hi,小慕
课程

中国大学MOOC,为你提供一流的大学教育

hi,小mooc
改变世界的物理学
第7次开课
开课时间: 2022年09月19日 ~ 2023年03月01日
学时安排: 3
当前开课已结束 已有 150 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
课程详情
课程评价(38)
spContent=在5000 年的文明史中,人类的生活、生产方式没有发生根本性变化? 为什么直到物理科学的百年成果以后,人类社会才发生了革命性发展?为什么物理学上的每一次重大突破都能改变人们的思维方式,推动社会发展?你是否想知道这其中的奥秘?那么来吧,让我们一起开启探索物理学改变世界之旅! ——课程团队
在5000 年的文明史中,人类的生活、生产方式没有发生根本性变化? 为什么直到物理科学的百年成果以后,人类社会才发生了革命性发展?为什么物理学上的每一次重大突破都能改变人们的思维方式,推动社会发展?你是否想知道这其中的奥秘?那么来吧,让我们一起开启探索物理学改变世界之旅! ——课程团队
—— 课程团队
课程概述

改变世界的物理学是素质教育的通识课程。力图拓展学习者的视野,提升认识问题的广度,培养科学的思维方法,挖掘创新潜质,激发创造精神。让学习者了解物理学知识在各学科领域的重要作用,了解物理学与各学科之间的交集、联系,以及物理学对创新性研究的催生作用,激发学习者的创新欲望,从而提升创新能力、推动我国自主知识产权产品的数量与品质。

本课程物理学的重大研究成果、最新发展动态、物理学前沿问题、物理学在现代高新技术中的应用为引导,了解物理研究成果,提升物理知识的运用能力;探究发明、创造思维过程,提升创新、创业能力;拓展物理规律与专业应用融合,推动我国高新技术的快速发展。

同学们可以通过八个方面了解物理学在改变着世界:

一、世界为什么变化这么快,二、物理学孕育新材料,三、物理学催生新光源,四、物理学探秘微观世界,五、物理学推动社会进入信息时代,六、物理学加速计算机发展,七、熵带给人们的启示,八、从物理学角度诠释生命。

   本课程的特色:强化知识学习与素质培养相结合;提倡物理学与其它学科相交融、渗透;提升认知高度。思考物理学催生的新领域、新方向、新技术,探秘物质世界,探究物理之本,拓展物理之用,改变思维方式,推动社会的发展。


授课目标

探究物理之本,拓展物理之用,开启探索物理世界之旅

本课程以物理学的重大研究成果、最新发展动态、物理学在现代高新技术中的应用为线索,让学员掌握现代科学研究的方法和手段,培养学员科学的思维方式;以物理学与其它学科之间的交融、渗透、物理学在社会发展中所起的重要作用,拓展学员的视野,提升学员的认知高度,从而将书本上的知识尽快转化为具有自主知识产权的、科技含量高的产品,推动社会的发展;以物理知识和前沿应用为一体,拓展知识基础,培养学员的创新、创造能力,树立正确的科学观、自然观,激发学员积极向上的、勇于探索科学的拼搏精神。


课程大纲
世界为什么变化这么快
课时目标:纵观科技发展史,许多重大应用技术都是建立在物理学研究成果之上。物理学上的每一次重大突破都能改变人们的思维方式,推动社会发展。通过本章的学习,理解物理学对社会发展、科技进步的推动作用。
1.1. 物理学的发展催生了大量新学科、新技术
1.2. 物理学加速社会经济的发展
1.3. 电磁理论把人类社会带进了电气化时代
1.4. 相对论和量子力学加快了科技的发展步伐
物理学孕育新材料
课时目标:本章介绍物理学对新型材料发展的促进作用,以及新材料的重要性。内容包括半导体材料、纳米材料、超导材料、磁性材料和铁电材料,还有这些材料的实际应用。通过本章的学习,理解物理学对新型材料发展的促进作用。
2.1. 物理与半导体材料(上)
2.1. 物理与半导体材料(下)
2.2. 物理与纳米材料(上)
2.2. 物理与纳米材料(下)
2.3. 物理与超导材料(上)
2.3. 物理与超导材料(下)
2.4. 物理与磁性材料
2.5. 物理与铁电材料
物理学催生新光源
课时目标:本章内容首先介绍激光产生的原理,激光器的诞生;接着介绍了基于激光的现代光学、光子学的发展以及应用领域;然后介绍与激光相辅相成的如激光加工、信息处理、全息成像等新技术、新研究领域的发展;最后给大家介绍目前下一代激光--同步辐射的产生原理、特点及应用。通过本章的学习,理解物理学是新光源发展的基础。
3.1. 爱因斯坦受激辐射理论催生了激光器
3.2. 激光器催生了现代光学(上)
3.2. 激光器催生了现代光学(下)
3.3. 现代光学催生了激光技术
3.4. 激光技术的应用
3.5. 新型光源——同步辐射(上)
3.5. 新型光源——同步辐射(下)
物理学探秘微观世界
课时目标:本章内容首先介绍19世纪末揭开近代微观世界研究序幕的三大发现;接着介绍了微观世界原子的内部结构,原子核的结构,以及核子的结构;介绍了蕴含在原子核内的巨大能量--核能,以及核能的应用领域;最后给大家介绍了两类进行微观世界研究的显微镜的基本原理与应用的领域与优缺点。
4.1. 揭开研究微观世界序幕的三大发现
4.2. 微观世界探秘
4.3. 核能的发现历程
4.4. 电子显微镜、原子力显微镜
物理学推动社会进入信息时代
课时目标:本章主要讲解物理学对社会进入信息时代的推动作用。分别从信息存储、信息处理、信息传输以及高精度探测等方面进行阐述,进而说明物理学在信息技术发展过程中的重要作用。通过本章的学习,理解物理学对社会进入信息时代的推动作用。
5.1.物理学推动信息存储的发展(上)——磁存储
5.1.物理学推动信息存储的发展(下)——光存储
5.2.光学信息处理(上)——从衍射角度看几何光学成像
5.2.光学信息处理(下)——空间滤波
5.3. 从烽火台到光通信
5.4.量子通信
5.5.量子探测
物理学加速计算机发展
课时目标:本章介绍物理学对电子学的基本元件、计算机发展所起的作用。内容包括基本电子元件的发展、计算机的演化、光子计算机、量子计算机和万维网与物理学的关系。通过本章的学习,理解物理学理论是计算机发展的基础。
本章介绍物理学对电子学的基本元件、计算机发展所起的作用。内容包括基本电子元件的发展、计算机的演化、光子计算机、量子计算机和万维网与物理学的关系。通过本章的学习,理解物理学理论是计算机发展的基础。
熵带给人们的启示
课时目标:自从熵的概念提出之后,它的应用已远远不局限于物理学的领域。在其他自然科学,以及社会、经济和人文科学等领域,熵都产生了越来越重要的影响。熵已成为一种世界观,成为人类与自然和谐相处的一种新的自然观。通过本章的学习,理解熵对社会发展的重要作用。
7.1. 熵概念
7.2. 熵的微观本质
7.3. 熵与能(上)——熵:能量的“品质”
7.3. 熵与能(下)——熵与能谁更重要?
7.4. 熵与信息(上)——麦克斯韦妖的启示
7.4. 熵与信息(下)——信息熵
7.5. 熵与人类社会(上)——熵与经济和社会
7.5. 熵与人类社会(下)——熵与物理学的自然观
从物理学角度诠释生命
课时目标:从物理学角度诠释生命,主要介绍物理学和生物学的相互促进,物理学为生物学提供新工具、新的思想、新的理论和概念,从分子水平看生命,以及生命组织的物理规律几个方面。通过本章的学习,理解生命也是物质,同样遵从物理规律。
8.1. 物理学与生物学的相互促进
8.2. 物理学家看生命
8.3. 从分子水平诠释生命
8.4. 生命组织的物理规律
8.5. 更多启示
展开全部
预备知识

本课程基于物理学成果、物理学的重大发现引导学员深入思考如何将物理学拓展到不同领域,需具备物理学的基础知识,但不涉及复杂的运算,欢迎任何对于物理学有兴趣、致力于发明创造的学员修习本课程。


证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

1.       周光召. 物理学百年的回顾. https://www.cctv.com/lm/131/61/85474.html

2.       严燕来、叶庆好,大学物理拓展与应用,高等教育出版社,2002年

3.       冯端、冯少彤,溯源探幽熵的世界,科技出版社,2005年

4.       罗辽复,物理学家看生命,湖南教育出版社,1994年

5.       [奥]埃尔温×薛定谔/著,罗来鸥、罗辽复/译,生命是什么,湖南科学技术出版社,2011年(第2版)

6.   姚淑娜等,《现代光学及光子技术的应用》[J].北京联合大学学报(自然科学版),2007,21(2):27-31。

7.   李华钟,于振新,《科技中国》2005,16,《爱因斯坦的原子受激发射辐射理论-激光原理技术之始发点》。

8.   宗仁鹤,《四川激光杂志》1982,03,《从爱因斯坦的受激辐射理论看激光的特性》 。

9.   聂宝成,《应用激光》1990,10,《激光诞生的前后-纪念第一台激光器诞生卅周年》。

10. 核能的发现与应用,https://www.doc88.com/p-616923432513.html

11. C. Kittel原著,项金钟,吴兴惠译,固体物理导论,第八版,化学工业出版社,2005

12. 王占国,半导体材料的过去、现在和将来,

https://max.book118.com/html/2017/0410/99741164.shtm

13. 张钰,半导体材料,https://www.lddoc.cn/p-591116.html

14. 刘恩科,半导体物理学,https://wenku.baidu.com/view/9e5bbb77f242336c1eb95e7d.html

15.    半导体材料,https://wenku.baidu.com/view/8f80a3dab8d528ea81c758f5f61fb7360a4c2b78.html

16.    刘守华,半导体材料,https://wenku.baidu.com/view/6381bc9359f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924ee.html

17.    半导体物理学,https://www.baike.com/wiki/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E7%89%A9%E7%90%86%E5%AD%A6

18.    走进神奇的纳米世界,

https://wenku.baidu.com/view/9687ebbdd4bbfd0a79563c1ec5da50e2524dd1ee.html

19. 纳米材料,

https://baike.baidu.com/item/%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E6%9D%90%E6%96%99/1534350?fr=aladdin

20. 神奇的纳米世界,https://max.book118.com/html/2018/0606/170983810.shtm

21. 罗会仟,周兴江,神奇的超导,https://blog.sciencenet.cn/blog-22926-582521.html

22. 章立源,申请的超导体,科学出版社,2005

23. 常温超导体的划时代意义,https://baijiahao.baidu.com/s?id=1620278788738959196&wfr=spider&for=pc

24.    磁性材料的历史发展、类别以及应用,

https://www.xianjichina.com/news/details_69738.html

25. 磁性材料及其应用,

https://wenku.baidu.com/view/428478695b8102d276a20029bd64783e08127d6d.html

26.    信息时代的前尘往事:从算盘到计算机,https://www.sohu.com/a/226563027_224832

27.从算盘到计算机,

https://wenku.baidu.com/view/9650ba53f68a6529647d27284b73f242326c3155.html

28. 改革开放四十年的变迁:从算盘到计算机,https://new.qq.com/omn/20181219/20181219G012YR.html

29.    从晶体管到集成电路,https://wenku.baidu.com/view/357cdc6ff5335a8102d22058.html

30.    半导体集成电路发展史,https://www.360doc.com/content/18/0327/18/46458623_740662449.shtml

31.    集成电路历史与发展趋势,https://wenku.baidu.com/view/99b858bc0b1c59eef9c7b470.html

32. 集成电路简史,https://ee.ofweek.com/2017-12/ART-8320315-8500-30183395.html

33. 张惟玥,董文婵,关于光子计算机的发展概况及趋势,光电子, 2019, 9(1), 1-5

34. 王琼,光计算机晨曦初露,电子产品世界,2001835-36

35.    https://news.bjx.com.cn/special/?id=900326

36.    中国科学技术学会.物理学——学科发展报告(2007-2008[M],中国科学技术出版社,2008

37. 郑穆. 光存储技术发展趋势 [J]. 数据库技术,2018,188-189.

38. 苏文静,胡巧,赵苗等. 光存储技术发展现状即展望 [J]. 光电工程. 2019, 46(3): 180560.

39. 任子军. 光信息存储技术发展现状及前景的思考 [J]. 数字通信世界. 2018, 243.

40. 崔海英,车继馨,韩志友等. 全息存储研究概论 [J]. 科技创新与生产力. 2018,291: 037-038.

41. 李建华,刘金鹏,林枭等. 提悬系存储研究现状及发展趋势 [J]. 2017, 44(10): 1000001.

42. 胡斌,熊畅,唐芳等. 一维光栅的阿贝成像原理及空间滤波的研究 [J]. 大学物理实验. 2017, 30(5): 4-7.

43. 于雪冰,王伟. 空间滤波的实验研究 [J]. 物理实验. 2018, 38(1): 8-13.

44. 吕向东,梁雪瑞,喻千尘等. 光通信技术研究现状及发展趋势 [J]. 电信科学. 2019, (2): 2019009.

45. 冯俊浩,尉晓峰. 光纤通信技术的构成和发展方向 [J]. 数字技术与应用. 2019, 37(2): 23.

46. 陈俊杰. 浅析现代光纤通信传输技术的实际应用 [J]. 通信设计与应用. 2019, 21-22.

47. 程鹏飞. 我国光纤通信技术发展的现状和前景分析 [J]. 无线互联科技. 2019, (11): 3-4.

48. 梁涵. 量子通信技术的发展现状与应用前景分析 [J]. 黑龙江科学. 2018, 9(10): 32-33.

49. 陆军,张雪松,栾添等. 量子信息系统发展探讨 [J]. 中国电子科学研究院学报. 2018, 13(5): 497-501.

50. 吴长锋. 墨子号:树起量子通信中国标杆 [J]. 中国科技奖励. 2019, (237): 92-93.

51. 党亚娟,李耐和. 雷达技术发展动向 [J]. 国防科技工业. 2018, 44-46.

52.    李刚. 新体制雷达及关键技术 [J]. 电子技术与软件工程. 2019, 60-62.郭建崴,物理学与进化论的跨界,《光明日报》(2016110410版),

53.    范青华,手性与手性药物,百度文库,上传者:jiyudian11,网址:

        https://wenku.baidu.com/view/3c94badedc88d0d233d4b14e852458fb770b389b.html


显示全部
常见问题

声明

1.本课程部分图片、视频来自网络,为教学需要在此借鉴。如果侵犯到您的权益,请发邮件至wxo@hit.edu.cn联系。

2.本课程一些素材参阅和引用了国内外相关资料,在这里,对所有参考文献的作者一并表示诚挚的感谢!

3.尊重老师与同学,不发表暴力文字,不在平台内发布非法、违禁信息。


哈尔滨工业大学
5 位授课老师
王晓鸥

王晓鸥

教授

张伶莉

张伶莉

副教授

刘志国

刘志国

教授

推荐课程

概率论与数理统计CAP

张帼奋

34601人参加

高级语言程序设计(Python)CAP

车万翔

134748人参加

C语言程序设计

翁恺

893635人参加

Python云端系统开发入门

嵩天

108530人参加
下载
下载

下载App