1、“文理貫通”選修課的實踐與思考 寧波效實中學 楊榕楠 /index.asp學校選修課情況：一、醞釀二、實踐三、收獲四、反思一、 醞釀起因：錢學森之問過度應試、文理割裂的現象有意義有挑戰有基礎1怎樣看待古希臘哲學 中學物理教學參考2004年1/2期2孩子哲學物理學 中學物理教學參考2004年第3期3科學和哲學的分水嶺 中學物理教學參考2004年第4期4科學統一世界 中學物理教學參考2004年第5期5理性實踐信仰 中學物理教學參考2004年第6期6悖論科學問題的哲學思辨 中學物理教學參考2004年第7期7智慧就是力量 中學物理教學參考2004年第8期8理念的世界 中學物理教學參考2004年第9期9

2、科學規律的形式 中學物理教學參考2004年第10期10存在和變化 中學物理教學參考2004年第11期11一半隨緣，一半隨機 中學物理教學參考2004年第12期12科學和哲學的匯合 中學物理教學參考2005年1/2期13從物質、運動不滅思想到守恒定律中學物理教學參考2005年第3期14人擇原理 中學物理教學參考2005年第4期15永恒的魅力 中學物理教學參考2005年第5期分工：文化視角論科學（姜水根）古希臘文化（陳青華）科學家的思維（楊繼林）歷史上最美麗的物理實驗 （楊榕楠）方法：從文史哲三條路徑進行貫通 目標：文理貫通、中西貫通、古今貫通二、實踐文化視角論科學教學目標：1從文化的視角加深對物

3、理知識的理解；2了解物理理論建立的文化背景；3對物理科學方法、技能跟科學史建立有機的聯系；4更牢固地樹立科學精神和人文精神；5樹立東西方文化互補的思想，建立正確的世界觀。內容：3. 東西方文化的對比大號小提琴鋼琴命運交響曲滄海一聲笑中國音樂：以曠達悠深見長，突出“情”和“景”的交融。 西方音樂：以深刻嚴肅見長，大都帶有正劇或悲劇色彩。節奏明快、音域寬廣，曲調剛健、情緒激昂、氣魄宏大，體現出陽剛美。 曲調：5音系統和7音系統宮、商、角、徵、羽 (變宮、變徵)西方注重對音樂的定量研究 100Hz的鋼琴聲的波形曲線由16個不同頻率簡諧波組成的聲譜C調自然音階的頻率89，910，1516，89，910

4、，89，1516，89高8度的頻率關系是12大三和弦Do、Mi、Sol的頻率之比為456中國象棋 將、士、象、車、馬、砲、兵國際象棋 King（王）Queen（后）Bishop（主教） Castle（城堡）Knight（騎士）Pawn （兵） 科學技術水平 婦女地位 行為方式 空間觀念圍棋思維 圍棋 得與失實地和外勢大場和急所厚與薄死與活表現中國文化的思維書（文字）中國：象形文字、象圖畫、書寫不便西方：拼音文字、象音樂、學習容易書法縮寫 跟科學的關系324 王羲之書法：平和自然，委婉含蓄，飄若游云，矯若驚蛇 懷素書法：筆法瘦勁，飛動自然，如驟雨旋風，隨手萬變。 科學上的表述 乙丙丁甲 徐光啟采

5、用的表述法法曰：甲乙直線上求立平邊三角形。先以甲為心，乙為界作丙乙丁圓，次以乙為心，甲為界作丙甲丁圓，兩圓相交于丙、于丁。末自甲至丙、丙至乙，各作直線，即甲乙丙為平邊三角形。 畫中國美術：寫意，借物抒懷，追求寧靜淡泊的閑情逸致西方美術：寫實，追求靈肉沖突的生命體驗，且把繪畫當 作一門科學。 席里柯(1791-1824年 ):梅杜莎之筏描繪了遇難者居高呼喊遠方的救生船的緊張瞬間。畫面結構宏偉、情感激越、氣勢磅礴。人體塑造堅實有力，光影對比強烈，整個色調陰森沉郁，顯示出震撼人心的悲劇力量。 透視原理消失點馬薩喬的圣三位一體 畢沙羅的蒙馬特爾大街的傍晚 達芬奇最后的晚餐 清明上河圖達芬奇的維特魯威人

6、:圓圈的中心點是肚臍，兩腿之間的空間是一個等邊三角形。頸部的寬度等于下巴骨到雙眼的距離；把頸部的寬度乘以15，等于人身高。把手掌用力張開，大拇指指尖與小指指尖間距離相等于腳板的長度 (由腳丫到與腳趾相連的地方)。 牛頓的色散實驗 莫奈的 日出印象凡高的向日葵 畢加索：阿維農少女 馬格里特溫室超現實主義愛因斯坦相對論1. 使學生知道科學是起源古希臘的，了解古希臘學者的思想；2. 培養學生熱愛自然，思考自然的科學態度；3. 培養學生的審美能力和追求真理的熱忱； 4. 使學生了解古希臘學者思考問題方法和對自然、對人生的態度。 古希臘文明教學目標：內容：科學家的思維：和諧圓的信仰1. 從圓到橢圓科學家

7、的思維：畢達哥拉斯Pythagoras (ca 560ca 480 BC) Cosmos （宇宙） 一個和諧而有規律的體系 天文學首先是追求宇宙的和諧，而不是狹義地去擬合觀測。柏拉圖Plato (428348 BC) 同心球模型月、日、水、金、火、木、土柏拉圖的蒂邁歐Timaeus 為什么天體進行圓周運動？ 柏拉圖的論證 宇宙的本質是和諧的 和諧的體系是絕對完美的 絕對完美的軌道是圓形 天體都按照圓形軌道繞地球運行 柏拉圖同心球模型的缺點 個別異常現象的存在，并不說明和諧這一理性的原則錯了。 拯救現象！ 行星似乎沒有按照圓形的軌道運動歐多克斯Eudoxus （409356 BC) 同心球模型c

8、oncentric spheres 同心球模型：太陽外層天球，24小時旋轉一周第2層天球，每年旋轉一周第3層天球，太陽附綴其上，每年旋轉一周太陽運動軌跡亞里士多德Aristotle (384-322 BC) 亞里士多德的宇宙觀 地球是一個球 北極星高度 大海上的帆船 月食白道月全食月偏食半影月食月亮的路線月全食月偏食半影月食亞里士多德Aristotle (384-322 BC) 地球是宇宙的中心，絕對靜止不動 所有天體必須按照勻速的圓周運動 恒星的視差 Uniform Circular Motion 自由落體恒星視差太陽AB月亮地球金星太陽火星水晶球模型 crystalline spheres

9、月、水、金、日、火、木、土 同心球-水晶球模型 優點 日月運行的快慢 行星的順行與逆行 缺點 行星的亮度變化 行星到地球的距離不變月、日、水、金、火、木、土阿波隆尼Apollonius of Perga(260 220 BC) 阿波隆尼的本輪均論模型P本輪均輪C地球亮暗亮希帕恰斯Hipparchus公元前2世紀ESBASOECD 希帕恰斯 偏心圓模型：太陽托勒密Ptolemy (ca 100 - ca 170) 大匯編 至大論 天文學大成 The Greatest Hunayn ibn Ishaq, 850AD Almagest Alexandria, 150AD 托勒密的天文學大成 約公元一

10、百五十年完成阿拉伯文版天文學大成(九世紀初)拉丁文版天文學大成托勒密的地心說宇宙模型 Epicycle 本輪P 行星 E 地球 CDeferent 均輪 阿波隆尼的本輪均論模型P本輪 托勒密的本輪均輪模型地球 E O E CEquant 對應點均輪P地球 對應點 E O E CA 本輪之上的本輪 托勒密本輪均輪模型的問題 亞里士多德的原則 勻速的圓周運動 Uniform Circular Motion 本輪的圓心繞對應點(Equant)運動 角速度均勻，線速度不均勻EOEC 托勒密模型本輪中心C在均輪上繞對應點E 以相同的角速度運動 圖斯(al-Tusi) 模型本輪中心C 在圓A上勻速運動，點

11、A在圓O上勻速運動PEOCAOE 圖斯(al-Tusi)的發明 圖斯雙圓 （Tusi Couple） 沙蒂爾（al-Shatir）的水星模型 沙蒂爾（al-Shatir）的行星模型 托勒密體系 行星逆行的原因 優點 第一次為所有天體運動提供了系統、完整、詳盡、定量的解釋。 缺點 外行星本輪上的向徑了解一些經典物理實驗的具體內容，擴展知識面；了解實驗的產生背景、探索過程等，培養學習物理的興趣；3. 了解科學家們在探索新規律時常用的思維方法，提高創造力； 4. 培養實事求是、嚴謹求實的科學態度；5. 培養審美能力，提高大家的美學修養。歷史上最美麗的物理實驗教學目標：內容：兩大資源：1. 電子雙縫干

12、涉實驗最美麗的物理實驗一、實驗背景1. 物質波理論的創立 法國物理學家德布羅意，原來學歷史，第一次世界大戰期間曾在軍隊服役從事無線電工作。平時愛讀彭加勒、洛侖茲和朗之萬的科學著作。后對普朗克、愛因斯坦和玻爾的工作發生了興趣，轉而研究物理學。退伍后隨朗之萬攻讀物理學博土學位。他的兄長莫里斯德布羅意是一位研究X射線的專家，曾在1911年第一屆索爾威會議上擔任秘書，負責整理文件。那次會議的主題是關于輻射和量子論。會議文件對路易斯有很大啟發。莫里斯和另一位X射線專家布拉格聯系密切。布拉格曾主張過X射線的粒子性。這個觀點對莫里斯很有影響，所以他經常跟弟弟討論波和粒子的關系。路易斯德布羅意（1892-19

13、87）2. 三篇重要的論文 1923年9-10月間，德布羅意連續在法國科學院通報上發表了三篇有關波和量子的論文。 第一篇是輻射波與量子，提出了實物粒子也有波粒二象性，認為與運動粒子相應的還有一正弦波，兩者總保持相同的位相。后來他把這種假想的非物質波稱為相波。 第二篇題為光學光量子、衍射和干涉的論文中，德布羅意提出如下設想：“在一定情形中，任一運動質點能夠被衍射。穿過一個相當小的開孔的電子群會表現出衍射現象。正是在這一方面，有可能尋得我們觀點的實驗驗證。” 第三篇題為量子氣體運動理論以及費馬原理的論文中他進一步提出，“只有滿足位相波諧振，才是穩定的軌道”。在第二年的博士論文中，他更明確地寫下了：

14、“諧振條件是 ，即電子軌道的周長是位相波波長的整數倍。” 德布羅意的論文發表后，當時并沒有多大反應，一些人認為他的想法過于玄妙。后來朗之萬將論文寄了一份給愛因斯坦。愛因斯坦向來欣賞物理學中的對稱性，對德布羅意的想法很感興趣，竭力支持。愛因斯坦在給朗之萬的復信中對德布羅意的工作給于很高的評價，聲稱這是“揭開了大幕的一角”。同年愛因斯坦寫信給洛侖茲，詳細地談到德布羅意的工作：“我們熟知的M德布羅意的弟弟已經對解釋玻爾和索末菲的量子規則作了非常有趣的解釋。我相信這對于揭示我們物理學中最難以捉摸的謎，開始露出了一線微弱的光芒。我還發現了支持他的解釋的一些東西。”3. 愛因斯坦的支持4. 兩個重要的關系

15、式方程的意義： 方程把粒子性的特征量與波的特征量有機地統一起來，顯示了粒子波粒二象性之間的本質關系。通過方程可實現粒子的特征量與波的特征量之間的相互轉換。 普朗克常量h成為德布羅意方程是否起實際作用的分水嶺。由于普朗克常量h的值很小，與宏觀粒子相伴隨的物質波長趨近于零。方程對宏觀粒子的運動沒有實際意義。 1925年，戴維遜革末用具有一定波長(一定能量)的電子，垂直地射向金屬鎳單晶的平面上，觀察散射電子束的強度與散射角的關系。 右圖中，電子槍K發射電子，電子束在晶體表面上被散射，與入射方向成角的散射電子束，被與電流計相連的法拉第圓筒收集。由電流計的讀數可以測出散射電子束的強度。當 角取某些特定值

16、時，散射電子束的強度有極大值。這與X射線的衍射現象相同，從而很好的證明了電子具有波動性。5. 德布羅意波的證實戴維遜和湯姆生因發現電子衍射現象而獲得1937年諾貝爾物理學獎。德布羅意提出的物質波思想是一次偉大的綜合。完全對立的波和粒子觀念，第一次既互相排斥又彼此協調地貫穿于物理現象之中。 1926年，GP湯姆生讓電子通過金屬箔獲得了衍射圖樣。二、電子雙縫干涉實驗視頻： 1961年，德國物理學家約恩孫在銅膜上開了縫寬為0.3m，縫長為50m，相鄰縫間距為1m的單縫、雙縫、三縫、四縫、五縫做實驗。實驗中采用50kV電壓加速電子，利用電磁透鏡放大在距狹縫35cm處圖像。約恩孫1. 實驗裝置2. 實驗

17、現象：理查德費曼：仔細地思考雙縫實驗的意義，我們就能夠一點一滴地了解整個量子力學。透過雙縫實驗，我們可以明了量子世界的真諦。 一種看法是“波由粒子組成”。認為實驗中的干涉條紋是組成波的電子之間相互作用的結果。事實證明這種看法是錯誤的，如在電子雙縫干涉實驗中減小電流的強度，使電子幾乎一個一個地從電子槍射出時，實驗發現，當通過的電子數比較少時，照相底片上只是一些無規則的點子，但當時間足夠長，收集了大量電子以后，底板上顯示了與用強度大的電子流做實驗時一樣的條紋。這說明電子的波動性并不依賴于大量電子在空間聚集和相互作用，既使單個電子也具有波動性。3. 歷史上的錯誤解釋 另一種看法是“粒子由波組成”。把

18、粒子看成是物質波的“波包”。所謂波包是指如圖所示那樣，其振幅只限于很小的空間范圍內出現的波，它是由許多頻率連續分布的簡諧波合成的。這種觀點把一個粒子就看成是一個波包：波包的大小就是粒子的大小。理論證明物質波包必然要擴散，形象地說隨著時間的推得粒子將要愈變愈胖”。這與實驗事實是矛盾的。4. 電子的物質波到底是什么？玻恩：單個粒子在空間的位置是不確定的，但有一定的幾率分布，這分布是由物質波的強度決定的，在物質波強度大的地方，粒子出現的幾率大。薛定諤：可以認為是抹開的電子。費曼：物體之所以發生干涉，是因為物體從出發點到終點的路程有無數多條，其中一些路徑正好能發生干涉，而其他不是。由于物質自身的內秉性

19、質，通過對無數多條可能路徑的路徑積分，我們可以得到一個結論：一切不合事實的路徑總歸是相互抵消的。 在諸多證明實物粒子的波動性的實驗中，電子雙縫干涉實驗是最本質、最完整的，它被稱做是十大“最美麗”的物理實驗之首! 之所以“美麗”，是因為它利用當年托馬斯楊證明光是一種波的方法證明了電子是一種具有波的特性的物質，詮釋了量子理論中的“幾率波”的描述方式，告訴人們應如何放棄經典力學的思維而接受量子力學的革命。5. 實驗的意義 具有波粒二象性的物質波概念在理論和實驗上得到證實后，實物粒子的波動性便迅速得到廣泛的應用。由于電子波長比可見光波長小10-310-5數量級，從而可大大提高顯微鏡的分辨率。 1932

20、年德國的魯斯卡成功制造出第一臺電子顯微鏡，電子顯微鏡的分辨能力可以達到0.1nm。 1981年德國的賓尼西制造出第一臺掃描隧道顯微鏡(STM)，分辨率可達 0.01 nm。兩人分享了1986年的諾貝爾物理學獎。第一臺電子顯微鏡三、應用第一臺掃描隧道顯微鏡2. 試計算電子干涉實驗中，經50kV的加速電場后電子束的波長。 四、思考題：1. 約恩孫實驗時用50 kV電壓加速電子束，然后垂直射到雙縫上，在與雙縫距離約為35 cm的屏上得到了干涉條紋，但條紋間距很小。下面哪些方法一定能使條紋間距變大？（ ）A降低加速電子的電壓，同時加大雙縫間的距離B降低加速電子的電壓，同時減小雙縫間的距離C加大雙縫間的

21、距離，同時使屏靠近雙縫D減小雙縫間的距離，同時使屏遠離雙縫 4. 牛頓色散實驗最美麗的物理實驗一、實驗背景1. 中國古代對色散的研究 莊子: “陽灸陰為虹”。根據陰陽五行說對虹成因的認識。 孔穎達（唐朝）發展了莊子的觀點，研究虹的成因，提出“若云薄漏日，日照雨滴則虹生”。 后人進行的實驗：以壺噴水背日而成虹，這是最早的色散實驗。 一、實驗背景1. 中國古代對色散的研究 孫彥先（北宋）：“虹乃雨中日影也，日照雨則有之”，強調虹是日影。 沈括在夢溪筆談中的描述：在一個初雨初霽的黃昏。他看到大澗上出現了虹，虹的兩頭垂入澗中，自西朝東望，便可看見;站在澗東向西望時，卻被陽光閃爍得一點也看不見。這證明虹

22、的位置和太陽的相對位置有關。 在研究自然色散的同時，人們還注意到許多天然晶體也能產此色散現象，峨嵋山的一種菩薩石（石英），日光射之有五色。沈括（1031-1095） 李時珍（明代）在本草綱目中記述了菩薩石晶體的形狀和光通過它所產生的色散現象: “其質六棱式大如棗栗，其色螢潔，映日則光彩微芝，有小如螢珠則五色燦然可喜，亦石英類也。” 結論：無論是較大的水晶體或是較小的水晶珠，在遇到太陽時都會發生色散現象。 方以智（1611-1671）在他的名著物理小識一書中分析了光線通過水晶所出現的色散現象: “凡寶石面凸，則成一條，有數棱則必有一面五色，如峨嵋(山)放光石六面也。水晶壓紙三面也，燒料三面水晶亦

23、五色，峽日射飛泉成五色；人于回墻間向日噴水，亦成五色。故知虹霓之彩，星月之暈，五色之云，皆同此理”。這是對我國有關色散現象觀測的一個總結。2. 歐洲科學家對色散的認識 （1）伊本海賽姆（約965-1039）阿拉伯著名學者，在光學、天文學和數學方面都有杰出貢獻，是阿基米德之后又一位偉大的物理學家。他的光學著作譯成拉丁文于13世紀在歐洲出版，書名光學寶典其主要內容有： a. 擯棄古希臘人的人眼向物體發出觸須引起視覺的舊觀念，提出是物體發出光線或反射太陽光進入眼睛產生視覺； b. 提出了人眼的解剖構造； c. 明確了反射定律，詳細討論曲面鏡的反射成像規律； d. 討論了光通過不同媒質界面的折射，為斯

24、涅耳建立折射定律奠定基礎；研究了透鏡的成像原理，發現透鏡的曲面是造成光線折射的原因，并非組成透鏡的物質有什么魔力。 2. 歐洲科學家對色散的認識 （2）開普勒因襲亞里士多德的觀點:各種不同的顏色是由亮和暗按各種比例混合而成的。白色陽光通過古老教堂的彩色玻璃窗之所以變得五顏六色，就好象白衣服放入了不同染料的溶液中被染了色一樣。 （3）1611年，斯帕拉特羅的主教多米尼斯用裝滿水的玻璃球再現了虹現象，認為虹是由反射光中得到的，其形成與棱鏡中顏色的形成相似。 （4）笛卡爾在屈光學中提出彩虹的第一個定量理論，但未能解釋彩虹顏色交替的原因。 馬爾庫斯馬爾齊（1595-1667年），在1648年曾用棱鏡使

25、日光分散，得到光譜。但馬爾齊對顏色仍用亞里士多德的明端和暗端的凝聚來解釋，認為棱鏡的折射產生了色，而不是僅僅把已經存在的色分離開來。 同時代的格里馬爾迪、胡克等人亦研究過白光分散或聚集成顏色的問題，并用棱鏡折射得到光譜。 笛卡爾（1596-1660）二、牛頓的色散實驗 牛頓想改進望遠鏡的兩個缺陷：球面像差和色差。 從1663年起，開始從事光學研究，并把研究成果寫成題為關于光和色的新理論一文發表在1672年英國皇家學會出版的哲學學報上。 “1666年初（當時我正磨制一些非球形的光學玻璃鏡），我磨得一個三角形玻璃棱鏡，用來試一下大家熟悉的顏色現象。我遮暗了我的房門并把窗簾開了一個小孔，讓適當的陽光

26、透進來。在光的入口處放了一塊棱鏡，使光折射到對面的墻上。開始時看到那里產生各種光彩奪目的鮮艷顏色，感到非常有趣” 牛頓發現：從圓孔射出的光，經過棱鏡后，并不呈現圓形，而是一些條形的彩帶，這些條形的長寬之比約為5:1，譜帶顏色按紅橙黃綠蘭靛紫排列。 對于這一現象，他曾懷疑是由于棱鏡厚度不均，棱鏡位置或入射光方向所決定的，因而曾多次調換棱鏡，改變棱鏡位置，旋轉棱鏡，改變入射光的方向，但光譜的形狀確并無明顯變化。 牛頓斷言：彩帶的出現，一定不是由棱鏡所決定的。 他又拿了一個棱鏡，讓已經色散了的光再度穿過第二棱鏡，結果發現色光又復合為白光，且其方向與入射前白光的方向完全一致，就好象完全沒有經過偏折一樣

27、。 結論: 顏色不是光在自然物體中折射或反射產生的，而是光固有的性質，這種性質對不同的光各不相同。 牛頓再進行實驗，把通過狹縫后的各種不同的單色光再度通過棱鏡，結果發現它們僅僅偏折，而不再出現色散，其中紅光偏折最小，紫光偏折最大。 結論：白色的太陽光是一種由折射率不同的光線組合成的復雜混合光。 1675年，解釋了日光通過三棱鏡后所以會展現成光譜的原因：顏色是一種原始的、天生的性能，并不是光線經過折射或反射而導出的，折射和反射也不能改變它的顏色。 牛頓消除了自亞里土多德以來關于顏色問題的種種糊涂概念。 牛頓進一步做了一些實驗，完成了對色散的科學解釋。列出了有關光和色的本性的結論: 1.光線隨著其

28、折射率的不同，顏色也不同。 2.各種顏色的光有各自不同的折射率。 3.光線的顏色和折射程度是其本原的，固有的性質，不會因折射、反射或其他任何原因而改變。 4.不同顏色的光的混合，會產生顏色的變化。 5.光分為單色光和復色光。 6.單色光分紅、黃、綠、藍和紫幾種，其他顏色的光都是由這些光按不同比例混合而成的。 7.白光是一種復合光。 8.沒有一種射線能單獨顯示這種顏色，它是由以上各單色光按一定比例混合而成的等等。三、牛頓實驗結論四、歌德對牛頓顏色理論的拒斥歌德（Goethe，1749-1832） 歌德把顏色分為三類： 生理顏色、物理顏色和化學顏色。 生理顏色稍縱即逝（如人的太陽穴受到打擊時，感受

29、到各種顏色）；物理顏色也處于變化之中（如虹霓、光譜等）；化學顏色則比較穩定（如顏料、油漆等）。 他試圖提出顏色出現的總體理論：當光亮與黑暗通過半透明介質并相互混合時，就產生了顏色。顏色從對立的兩極產生。 在牛頓看來，光的最簡單的顯現方式是各種單色光的顏色，而白光則是各種單色光按一定比例復合而成的。歌德的觀點恰恰相反：白光才是最簡單的，而顏色則是復雜的，是經過極化與加強等作用的結果。五、實驗意義 1. 第一次科學地解釋了虹的色彩及成因。 2. 牛頓關于色散和顏色的理論為光學研究開辟了新的途徑，科學史家經常把這一發現視為牛頓對光學的第一大貢獻。 3. 對繪畫產生了重大影響莫奈 日出印象凡高 向日葵

30、六、虹霓解釋虹的原理六、虹霓解釋霓的原理討論：農諺：東虹日頭，西虹雨；南虹北虹賣兒女。早虹雨滴滴，晚虹曬破臉。朝虹滿江水，夜虹草頭枯。朝虹雨灑灑，晚虹曬裂瓦。虹與天氣原因： 我國大部分地區處于中緯度，系統性降水天氣大多由西向東移動。如果早上在西方天空出現虹，表明西方雨區正在東移，天氣將變壞，如果在傍晚看到東方出現虹，表明西方已經轉晴，雨區已移過當地，天氣將變好。太陽總是從東方升起，西方落下，所以暮虹就是東虹，朝虹就是西虹。 視頻：光學發展史10. 傅科擺最美麗的物理實驗一、從教材中的一幅圖談起 三百多年前，伽利略接受羅馬教廷的審判，當他被迫承認地心說時，喃喃自語道：“可是地球仍然在動啊！” 伽

31、利略是否說過這句話已經不能考據了。 圣經說大地是不動的，而現在即使是小學三年級的學生也知道地球存在自轉和公轉。地球的自轉是如何觀察到的呢？ 二、傅科生平 法國物理學家。早年學習外科和顯微醫學，后轉向照相術和物理學方面的實驗研究。1853年由于光速的測定獲物理學博士學位，并被拿破侖三世委任為巴黎天文臺物理學教授。因為他博學多才，有多項發明創造，因此受各國科學界垂青，1864年當選為英國皇家學會會員，以及柏林科學院、圣彼得堡科學院院士。1868年被選為巴黎科學院院士。1868年2月11日逝世于巴黎，終年49歲。傅科（1819-1868）最重要貢獻：光速的測定、傅科擺實驗以及提出渦流理論。 在非慣性

32、系中，物體受到一種實際上不存在的慣性力。當物體在旋轉的非慣性系中運動時，一般會受到另外一個慣性力科里奧利力。 科里奧利力是一種效果力，不是真實存在的力。 計算公式如下：三、科里奧利力在北半球所有移動的物體包括氣團等向右偏斜 課外觀察：漩渦的方向一定嗎？燕磯夕照（南京）采石磯（馬鞍山）討論: 長江右岸為何被沖刷得厲害？ 思想實驗： 假如把單擺放置在北極點上，會發生什么情況？ 你站在傅科擺附近的地球表面上，會發現擺動的平面正在緩緩地轉動，每小時傅科擺都會順時針轉過15。 傅科在1851年做了一次成功的實驗。他在法國巴黎的國葬院圓頂大廳懸掛了一個擺球，擺長67m，擺錘重28kg，懸掛點經過特殊設計使

33、摩擦減少到最低限度。這種擺慣性和動量大，能擺動很長時間。四、傅科擺視頻： 在實驗中，人們看到，擺動平面會沿順時針方向緩緩轉動。每經過一個周期的振動，在直徑6m的沙盤邊緣，兩個軌跡之間相差大約3mm。在巴黎約31.8小時轉動一周。 擺動平面偏轉的角度可用公式=15tsin來求，代表當地地理緯度，t為偏轉所用的時間，用小時作單位，因為地球自轉角速度1小時等于15，為了換算，公式中乘以15。 傅科擺放置的位置不同，擺動情況也不同。緯度越高，轉動速度越快，在赤道上的擺幾乎不轉動。 當你有機會凝視這個緩慢轉動著的傅科擺的時候，也會象150年前觀看傅科擺實驗的觀眾那樣發出由衷的贊嘆：“地球真的是在轉動啊！ 視頻：學長們的制作真正的“行為藝術”膚淺的行為藝術深刻的“行為藝術”震撼人心的“行為藝術”五、傅科的其他貢獻 1850年，傅科采用旋轉鏡法，測量了光在空氣和在水中的速度。1862年傅科改進了原有的實驗裝置，加裝了一套系統，以便準確量度旋轉鏡的旋轉速度，又使光經過幾次反射，加長了光經過的路程，以便準確量度