当前位置:Open-SourceComputers

物理lǐ 水平考基础知识 当今中国为什么不应该降低物理基础教育的难度?

2025-03-04 03:49:01Open-SourceComputers

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{拼音:qí}中一个知识体系是五大力学:

先警告一下!这部分内容有些长(繁:長)且枯燥。

1幸运飞艇.理论lùn 力学

分为3大部分:牛顿力学、拉格朗日力{pinyin:lì}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《繁体:內》容还可以加上万有引力(练:lì)定律。

牛(练:niú)顿第二定律

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

拉格朗日力学的主要内容是欧拉-拉格朗日方程。哈密顿力学的主【拼音:zhǔ】要内容是哈密顿-雅可比方程。这两个方程可《拼音:kě》以用勒让德变换相互转换。

澳门新葡京

欧拉-拉《练:lā》格朗日方程

哈密顿-雅可比方程

2.经(繁体:經)典电动力学

可以分{pinyin:fēn}为两部分:麦克斯韦方程组、洛伦兹力方程。

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个偏微分方程(可能有些难懂,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(拼音:shì)矢量分析(可以简单理解成矢量代数《繁体:數》和微积[繁体:積]分的结合)。

世界杯下注

麦克(繁:剋)斯韦方程组

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[pinyin:gōng]具是矢量代数。

3.相xiāng 对论力学

由狭义相对论、广义相{拼音:xiāng}对论这两个部分组成。

狭义相对论可以{pinyin:yǐ}归到经典电动力学中,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,不懂麦克斯韦方程组是没资格说自己懂狭义相对[繁体:對]论的)

洛【luò】伦兹变换

至于广义相对论,基本思想是:时澳门威尼斯人空告诉物质如何运【练:yùn】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)。使用的数学工具是黎曼几何、张量分析。

爱因斯坦[pinyin:tǎn]场方程

4.热力学和统计力(练:lì)学

自然是分为:热力学、统(繁:統)计力学。

热力学描述宏观现象,是统计力学的宏观表《繁体:錶》述。主要【拼音:yào】内容是热力学四定律。第零定律(练:lǜ):热平衡

第一定律:能量守【拼音:shǒu】恒。第二定律:熵增(可以(练:yǐ)由克劳修斯不bù 等式得到)。第三定律:绝对零度不可达

理想气状态方(练:fāng)程也是其基本内容。使用的数学工具:微积分。

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。主要内容是玻尔兹曼速率分布律【pinyin:lǜ】、能量均分原理。使用的数学工具:微积分[读:fēn]、概率论与数理统计、……。

5.非相对论量子(pinyin:zi)力学

澳门银河

至少有矩阵力学、波动力学、路径积分这三种形式《读:shì》。

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

至于使用的数学工具【练:jù】,有:微积分、变分法、线性代数、矢量分析、复直播吧变函数。(不懂希尔伯特空间,没资格说自己学过量子力学,比如我)

薛定谔方【练:fāng】程

上面这些内容仅仅只是基础知识,如果如今的物理学[繁体:學]大厦相当于高中数学,那上面的内容仅仅相当于加减乘除[读:chú]。

至于这些基础之上(澳门伦敦人读:shàng)有什么?

现代流体力学、现代声学、量子统计、量子电动力学、弹性介质力学、量子场论、量【liàng】子色动力学、凝固态物理、标准粒子模型、混沌理{pinyin:lǐ}论、弦论、M理论、……

开云体育

(路漫漫其修远兮【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(gāo)中力学-----理论力学

理论力学的三个部分,高中的力学(拼音:xué)只涉及到了牛顿力学(占33%左右)。

牛顿(繁:頓)力学中有两个重要的守恒定律:动量守恒和角动量liàng 守恒,而高中zhōng 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《读:qián》提到过,牛顿第二定律本身就是个常微分方程。而不懂微积分,你怎么[繁:麼]能懂微分方程?不懂微《练:wēi》分方程,你又怎么能懂牛顿第二定律?(占9%左右)

得到结果:高中力(pinyin:lì)学只占理论力学的9%左右。

高中电磁学-----经典电动力[pinyin:lì]学

高中电磁学有(练:yǒu)洛伦兹力方程,这一点还不错,但是经典电动力学《繁:學》的大头是麦克斯韦《繁体:韋》方程组!

看{拼音:kàn}看麦克斯韦方程组的四个方程:(每个方程占比10%;洛伦兹力方程占比10%;集齐麦[繁:麥]克斯韦方程组全套方程,占比50%)

开云体育

1.描述电[繁体:電]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《读:gōng》式,0%)

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

4.描《拼音:miáo》述电生磁的全电流定律。(无公式,0%)

得到结果:高中电磁学只占经(繁体:經)典电动力学学的15%左右。

至于高中物理的其它内容,占高考物理卷(繁体:捲)的分值【练:zhí】不大,大部分高中生的精力也不在那上面,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【pinyin:dòng】力学的15%左右。

而理论力学、经典电动力学仅仅只现代物理的基础chǔ 知识。

大家觉得,开云体育高中物理再降低要《yào》求合适吗?初中物理再降低要求合适吗?

本文链接:http://21taiyang.com/Open-SourceComputers/4275636.html
物理lǐ 水平考基础知识 当今中国为什么不应该降低物理基础教育的难度?转载请注明出处来源