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现代物理第五版《pinyin:bǎn》微盘下载 当今中国为什么不应该降低物理基础教育的难度?

2025-03-11 10:25:06Home-FurnishingsHome

当今中国为什么不应该降低物理基础教育的难度?咱们先大体看一看物理学的全貌,再看一看现在高中阶段的物理知识占了这全貌的多大比重。物理学的全貌我承认,自己有点飘了,全貌二字怕是架御不了,不足之处还望诸位指教

当今中国为什么不应该降低物理基础教育的难度?

咱们先大体看一看物理学的全貌,再看一看现在高中阶段的物理知识占了这全貌的多大比重。

物理学的全貌

我承认,自己有点飘了,全貌二字怕是架御不了,不足之处还望诸位指教。

物理学的其(pinyin:qí)中一个知识体系是五大力学:

先警告一(yī)下!这部分内容有些长且枯燥。

1.理论[lùn]力学

分为3大(练:dà)部分:牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学。

牛顿力学主要就是三个牛顿运动定律(我相信大家[繁体:傢]都知道)。使用的基本数学工具是微积分,牛顿第二定律其实是个常微分方程(F=ma?外行才用!)。牛顿力学的内容(拼音:róng)还可以加上万有引力(pinyin:lì)定律。

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牛顿第二【èr】定律

拉格朗日力学、哈密顿力学的主要思想是极值原理(也叫最小作用量原理lǐ )。使用的基本数学工具都是变分法(比微积分略难(繁:難)的数学)。

拉格朗日力学[繁体:學]的主要内容是欧拉-拉格朗日方程。哈密顿力学的主要内容是哈密顿-雅可比方程。这两个方程可以用勒让德变换相互转《繁:轉》换。

欧拉-拉格朗日{pinyin:rì}方程

哈【练:hā】密顿-雅可比方程

2.经典电动(繁体:動)力学

可以分为两部分:麦克斯韦方程组、洛伦(繁:倫)兹力方程。

麦克斯韦方程组描述场源与电磁场的关系,常见的形式是4个偏[piān]微分方程(可能有(pinyin:yǒu)些难懂,但这已经是最简单的形式了)。这4个方程分别描述:电场、磁场、磁生电、电生磁。使用的数学工具是矢量分析(可以简单理解成矢量代{dài}数和微积分的结合)。

麦克kè 斯韦方程组

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洛伦兹力方程描述电磁场对场源的力的作用。使用的数学工具是矢量代数[繁体:數]。

3.相《xiāng》对论力学

由狭义相对论、广义相对论这两个部分组成《读:chéng》。

狭义相对论可以归到经典电动力学[繁体:學]中,是对经典力学的俢正。主要内容是洛伦兹变换。接近光速时,钟变慢、尺变短、物变沉,质能转化这些结论都出自狭义相对论(这些结论都源于洛伦兹变换)。使用的数学工具:微积分、闵氏几何。(再提一句,不《pinyin:bù》懂麦克斯韦方程组是没资格说自己懂狭义相对论的)

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洛伦兹变[繁:變]换

至于{pinyin:yú}广义(yì)相对论,基本思想是:时空告诉物质如何运动,物质告诉时空如何弯曲。主要内容是爱因斯坦场方程(二阶非线性偏微分张量方程,看不懂就对了)。使用【练:yòng】的数学工具是黎曼几何、张量分析。

爱因斯坦场方《读:fāng》程

4.热力学和统计力学(繁体:學)

自然是分幸运飞艇为:热(繁:熱)力学、统计力学。

热力学描述宏观现象,是统计力lì 学的宏观表述。主要内容是热力学四定律。第零定律:热平衡《pinyin:héng》。第一定律:能量守恒。第二定律:熵增(可以由克劳修斯不等式得到)

第三定律:绝对零度不可达。理想气状态方程也是其基jī 本内容。使用的数学工具:微(读:wēi)积分。

克(繁:剋)劳修斯不等式

统计力学描述微观粒子运动的统计规律,是热力学的微观表述。主要内容是玻(读:bō)尔兹曼速《pinyin:sù》率分布《繁体:佈》律、能量均分原理。使用的数学工具:微积分、概率论与数理统计、……。

5.非相{xiāng}对论量子力学

至少有矩阵力学、波动力学、路径积分这{pinyin:zhè}三种形式。

只提一下波动力学,主要内容是薛定谔方程(偏微分方程)。学量子力【读:lì】学时不学薛定《读:dìng》谔方程,就像学牛顿力学时[繁体:時]不学牛顿第二定律。

至于使用的[读:de]数学工具,有:微积分、变分法、线性代《pinyin:dài》数、矢量分析、复变函数。(不懂希尔伯特空间,没资格说自己学过量子力学,比如我)

薛定【pinyin:dìng】谔方程

上面这些内容仅仅只是基础知【pinyin:zhī】识,如果如世界杯今的物理学大厦相当于高中数学,那上面的内容仅仅相当于加减乘除。

至于这些基础之【练:zhī】上有什么?

现代流体力学【练:xué】、现代声学、量子统计、量子电动力学、弹性介{读:jiè}质力学、量子场论、量子色动《繁:動》力学、凝固态物理、标准粒子模型、混沌理论、弦论、M理论、……

(路漫漫其修远兮澳门新葡京(拼音:xī))

目前的高中物理知识

力学和电磁学是高中物理的大头,咱们对标一下上面的内容。

高中力学-----理【读:lǐ】论力学

理论《繁体:論》力学的三个部分,高中的力学只涉及到了牛顿力学(占33%左右)。

牛顿力学中有两个重要的守恒定律:动量守恒和角动量守恒,而高中力学完全不提角动量,这直接就让知识大幅缩水(占18%左右)。

之前提到过,牛顿(繁体:頓)第二定律本身就是个常{cháng}微分方程。而不懂微积分,你怎么能懂微分方程?不懂微分方程,你又怎么能懂牛顿第二(拼音:èr)定律?(占9%左右)

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得到结果:高中力学只占[繁体:佔]理论力学的9%左右。

高中电磁学-----经典电动dòng 力学

高中电磁学有洛伦兹力lì 方程,这一点(繁:點)还不错,但是经典电动力学的大《读:dà》头是麦克斯韦方程组!

看看(读:kàn)麦克斯韦方程组的{de}四个方程:(每个方程占比10%;洛伦兹力方程占[zhàn]比10%;集齐麦克斯韦方程组全套方程,占比50%)

1.描述[拼音:shù]电场有散无旋的高斯定律。(无公式,0%)

2.描述磁场有旋无散的高斯磁定律。(无公式《shì》,0%)

3.描述磁生电的电磁感应定律。(有公式,但没有反映涡旋电场(繁:場),5%)

4.描述电生磁的极速赛车/北京赛车全电流定律。(无(繁:無)公式,0%)

得到结果:高中电磁学只占经典电动力【读:lì】学学的15%左右。

至于高中物理的其它内容澳门银河,占高考物理卷的分值不大,大部分高中生的精力也不在那上面(读:miàn),就不讨论了。

总结

高中力学只占理论力学的9%左右。

高中电磁学只占经典电动力学的15%左《练:zuǒ》右。

而理论力学、经典电动力学(繁:學)仅仅只现代物理的基础知识。

大家觉得,高中物理再降{读:jiàng}低要求合适吗?初中物理再降低要求合适吗?

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