想和深刻的洞察力。
新的科学体系的诞生无不是在固有体系的基础上，根据当时所了解的知识，理想化出一系列基本理论，并在这些基本理论基础上发展出来整个体系。
但没有人能保证这些基本理论始终有效。
当我们学习这些科学体系时，对权威的崇拜，对这些科学体系魅力的迷恋，对整个科学体系坍塌的恐惧使得我们的自由意志与既有结论或权威对立时，我们的第一个反应就是逃避。
而作为科学基本的态度和精神的怀疑与批判，则早已被我们置之于脑后。
逐渐地，我们就把这些基本理论看成神圣不可侵犯的"公理"，即使它们已经不合时宜。
在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展（1）在微观方向上深入下去；（2）在宏观方向上拓展开去；（3）深入探索各层次间的联系，进一步发展非线性科学。
吴水清先生认为：“在科学研究的路上，我们要以实验为根据，以数学位工具，以实用为目标，以理论为基础，进行开拓和创新。
”李政道教授讲：“地球村人面临第三次物理学革命的挑战。
”【1】宇观世界：指宇宙学和天文学研究的范围。
长度单位使用天文学单位1.496×1011m（等于地球到太阳的距离）或大尺度单位9.5×1015m（即光年）;宏观世界：指现实生活涉及到的经验世界。
长度主单位使用m，大单位用km，小单位用mm；经典物理学就是适用于这一领域的、添加了许多假设和近似的、非常实用的理论；微观世界：指跟非牛顿范式物理学所研究的热、光、电磁现象相关的，辐射能ε从粒子中放出、在空间中传播、或被粒子吸收的整个系统。
长度单位使用纳米10-9m或者埃10-10m。
宏观描述只描述宏观物质体而不追究其内部的微观结构或超微观结构。
微观描述到分子，原子止。
超微观描述则到原子以下范围内。
宇观只是一般意义下的宏观的扩展，本质还是宏观。
所以物质的空间范围应分为：宏观，微观，超微观三大领域。
第四篇微观与宇观世界
第四篇微观与宇观世界通常情况下，线度大于10^-的物质被称作宏观物质。
在宏观世界中，物理现象可以通过经典物理学来解释。
而线度小于10^-的粒子，如分子、原子和原子核等，则被称为微观粒子。
另一方面，线度大于星系的物质可以被称为超宏观或宇观物质。
尽管微观和宇观世界与我们所生活的宏观世界一样丰富多彩，但它们之间的规律性却存在着很大的差异。
20世纪物理学在这两个领域的突破性进展极大地拓宽了人们的视野，提升了人类对自然的认识和利用能力。
本篇中你将初步了解微观和宇观世界中客观物质的某些特性，了解人类对它们的探索历程。
第十二章物质的微观结构导学在本章中，你将学到：●原子的结构式怎样的？●如何探测物质的放射性？●原子核由什么组成？●怎样获得核能？怎样和平利用核能？天然放射性现象的发现，开创了人类探索微观世界的新时代。
利用放射性，可以确定生物体遗骸的年代，这种方法称为放射性鉴年法。
图12-1所示的这块琥珀中的小昆虫，用放射性鉴年法测出它大约生存在5000年前。
为了深入研究物质的微观构造，科学家们设法“撞开”了原子核，经过长期的努力，不仅揭示出原子核内部的奥秘，还发现了新的能量形式——核能。
核能是一种存在于原子核内部的能量。
核电站是利用核能转换为电能的发电厂。
我国自主设计和建造的第一座核电站——秦山核电站(如图12-2所示),总装机容量高达2.9×10^6kW。
秦山核电基地的建设，结束了我国有核无电的历史，并成为我国和平利用核能的典范。
图 12-1图 12-2第十二章A 原子的核式结构人类生活在丰富多彩的物质世界中，享受着大自然的“恩宠”。
同时，人们也在不断地探索：物质究竟是由什么组成的？它的微观结构又是怎样的？在很早以前，人们就开始形成物质是由分子构成的观念：分子是由原子组成的。
希腊文中，“原子”一词意味着“不可分割”。
然而，无论是在古代还是现代，都有人持有相反的观点，他们认为物质是无限可分的。
1897年，英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson)发现了电子，进一步证实了原子并非构成物质的最小单位，它具有内部结构大家谈将如图12-3所示的阴极射线管接通高压直流电源，可以看到管内阴极发射出一束射线，使涂有荧光物质的白色底板上出现一条亮迹。
宏观世界和微观世界之间的联系
宏观世界和微观世界之间的联系在我们的日常生活中，宏观世界和微观世界之间的联系是不可
避免的。
宏观世界指的是我们所看到的和感知到的现实世界，而
微观世界则是由微观粒子组成的小世界。
它们之间的联系是怎样
的呢？
首先，宏观世界是由微观粒子组成的。
我们所看到的各种物质，比如桌子、椅子、空气、水等，都是由原子和分子组成的。
因此，无论是我们身边的物品还是大自然中的各种现象，都可以追溯到
微观领域的物理规律。
比如，空气中的氧气和氮气分子碰撞才能
产生气压，地球上的重力也是由微观粒子的引力作用所引起的。
其次，微观粒子也可以影响宏观世界。
量子力学的发展告诉我们，微观领域中的粒子和波动行为常常具有非常奇特的特性，比
如叠加态、纠缠态等等。
这些特性在物理学中被广泛应用，比如
在电子显微镜中观察微观领域中的结构，或是在量子计算机中进
行复杂的计算。
除此之外，生命科学也是微观世界和宏观世界之间联系的一个
重要领域。
我们身体内的细胞、分子和基因也都是由微观粒子组
成的，它们的相互作用和调控形成了我们的生命特征。
比如，癌
症是因为细胞遭受破坏或者突变导致不再遵循正常的生长和分裂
规律，这种突变也是在微观领域内发生的。
总的来说，宏观世界和微观世界之间的联系是多种多样的、非
常复杂的。
微观粒子的性质和相互作用对宏观世界的物理性质和
化学性质有着决定性的影响。
同时，宏观世界的各种现象也在不
断地推动着微观领域的研究和发展。
这个联系是一个互动的过程，让我们更加深刻地理解了自然界的奥秘。
人类科学发展史及当代科学前沿
高中部 李树斌
2011年4月
人类科学发展史及当代科学前沿
人类对我们这个生活着的世界的认 识，经过了漫长探索，从原始的臆测 到当今实证科学，人类对世界的认识 已达到相当的高度，无论是微观还是 宏观、宇观世界，人类已积累丰富知 识，让我们来概览一下这个知识海洋 吧！
人类科学发展史及当代科学前沿
人类科学发展史及当代科学前沿
3.微观结构理论
（1）原子理论 10—8cm米 量子力学 相对论量子力学 （2）核物理学 10—13cm量子力学 核力——量子色动力学 （3）基本粒子物理学 量子电动力学 量子场论 量子弱点理论 夸克模型 层子模型 规范场理论 (4) 弦论、膜理论（M-理论） 普朗克尺度 弦理论基本要点
人类科学发展史及当代科学前沿
二、物理力学
1.伽利略 2.牛顿力学 热力学及统计力学 电动力学 3.相对论（狭义、广义理论） 4.微观理论 量子力学 量子电动力学 量子色动力学 量子场论 规范场论 超弦理论 M-理论
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三பைடு நூலகம்宇观世界
天文学、宇宙学 1.古代 浑天说 起源说——盘古说 2.观测天文学 中国 三垣（紫薇 、太薇、天市） 四象、二十八星宿 、黄道、 白道 西方 88—星座 近代——太阳系、恒星、行星 彗星 星图 3.物理天文学 万有引力定律、恒星发光 、黑洞（中子星，白洞，虫洞） 4.宇宙学 古代、牛顿宇宙学、相对论宇宙学、大爆炸理论、多世界理论 （平行世界） 2010年天文十大发现 5、外星生命 生命起源 地球说、外星说
四、实证科学
实验、科学原则、 迷信
人类科学发展史及当代科学前沿
原始宗教、三大宗教、邪教
一、微观世界 二、物理力学 三、宇观世界
《哲学与人生》期中考试卷含答案)
《哲学与人生》期中考试卷（开卷）答题卷班级学号姓名得分一、二、填空题（30分）1、2、如果说宗教是关于人的死的观念，是讲生前如何痛苦、死后如何升天堂的，那么，哲学就是关于人的生的智慧，是教人如何生活，如何生得有价值和意义的。
2、哲学关注着人的生存方式和发展规律，关注着人生的价值和意义。
3、在空间尺度上，现代科学将整个世界划分为微观世界、宏观世界、宇观世界。
4、事物具有多样化的存在形态：从微观世界的基本粒子到宇观世界的星云系团，从无生命的物质形态到有生命的生物形态，从自然界到人类社会。
5、世界的统一性就在于它的物质性，意识是对客观存在的反映。
6、人生道路的选择，人生境界的高低决定于对客观实际的理解和把握。
7、一切从实际出发，既包括客观实际，也包括人自身条件的实际。
8、尊重客观规律与发挥自觉能动性是辩证的统一。
在实际生活中，要反对两种错误倾向，即宿命论和唯意志论。
9、在人际交往中，一个重要的方面就是要充分尊重他人和理解他人。
在具体的交往实践中，就要遵守交往原则。
10、心态是以情感为主要形式的价值取向。
就这种取向的方向说，一是对待他人和事物的态度，是积极的、肯定的，还是消极的、否定的。
二是内心的体验，是快乐的、幸福的，还是无所谓的、麻木或嫉妒的。
11、实践具有三种基本形式，即物质生产活动、改造社会关系的活动和科学实验活动。
三、四、判断题（10分）（√）1、在我国古代，启蒙教育和哲学教育几乎是同步的。
（√）2、人们通常所具有的世界观是自发的，而不是自觉地。
（√）3、哲学的主题是人。
（×）4、意识是物质世界在人脑中的客观映像。
（×）5、静止的绝对性和运动的相对性是物质运动的两个属性。
（×）6、自然规律是客观的，历史规律是主观的。
（√）7、说一个人不需要实践，不需要学习就可以把自我的潜能发掘出来，这是唯心主义的天才论。
（×）8、“福兮祸所伏，祸兮福所倚”说明矛盾的对立性。
八年级上册物理教科版第一章教案
八年级上册物理教科版第一章教课设计八年级上册物理教科版第一章教课设计：第一章第一节走进物理世界大门一、教课目的要求1.知道基础物原因力学、热学、声学、光学、电学等。
初步认识物质世界有宏观、微观、宇观三个层次。
2.经历阅读、思虑、议论，并着手做一系列简略的实验过程，初步领会学习物理与其余学科的不一样方法。
3.对物质世界产生神奇感，对物理学产生浓重的兴趣和研究的欲望，初步认识“没有物理学就没有现代文明”的道理。
二、重点与难点本节重点是让学生认识物理学的三大社会功能。
难点是使学生领会到物理学在素质教育中的特别性。
三、教课过程1.情形创建让学生自己阅读课文 .2. 议论沟通与实验设计教师再环绕什么是物理学，物理学的研究对象是什么这些问题，宽泛应用生活中的器械睁开实验 :(1) 要求每个学生用纸片和橡皮做落体运动实验。
(2)学生用双手摩擦，或用手往返与铅笔摩擦，感觉机械能变为热能的过程。
(3) 摩擦带电实验。
(4)利用教室中的电器，演示电的现象等。
经过上述身旁实验，引出物理学中力、热、声、光、电的不一样内容。
并为引出物理学宽泛研究领域作准备。
3.介绍宇观世界、微观世界及其基本观察方法联合教材中的教材上图1-1-1 、图 1-1-2 、图 1-1-3 及图 1-1-4进行介绍，主要着眼于说明物理学的研究范围: 力学、热学、电磁学、光学、原子学。
说明 : 宇观世界的观察需要望远镜与探测器，而微观世界的观察与研究使用各样显微镜、粒子加快器即可。
教师也能够针对哈勃太空望远镜、“勇气号”火星探测器等一些较为奇特的内容略作睁开。
4.用图片、资料、多媒体，联系学生身旁的事实以及家居生活的现代化设施，让学生说说对“物理学是改变世界的科学”这一论断的初步认识。
5.介绍一些科学家的事迹6.作业:1.回家与爸爸妈妈一同看物理书，议论什么是物理学 ?议论发生在家里的物理现象和物理学对社会进步的主要作用。
2.写一篇对物理学的初步认识的小论文。
.基础自然科学
四种相互作用的“超统一理论”仍然是当 前理论物理学中的前沿课题之一。
基本作用力的统一
电磁力 ————电弱统一理论 弱 力 ——---大统一理论 强力 ——超统一理论 引力
二、宏观世界的若干新探索
（一） 得天独厚的地球 1、幸运之星 —— 地球
（1）地球在空间上的条件
（2）地球形成在时间上的条件
（3）地球自身的条件
1912年，勒维特发现“周光关系”。
1924年，哈勃发现远在银河系之外 的仙女座大星云中的造父变星。
1924 年 ， 美 国的Ｅ.Ｐ．哈 勃利用造父变 星的周光关系 原理，测定出 仙女座大星云 距离银河系为 220万光年，肯 定了数量众多 的河外星系的 存在。
（二）宇观世界的结构
星系
（星系群）
星系团
对层子或夸克的认识
1949 年 ， 美 国 的 E．费米和杨振宁提出： 基本粒子不是“点粒 子”。1964年，美国的 Ｍ．盖尔曼提出三种夸 克（Quark）与三种反 夸克为基础的“夸克模 型”。目前，公认的层 上夸克、下夸克、顶夸 子（夸克）空间尺度的 克、底夸克、奇夸克、 -16厘米。 上限为 10 粲夸克，每种又分红、 绿、蓝三种色。
第三章 基础自然科学的主要成果 一．微观世界的若干新探索
1 .微观物质层次的探索不断深入
原子 —— 原子核 —— 基本粒子 —— 夸克
微观物质结构层次
对原子的认识
从1897年汤姆逊 确认电子的存在， 到1912年Ｎ．玻尔 绕核式模型。 分子和原子的直 径就在10-6 －10-8 厘米之间，通常都 把 10-8厘米作为原 子的典型尺度。
相互作用理论
a.引力相互作用－牛顿（1666年），其作用距离 无限大、作用强度却非常小。只有在宏观天体运动中， 它的作用才显出重要性，而在微观领域却往往被忽略 不计。 b.电磁相互作用－麦克斯韦（1864年），两种带 异性电荷的系统，一个发射光子，一个接收光子，发 射者与接收者之间就发生了电磁相互作用。其作用强 度较大，作用距离也是无限大。 c.弱相互作用－费米（1933年），强度较小，是 一种短程力，仅在一些粒子的衰变过程中起作用。 d.强相互作用－汤川秀澍（1935年），作用距离 不超出原子核的范围，但其作用强度很大。
宇宙基本层套结构简介
宇宙基本层套结构简介
哲学与科学的不断革命，使人类对宇宙的认识又向前推进了一点点。
随着理论研究的进步、科学观测的深入，宇宙的层套结构变得越来越明显、清晰。
从物质的超微观世界、微观世界、宏观世界、宇观世界、超宇观世界等，无不遵从宇宙的层套结构，生命也是如此，是物质世界存在的形式之一。
层是宇宙的平行结构，套是宇宙的纵向结构。
宇宙是分层的，分套的，物质所在空间的层套是又其所在层套的基本物质单位构成的。
生命被看做一个个自适应循环系统随宇宙的层套而存在。
相对层的基本物质单位构成了该层丰富的物质世界,如原子是原子物质层的基本结构单位,其构成了从原子到超星系团的基本物质。
宇宙是由一系列的分层的基本物质单位所构成的。
所谓基本物质单位是由一个核及围绕核运动的物体所构成的不再围绕相当于该核直径1010倍的物体运动的稳定的运动系统。
由该基本物质单位所构成的物质层称为该基本物质单位物质层，如原子物质层、超星系团物质层等。
在该物质层中，整个宇宙看上去都布满了该基本物质单位。
两个物质层中的基本物质单位相差1050米左右的尺度结构。
上一层的基本物质单位由下一层的基本物质单位所构
成，也就是说下一层的基本物质单位所构成了上一层的基本物质单位。
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力的类型
发生作用的距离
力的强度(以强力为1)
传递此力的粒子
粒子的引力质量
引力
延伸到非常大的距离
10-38
没有发现
不知道
弱力
约小于10-17cm
10-13
中间玻色子W+、W-和Z0
约90吉电子伏
电磁力
延伸到非常大的距离
10-2
光子
0
强力
约小于10-13cm
1
胶子
假定为0
注：1吉＝10亿
玻尔的对应原理在某种意义上应该看作是一种物理学思想,它表明在原子范围内的微观现象和宏观现象，各自遵循本范围的规律，但微观范围内的规律和宏观范围内的规律间存在对应关系，当把微观范围内的规律延伸到宏观范围时，应与宏观规律一致.
宇观世界：指宇宙学和天文学研究的范围.长度单位使用天文学单位1.496×1011m（等于地球到太阳的距离）或大尺度单位9.5×1015m（即光年）;宏观世界：指现实生活涉及到的经验世界.长度主单位使用m，大单位用km，小单位用mm；经典物理学就是适用于这一领域的、添加了许多假设和近似的、非常实用的理论；微观世界：指跟非牛顿范式物理学所研究的热、光、电磁现象相关的，辐射能ε从粒子中放出、在空间中传播、或被粒子吸收的整个系统.长度单位使用纳米10-9m或者埃10-10m.宏观描述只描述宏观物质体而不追究其内部的微观结构或超微观结构.微观描述到分子，原子止.超微观描述则到原子以下范围内.宇观只是一般意义下的宏观的扩展，本质还是宏观.所以物质的空间范围应分为：宏观，微观，超微观三大领域.宏观现象、宇观现象和微观现象中都有许多是人们已有的观念和理论所无法解释，这就要求我们修改旧有的观念和理论，甚至创立新的观念和理论.客观世界永远是人类不可超越的老师！我们能够做的是用一个改善的观念和理论去取代旧有的观念和理论，一代接一代地进行下去.这一切不能仅仅靠理论思索，更重要的是科学的实践.经得起客观实践检验的观念和理论才是有生命力的.
宇观世界、宏观世界、微观世界
当今的理论物理学并不缺乏坚深的数学演绎，缺乏的只是理论发展所需要的活力：新视角、新概念、新思想和深刻的洞察力.新的科学体系的诞生无不是在固有体系的基础上，根据当时所了解的知识，理想化出一系列基本理论，并在这些基本理论基础上发展出来整个体系.但没有人能保证这些基本理论始终有效.当我们学习这些科学体系时，对权威的崇拜，对这些科学体系魅力的迷恋，对整个科学体系坍塌的恐惧使得我们的自由意志与既有结论或权威对立时，我们的第一个反应就是逃避.而作为科学基本的态度和精神的怀疑与批判，则早已被我们置之于脑后.逐渐地，我们就把这些基本理论看成神圣不可侵犯的"公理"，即使它们已经不合时宜.
在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展（1）在微观方向上深入下去；（2）在宏观方向上拓展开去；（3）深入探索各层次间的联系，进一步发展非线性科学.吴水清先生认为：“在科学研究的路上，我们要以实验为根据，以数学位工具，以实用为目标，以理论为基础，进行开拓和创新.”李政道教授讲：“地球村人面临第三次物理学革命的挑战.”【1】