四种相互作用
定义力程举例
引力相互作用所有具有质量的
物体之间的相互
作用长程力，力程为无穷
电磁相互作用带电物体或具有
磁矩物体之间的
相互作用，是一种长程力，力程为无穷
弱相互作用弱作用通过交换
中间玻色子(W
及Z 玻色子)而
传递弱相互作用仅在
微观尺度上起作
用，起力程最短
（大约在
10^-18m范围
内，比强交互作
用的范围小
有两种弱相互作
用，一种是有轻
子(电子e，中微
子ν，μ子以及
它们的反粒子)
参与的反应，如
β衰变，μ子的
衰变以及π介子
的衰变等；另一
种是Κ介子和∧
超子的衰变。
强相互作用强作用是夸克之
间的相互作用
力。强作用最强，也
是一种短程力，
但是它的力程比
弱相互作用的力
约为10^[-15]m。
大约等于原子核
中核子间的距离
强子（重子，介
子）
按其组成夸克的不同，强子还可以分为：
重子(Baryon)：重子由三个夸克或三个反夸克组成，它们的自旋总是半数的，也就是说，它们是费米子。它们包括人们比较熟悉的组成原子核的质子和中子和一般鲜为人知的超子（Hyperon, 比如Δ、Λ、Σ、Ξ和Ω），这些超子一般比核子重，而且寿命非常短。
介子(Meson)：介子由一个夸克和一个反夸克组成，它们的自旋是整数的，也就是说，它们是玻色子。介子有许多种。在高空射线与地球空气相互作用时会产生介子。
四种相互作用按强弱来排列，顺序是：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。一对质子在相距10-16m时，各种相互作用的强度为（假定此时强相互作用强度的数量级为1）：
强相互作用1
电磁相互作用10^-2
弱相互作用10^-12
引力相互作用10^-40
自然界中的四种基本相互作用
自然界中四种基本相互作用的研究 学院物理工程学院 专业物理学 学号11111111111111 姓名xxxxxxxxx
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 引言 (1) 1粒子理论下的4种基本相互作用 (1) 1.1两种长程力——引力和电磁力 (1) 1.2两种短程力——弱核力和强核力 (2) 2统一理论的思想基础 (2) 3粒子理论下的统一 (2) 4爱因斯坦对统一理论的构思 (3) 展望 (4) 参考文献 (4)
自然界中四种基本相互作用的研究 摘要：人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力，它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。进一步研究四种作用力之间联系与统一，寻找能统一说明四种相互作用力的理论——大统一理论。本文从两种不同的角度—粒子理论和场理论,浅析对大统一理论的认识,进而认识自然规律的统一性。 关键词：大统一理论;自然力;物质粒子;传递力拉子;四种基本力 引言：早在20世纪20年代，著名物理学家爱因斯坦就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用，也可以说是解释一切物理现象，因为他认为自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。甚至可说在爱因斯坦的哲学中，“统一”的概念根深蒂固，他深信“自然界应当满足简单性原则”。 从30年代提出相对论后不久，爱因斯坦就着手研究“大统一理论”，试图通过“弱作用，磁场，强作用”的统一思维来简单的解释宇宙，进一步将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下，从而找到这四种相互作用产生的根源。这一工作一直到他1955年逝世为止，并几乎耗尽了他后半生的精力，而且统一思维与当时物理学界的主流思想不符，以致于一些科学史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。 17世纪,牛顿在研究宇宙行星运动规律时,把行星绕太阳、月球绕地球、太阳系绕银河的运动,以及地球对其上面物体间的吸引统称为一种力的作用,称为万有引力,并得到万有引力定律。正是由于这种力的作用,使得宇宙间各天体组成了和谐的大家庭。 19世纪下半叶,麦克斯韦成功地把电现象和磁现象统一起来,指出了电力和磁力是本质上相同的力,并得到了著名的麦克斯韦方程组,证明了光就是二者统一的一种表现形式。 众所周知,宇宙中的一切物质都在做变速运动,无论这种变速运动是什么样的形式,都与力密切相关。因为支配物质行为的就是力。因此,要想最大限度地统一自然规律的描述,就必须把各种形式的力统一为一种力在各种不同条件下的表现。经过物理学家们近100年的艰苦努力,包括理论上的探究、实验上的摸索和验证,在20世纪中后期已将自然界各种不同的相互作用力统一为4种自然力:引力、电磁力、弱核力和强核力。余下的工作就是如何将这4种力进一步统一。粒子理论的不断发展和爱因斯坦晚年的大胆构思为建立大统一打下了良好的基础。 1粒子理论下的4种基本相互作用目前,人们从粒子论中已经认识到,一切能观察到的物质是由4种基本粒子组成的(并非最小粒子):2种重子,即质子(p)和中子(n);2种轻子,即电子(e)和中微子(ν),它们相互接近时,其行为是由以上4种自然力支配着。 粒子论指出,组成物质的基本粒子之间不会直接发生力的作用,而是通过发射和吸收传递力粒子而产生通常称之为力的效应的。物质粒子发射出传递力粒子而产生反弹,传递力粒子与加外物质粒子碰撞而被吸收,这样一发一收,即两个物质粒子由交换传递力而使其速度发生改变,如同它们之间产生了力的作用。 1.1两种长程力——引力和电磁力 当物质粒子发射的传递力粒子质量为零时,则在大距离上可以进行交换,称为长程力。
自然界的四种基本力
自然界的四种基本力 力是自然科学理论大厦的基石;力的发现和力学理论的建立，是自然科学从幼稚走向成熟的重要标志。 在牛顿以前，古希腊科学家解释自然现象的理论框架是"和谐"。譬如，地球为什么是球形的?行星为什么作圆周运动?他们认为，球形和圆周运动最匀称、最饱满、最稳定，即最和谐。所以，找到了和谐，也就找到了满意的答案。在牛顿以后，科学家则用力的框架代替了和谐框架。今天，科学家对自然现象的解释就是致力于寻找隐藏在现象背后的作用力，找到了作用力，也就等于找到了现象存在的原因。显然，力的框架与和谐的框架相比具有明显的优越性。它不仅可以精确地解释许多以前无法解决的难题，而且还能准确地预见许多自然现象。 今天，当我们用力的观点考察世界时发现，在自然界中，物质的运动无不受力的支配。无论是物理运动、机械运动、化学运动，还是生物运动，都离不开力的作用。强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和万有引力支配着宇宙的一切运动。同时，正如科学家们所言，科学理论的诠释之箭只有指向力学才是最基本的、最令人信服的。因此，从研究各种自然力开始，并着手寻找它在生物系统和社会系统中的可能表现形式，就有可能找到物质系统与生物系统和社会系统之间的某种联系，发现存在于生物系统和社会系统中的新的作用力。倘若如此，社会科学就有可能如同自然科学一样有一个坚实的基石，并最终实现与自然科学的联姻或统一。 从原子到美洲豹，从细菌到你我他，从鲜花到牛粪尿，从爱因斯坦的大脑到花岗岩，所有这些存在物虽然表现出的结构、形态和运动各不相同，但是从本质上讲，它们都是由自然界四种基本作用力所编制的"实体"。因此，五彩缤纷的世界背后，蕴藏着一种令人难以置信的简单韵律～
《科学与技术》期末考试试题及答案版
科学与技术复习试题一、选择题（每题2分，共10分） 1．自然界中一切物体的相互作用，都可能归结为四种基本的相互作用，即引力、弹力、电磁力和( C )相互作用。A．地磁力 B．分子力C强力 D．结合力 2．基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，是( D )的最小功能单位。 A．细胞 B．蛋白质 C．氨基酸 D．遗传物质 3. 1996年，世界上第一只克隆羊——多利面世，这是世界上首次利用( A )技术而培养出的克隆动物。 A.细胞核移植 B．细胞融合 C．细胞培养 D．细胞膜嫁接 4．由无数恒星和星际物质构成的巨大集合体称为( A )。 A．星系 B．星空 C．星云 D．星际 5．光纤通信利用光纤来传送( C )，它是20世纪70年代发展起来的一种新的通信方式。 A．电 B．声 C．光 D．机械 二、填空题（每空2分，共10分） 6．科学是技术发展的__理论__基础，技术是科学发展的手段，他们相互依存、相互渗透、相互转化。 7．我国863计划中，被评选列入该纲要的8个技术群是生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术、新材料技术和海洋技术。 8．新技术革命的兴起是以__信息技术为先导的。 9．板块构造说的理论是在__大陆漂移学说、海底扩张学说的基础上发展起的。 10. 1987年，世界环境与发展委员会发布了一份题为《我们共同的未来》的报告，首次提出了“可持续发展”的概念。 三、名词解释（每题5分，共20分） 11．核能是在原子核变化过程中，从变化前后原子核质量亏损的质量差转化来的能量。 12.纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（lo-g 米），再用这种超细微粒子制造的材料。 13.地球外部圈层结构指地球外部离地表平均800千米以内的圈层，包括大气圈、水圈和生物圈。 14．物质生产力一（劳动者十劳动资料十劳动对象十管理+……）高科技。四、简答题（每题15分．共30分） 15．简述科学认识发展的动因。 (1)科学认识发展的外部动因（8分） 恩格斯曾经指出：“经济上的需要曾经是，而且越来越是对自然界的认识进展的主要动力”。 一般地说，在19世纪中叶以前，科学是落后于生产和技术的，它的发展是在生产需要的推动下进行的。而从19世纪下半叶以后，科学理论研究不仅走在技术和生产的前面，还为技术和生产的发展开辟了各种可能的途径。进入二十世纪以后，现代科学产生了空前的先行作用，科学变成了超越一般技术进步的因素。 (2)科学认识发展的内部动因（7分） 科学作为系统化的理论知识体系，有其自身的矛盾运动和继承积累关系。科学发展的内部矛盾运动是它的内部动力。它表现为： 1)新事实和1日理论的矛盾。 2)各种不同观点、假说和理论的矛盾。 16．简述新材料发展的方向。 随着社会的进步，人类总是不断地对材料提出新的要求。当今新材料的发展有以下几点： (1)结构与功能相结合。即新材料应是结构和功能上较为完美的结合。（3分） (2)智能型材料的开发。所谓智能型是要求材料本身具有一定的 模仿生命体系的作用，既具有敏感又有驱动的双重的功能。（3分） (3)少污染或不污染环境。新材料在开发和使用过程中，甚至废弃后，应尽可能少地对环境产生污染。（3分） (4)能再生。为了保护和充分利用地球上的自然资源，开发可再生材料是首选。（2分） (5)节约能源。对制作过程能耗较少的，或者新材料本身能帮 助节能的，或者有利于能源的开发和利用的新材料优先开发。 （2分） (6)长寿命。新材料应有较长的寿命，在使用的过程中少维修或尽可能不维修。（2分）、 五、论述题（共30分） 17．为什么说科学技术是第一生产力？ (1)19世纪的下半叶，马克思在考察了近代欧洲科学技术发展和产业革命的历史以后，提出了生产力包括科学技术的著名论断。邓小平同志坚持马克思主义，进一步提出了：科学技术是第一生产力的论断。邓小平同志的论断强调了在现阶段科学技术不仅是生产力，而且是“第一”生产力。当今，高科技及其产业不仅可以促进劳动生产率的大幅度提高，而且高科技领域的每一个突破都会带动一大批新产业的建立，深刻地改变着传统产业的技术面貌。因此，两者的关系应该是指数规律，即：物质生产力一(劳动者十劳动资料十劳动对象十管理+……)高科技。显然，这是对科学技术是第一生产力的最直观描述。（15分） (2)科学技术进步改变社会生产和生活方式。18世纪中叶产生的蒸汽技术革命，导致了人类社会的第一次工业革命。19世纪70年代，以电能的开发和应用为主要标志的电力技术革命，在世界范围展开了新的工业革命的浪潮。20世纪下半叶，以微电子信息技术、生物工程和新材料为核心的第三次科技革命已经拉开帷幕，科技进步对世界经济、社会发展的影响比过去显得更加强烈。科学技术革命的迅速发展的另一方面，也改变着人的生活方式。在科学发展过程中形成的科学精神和科学方法，改变着人的知识能力，创造了现代文明。导致了整个人类的生活方式发生着深刻的改变。（15分） 科学与技术复习试题试卷号1177 一、填空题（每空2分，共10分） 1．科学认识发生和发展的动因有两个方面，一是存在于科学外部的，是社会的经济发展-需要；二是存在于科学内部的，是科学认识本身的逻辑。 2．原子核的半径约为__10 -14__m。 3．基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，是--遗传物质-的最小功能单位。 4．分子生物学是从-分子水平-研究生命现象、本质和发展的一门新兴生物学科。 5．宇宙中最主要天体类型是恒星和星云。 二、选择题（每题2分，共10分） 1．材料是人们用来制造有用物品的各种( D )。 A．元素 B．分子 C．原子 D．物资 2．分子生物学诞生的标志是( B )。 A．染色体复制 B．DNA双螺旋结构的分子模型的确立 C．核酸组成 D．遗传因子 3．地球的内部圈层结构是地壳、地幔和( B )。 A．地貌 B．地心 C．海沟 D．内核 4．现代信息技术的基础是( B )技术。 A．超导 B．微电子 C．纳米 D．生物 5．安全炸药的发明者( D )。 A．爱因斯坦 B．达默 C牛顿 D．诺贝尔 三、名词解释（每题5分，共20分） 1．电力革命指从19世纪后半叶到20世纪初，新兴的电能开始作为主要的能源形式支配社会经济生活。 2．纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（10_9
2014级自然辩证法 答案
湖北工业大学 2014 级非全日制研究生课程考试（考查）试题考试（考查）科目自然辩证法学位类别 说明：1.试题版面为标准A4，各题标题字号为黑体加粗5号字，题干字号为标准宋体5号字 2.答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、问答题（每题15分，共75分） 1.谈谈你对《自然辩证法》这门学科的认识。 自然辩证法是马克思主义的自然观和自然科学观的反映。体现马克思主义哲学的世界观、认识论、方法论的统一，构成马克思主义哲学的一个组成部分，是马克思主义哲学的基石之一。哲学是从总体上教导人们处理和驾驭自己同外部世界关系的学问，自然辩证法是人们认识自然、改造自然的根本观点和思维方式，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人们认识自然和改造自然的一般方法的科学。自然辩证法让我不再只是简单的、盲目的观察和认识事物，而是用辩证的观点去分析，教导我们要培养科学的方法去分析解决问题，培养科学的创新能力，相信在后续的不断学习中，我会对自然辨证法有更好的理解。 2. 如何看待科学与非科学划界的问题？ 科学划界问题指区分科学与伪科学及其他非科学的界限问题。此问题由逻辑实证主义提出，其核心是科学划界标准。关于科学划界问题大致形成以下四种观点，逻辑经验主义的观点、批判理性主义观点、科学历史主义观点与科学实在论的多元观点。 逻辑经验主义认为有意义的命题才是科学的命题，否则便是非科学的问题。 批判理性主义者波普尔认为科学的理论或者命题具有普遍性，不可能被经验证实，而只能被经验证伪，因为经验总是个别的，所以他主张可被证伪的理论或者命题才是科学的，否则是非科学的。 辩证唯物主义认为科学和伪科学，非科学是有本质区别的。可检验性是科学区别于伪科学的根本标准。伪科学是伪装成科学形式的非科学，是一种社会现象，其内容不具有客观真理性。不可检验性和伪装是伪科学的基本特征。一般的非科学是指不满足精确性和可检验性的命题问题或者理论，无法运用自然科学方法进行检验或者评价。 3.辩证唯物主义自然观的基本思想是什么？ 辩证唯物主义自然观克服了以往哲学自然观的缺陷，坚持了物质世界的客观实在性的唯物主义一元论原则，突出了物质世界的整体性和矛盾性，提示了物质世界的普遍联系，强调了人类起源于自然界、依赖于自然并在把握自然界发展规律的基础上能够能动地和改造自然。强调了人与自然界的和谐统一 4.如何理解系统的整体性与层次性？ 系统就是由相互联系、相互作用的若干要素组成的具有稳定结构和特定功能的有机整体系统的主要特征：整体性，结构性，层次性，开放性。层次性，就是有明确分界线而又
第1课时 力的概念以及四种基本相互作用
第四单元三种性质力 一．教学内容解析 本单元讲述的是关于“力”的基础知识，是学习静力学的基础和准备.内容包括重力、弹力、摩擦力、受力分析.本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其他力学知识的基础. 所谓基础性，就是要为学习力学知识打下扎实的基础.从知识方面来说，就是理解力的初步概念，在力的统一概念下分析重力、弹力、摩擦力产生的概念.从运用方面说，是熟悉对一个物体的受力分析，会画出正确的受力示意图. 本章具有预备性，不论在知识上和运用上都要有一个“度”.比如在本章第二节提到：“用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，它们对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力.”在这一节就不要求从道理上把这一论断说清楚，可先作为事实接受下来，讲过牛顿第三定律后再解决.再比如静摩擦，要想一开始就把问题讲深讲透，企图学生能够处理比较难的有关问题，可以说是“拔苗助长”，是不可能的. 关于滑动摩擦力，教材中虽然提到“阻碍相对滑动”“跟物体的相对运动的方向相反”，但举例只限于受滑动摩擦力的物体相对于另一静止物体(相对地面静止)的情形.一开始不宜涉及两物体都相对于地面运动的情形.关于滑动摩擦力的大小计算，介绍动摩擦因数时应强调该因数无单位，与相互接触的两个物体的组成材料及接触面的光滑程度有关，而与其他因素无关，动摩擦因数一般情况下小于1. 静摩擦力是个难点，更要注意要求适当.关于静摩擦力的方向，只限于容易判断相对运动趋势方向的情形.关于静摩擦力的大小，只限于可应用二力平衡求解的简单情形.这里不宜涉及静摩擦力是阻力还是动力的问题. 二、单元教学目标解析 三．单元教学问题诊断分析 四．单元教学支持条件分析 五．单元教学流程设计 第一课时力的基本概念 一．教学内容分析 力学知识是整个物理学的基础内容，本节课对于建立清晰的力概念以及受力分析起着至关重要的作用.本节主要包括：力的概念和四种基本相互作用.在学生初中物理知识和生活经验的基础上将力的概念进行推广和加深。物体的运动状态发生变化及物体发生形变是有原因的，是由于其他物体和该物体发生了相互作用，这种作用称为力.认识力、研究力，都要从力的作用效果入手.力离不开物体，每一个力都对应着一个受力物体和一个施力物体，仅有受力物体和仅有施力物体的力是不存在的，力的作用是相互的.即力的相互性。影响力的作用效果的因素不仅有力的大小，还有力的方向及作用点，所以力是矢量，将力的大小、方向、作用点称为力的三要素，今后分析研究一个力,不仅要明确它的产生条件，还要明确力的三要素，描述、表示力也要抓住这三条，所以在力的图示中为了让线段的长度表示力的大小必须先规定标度，为了表示方向必画箭头.为下一单元力的合成与分解做铺垫。但是在受力分析中用力的示意图表示力，所以力的示意图也要做强调。在力的分类中可以在了解四种基本相互作用的基础上分类，但是仅要求学生记住常见的几种性质力即可。力的相互性是本节课
重力基本相互作用练习题及标准答案
第三章相互作用第一节《重力基本相互作用》同步作业 一、选择题 1．有关力的概念，下列说法正确的是 A．力不可能离开物体而独立存在B．受力物体不一定是施力物体 C．一个力的发生必定涉及到两个物体D．重力的大小和方向与物体的运动状态无关2．关于物体的重心，以下说法正确的是 A．重心就是物体上最重的一点 B．任何有规则形状的物体，它的重心一定在其几何中心 C．重心是物体所受重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外 D．悬挂在细线下的薄木板处于平衡状态，则物体的重心一定在沿细线方向的竖直线上，木板对细线的拉力的大小等于木板的重力- 3．关于力这一概念的认识，下列说法正确的是 A．只有相互接触的物体之间才会有力的作用 B．弹簧测力计与天平都是用来测量力大小的工具 c．只要物体受到力的作用，运动状态必然发生改变 D．物体受到的每一个力都有它的施力物体 4．关于力，下列说法错误的是 A．根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同 B．物体受几个力同时作用时，运动状态一定发生改变 C．弹簧测力计是测量力的仪器 D．在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称为牛，符号是N 5．下列说法正确的是 A．只有运动物体才会受到力的作用B．找不到施力物体的力一定不存在 C．发生力作用时，一定是两个物体同时受力D．飞机能匀速水平飞行，表明飞机不受重力 6．关于物体的重心，下列说法正确的应是 A．物体升高或降低时，重心在物体中的位置也随之升高或降低 B．物体的形状改变时，它的重心位置必定改变 C．物体的重心可以在物体上，也可以在物体的外部空间 D．随物体放置方法的不同，重心在物体内的位置也会发生改变 7.在弹簧测力计秤钩下挂一个静止的小球，下列说法正确的是 A．小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力B．小球所受拉力的施力物体是地球 c．弹簧测力计对小球的拉力在数值上等于小球的重力 D．小球对弹簧测力计拉力的施力物体是小球 8.物体放在水平桌面上静止时，下列说法正确的是 A．物体受的重力与桌面对物体的支持力相同 B.支持力和重力的受力物体相同 C.物体所受重力的方向垂直向下 D.如果考虑空气浮力作用，重力将变小 9.一个空心球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，当水从小孔慢慢流出直至流完的过程中，空 心球壳和水的整体的重心将会 A.一直下降 B.一直上升 C.先升高后降低 D.先降低后升高
2019年研究生试题《自然辩证法》含参考答案
2、自然界物质系统演化的周期性（可能出辨析题） 答：系统是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。自然界是物质的，物质结构的层次是无限的，物质处于永恒的运动中，运动无论在量上还是在质上都是不灭的，时间和空间是物质运动的基本形式，自然界的运动是有规律的。非平衡态自组织理论证明，一个远离平衡态的开放系统，通过与外界环境交换物质、能量和信息，从环境中获取负熵流来抵消系统内部的熵产生，就可能在一定条件下使系统从一种混乱无序的状态演化为一种稳定有序的结构。同样，混沌理论也揭示了通向混沌的道路，说明了系统从有序向无序的转化过程。在自然界的演化过程中，正是由于以上两个演化才使得自然界经历了“混沌——有序——新的混沌——新的有序”的循环发展过程。 自然界的系统演化，既不是单调地走向有序和进化，也不是单调地走向无序和退化。有序和无序的不断转化，进化与退化的不断交替，使自然界处于永恒的物质循环之中。 3、自然演化的自组织机制。自组织理论及其意义 答：自组织是自然界物质系统自行有序化、组织化和系统化的过程。一个远离平衡态的开放系统通过其与环境进行物质能量和信息的交换，能够形成有序的结构，或从低序向高序的方向演化。开放性、远离平衡态、非线性相互作用和涨落，是自然界物质系统演化的自组织机制。 通过对自组织理论的认识，我们可以分析现在的各个国家甚至社会的发展。我们在对自组织理论有更深入了解的同时，还可以将得到的实际经验应用到社会中去，从而促进社会的发展。 4、天然自然和人工自然的关系，有没有本质区别？ 答：天然自然是大自然中已经存在的并且未经人类利用的自然。人工自然是人利用或改造天然自然，创造天然自然中所不存在的人类文明，可分为两类：①人工自然界,即人工生态系统；②人工自然物。 天然自然和人工自然的关系：天然自然是“第一性客体”，人工自然属“第二性客体”；天然自然中存在的是“自发性作用”的规律，在人工自然过程中，则有“应用性作用”的规律；天然自然只有自然属性，而人工自然具有自然属性和社会属性；天然自然的演化节奏是缓慢的，人工自然的演化是快节奏的。人工自然是科学技术的物化，是人与自然相互作用的中介。 5、混沌理论的定义 答：“混沌理论”是对确定性非线性动力系统中的不稳定非周期性行为的定性研究。在没有变量的情况下，系统运动是一项有规律的重复行为，通过研究认识这一系统状态，非周期性行为就变成了可以观察的对象。不稳定非周期行为则复杂得多：它不做重复运动，不断展现出任何细微变化动乱对系统造成的影响。根据当代数学理论的定义，混沌系统就是对“对初始条件极度敏感”的系统。换句话说，为了精确预测系统的未来状态，需要知道它无限精确的初始状态，即便很小的误差，都将立刻导致预测错误。混沌理论：是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。 7、科学的本质是什么？（可能出辨析题） 答：马克思对科学本质的论述：（１）科学是人对自然界的理论关系和实践关系；（２）科学是一种社会的、精神生产领域的劳动；（３）科学是生产力；（４）科学既是观念财富又是实际财富所以马克思把科学看着“人对自然界的理论关系”，即科学是人对自然的能动认识和反映关系。 8、科学和科学事实的关系 答：科学的定义见题7。科学事实，是科学认识主体关于客观存在的、个别的事物（事件、现象、过程、关系等）的真实描述或判断，其逻辑形式是单称命题，区别于理论的普遍陈述（全称命题）。科学事实类型：事实I——客体与仪器之间相互作用结果的描述；事实II——观察实验得到的结构的陈述和判断；事实III ——理论事实。 科学事实是形成科学概念，科学定律，科学假说，建立科学理论的基础；科学事实是确证或反驳科学假说和科学理论的基本依据，是推进科学进步的动力之一。同时科学的进步有助于科学认识主体更好的对客观存在的，个别的事物（事件、现象、过程、关系等）更好的描述和判断，也就是促进科学事实的形成。 9、科学和伪科学，非科学的划分标准（用辩证唯物主义解释） 答：科学划界问题指区分科学与伪科学及其他非科学的界限问题。此问题由逻辑实证主义提出，其核心是科学划界标准。关于科学划界问题大致形成以下四种观点，逻辑经验主义的观点、批判理性主义观点、科
相互作用章节教案
重力基本相互作用 知识与技能 1．理解力的概念，知道力的三要素； 2．正确理解重力的概念，知道物体重心的含义及位置； 3．了解四种基本相互作用。 过程与方法 1．知道认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的； 2．能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关； 3．能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的； 4．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理方法。 情感态度与价值观 通过本节课的学习，培养全面观察分析问题的能力 教学重点 理解力的概念、领会重力的产生原因和特点； 教学难点 理解重心的概念。 新课教学 引入： 在初中你们已经学过了力，今天我们来进一步学习力。 演示：1、用手压锯条、拉皮筋等，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？ 2、扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的 变化呢？ 锯条、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。 力的作用效果： 1、使物体发生形变。 2、运动状态发生改变（包括速度的大小，方向，大小和方向）。 一、力和力的图示 1、力的定义：物体与物体之间的相互作用。 问题：力可以离开物体而单独存在吗？ （1）、力的物质性 力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。
自然界存在的四种相互作用
强相互作用1是作用于强子之间的力，是目前所知的四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离最短的（大约在 10^(-15)～10^(-10) m 范围内）。最早研究的强相互作用是核子（质子或中子）之间的核力，它是使核子结合成原子核的作用。自1947年发现与核子作用的π介子以后,实验陆续发现了几百种有强相互作用的粒子，这些粒子统称为强子。 强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离第二短的（大约在 10^(-15)～10^(-10) m 范围内，比弱相互作用的范围大）。核子间的核力就是强相互作用，它抵抗了质子之间的强大的电磁力，维 强相互作用力 持了原子核的稳定。现在物理学家认为强相互作用的产生与夸克、胶子有关。它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子中的质子和中子束缚在一起。一般认为，称为胶子的另一种自旋为1的粒子携带强作用力。它只能与自身以及与夸克相互作用。强核力具有一种称为禁闭的古怪性质：它总是把粒子束缚成不带颜色的结合体。由于夸克有颜色（红、绿或蓝），人们不能得到单独的夸克。反之，一个红夸克必须用一串胶子和一个绿夸克以及一个蓝夸克联结在一起（红+绿+蓝=白）。这样的三胞胎构成了质子或中子。其他的可能性是由一个夸克和一个反夸克组成的对（红+反红，或绿+反绿，或蓝+反蓝=白）。这样的结合构成称为介子的粒子。介子是不稳定的，因为夸克和反夸克会互相湮灭而产生电子和其他粒子。类似地，由于胶子也有颜色，色禁闭使得人们不可能得到单独的胶子。相反地
强子及夸克-结构图 3色夸克图 们所能得到的胶子的团，其迭加起来的颜色必须是白的。这样的团形成了称为胶球的不稳定粒子。 强相互作用的理论是量子色动力学(QCD).带电粒子之间有电磁相互作用,带色荷的粒子之间有强相互作用.两个中性原子之间没有相互作用,靠近电子云重叠出现作用力称为范德瓦尔斯力,出现强相互作用强子之间的力程都很短。 弱力属于微观力。在微观粒子世界中，粒子之间的相互作用是通过碰撞而实现的。由于作用强度的不同
高中物理-相互作用 测试题(含答案)
高中物理-相互作用 测试题（含答案） 注意事项： 1．答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号 条形码粘贴在答题卡上的指定位置. 2．选择题的作答：每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标 号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效. 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试题 卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效. 4．考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交. 一、选择题(本题共12小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一 项符合题目要求,第9～12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分, 有选错的得0分) 1．关于重力与重心,下列说法正确的是( ) A ．舞蹈演员在跳舞过程中,其重心可能改变 B ．登珠穆朗玛峰时,运动员在山底和山顶受到的重力相同 C ．蚂蚁太小,故蚂蚁不受重力的作用 D ．质量分布均匀的物体,其重心一定在该物体上 2．关于动摩擦因数,下列说法正确的是( ) A ．两物体接触面间压力越大,动摩擦因数越大 B ．两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大 C ．两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比 D ．两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩 擦力和正压力无关 3．如图所示,一物块在拉力F T 作用下沿水平方向做匀速运动,则拉力F T 与摩擦力F f 的 合力的方向为( ) A ．可能向上偏右 B ．可能向上偏左 C ．一定竖直向上 D ．无法判定 4．如图所示,小车M 在恒力F 作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断( ) A ．若地面光滑,则小车一定受三个力作用 B ．若地面粗糙,则小车也可以不受摩擦力作用 C ．若小车做匀速运动,则小车可能受四个力的作用 D ．若小车做匀速运动,则小车一定受三个力的作用 5．如图所示,A 、B 两球完全相同,质量均为m ,用两根等长的细线悬挂在O 点,两球之间连着一根轻质弹簧,静止不动时,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的弹力为( ) A ．2mg tan θ B ．mg tan θ C ．2m tan θ2 D ．mg tan θ2 6．如图,三个大小相等的力F ,作用于同一点O ,则合力最大的是( ) 7．如图所示,在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯,该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节,下列对于台灯的受力分析正确的是( ) A ．台灯受到水平向左的摩擦力 B ．若将灯头向前调节一点(台灯未倒),则桌面对台灯的支持力将变大 C ．支架对灯头的支持力方向竖直向上 D ．整个台灯所受的合外力方向竖直向上 8．如图所示,右侧是倾角α＝37°的斜面,左侧为四分之一圆弧轨道,圆心O 与斜面等高.A 、B 两小球用一不可伸长的细线相连,A 球与圆心O 连线与竖直方向的夹角θ＝30°,A 、B 两小球与斜面均静止,不计一切摩擦,则A 、B 两小球的质量之比为( ) 此卷只装订不密封
自然界中四种相互作用的力
自然界中四种相互作用的力 一强相互作用力的实质 强相互作用力乃是让强子们结合在一块的作用力，人们认为其作用机制乃是核子间相互交换介子而产生的。 而其实，强子们之间的相互作用实际上乃是夸克团体与夸克团体之间的相互作用，而夸克团体之间的相互作用则必然乃夸克与夸克之间相互作用的剩余。而夸克之间的相互作用我们已知它是未饱和游空子重合体之间相互作用的延伸，这才是真正的强相互作用之作用机制。 大约地说，当夸克们结合成为强子时，其结构已经较为严密完整，可是，如果强子之间发生了强烈的撞击作用，那么各强子原来的结构则定会遭到破坏，因此，各强子中的大小夸克们则自然会重新产生相互的作用而结合在一块；这，正就是强相互作用的现象。 而说到底，强相互作用的实质乃是由于未饱和游空子重合体之中心体因其综合循环体的未饱和而通过静空子中间体渗透出中心极性而与别的未饱和游空子重合体之外层循环体产生相互吸引，并且自身的循环体同理也受到对方中心体吸引，因而它们之间则产生了强烈的相互作用从而形成了各种层次的联合构成体，而强相互作用则乃是其中一个层次上的联合相互作用而已。 二电磁相互作用力的实质
电磁相互作用力乃是带电荷粒子或具有磁矩粒子通过电磁场传递着相互之间的作用。 电场和磁场的实质我们在前面已经了解：电场乃是游空子循环体的循环变化在周围静空子的中间体中引起极性感应激荡并传递开去。而磁场则是电场因电源的运动而呈现出不同的状态而已。并且我们还知道，电场和磁场实际上也是一种电磁波，不过乃是频率及高的电磁波。 而电磁波能够对许多东西产生作用并使之发生结构状态的改变（如光照能使物体升温、无线电波能在导线中推动电子而形成电流等等），这是因为任何有质的东西皆由游空子所构成，而任何游空子皆处在静空子之中并与静空子共用中间体；于是，电磁波━━即静空子中间体的极性感应激荡自然会影响游空子从而或多或少地影响了游空子构成体的整体状态。所以，电磁作用的范围其实是很广的。 那么带电荷体与带电荷体之间的相互作用具体是怎样进行的呢？ 电荷无非分为正负两种，我们先说异种电荷，即正负电荷之间的相互作用吧。 正负电荷乃是通过各自所产生的电场来进行相互作用的。那么首先请问：既然异种电荷是相互吸引的，可为什么却不常看到正负电荷直接接触进行相互作用并结合在一起呢？正因为，据我们所知电荷的实质乃是物质基元游空子的循环体
谈四种基本相互作用及其统一问题
谈四种基本相互作用及其统一问题 一、四种基本相互作用 物质处于不断运动变化之中，物质之间的各种相互作用支配着物质的运动和变化。物质之间的相互作用十分复杂，它们有各种各样的表现形式，但按照目前的认识，它们可以归纳为四种基本相互作用。 最早被人们认识的相互作用是电磁相互作用。公元前6世纪古希腊的泰勒斯用琥珀和毛皮摩擦，开始认识摩擦生电现象。公元前3世纪我国《吕氏春秋》中就有关于磁石吸引铁的记载。但真正对电磁规律作定量描述还是最近二三百年的事情。麦克斯韦总结了前人一系列发现和实验成果，于1875年提出了描写电磁作用的基本运动方程式，后来称为麦克斯韦方程。这是第一个完整的电磁理论体系，它把两类作用——电与磁——统一起来了，定量地描述了它们之间的相互影响相互转变的规律。麦克斯韦方程还揭示了光的电磁本质：光本身是一定频段的电磁波。 1900年瑞利(Rayleigh)和金斯(Jeans)根据经典物理学推导出关于黑体辐射强度的所谓瑞利—金斯公式。这公式在长波部分与实验符合很好，但在短波部分辐射强度不断增大，称为紫外困难。这种紫外困难反映了经典物理学的困难。面对这一困难，普朗克勇敢地放弃了经典物理的能量均分原理，提出了电磁波的能量子假说，电磁波的能量只能不连续地、一份一份地被辐射或吸收。1905年爱因斯坦从光电效应的分析中提出光量子理论，光不仅在能量组成上是不连续的，而且在结构上也是不连续的。爱因斯坦第一次把两种对立的观念——粒子和波动——统一了起来：光在传播过程中突出地表现了它们的波动性，它有干涉、衍射和折射等现象；但光在与物质相互作用中突出地表现了它的粒子性，光量子带有一定的能量和动量，可以与其他物质交换，发生相互作用。列别捷夫的光压实验证实了光量子的能量动量与光的频率波长的关系式。 还是在1905年，爱因斯坦分析了几个与经典物理尖锐对立的光及电磁现象的实验，提出了狭义相对论，从而开始了20世纪物理学的第一场革命。狭义相对论改变了牛顿的时空观，开始认识到时间空间是物质的存在形式，时间空间与物质不可分隔。狭义相对论是描写高速运动物体运动规律的理论，而牛顿力学只是它的低速近似。 1911年卢瑟福(Rutherford)通过a粒子散射实验揭示了原子核的存在。1913年玻尔把普朗克的量子化概念引进卢瑟福的原子结构模型，提出了原子结构的量子化轨道理论。1924年德布洛意(de Broglie)假设粒子性和波动性的统一不是光的特有现象，微观粒子可能也存在波动性。他模仿光量子能量动量与频率波长的关系，提出物质波的假说。经过一系列物理学家的努力，例如海森堡(Heisenberg)、玻恩(Born)、薛定格(Schr dinger)、狄拉克(Dirac)等，量子力学建立起来了。量子力学开始了20世纪物理学的第二场革命。量子力学是描述微观粒子运动规律的理论，而牛顿力学是它的宏观近似。过去人们对光的认识过分强调了它的波动性，原来光在波动性上还迭加有粒子性；过去人们对电子等微观粒子的认识过分强调了它们的粒子性，原来电子在粒子性上还迭加有波动性。一切物质都是粒子性与波动性的统一。 低能微观粒子与光子还有实质性的不同，光子在与物质相互作用过程中可以产生和消灭，而低能过程电子只能改变运动状态，不能产生和消灭。产生这种不同的根源在于光子的静止质量为零，而电子的静止质量不为零。按照狭义相对论，有静止质量的粒子带有一定的静止能量。只有在相互作用过程中能量传递超过粒子静止能量时，才有可能发生粒子的产生与消灭现象。因此，在研究高速微观粒子的运动规律时，两大革命统一起来了。相对论与量子理论结合起来，形成描述高速微观运动规律的量子场论。量子场论中
四种基本相互作用
四种基本相互作用 从l7世纪下半叶起，人们发现，相互吸引的作用存在于一切物体之间，直到宇宙的深处，只是相互作用的强度随距离增大而减弱。在物理学中，我们称它为万有引力(gravitation)。正是万有引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。 引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。 电荷之间同样存在相互作用：同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。类似地，两个磁体之间也存在相互作用：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。l9世纪后，人们逐渐认识到，电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用(electromagnetic interaction)或电磁力。它也是自然界的一种基本相互作用。电磁力随距离变化的规律与万有引力相似：当距离增大到原来的2倍时，它们减小到原来的1/4。 20世纪，物理学家发现原子核是由若干带正电荷的质子和不带电的中子组成的，而带正电的质子之间存在斥力，这种斥力比它们之间的万有引力大得多，似乎质子与质子团聚在一起是不可能的。于是他们认识到，一定有一种新的强大的相互作用存在，使得原子核紧密地保持在一起。这种作用称做强相互作用(strong interaction)。与万有引力和电磁力不同，距离增大时，强相互作用急剧减小，它的作用范围只有约10-15 m，即原子核的大小，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。 19世纪末、20世纪初，物理学家发现，有些原子核能够自发地放出射线，
这种现象称为放射现象。后来发现，在放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用(weak interaction)。弱相互作用的范围也很小，与强相互作用相同，但强度只有强相互作用的l0-12倍。 四种基本相互作用的特点已被科学所认识，但是没有人确切知道为什么会是这样的四种。许多物理学家认为它们可能是某种相互作用在不同条件下的不同表现，就像电和磁是电磁相互作用的不同表现形式一样。为此，人们做了很多研究工作，但至今没有公认的结论。可能这正如牛顿所说，“真理的大海”依然在我们面前，但却尚未发现。
高中物理 四种基本相互作用
四种基本相互作用 牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》前言中写道：“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学中的全部责任似乎在于──从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。”牛顿本人正是实践这样思路的先驱，他在发表三个运动定律的同时，发表了万有引力定律。牛顿以后的三百年来，物理学家们从各种自然现象中，寻找支配这些运动现象的力。目前，物理学界公认，自然界存在四种基本的相互作用：万有引力（简称引力）、电磁力、强相互作用和弱相互作用。 在宏观世界里，能显示其作用的只有两种：引力和电磁力。 引力是所有物体之间都存在的一种相互作用。由于引力常量G很小，因此对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，在一般的物体之间存在的万有引力常被忽略不计。但是，对于一个具有极大质量的天体，引力成为决定天体之间以及天体与物体之间的主要作用。例如，地球对于它表面上的一般物体的引力，决定了物体的自由下落和抛体运动的规律。引力对于天体、人造地球卫星或关闭动力后的航天器的运动，起主宰作用。 电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。两个点电荷之间的相互作用规律是19世纪法国物理学家库仑发现的。运动着的带电粒子之间，除存在库仑静电力作用外，还存在磁力（洛伦兹力）的相互作用。根据麦克斯韦电磁理论和狭义相对论，电和磁是密切相关的，是统一的。在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中观察到的库仑力联系起来，因此，电力、磁力统一为电磁相互作用。 引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力与引力相比，要弱得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。 弱相互作用和强相互作用是短程力。短程力的相互作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15 m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16 m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中，才显示出来，在宏观世界里不能察觉它们的存在。弱相互作用是在原子核的β衰变中发现的，核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力把核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。 四种相互作用按强度来排列，顺序是：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。一对质子在相距10-16 m时，各种相互作用的强度为（假定此时强相互作用强度的数量级为1）： 强相互作用 1 电磁相互作用10-2 弱相互作用10-12
四 种 相 互 作 用
四种相互作用 牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》前言中写道：“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学中的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。”牛顿本人正是实践这条思路的先驱，他在发表三大运动定律的同时，发表了万有引力定律。牛顿以后的三百年来，物理学家们从各种自然现象中，寻找支配这些运动现象的力。目前，物理学界公认，自然界存在四种基本的相互作用：万有引力(简称引力)、电磁力、强相互作用和弱相互作用。 在宏观世界里，能显示其作用的只有两种：引力和电磁力。 引力是所有物体之间都存在的一种相互作用。由于万有引力常量G很小，因此对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，在一般的物体之间存在的万有引力常被忽略不计。但是，对于一个具有极大质量的天体，引力成为决定天体之间以及天体与物体之间的主要作用。例如，地球对于它表面上的一般物体的引力，决定了物体的自由下落和抛体运动的规律。引力对于天体、人造地球卫星或关闭动力后的航天器的运动起主宰作用。 电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用；两个静止点电荷之间的相互作用规律是19世纪法国物理学家库仑发现的，运动着的带电粒子之间，除了存在库仑静电力的作用外，还存在磁力(洛伦兹力)的相互作用。根据麦克斯韦电磁理论和狭义相对论，电和磁是密切相关的，是统一的：在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中观察到的库仑力联系起来，因此，电力、磁力统一为电磁力相互作用。 引力、电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力与引力相比，要强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力(弹力、摩擦力、表面张力、附着力等)都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。 弱相互作用和强相互作用是短程力。短程力的相互作用范围是原子核尺度内。强作用力只在10—15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10—16m这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能察觉它们的存在。弱相互作用是在原子核的β衰变中发现的，核子(质子、中子)、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子(包括质子、中子)之间的相互作用，因为这种力把核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。 四种相互作用按强度来排列，顺序是：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力