第一篇：物理學前沿學習心得

物理學前沿 學習心得

專業(yè)班級：物聯(lián)網(wǎng)13-01 姓 名：司文哲 學 號：311309080116

物理學前沿這門課是我看名字就選的一門選修課，因為本身對于物理擁有極大的興趣，喜歡物理這門學科，并且還因為對物理前沿的知識感到好奇和前沿物理學的研究對世界的改變讓我感到驚奇而選的這門課。在上前幾節(jié)課的時候，一直聽老師講的是有關物理學歷史的問題，這讓我有困惑和不解，為什么報了個物理學前沿卻在這聽物理學歷史，后來在一節(jié)課中老師也說到這個問題，然后思考過后，才覺得對于物理學的歷史學習還是很有必要的，有助于整個對物理學的發(fā)展有個看法和了解，這樣對物理學前沿問題才會感到有興趣。經過4個星期的上課，多多少少也了解了點屋里前沿知識的大概皮毛，這篇心得就把老師提到的幾個21世紀物理學的發(fā)展方向以及各個前沿的基本概念、前景總結一下，也算是對物理學前沿這門課程的學習總結。

在查閱物理前沿的資料之前，我先對有一節(jié)課老師放的宇宙的視頻說一點我對宇宙的看法和認識，我覺得我們生活在繁雜世界中，紛紛擾擾，喜怒哀樂，總以為人才是世界的中心，殊不知這是多么渺小的想法。一個大自然就能輕輕松松把人類毀滅，更不用說浩瀚無邊的宇宙了，宇宙就像心胸廣袤，坐定如山的巨大長者。又如各個地方都在發(fā)生著變換，停歇不得的魔鬼。我們對宇宙的認識從華夏大地的人們認為的蓋天說和巴比倫的拱形天地被大海環(huán)繞的世界，到無錫拉人從美學觀念覺得地球是圓形的，認為天體和我們居住的大抵都是圓形的，再到地心說，日心說和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，再到發(fā)現(xiàn)銀河系以外的星系，期間經過了人類多少的努力和困難，才認識到我們生活千萬年的外界是什么東西，然而宇宙卻千萬年間一直在這里，巍然無比，讓人心生敬畏。

21世紀物理學發(fā)展的前景還是非常巨大的，有許多我認為改變世界的發(fā)現(xiàn)還在研究當中在本篇中我查閱一些物理前沿的研究分支，作為自己簡單的學習。

1.暗物質和暗能量

暗能量和暗物質是一種不可見的、能推動宇宙運動的能量，宇宙中所有的恒星和行星的運動皆是由暗能量與萬有引力來推動的。根據(jù)“普朗克”探測器收集的數(shù)據(jù)，科學家對宇宙的組成部分有了新的認識，宇宙中普通物質和暗物質的比例高于此前假設(73%)，而暗能量這股被認為是導致宇宙加速膨脹的神秘力量則比想象中少，占不到70%。]暗能量是宇宙學研究的一個里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要證據(jù)有兩個。一是對遙遠的超新星所進行的大量觀測表明，宇宙在加速膨脹。按照愛因斯坦引力場方程，加速膨脹的現(xiàn)象推論出宇宙中存在著壓強為負的“暗能量”。暗能量是什么，它的存在意味著什么？科學家才剛開始嘗試回答這些問題。暗能量對宇宙整體的作用泄漏了它的行蹤，而人們逐漸意識到，暗能量不僅對整個宇宙有影響，似乎也能操控宇宙的居民，指引恒星、星系和星系團的演化進程。雖然以前并沒有意識到暗能量對這些結構的影響，但天文學家們幾十年來一直在研究它們的演化過程。

諷刺的是，暗能量的無處不在，反而讓人們很難意識到它的存在。暗能量與物質不同，它是均勻分布的，不會在某個地方聚集成團。不論是在你家的廚房，還是在星際空間，暗能量的密度都完全一樣，約為10^-26千克/立方米，相當于幾個氫原子的質量。太陽系中所有的暗能量加起來，與一顆小行星的質量差不多，在行星的“舞蹈”中，幾乎起不了作用。只有在巨大的空間尺度上和時間跨度上，才能體現(xiàn)出暗能量的影響力。

2.廣義相對論

廣義相對論是阿爾伯特·愛因斯坦于1916年發(fā)表的用幾何語言描述的引力理論，它代表了現(xiàn)代物理學中引力理論研究的最高水平。廣義相對論將經典的牛頓萬有引力定律包含在狹義相對論的框架中，并在此基礎上應用等效原理而建立。在廣義相對論中，引力被描述為時空的一種幾何屬性（曲率）；而這種時空曲率與處于時空中的物質與輻射的能量-動量張量直接相聯(lián)系，其聯(lián)系方式即是愛因斯坦的引力場方程（一個二階非線性偏微分方程組）。

3.量子力學

量子力學是研究微觀粒子的運動規(guī)律的物理學分支學科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現(xiàn)代物理學的理論基礎。量子力學不僅是近代物理學的基礎理論之一，而且在化學等有關學科和許多近代技術中也得到了廣泛的應用。在許多現(xiàn)代技術裝備中，量子物理學的效應起了重要的作用。從激光、電子顯微鏡、原子鐘到核磁共振的醫(yī)學圖像顯示裝置，都關鍵地依靠了量子力學的原理和效應。對半導體的研究導致了二極管和三極管的發(fā)明，最后為現(xiàn)代的電子工業(yè)鋪平了道路。在核武器的發(fā)明過程中，量子力學的概念也起了一個關鍵的作用。

在上述這些發(fā)明創(chuàng)造中，量子力學的概念和數(shù)學描述，往往很少直接起了一個作用，而是固體物理學、化學、材料科學或者核物理學的概念和規(guī)則，起了主要作用，但是，在所有這些學科中，量子力學均是其基礎，這些學科的基本理論，全部是建立在量子力學之上的。以下僅能列舉出一些最顯著的量子力學的應用，而且，這些列出的例子，肯定也非常不完全。

4.粒子物理學

研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質，和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規(guī)律的物理學分支。又稱高能物理學。

5.超對稱

超對稱是費米子和玻色子之間的一種對稱性，該對稱性至今在自然界中尚未被觀測到。物理學家認為這種對稱性是自發(fā)破缺的。大型強子對撞器將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。我們知道，基本粒子按照自旋的不同可以分為兩大類： 自旋為整數(shù)的粒子被稱為玻色子，自旋為半整數(shù)的粒子被稱為費米子，這兩類粒子的基本性質截然不同。超對稱便是將這兩類粒子聯(lián)系起來的對稱性-而且是能做到這一點的唯一的對稱性。

6.凝聚態(tài)物理

凝聚態(tài)物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介于液態(tài)和固態(tài)之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態(tài)金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發(fā)展，凝聚態(tài)物理學取得了巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯(lián)系更趨密切；另一方面許多新的分支不斷涌現(xiàn)，如強關聯(lián)電子體系物理學、無序體系物理學、準晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態(tài)物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一，從事凝聚態(tài)研究的人數(shù)在物理學家中首屈一指，每年發(fā)表的論文數(shù)在物理學的各個分支中居領先位置。有力的促進了諸如化學、物理、生物物理學和地球物理等交叉學科的發(fā)展。

7.量子計算機

量子計算機是一個嶄新的領域，大概只有10年之久，目標是建造一臺量子元件的計算機。量子計算機是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算機的概念源于對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

8.高溫超導體

新的和更高溫度超導體的探索工作一直在緊張地進行著。因為高溫超導理論還沒有很好的建立，探索工作的進展是緩慢的。雖然新超導體和更高溫度超導性時有報道，但真正的新突破還沒有取得。我們相信，曾在銅氧基高溫超導體領域中取得過驕人成就的炎黃子孫，一定會在實現(xiàn)人類室溫超導體夢想的征途上作出更為輝煌的貢獻。

對于老師提到的幾個物理學前沿難題，我大概記住了以上幾個，并且從網(wǎng)上查閱資料有關各個前沿分支的簡介，以及研究意義和對世界科技、社會發(fā)展所帶來的諸多可能和改變，其實對于物理學前沿來說，我更關注的是他的研究意義和作用，或許因為我還不是一個研究人員，沒有找到那種對未解知識的瘋狂注意集中力和好奇心。在最開始對物理學前沿感興趣就是因為我覺得前沿物理能帶給我們世界太多關于生產、科技、哲學、社會以及人們的思想產生巨大的改變。

浩瀚的宇宙，微渺的粒子，整個世界的認識都離不開物理的發(fā)展，還有多少讓我們難以置信的事情和真理，有多少能徹徹底底改變我們對世界物質認識的發(fā)現(xiàn)都在物理發(fā)展的偉大進程中。

第二篇：物理學前沿專題論文題目

物理學前沿專題論文題目

1.宇宙演化的觀測與分析中物理規(guī)律的應用（天體物理，宇宙學）

2.超導體的基本性質和研究歷史（凝聚態(tài)物理）

3.量子糾纏和量子測量（量子物理）

4.相變和量子相變的研究（理論物理，凝聚態(tài)物理）

5.對構成物質的基本粒子的認識（粒子物理）

第三篇：物理學前沿知識講座的心得體會

物理學前沿知識講座的心得體會

不經意間，我學習物理已經有8年的時間了，我依稀記得，那年初二，我的物理老師走進課堂，用他那獨特的語言文字，給我們介紹從未接觸的物理，大概是因為他的幽默，我對物理也有了一些興趣，可是后來，隨著時間的流逝，物理的難度逐漸加深，這些興趣也漸漸的變成乏味，無趣。高考之后，我以為，我終于能擺脫物理的折磨了，可是，在命運的安排下，我和物理之間又有了千絲萬縷的聯(lián)系，其實，在我大一大二的時候，我對物理學（師范）這個專業(yè)，多少是有些抱怨的，有時候也感到很迷茫，不知道該如何面對一無所知的未來，尤其是和物理有關的未來，有時候，我也在想，以后，當我站上講臺，我該怎樣給我的學生介紹物理這一學科？但，想了很久之后，依然沒有得到合適的答案，上了許老師的物理學前沿知識講座之后，我竟然發(fā)現(xiàn)物理其實也有他有趣的一面，原來，他也不是那么乏味無趣，他終究還是有他豐富的一面，我想物理也許和我們人一樣，他有自己的個性和特點，平時，他表現(xiàn)的太嚴肅，太高傲，因此，大家都覺得他高深莫測，難以接近，殊不知，他也有風趣、幽默、可愛的一面，只是太多的人都被他的外表給嚇著了，忘了發(fā)現(xiàn)他的另一面，我想物理先生，應該是孤獨的吧，因為懂他的人太少了。作為一名未來的物理老師，在以后的教學中，我想在最開始的時候，就應該把物理先生風趣、可愛的一面展現(xiàn)給他們，而不是一味的強調物理有多難，首先要讓他們不畏懼，才能更好的學習物理。

物理很難，這仿佛在大多數(shù)人心中根深蒂固了，的確，物理相對于其他學科來說，是有一定的難度，可是，誰也不能否認，他也是所有學科里最有趣的科目，關鍵就在于你會不會發(fā)現(xiàn)了，也許說到這兒有人會說，善于發(fā)現(xiàn)的，最后都成物理學家了。沒錯物理學家當然都是善于發(fā)現(xiàn)物理的樂趣的，可是，我們普通人難道就不可能發(fā)現(xiàn)他的趣味了嗎？答案毫無疑問是，NO。小到一個玩具，大到火箭發(fā)射，難道你就沒有絲毫的好奇和興趣嗎？顯然是不可能的。其實啊，在我們的生活中，物理是無處不在的。炒菜用的電磁爐，將電能轉化為熱能，這樣我們才能吃上美味可口的飯菜；發(fā)電機將不能形式的機械能轉化為電能，這樣才能使我們擁有明亮的生活；連最簡單的二極管也能使我們的城市更加絢爛多彩……這樣的例子還有很多很多，所以啊，我們都不應該拒絕有趣的物理先生，正因為有了他，生活才能如此多姿多彩啊。當我們能夠發(fā)現(xiàn)物理的樂趣的時候，一切都不是那么難了。

第四篇：物理學史學習心得

學習心得

物理學史介紹了物理學發(fā)生和發(fā)展的基本規(guī)律，研究物理學概念和思想發(fā)展和變革的過程。這學期我們開設的這個課程對我了解這些物理學家有很大的幫助，之前我只了解他們的對科學的貢獻，但是對他們在科學之路上的艱辛探索一無所知。通過對這門科目學習，不但增長了見識，還加深了對物理學的理解，更重要的是可以從中得到教義，開闊眼界，從前人的經驗中得到啟示。

物理學史告訴我們，新的物理概念和物理觀念的確立是人類認識史上的一個飛躍，只有沖破舊的傳統(tǒng)觀念的束縛才能得以問世。例如普朗克的能量子假設，由于突破了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，而遭到當時物理學界的反對。普朗克本人由于受到傳統(tǒng)觀念的束縛，在他提出能量子假設后多年，長期惴惴不安，一直徘徊不前，總想回到經典物理的立場。同樣，狹義相對論也是愛因斯坦在突破了牛頓的絕對時空觀的束縛，形成了相對論時空觀的基礎上建立的。而洛倫茲由于受到絕對時空觀的束縛，他提出了正確的坐標變換式，但不承認變換式中的時間是真實時間，一直提不出狹義相對論。這說明正確的科學觀與世界觀的確立，對科學的發(fā)展具有重要的作用。

個人認為這門學科開設的非常好，既讓我們開闊了自己的眼界，又讓我們了解了我們現(xiàn)在學習的物理學是如何開始如何發(fā)展的，更直觀的了解科學。

第五篇：前沿知識講座學習心得

前沿知識講座學習心得

在院里研究方向各不相同的老師的帶領下，在學習了六周的前沿知識講座后，我對我們院對我們專業(yè)的研究方向有了一個大體的認知。并且我在對電氣工程與控制科學學院的命名的思想觀念上有了一定的轉變。

一直以為我們專業(yè)學習的課程雜而不精，但是上了前言知識講座后我認為這些都是有用的。舉一個簡單的例子：做一個Profibus從站，要做電路板，電路板上面的開關，電路設計，等是電氣研究的重點，而板子中協(xié)議的實現(xiàn)和最終主從站數(shù)據(jù)的交換是控制主要研究的。這就涉及到了現(xiàn)場總線，模電技術，電路與單片機等課程。所以學習每門課程前如果要知道它是用來干什么的，可以用在哪些地方的話這樣學起來就有目的性有明確的認知。但是往往這些又是不容易教授的，需要自己從應用中學習、實踐經驗里領悟的，這就產生了矛盾。前言知識講座就在一定程度上告訴了我們所學課程的現(xiàn)實意義與新領域的發(fā)展。

就如謝明老師所講的機器人技術，工業(yè)生產過程未來的發(fā)展趨勢是全自動化、智能化、網(wǎng)絡化，這就離不開機器人及智能系統(tǒng)的發(fā)展與應用。單從現(xiàn)在來看，工業(yè)生產中機器人的應用已遍及各種生產過程，如此種類繁多的機器人將人類從繁重枯燥重復的工作中解放出來，大大加速了社會生產與發(fā)展，所以人類社會才有了如今的模樣。而未來智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展完全可以代替人類實現(xiàn)全自動化生產。又如王鑫國老師所展示的智能家居，是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)。這就包含了所學的自動控制原理、現(xiàn)場總線技術、單片機與微機原理、數(shù)字信號處理等課程。

另外在聽了舒志兵老師、謝明老師、張興華老師、丁松老師、魏明珠老師、王鑫國老師的講授后，我對我們院的更名有了些了解。電氣工程主要是電氣專業(yè)：面向強電和弱點的電力電子，主要研究內容，電機啟動，開關電源，電池，電能轉換都與電相關的電流，電流，諧波，濾波電路等的設計。控制：主要偏向控制，現(xiàn)場總線，系統(tǒng)集成，組態(tài)軟件，嵌入式設計，與電能相關的東西不是研究的重點，重點是實現(xiàn)系統(tǒng)的一種功能。所以我們才分了自動化，電氣，電智與測控四個專業(yè)。

通過學習《前沿知識講座》，在舒志兵等老師的講解下，了解了我們學院老師研究的方向，對電氣工程與控制科學有了一些認識。也了解了我們專業(yè)未來的發(fā)展方向，明確我們的努力方向。讓我們如井底之蛙看到真正的天空，也給我們在學習和生活中增添了許多樂趣。