物理学与人类文明优质课教学设计

物理学对人类文明进步的促进作用

大量事实表明，物理技术与理论相互推进，并广泛应用于科学技术和科学研究的各个部门，成为科学技术创新和革命的重要动力，极大地促进了物质生产的发展和精神文明的进步。物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面，下面仅采集几个具有代表性的例子，以此来使同学们对物理学在人类文明、社会进步，包括在医学科学发展中所起的巨大作用有一个初步的了解。希望这些介绍能够激起同学们对医用物理课的关注和兴趣。

18世纪中叶对热学的深入研究带来了蒸汽机的改进和广泛的应用，促进了手工业生产向机械化大生产的转变，并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能，从而大大推动了人类社会的发展。

由于电磁感应现象的发现和研究成果的应用，使人类社会迈入了电气化时代。带电粒子在电磁场中的运动规律在科学技术的许多领域得以广泛应用，比如电视显像管、电子显微镜等都与此密切相关。电能的广泛应用，不仅从根本上改变了人们的生活方式，而且已经成为支撑现代社会发展的重要支柱。

现在大家离不开的手机也与物理有着密不可分的关系。手机中使用的半导体便是物理学的产物。半导体（

semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商

业应用上最具有影响力的一种。

再来看看物理学对医学发展的促进。1895年伦琴发现了X射线，这一发现很快就成为诊断疾病的有力工具；1896年贝可勒尔发现了铀的放射性；1898年居里夫妇发现了放射性更强的元素钋和镭。放射性物质对帮助医生诊断和治疗疾病具有重要意义，并在此基础上建立起了一门新兴的医学学科——核医学。医生只需用极其微量的、高度特异的放射性药物引入人体，然后再用核探测技术从人体外探测这些药物参加代谢的情况，即可了解人体脏器的形态和功能。在疾病的治疗上，放射性同位素也同样显示出了巨大的威力。X射线和放射线被广泛应用于医学科学许多部门，对促进20世纪医学科学的发展产生了巨大而深远的影响。

生命科学在基础研究方面的许多重大进展也离不开物理学这个基础。例如，脱氧核糖核酸（DNA），它是储存和传递生命遗传信息的物质基础，DNA的双螺旋结构就是在1953年由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用X射线衍射方法测定的。

在20世纪，原子核物理、电子学和半导体物理、激光物理以及超声学等学科的迅速发展，极大地推动了相关工程技术的进步。如激光技术和相关技术的集成，已形成了若干重大的激光工程，其中最具代表性的是全球激光通信；特别是微观物理方面的重大突破，开创了微电子工业；物理学与工程技术的紧密联系和相互促进，超大规模集成电路的研制和微处理器的普遍应用，不仅为工业制造、医学诊断和治疗提供了多种高新技术设备，也使人类社会从此进入了以电子计算机和网络应用为特征的信息时代。

我们深信，在新的世纪里，在人类文明的进程中，物理学将继续产生重要的作用和深远的影响。