物理学前沿学习心得

第一篇：物理学前沿学习心得

物理学前沿 学习心得

专业班级：物联网13-01 姓 名：司文哲 学 号：311309080116

物理学前沿这门课是我看名字就选的一门选修课，因为本身对于物理拥有极大的兴趣，喜欢物理这门学科，并且还因为对物理前沿的知识感到好奇和前沿物理学的研究对世界的改变让我感到惊奇而选的这门课。在上前几节课的时候，一直听老师讲的是有关物理学历史的问题，这让我有困惑和不解，为什么报了个物理学前沿却在这听物理学历史，后来在一节课中老师也说到这个问题，然后思考过后，才觉得对于物理学的历史学习还是很有必要的，有助于整个对物理学的发展有个看法和了解，这样对物理学前沿问题才会感到有兴趣。经过4个星期的上课，多多少少也了解了点屋里前沿知识的大概皮毛，这篇心得就把老师提到的几个21世纪物理学的发展方向以及各个前沿的基本概念、前景总结一下，也算是对物理学前沿这门课程的学习总结。

在查阅物理前沿的资料之前，我先对有一节课老师放的宇宙的视频说一点我对宇宙的看法和认识，我觉得我们生活在繁杂世界中，纷纷扰扰，喜怒哀乐，总以为人才是世界的中心，殊不知这是多么渺小的想法。一个大自然就能轻轻松松把人类毁灭，更不用说浩瀚无边的宇宙了，宇宙就像心胸广袤，坐定如山的巨大长者。又如各个地方都在发生着变换，停歇不得的魔鬼。我们对宇宙的认识从华夏大地的人们认为的盖天说和巴比伦的拱形天地被大海环绕的世界，到无锡拉人从美学观念觉得地球是圆形的，认为天体和我们居住的大抵都是圆形的，再到地心说，日心说和万有引力定律的发现，再到发现银河系以外的星系，期间经过了人类多少的努力和困难，才认识到我们生活千万年的外界是什么东西，然而宇宙却千万年间一直在这里，巍然无比，让人心生敬畏。

21世纪物理学发展的前景还是非常巨大的，有许多我认为改变世界的发现还在研究当中在本篇中我查阅一些物理前沿的研究分支，作为自己简单的学习。

1.暗物质和暗能量

暗能量和暗物质是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量，宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。根据“普朗克”探测器收集的数据，科学家对宇宙的组成部分有了新的认识，宇宙中普通物质和暗物质的比例高于此前假设(73%)，而暗能量这股被认为是导致宇宙加速膨胀的神秘力量则比想象中少，占不到70%。]暗能量是宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据有两个。一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀。按照爱因斯坦引力场方程，加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的“暗能量”。暗能量是什么，它的存在意味着什么？科学家才刚开始尝试回答这些问题。暗能量对宇宙整体的作用泄漏了它的行踪，而人们逐渐意识到，暗能量不仅对整个宇宙有影响，似乎也能操控宇宙的居民，指引恒星、星系和星系团的演化进程。虽然以前并没有意识到暗能量对这些结构的影响，但天文学家们几十年来一直在研究它们的演化过程。

讽刺的是，暗能量的无处不在，反而让人们很难意识到它的存在。暗能量与物质不同，它是均匀分布的，不会在某个地方聚集成团。不论是在你家的厨房，还是在星际空间，暗能量的密度都完全一样，约为10^-26千克/立方米，相当于几个氢原子的质量。太阳系中所有的暗能量加起来，与一颗小行星的质量差不多，在行星的“舞蹈”中，几乎起不了作用。只有在巨大的空间尺度上和时间跨度上，才能体现出暗能量的影响力。

2.广义相对论

广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论，它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程（一个二阶非线性偏微分方程组）。

3.量子力学

量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。在许多现代技术装备中，量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，都关键地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明，最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中，量子力学的概念也起了一个关键的作用。

在上述这些发明创造中，量子力学的概念和数学描述，往往很少直接起了一个作用，而是固体物理学、化学、材料科学或者核物理学的概念和规则，起了主要作用，但是，在所有这些学科中，量子力学均是其基础，这些学科的基本理论，全部是建立在量子力学之上的。以下仅能列举出一些最显著的量子力学的应用，而且，这些列出的例子，肯定也非常不完全。

4.粒子物理学

研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构、性质，和在很高能量下这些物质相互转化及其产生原因和规律的物理学分支。又称高能物理学。

5.超对称

超对称是费米子和玻色子之间的一种对称性，该对称性至今在自然界中尚未被观测到。物理学家认为这种对称性是自发破缺的。大型强子对撞器将会验证粒子是否有相对应的超对称粒子这个疑问。我们知道，基本粒子按照自旋的不同可以分为两大类： 自旋为整数的粒子被称为玻色子，自旋为半整数的粒子被称为费米子，这两类粒子的基本性质截然不同。超对称便是将这两类粒子联系起来的对称性-而且是能做到这一点的唯一的对称性。

6.凝聚态物理

凝聚态物理的研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相，例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展，凝聚态物理学取得了巨大进展，研究对象日益扩展，更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入，各分支之间的联系更趋密切；另一方面许多新的分支不断涌现，如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一，从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指，每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。有力的促进了诸如化学、物理、生物物理学和地球物理等交叉学科的发展。

7.量子计算机

量子计算机是一个崭新的领域，大概只有10年之久，目标是建造一台量子元件的计算机。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

8.高温超导体

新的和更高温度超导体的探索工作一直在紧张地进行着。因为高温超导理论还没有很好的建立，探索工作的进展是缓慢的。虽然新超导体和更高温度超导性时有报道，但真正的新突破还没有取得。我们相信，曾在铜氧基高温超导体领域中取得过骄人成就的炎黄子孙，一定会在实现人类室温超导体梦想的征途上作出更为辉煌的贡献。

对于老师提到的几个物理学前沿难题，我大概记住了以上几个，并且从网上查阅资料有关各个前沿分支的简介，以及研究意义和对世界科技、社会发展所带来的诸多可能和改变，其实对于物理学前沿来说，我更关注的是他的研究意义和作用，或许因为我还不是一个研究人员，没有找到那种对未解知识的疯狂注意集中力和好奇心。在最开始对物理学前沿感兴趣就是因为我觉得前沿物理能带给我们世界太多关于生产、科技、哲学、社会以及人们的思想产生巨大的改变。

浩瀚的宇宙，微渺的粒子，整个世界的认识都离不开物理的发展，还有多少让我们难以置信的事情和真理，有多少能彻彻底底改变我们对世界物质认识的发现都在物理发展的伟大进程中。

第二篇：物理学前沿专题论文题目

物理学前沿专题论文题目

1.宇宙演化的观测与分析中物理规律的应用（天体物理，宇宙学）

2.超导体的基本性质和研究历史（凝聚态物理）

3.量子纠缠和量子测量（量子物理）

4.相变和量子相变的研究（理论物理，凝聚态物理）

5.对构成物质的基本粒子的认识（粒子物理）

第三篇：物理学前沿知识讲座的心得体会

物理学前沿知识讲座的心得体会

不经意间，我学习物理已经有8年的时间了，我依稀记得，那年初二，我的物理老师走进课堂，用他那独特的语言文字，给我们介绍从未接触的物理，大概是因为他的幽默，我对物理也有了一些兴趣，可是后来，随着时间的流逝，物理的难度逐渐加深，这些兴趣也渐渐的变成乏味，无趣。高考之后，我以为，我终于能摆脱物理的折磨了，可是，在命运的安排下，我和物理之间又有了千丝万缕的联系，其实，在我大一大二的时候，我对物理学（师范）这个专业，多少是有些抱怨的，有时候也感到很迷茫，不知道该如何面对一无所知的未来，尤其是和物理有关的未来，有时候，我也在想，以后，当我站上讲台，我该怎样给我的学生介绍物理这一学科？但，想了很久之后，依然没有得到合适的答案，上了许老师的物理学前沿知识讲座之后，我竟然发现物理其实也有他有趣的一面，原来，他也不是那么乏味无趣，他终究还是有他丰富的一面，我想物理也许和我们人一样，他有自己的个性和特点，平时，他表现的太严肃，太高傲，因此，大家都觉得他高深莫测，难以接近，殊不知，他也有风趣、幽默、可爱的一面，只是太多的人都被他的外表给吓着了，忘了发现他的另一面，我想物理先生，应该是孤独的吧，因为懂他的人太少了。作为一名未来的物理老师，在以后的教学中，我想在最开始的时候，就应该把物理先生风趣、可爱的一面展现给他们，而不是一味的强调物理有多难，首先要让他们不畏惧，才能更好的学习物理。

物理很难，这仿佛在大多数人心中根深蒂固了，的确，物理相对于其他学科来说，是有一定的难度，可是，谁也不能否认，他也是所有学科里最有趣的科目，关键就在于你会不会发现了，也许说到这儿有人会说，善于发现的，最后都成物理学家了。没错物理学家当然都是善于发现物理的乐趣的，可是，我们普通人难道就不可能发现他的趣味了吗？答案毫无疑问是，NO。小到一个玩具，大到火箭发射，难道你就没有丝毫的好奇和兴趣吗？显然是不可能的。其实啊，在我们的生活中，物理是无处不在的。炒菜用的电磁炉，将电能转化为热能，这样我们才能吃上美味可口的饭菜；发电机将不能形式的机械能转化为电能，这样才能使我们拥有明亮的生活；连最简单的二极管也能使我们的城市更加绚烂多彩……这样的例子还有很多很多，所以啊，我们都不应该拒绝有趣的物理先生，正因为有了他，生活才能如此多姿多彩啊。当我们能够发现物理的乐趣的时候，一切都不是那么难了。

第四篇：物理学史学习心得

学习心得

物理学史介绍了物理学发生和发展的基本规律，研究物理学概念和思想发展和变革的过程。这学期我们开设的这个课程对我了解这些物理学家有很大的帮助，之前我只了解他们的对科学的贡献，但是对他们在科学之路上的艰辛探索一无所知。通过对这门科目学习，不但增长了见识，还加深了对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教义，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。

物理学史告诉我们，新的物理概念和物理观念的确立是人类认识史上的一个飞跃，只有冲破旧的传统观念的束缚才能得以问世。例如普朗克的能量子假设，由于突破了“能量连续变化”的传统观念，而遭到当时物理学界的反对。普朗克本人由于受到传统观念的束缚，在他提出能量子假设后多年，长期惴惴不安，一直徘徊不前，总想回到经典物理的立场。同样，狭义相对论也是爱因斯坦在突破了牛顿的绝对时空观的束缚，形成了相对论时空观的基础上建立的。而洛伦兹由于受到绝对时空观的束缚，他提出了正确的坐标变换式，但不承认变换式中的时间是真实时间，一直提不出狭义相对论。这说明正确的科学观与世界观的确立，对科学的发展具有重要的作用。

个人认为这门学科开设的非常好，既让我们开阔了自己的眼界，又让我们了解了我们现在学习的物理学是如何开始如何发展的，更直观的了解科学。

第五篇：前沿知识讲座学习心得

前沿知识讲座学习心得

在院里研究方向各不相同的老师的带领下，在学习了六周的前沿知识讲座后，我对我们院对我们专业的研究方向有了一个大体的认知。并且我在对电气工程与控制科学学院的命名的思想观念上有了一定的转变。

一直以为我们专业学习的课程杂而不精，但是上了前言知识讲座后我认为这些都是有用的。举一个简单的例子：做一个Profibus从站，要做电路板，电路板上面的开关，电路设计，等是电气研究的重点，而板子中协议的实现和最终主从站数据的交换是控制主要研究的。这就涉及到了现场总线，模电技术，电路与单片机等课程。所以学习每门课程前如果要知道它是用来干什么的，可以用在哪些地方的话这样学起来就有目的性有明确的认知。但是往往这些又是不容易教授的，需要自己从应用中学习、实践经验里领悟的，这就产生了矛盾。前言知识讲座就在一定程度上告诉了我们所学课程的现实意义与新领域的发展。

就如谢明老师所讲的机器人技术，工业生产过程未来的发展趋势是全自动化、智能化、网络化，这就离不开机器人及智能系统的发展与应用。单从现在来看，工业生产中机器人的应用已遍及各种生产过程，如此种类繁多的机器人将人类从繁重枯燥重复的工作中解放出来，大大加速了社会生产与发展，所以人类社会才有了如今的模样。而未来智能联网系统的发展完全可以代替人类实现全自动化生产。又如王鑫国老师所展示的智能家居，是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。这就包含了所学的自动控制原理、现场总线技术、单片机与微机原理、数字信号处理等课程。

另外在听了舒志兵老师、谢明老师、张兴华老师、丁松老师、魏明珠老师、王鑫国老师的讲授后，我对我们院的更名有了些了解。电气工程主要是电气专业：面向强电和弱点的电力电子，主要研究内容，电机启动，开关电源，电池，电能转换都与电相关的电流，电流，谐波，滤波电路等的设计。控制：主要偏向控制，现场总线，系统集成，组态软件，嵌入式设计，与电能相关的东西不是研究的重点，重点是实现系统的一种功能。所以我们才分了自动化，电气，电智与测控四个专业。

通过学习《前沿知识讲座》，在舒志兵等老师的讲解下，了解了我们学院老师研究的方向，对电气工程与控制科学有了一些认识。也了解了我们专业未来的发展方向，明确我们的努力方向。让我们如井底之蛙看到真正的天空，也给我们在学习和生活中增添了许多乐趣。