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高能物理范文第1篇

關(guān)鍵詞:高能物理，TeV能量對撞機，標準模型精確檢驗，粒子探測技術(shù)，標準模型外的新物理

HighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina

MAWen\|GanWANGXiao\|Lian

(DepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)

AbstractAnoverviewisgivenofthedevelopmentofhighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina.Wesummarizetheprogressoverrecentyearsinbothphenomenologytheoryandexperimentalresearch.

Keywordshighenergyphysics,TeVenergycolliders,precisetestoftheStandardModel,particledetectiontechnology,newphysicsbeyondtheStandardModel

1引言

高能物理研究當前仍然是基礎(chǔ)物理科學的最前沿，被認為是最重要的學科之一.它深刻地影響著人類對物質(zhì)世界認識的基本觀念.在基礎(chǔ)理論研究方面，高能物理在不懈地探討微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用、質(zhì)量起源、時空本性等基本理論問題，這些研究又和宏觀宇宙學之間存在很強的互相推動作用.

高能粒子對撞機是研究物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)和相互作用規(guī)律的重要、有效的工具.對高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都會帶來物理學新領(lǐng)域、新方向的發(fā)展,甚至新的學科分支的產(chǎn)生.它對于加深人類對物質(zhì)世界更深層次基本規(guī)律的認識有著重要意義.即將投入運行的TeV能量大型強子對撞機（LHC）和計劃建設(shè)的國際直線對撞機（ILC）便是驗證高能物理理論的極好的大型設(shè)備.

隨著新一代的超高能量的對撞機實驗數(shù)據(jù)的獲取，高能物理的研究將面臨著又一次新的重大突破.理論上預(yù)言的黑格斯粒子和可能的新物理信號將會被發(fā)現(xiàn).這些將會是本世紀初物理學的重大進展.粒子物理的發(fā)展涉及了多種學科和前沿技術(shù).粒子物理實驗科學實際上與加速器技術(shù)、粒子探測技術(shù)等近代物理技術(shù)密切相關(guān).實踐證明，粒子物理實驗技術(shù)的創(chuàng)新對國民經(jīng)濟領(lǐng)域中諸多技術(shù)問題的解決具有重大作用.

下面我們對中國科學技術(shù)大學（以下簡稱中國科大）近代物理系的高能物理研究發(fā)展現(xiàn)狀進行兩方面的介紹：一是高能物理唯象理論研究方面；二是高能物理實驗研究方面.

2高能物理唯象理論研究

高能物理唯象理論研究始于1985年，當時中國科學技術(shù)大學參加了丁肇中先生領(lǐng)導(dǎo)的DESYMARK\|J實驗和歐洲核子研究中心L3實驗的國際合作研究.我們的唯象理論研究就是當時針對大型正負電子對撞機實驗中的現(xiàn)象學進行研究而發(fā)展起來的.從那時起，其研究課題就一直與國內(nèi)外的大型高能物理實驗現(xiàn)象學緊密結(jié)合.其研究工作的特點是：注重研發(fā)粒子物理理論研究所需的計算物理新方法和計算程序，建立了自己獨特的高能計算物理實用軟件環(huán)境，目前該實驗室擁有先進的量子場論復(fù)雜計算的技術(shù)和能力,擁有研究室自己的高能物理理論計算和數(shù)據(jù)分析的PCFARM，并建成了DZEROSAMGRID的D0USTC節(jié)點，使我們的網(wǎng)格節(jié)點正式成為D0合作組標準MONTECARLO事例產(chǎn)生主要節(jié)點.因而，該實驗室在現(xiàn)象學理論研究和物理分析方面具有很強的國際競爭力.

近年來，粒子物理唯象理論研究室的理論研究課題密切結(jié)合他們參加的費米實驗室D0組的實驗，大型強子對撞機LHC上Atlas組的實驗和未來的國際直線對撞機ILC上實驗所涉及的TeV物理現(xiàn)象學，集中研究標準模型理論的精確檢驗和新物理信號的探索.重點研究內(nèi)容涉及:Higgs物理、Top物理、超對稱理論現(xiàn)象學、超引力模型現(xiàn)象學、額外維模型和最小Higgs模型現(xiàn)象學、超高能量下CP破壞來源研究等.考慮到未來對撞機上尋找新粒子和深入了解電弱破缺機制的物理實驗中所處的重要地位，我們從研究如何實現(xiàn)高精度量子修正的數(shù)值計算方法問題入手解決對撞機物理現(xiàn)象中的復(fù)雜理論計算問題.重點解決的計算技術(shù)包括：高效率的多體末態(tài)（N≥3）蒙特卡羅相空間積分技術(shù)；費曼圖中不穩(wěn)定粒子的處理問題；在相空間邊界上多點積分函數(shù)(n≥5)數(shù)值計算的有效方法；紅外發(fā)散的解析處理；帶復(fù)數(shù)質(zhì)量的粒子的重整化參數(shù)和單圈積分函數(shù)的計算方法等.這些問題也一直是粒子物理現(xiàn)象學中的幾個研究重點和難點問題.在這些研究中，他們已經(jīng)在單圈圖計算中，在不穩(wěn)定粒子的計算處理方法上以及在多點(n≥5)標量、矢量、張量積分函數(shù)的解析和數(shù)值計算上取得了進展.

該研究室自2001年以來,在國際國內(nèi)重要學術(shù)期刊上發(fā)表SCI收錄的涉及唯象理論研究的論文58篇，被引用達300余次.作出了一批為國際同行重視的研究成果.近年來該研究室取得了以下突出的研究成果：

1997年，在國際上首先解決了四點積分函數(shù)在相空間邊緣發(fā)散點的數(shù)值計算困難［1］.在國際上首次解決了三體末態(tài)過程的單圈階幅射修正計算中的五點標量和張量積分的計算問題，完成了關(guān)于在直線對撞機上對H\|t\|tYukawa耦合精確檢驗的理論研究［2］.精確研究了強子對撞機上超對稱chargino/neutralino伴隨產(chǎn)生過程，以及tb-H-產(chǎn)生過程的NLO階QCD修正效應(yīng)，為LHC新物理尋找提供了理論依據(jù)［3］.在最小超對稱模型下對ppH±bc+X味道改變過程的精確計算,首次發(fā)現(xiàn)在squark的混合機制下，超對稱QCD對H±bc耦合的修正可以使該產(chǎn)生過程的截面大大提高，這使得該過程成為發(fā)現(xiàn)帶電Higgs粒子和味道改變效應(yīng)的重要反應(yīng)道［4］.T宇稱守恒和不守恒情況的最小Higgs模型下γγtt－h(huán)°+X過程中的新物理效應(yīng)的計算和討論［5］,得到了可能在LC對撞機上觀測到LH/LHT的效應(yīng)，或者給出對LH/LHT參數(shù)更嚴格的限制［6］.完成了四體、五體末態(tài)相空間高精度積分程序的發(fā)展，實現(xiàn)了不穩(wěn)定粒子處理技術(shù)，六點單圈標量、矢量、張量積分函數(shù)的紅外分離及正確的數(shù)值計算方法和程序，并通過了若干正確性檢驗.在此軟件環(huán)境下完成了在帶電或中性Higgs尋找過程中，可能測量到的γγtt－bb－和e+e-W+W-bb－過程的QCD輻射修正計算工作.這為Higgs粒子尋找和top物理有關(guān)理論的精確檢驗提供了理論依據(jù)［7］.

唯象理論組在國際上首先提出了在強子對撞機上通過超對稱標量中微子雙輕子共振態(tài)，探測R宇稱破壞的實驗物理分析方案，并計算了其QCD輻射修正［8—12］.該成果被Tevatron的兩個實驗合作組CDF和D0先后作為其探測雙輕子高質(zhì)量共振態(tài)的主要物理動機和數(shù)據(jù)分析依據(jù)在發(fā)表的論文中引用.費米實驗室FermilabToday對這一研究成果進行了報道.該研究室對這一理論與實驗結(jié)合的研究，不但在唯象理論研究方面，推動了對TeV強子對撞物理過程中QCDNLO效應(yīng)的精確把握,而且在實驗物理方面，促進中國科大D0組在徑跡探測器觸發(fā)方法研究、高亮度環(huán)境下高能電子/光子鑒別、量能器刻度等研究中做出了成果.該研究還促進了高能數(shù)據(jù)網(wǎng)格計算節(jié)點建設(shè)，該室建成了中國科大D0USTC網(wǎng)格計算機群，并為D0合作組產(chǎn)生106模擬事例,為中國科大高能物理研究提供了1010以上的網(wǎng)格數(shù)據(jù)分析與處理能力，從而確保最終物理成果的獲得.這些工作得到了D0合作組以及費米實驗室的高度評價.韓良教授成為D0合作組AuthorshipCommittee7人委員會成員，負責審查合作組各單位成員作者資格.劉衍文博士成為費米實驗室首批InternationalScientistFellowship成員.第28次中美高能物理合作聯(lián)合委員會會議，確定費米實驗室繼續(xù)支持中國科大D0實驗物理研究.

3高能物理實驗研究

高能物理實驗研究始于1973年，在楊衍明、陳宏芳教授領(lǐng)導(dǎo)下，為云南高山站宇宙線測量研制多絲正比室.之后先后參加了德國DESY的MARK\|J實驗，是CERNLEP的L3實驗的發(fā)起單位之一.與此同時，被接受為LHC大型強子對撞機的CMS合作組和日本KEK的B介子工廠Belle合作組的成員.與瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院（ETHZ）合作成立了高能物理聯(lián)合研究所.1991年正式參加中國科學院高能物理研究所BES合作組，成為國內(nèi)大學中最早投入國內(nèi)高能基地研究工作的BES成員，相繼參加了BESII的物理分析和BESIII的建造與物理工作.2001年10月又被接收為美國BNL的STAR合作組成員.

3．1為STAR合作組研制的飛行時間探測器和相對論性重離子碰撞（RHIC）物理研究

多氣隙電阻板室（MRPC）是上世紀90年代后期歐洲核子研究中心（CERN）的LHC－ALICE實驗組首先發(fā)展起來的新型探測器.受國家自然科學基金委員會委托，該研究室于2000年8月率先在國內(nèi)開展MRPC研制.先后成功地研制了多種結(jié)構(gòu)的MRPC，其中6氣隙的MRPC時間分辨為60ps，對最小電離粒子的探測效率好于95％，達到國際先進水平；雙層結(jié)構(gòu)10氣隙的MRPC，時間分辨好于50ps，探測效率大于99%，達到國際領(lǐng)先水平.并成功地研制了第一個基于MRPC技術(shù)的STAR飛行時間探測器原型TOFrTray，性能指標達到：平均時間分辨為85ps，探測效率好于90％，好于設(shè)計指標.并于2002年10月裝入STAR探測器，參加了2003年度氘-金核（質(zhì)心能量為200GeV/核子）和2004年度金-金核（質(zhì)心能量為200GeV/核子及62.4GeV/核子）碰撞實驗，有效提高了STAR探測器的粒子鑒別本領(lǐng)，對π/K分辨的動量區(qū)域由原來的0.6GeV/c擴展到1.6GeV/c，對π,K/p分辨的動量范圍由1.0GeV/c擴展到3GeV/c.利用MRPC-TOF的數(shù)據(jù)和時間投影室?guī)щ娏Ｗ拥碾婋x能量損失的數(shù)據(jù)發(fā)展了一種可以鑒別高動量區(qū)π介子和質(zhì)子的新技術(shù)，把STARπ探測器介子和質(zhì)子的鑒別橫動量區(qū)間擴展到12GeV/c［13］.是第一個運用MRPC技術(shù)成功運行于大型高能核核碰撞物理實驗的大面積飛行時間探測器，使一些原來很難開展但有重要意義的物理課題有可能進行，并獲得了一些重要的物理結(jié)果.2006年4月，用于RHIC-STAR-TOF探測器的MRPC通過批量生產(chǎn)標準和標準的最后評審.MRPC生產(chǎn)穩(wěn)定，質(zhì)量越來越好，性能達到指標要求.RICE大學還專門做了報道.圖1，2分別給出了200GeVAuAu對撞中TOF的強子鑒別和電子鑒別能力.

利用飛行時間探測器得到的主要物理成果有：基于TOFr粒子鑒別的強子譜和Cronin效應(yīng)的研究［14］.首次得到在氘-金碰撞與質(zhì)子-質(zhì)子碰撞中重味夸克衰變的電子譜.結(jié)合低橫動量D0粒子譜和高橫動量單電子譜，在世界上首次給出了氘-金碰撞中雙核子質(zhì)心能量為200GeV/核子下每核子－核子碰撞中粲夸克產(chǎn)生在中快度區(qū)的微分截面［15］.開展帶電強子橫動量譜的研究.通過測量帶電強子（π±,p,p－）的單舉不變產(chǎn)額譜（0.3＜pT＜12GeV/c），精確測量了粒子的核修正因子Rcp，反粒子/粒子的比率以及p/π的比率等，觀察到在中橫動量區(qū)間重子相對介子有增強現(xiàn)象，這可以用部分子的結(jié)合模型來解釋，而在高橫動量區(qū)間，重子產(chǎn)額與介子產(chǎn)額有相同大小的壓低.這一現(xiàn)象揭示夸克和膠子在QGP中的能量損失可能與微擾QCD能損模型的預(yù)言不符，為高能部分子在QGP中的能量損失機制提供了全新的實驗現(xiàn)象，有待進一步研究［16］.

對氘、氦\|3以及它們的反粒子在中橫動量區(qū)間的不變產(chǎn)額、橫動量譜和橢圓流的測量和研究，首次得到了輕核的結(jié)合參數(shù)B2和B3，發(fā)現(xiàn)B2與B3具有相似的值，表明氘、氦\|3以及它們的反粒子有相似的freeze\|out時刻.發(fā)現(xiàn)在不同中心度對撞中，輕核的結(jié)合參數(shù)和π介子的freeze\|out體積成正比.發(fā)現(xiàn)氘核和反氘核的橢圓流近似服從組分夸克數(shù)的標度不變性，在實驗上驗證夸克融合模型.首次測量了低橫動量的反氘核的負值橢圓流，這是RHIC上觀測到的第一個負值橢圓流，發(fā)現(xiàn)重粒子（氘）的負值橢圓流與大徑向流的理論模型相吻合［17］.開展關(guān)于重味夸克產(chǎn)生截面和粲介子D0半輕子衰變道的研究.完成了200GeV金金碰撞中D0介子以及粲粒子半輕子衰變到的電子和μ子的數(shù)據(jù)分析工作，首次在重離子實驗中通過cμ+X道確定粲夸克(ccbar)總產(chǎn)生截面.首次在重離子碰撞實驗中證實粲夸克截面相對于兩兩碰撞數(shù)的標度不變性.首次利用STARTOF探測器測量粲粒子半輕子衰變的單電子譜碰撞中心度的依賴關(guān)系.首次利用STARTOF探測器觀測到單電子譜壓低，測量重味夸克能量損失.首次觀測到單電子譜的熱力學性質(zhì)與集體運動流效應(yīng)不同于輕強子［18］.對粲粒子及其半輕子衰變的單電子橢圓流進行了實驗測量和唯象理論探討.理論上給出了D介子及其單電子橢圓流，并預(yù)言底夸克粒子的集體運動流效應(yīng)很小［19］.完成了RHIC能區(qū)粲夸克產(chǎn)生截面和粲粒子半輕子衰變道的研究.2007年8月23—25日在QCD相變與重離子碰撞物理國際研討會上匯報了該項工作.受到QuarkMatter2008會議組委會的邀請，于2008年2月4日—10日在印度Jaipur舉行的第20屆國際超相對論核-核碰撞(夸克物質(zhì)2008)學術(shù)大會上做了題為《OverviewoftheCharmProductionatRHIC》的大會報告［20］.進行奇異共振態(tài)強子φKK的不變質(zhì)量的重建研究.利用STAR實驗數(shù)據(jù)，通過僅用TPC信息和聯(lián)合TPC＋TOFr信息（即要求其中的一條帶電徑跡由TOFr所識別）的比較研究，進一步證明了，結(jié)合TOFr和TPC信息可以實現(xiàn)對帶電徑跡的高精度鑒別，從而大大提高對奇異共振態(tài)強子不變質(zhì)量重建的分辨率.完成了200GeV金金碰撞中奇異強子橢圓流的中心度依賴性研究，系統(tǒng)測量了KS0,Λ,Ξ,Ω粒子的v2（橢圓流）.結(jié)果表明，在低橫動量區(qū)，這些強子的v2符合流體力學的預(yù)言，表明早期熱化可能在RHIC形成.在中間橫動量區(qū)，v2符合組分夸克數(shù)標度性，表明重組合是強子形成可能的機制，解禁閉可能在RHIC已經(jīng)形成.中心度的依賴關(guān)系表明，v2沒有初始坐標空間各向異性的標度性.集體運動在較中心碰撞中較強，熱化有可能在中心碰撞中達到［21］.v2隨碰撞系統(tǒng)的大小變化的依賴性將幫助我們驗證早期熱化這一假設(shè).對200GeV銅銅碰撞中KS0,Λ粒子的v2也進行了測量，并和200GeV金金碰撞的結(jié)果進行比較，結(jié)果表明，在銅銅碰撞中，KS0,Λ粒子也符合組分夸克數(shù)標度性，但是熱化沒有達到.

3．2與日本高能加速器研究機構(gòu)（KEK）B介子工廠Belle實驗的國際合作

Belle探測器于1999年開始取數(shù)，2000年夏，我們從D0Kπ+道的測量開始正式參與物理分析工作,以后還選取了帶電D*對產(chǎn)生的連續(xù)過程,用D*+D0π＋衰變產(chǎn)生的軟π介子標記D0或D－0［22,23］.給出了當時世界上最為精確的實驗結(jié)果，并被2006年粒子物理數(shù)據(jù)庫（PDG）收錄.我們關(guān)于D0-D－0混合的第二項研究課題是D0Ksπ+π-道的含時達里茲分析測量，該過程的優(yōu)點是可以直接給出混合參數(shù)x，y和強混合角δ［24］.

3．3與中國科學院高能物理研究所的北京譜儀（BES）實驗的合作

中國科學技術(shù)大學自1991年以來一直參加中國科學院高能物理研究所的北京譜儀(BES)實驗，在BESI和BESII上開展了物理研究，在BES3建設(shè)中，中國科大是國內(nèi)唯一參加BES3硬件設(shè)計和建造的一所大學，如端蓋TOF探測器的預(yù)研和建造，亮度監(jiān)測器的設(shè)計和建造以及亮度監(jiān)測系統(tǒng)的電子學部分，TOF和μ探測器的讀出電子學系統(tǒng)、TOF觸發(fā)子系統(tǒng)、TOF監(jiān)測儀的電子學和BES3時鐘系統(tǒng).

從1991年至今，積極參與BES物理分析研究.如BES1-BES2的物理：Tau的米歇爾參數(shù)的測量，ψ的幾種VP和PP模式衰變道的測量和研究，J/ψ的輻射衰變，J/ψγρρ,γωω的分波分析.在BES粲物理的研究方面，通過對J/ψ的輻射衰變道J/ψγω和J/ψγωω的分波分析,仔細研究了這些反應(yīng)道中的強子共振態(tài)結(jié)構(gòu)和分支比測量，發(fā)現(xiàn)了ω不變質(zhì)量譜的近閾增強和可能存在的X（1812）態(tài)［25］.

3．4ALTAS/LHC強子對撞實驗國際合作

我們與中國科學院高能物理研究所計算中心、中國科大計算中心合作，在中國科大搭建了網(wǎng)格計算（LCGTier3）的工作平臺的雛形.同時，我們與美國密歇根大學ATLAS合作組也開始了ATLAS物理分析合作工作，派人參加ATLAS端蓋部分muon子漂移室安裝、測試和運行維護工作.2006年，蔣一教授、韓良教授參加國家自然科學基金委員會重大重點國際合作項目：“ATLAS強子對撞物理研究”，正式成為ATLAS合作組成員.

參考文獻

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高能物理范文第2篇

物理學科能力是指學生在完成物理學科學習任務(wù)，解決物理問題活動中所表現(xiàn)出的個性心理特征。由于不同教師教學策略、教學方式不同，以及學生對物理學科的興趣、學習方式、方法、接受的教學方式及思維認知等方面各不相同，學生個體在物理學科能力的形成和發(fā)展中存在差異。筆者認為，作為物理教師，我們在高三物理復(fù)習中有必要提高學生的物理學科能力。

一、物理學科能力在高考試題中如何體現(xiàn)？

在高中物理教學中，物理概念、規(guī)律等知識最終都是以問題（試題）形式呈現(xiàn)的，通過創(chuàng)設(shè)情境，即利用語言文字和符號，設(shè)置抽象簡要又有典型應(yīng)用要求的虛擬問題情境，讓學生作答來衡量學生學科能力，描述個體素質(zhì)差異。

物理學科本身存在著自身知識結(jié)構(gòu)特點，從內(nèi)容上看可分為力學、熱學、電磁學、光學、原子物理五部分，是從力、聲、熱、光、電、原子的現(xiàn)象出發(fā)，對部分物理知識作定性或定量的研究討論，相互之間似乎并不相關(guān)。但是我們只要對整個教材進行分析就可以發(fā)現(xiàn)：力的性質(zhì)和能的性質(zhì)是兩條主線。正由于物理學科本身的內(nèi)容特點，教學中要著重培養(yǎng)五大能力：理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學處理物理問題能力，以及本文由收集整理實驗?zāi)芰Γ瑢W生也只有具備這些能力才能較好地處理物理問題。

試題要考查學生多方面能力，就必須以能力立意。那么具體又是怎樣體現(xiàn)的呢？

1.在試題命制上，學生需要準確把握其命題意圖：試題考查的知識點涉及哪些？這些知識只需要復(fù)制和再現(xiàn)或者需要在理解的基礎(chǔ)上提煉、概括、抽象、推理、運算、演繹？還是需要結(jié)合特定物理情境分析出知識點的特殊含義及聯(lián)系？或者是需要對物理情境進行充分的理解、體驗，然后運用所學知識有針對性地整理加工形成答案？

2.在試題作答過程中，需要學生對試題給出的材料進行觀察，對物理情境進行整體感知、知覺、體驗感悟，結(jié)合試題要求提取相關(guān)的個體掌握的物理知識，調(diào)動個人應(yīng)對類似物理情境問題的經(jīng)驗，利用自己的心智技能在大腦中進行思維加工分析，分析過程中存在抽象思維與形象思維的相互轉(zhuǎn)換、直覺、頓悟、判斷、推理、評價、綜合、創(chuàng)造與想象。整個解題過程的完成是在思維的不斷指導(dǎo)下進行的。從長期記憶中調(diào)取何種知識和技能，采用何種解題策略方法并合理優(yōu)化，如何及時監(jiān)控評價解題進程及排除干擾，都取決于學生對自己解題認知活動的自我監(jiān)控能力。

二、物理學科能力受到哪些因素制約？

問題能否被學生正確解答，取決于學生物理學科能力高低，而能力的提高與學生的學習活動是分不開的。尋找制約學生的物理學科能力因素就要與學生的學習活動相聯(lián)系。

1.受到學生平時學習中的心理活動狀態(tài)因素制約。

學習中的心理活動，會影響學生在掌握物理知識時形成具有自己特點的知識儲備狀態(tài)。學習者只有通過自己一定的學習心理活動才能將學科知

轉(zhuǎn)貼于

識轉(zhuǎn)化為自己掌握的知識并綜合加工，才能在需要時重現(xiàn)并能靈活運用。如果老師只是講授習題，不留思考空間給學生，而學生也只是一味依靠老師的講授，自己的心理活動主要是記憶老師所講的物理概念、規(guī)律和解題方法技巧，相應(yīng)在頭腦中形成的只是僵化了的知識，不能學以致用。

2.受到學生平時處理物理情境問題所積累的實踐經(jīng)驗的豐富程度因素制約。

經(jīng)驗是在社會實踐中產(chǎn)生的，是客觀事物在人們頭腦中的反映，是對成功和錯誤的體驗和感受，是認識的開端。學生如果在平時積累了豐富的物理問題情境，學生認識和解決物理問題的能力就有了很大的提高。平時，學生在處理物理問題時，都會親身經(jīng)歷和感受到對心理的控制、對習題的理解、對新情景題的思考、形成解題思路、運用知識解決現(xiàn)實性的綜合問題，都有經(jīng)驗的積累，但是存在著個體差異。學生在解答習題中，如果有處理過類似物理問題情境的經(jīng)驗，就能夠調(diào)動遷移，有助于順利解答。如果學生在過去的學習實踐經(jīng)歷中有較多的物理學科問題具體情境形成的主觀感受及體驗，學習中處理過的情境問題的類型越多，應(yīng)對當前情境問題的經(jīng)驗就可能越豐富，處理同類問題將更順利，相應(yīng)的物理學科能力越強。

3.受到學生面對需要解決的問題所表現(xiàn)出的心智操作因素制約。

心智操作就是學生面對需要解決的問題時所表現(xiàn)出的個人心理、思維活動過程，受學生的解決問題所具有的心理機制作用，能主動調(diào)動自己的知識體系和經(jīng)驗體系為主要的心理活動過程，它包括學生智力因素和非智力因素兩方面的心理活動狀態(tài)。在解決問題的過程中，學習者要完成各種必要的智力性心理操作，比如觀察、短時記憶的形成及原有記憶信息的儲存和提取、想象、聯(lián)想、形象思維、邏輯思維等，還需要學會控制自己和長期保持良好的學習毅力等非智力因素，以保證復(fù)習過程的有效進行。

教學實踐表明，個人知識和問題情境的經(jīng)驗主要來源于后天的影響，個人的心理活動操作雖與先天遺傳有關(guān)但受到后天教育的極大影響，受到教育及受教育的方式影響著學生的發(fā)展。如果復(fù)習中教師僅局限于知識的傳授，而無實踐情境化的教育經(jīng)歷，教育也能造就低能力者，不能適應(yīng)新的高考要求。

三、物理學科能力怎樣在復(fù)習中得到培養(yǎng)和提高？

目前高三物理復(fù)習課存在著明顯不足，不利于提高學生的物理學科能力，具體體現(xiàn)在：一是隔離地進行章節(jié)復(fù)習，忽略了章、節(jié)的內(nèi)容、方法和結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，使學生不能居高臨下看待物理現(xiàn)象、分析物理過程，更不會掌握思考物理問題的規(guī)律。二是片面強調(diào)系統(tǒng)、全面，卻重點不突出、難點沒解決。三是盲目、過量地進行習題操練，把培養(yǎng)學生思維能力的希望全部寄托在解答習題上，忽略物理方法和思維形式的歸納小結(jié)。因此物理復(fù)習中，我們需要反思教學，改進教學，切實培養(yǎng)和提高學生的學科能力。

1.轉(zhuǎn)變教學方法，幫助學生構(gòu)建完整的物理知識體系。

課堂教學結(jié)合物理學科特點，改變傳統(tǒng)的以學生被動接受知識、以多做練習來運用知識的教學方式，重視教與學的方式的配合：以教學目標、教學內(nèi)容、學生的認知規(guī)律，選擇科學的課堂教學的方式，多采用探究發(fā)現(xiàn)教學方法，激發(fā)學生思考，突出學生自主探究：選準探究內(nèi)容、創(chuàng)設(shè)探究情境、提出探究問題、營造探究氛圍、親歷探究過程、啟迪探究思維。復(fù)習中引導(dǎo)學生主動參與知識的學習，教學生學會思考本文由收集整理，指導(dǎo)學生掌握合適的學習方法。引導(dǎo)學生把握這些知識點在整個知識結(jié)構(gòu)中的位置、作用及與其他知識點的相互關(guān)系。只有整體把握高中物理知識的聯(lián)系和綜合，才能形成完善的學科系統(tǒng)，在調(diào)用時，就能夠很順利地去遷移、提取、綜合。在此過程中教師的角色應(yīng)是學生建構(gòu)知識的支持者、幫助者和引導(dǎo)者；學生的角色應(yīng)是教學活動的積極參與者和知識的積極建構(gòu)者，需要采取一種新的學習風格、新的認識加工策略，形成自己是知識與理解的建構(gòu)者的心理模式。

2.突出情境教學，幫助學生積累處理不同物理情境問題的經(jīng)驗。

布魯納認為：“學習者在一定的問題情境中，經(jīng)歷對學習材料的親身體驗和發(fā)展過程，才是學習者最有價值的東西。”學生在積極參與學科實踐活動中的體驗及獲得的各種性質(zhì)、形態(tài)等多方面的經(jīng)驗，是構(gòu)成物理學科能力的必要的個人心理要素。高考中會創(chuàng)設(shè)一些相對新穎的情境，測試學生的實踐能力和初步創(chuàng)新能力；所謂新情境，是指學生尚未接觸過或?qū)W生課堂上學習經(jīng)驗所所沒有的事實情境、多源于實踐，有時也包括賦予新意的已知情境、甚至假設(shè)的情境，比如社會中的熱點問題、科學技術(shù)前沿問題、科學史上一些著名實驗問題構(gòu)成物理情境。

教學中教師要精心創(chuàng)設(shè)符合教學內(nèi)容要求的情

轉(zhuǎn)貼于

境，即設(shè)計訓練題時情境要多樣化，注意精練性和典型性：基礎(chǔ)性題要與復(fù)習內(nèi)容相結(jié)合，與教材上例題同結(jié)構(gòu)、同題型、同難度的模仿性練習題，用于鞏固當堂所復(fù)習的知識；綜合性題設(shè)計應(yīng)有三維功能：一是具有本堂課內(nèi)所學知識點的綜合功能，二是具有本堂課內(nèi)所學知識與已往已學的相關(guān)知識的綜合功能，三是具有一題多解、或多題一思路、或一題多變、或?qū)W科內(nèi)綜合等發(fā)展性功能。

教學中要激活學習的問題意識，形成基于問題的學習任務(wù)，從而展開提出問題、分析問題、解決問題的學習活動，使問題與學生原有認知結(jié)構(gòu)中的經(jīng)驗發(fā)生聯(lián)系，激活現(xiàn)有的經(jīng)驗去“同化”或“順應(yīng)”學習活動中的新知識，認知結(jié)構(gòu)得到重組，豐富學生處理不同物理情境問題的經(jīng)驗。當學生頭中腦擁有解決問題的經(jīng)驗原型，經(jīng)驗原型的內(nèi)容越豐富和水平越高，對問題的解決能力就越強。

3.注重學生心理特征，幫助學生提高心智操作水平。

高能物理范文第3篇

關(guān)鍵詞：高校；教務(wù)秘書；能力

教務(wù)管理是學校管理工作的核心，是保證教學工作正常開展的基本前提。教學秘書是高校教務(wù)管理隊伍中的一支骨干力量，教務(wù)秘書工作質(zhì)量的高低，與其能力和素質(zhì)密切相關(guān)。一個優(yōu)秀的教務(wù)秘書，要能根據(jù)工作中出現(xiàn)的具體情況，靈活地運用自己所掌握的知識和技能，做出及時有效的判斷，并與各方面進行溝通，圓滿完成上級交辦的工作，由此，必須具備組織和協(xié)調(diào)能力、出色的語言表達能力和溝通交流能力等。

一、組織和協(xié)調(diào)能力

現(xiàn)代的秘書人員，既不是那種整天伏案看文件、寫文章的純“文牘性”人才，也不是那種只會“捆捆扎扎、收收發(fā)發(fā)”的簡單勞動者，而是具有一定的組織和管理能力的人才。教務(wù)秘書工作要涉及到組織協(xié)調(diào)，比如組織學生有序地參加各種考試，安排考場、座位，科學合理地組織安排教學檔案等。教務(wù)秘書的職責還包括協(xié)調(diào)工作，協(xié)調(diào)不同部門之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)教師與教師之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)教師與領(lǐng)導(dǎo)、教師與學生的關(guān)系等。教務(wù)管理人員是學校、院系與教師、學生之間的橋梁與紐帶，具有承上啟下、協(xié)調(diào)左右、溝通信息、協(xié)調(diào)關(guān)系的作用。協(xié)調(diào)組織工作做好了，可以營造良好的人際關(guān)系，促進部門之間的融洽相處、提高工作效率、工作質(zhì)量。

在工作過程中，教務(wù)秘書要學習組織協(xié)調(diào)方面的理論，在實踐中不斷提高工作藝術(shù)水平，做到使多個部門、多個成員互相配合，充分利用一切可以利用資源，為做好工作打下基礎(chǔ)。既有數(shù)量的配合，又有各項工作的時間配合、行動配合。

二、語言表達能力

這是教務(wù)秘書應(yīng)該具備的一項基本能力。語言表達能力包括：書面語言表達能力和口頭語言表達能力。學校管理的信息傳遞大部分是通過書面文字的形式完成的，對教務(wù)人員來說，能熟練起草一般性的公文和文件，如通知、請示、報告、調(diào)查、會議紀要、教學情況分析、工作計劃、總結(jié)等等。書面語言運用方面要做到準確、簡練。準確：在表達中不論是選字用詞、判斷推理、多種綜合，還是闡釋觀點、表述意見、引用材料，以至語氣的把握，標點的使用，格式的安排，都必須準確無誤、無懈可擊。簡練：無論是口頭表達還是書面表達，都要力求用最精練的語言，表達出最必要的內(nèi)容，做到“文約而意豐”，“言簡而理周”。

口頭語言是傳遞信息的主要手段，是教務(wù)秘書重要的工作工具。教務(wù)秘書應(yīng)用口頭語言主要做三方面的工作，一是傳達學校各種會議精神；二是向師生宣傳解釋學校的各項政策；三是向?qū)W校匯報系數(shù)學工作的相關(guān)情況。這些工作都要求教務(wù)秘書要具有較高的口頭語言表達能力，做到把內(nèi)容表達清楚、表達準確，易理解和掌握。教務(wù)秘書在熟悉業(yè)務(wù)工作的同時，要加強教育學、社會心理學、邏輯學、修辭學、管理學等知識的學習，提高自身的文學修養(yǎng)和精確表達思想的能力，做到語言條理清楚、準確清晰、簡明扼要、措辭得當，以提高溝通效果。

三、計算機操作和維護能力

電腦已經(jīng)成為教務(wù)工作的重要工具，掌握相關(guān)的計算機技術(shù)和技能，能大大地提高工作效率，改善工作質(zhì)量。首先，要掌握office軟件和相關(guān)教務(wù)軟件的應(yīng)用技巧。目前，高校基本普及網(wǎng)絡(luò)化辦公，運用教務(wù)軟件進行排課、選課、學生成績管理，這大大提高了工作效率，同時又能保證工作的質(zhì)量。這都要求教務(wù)秘書要熟練掌握相關(guān)軟件的應(yīng)用，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)辦公的優(yōu)勢。其次，懂得計算機安全維護常識。計算機病毒泛濫，稍有不慎，可能對寶貴數(shù)據(jù)造成損壞。具備計算機安全常識是非常必要的。比如，經(jīng)常給軟件升級，裝殺毒軟件，對重要數(shù)據(jù)經(jīng)常備份等等。此外，了解一些計算機基本維護常識，比如，磁盤碎片整理、各種啟動模式的操作、系統(tǒng)恢復(fù)等。

四、創(chuàng)新能力

教務(wù)秘書工作的主要特點是完成上級指派的任務(wù)和完成計劃規(guī)定的常規(guī)工作，在做什么方面是別人確定好的，無需自己考慮，要考慮的就是怎么去做，高效率、高質(zhì)量地去做。教務(wù)秘書工作的創(chuàng)造性體現(xiàn)在具體的日常事務(wù)處理中。

1、簡單事務(wù)高效化。教務(wù)秘書每日都要面臨著一些簡單瑣事，由于上級領(lǐng)導(dǎo)工作的計劃靈活性，許多事情常常是臨時想到的，于是，教務(wù)秘書不得不要應(yīng)急處理臨時分配的任務(wù)，常常忙得焦頭爛額。為了高效有序地做好教務(wù)工作，在每一學期都應(yīng)制定較為詳細的工作計劃，使得每一個月、每一周、甚至每一天要做的事，都包括在計劃之內(nèi)，盡量減少“突發(fā)事件”，便于工作有序進行。

2、復(fù)雜事務(wù)條理化。教務(wù)秘書工作要處理一些較為復(fù)雜的事，這要求要謹慎有條理，做到一絲不茍，萬無一失。比如，考試監(jiān)考的安排，不容出半點差錯，每場考試的時間、地點，監(jiān)考人員都不能有沖突，這要求我們在工作中要認真細致。還有教學檔案的保管，教學檔案種類比較多，若沒有恰當?shù)姆诸惙椒ǎ苋菀资箼n案凌亂、混雜。

五、自我調(diào)控能力

自我調(diào)控能力是指自我調(diào)節(jié)和控制能力，從內(nèi)容上看可分為認知調(diào)控、情緒調(diào)控和行為調(diào)控。認知調(diào)控是指對所從事的工作的性質(zhì)、目的、意義等，在認識上的調(diào)節(jié)和控制。由于種種原因，教務(wù)秘書對自身的工作認識會產(chǎn)生這樣或那樣的偏差，如對教務(wù)工作重要性認識不足，對自身角色和身份缺乏認同，這會影響對工作投入和工作的積極性，影響工作效率，同時也不利于自身的發(fā)展。情緒是指人們在心理活動過程中對客觀事物的態(tài)度和體驗。人的情緒有兩種――消極的和積極的，教務(wù)秘書在工作中，要學會調(diào)控自己的情緒，使自己的情緒處于最佳的狀態(tài)。要通過不斷的反思，養(yǎng)成一套規(guī)范化的行為(語言)，在突境中，也不至于行為不當，影響工作。

六、社交能力

當前，社會交往已成為社會各階層的一項“熱門”活動。社交對于秘書人員來說同樣重要。牢固樹立服務(wù)意識，熱心為師生提供各種幫助，做到謙虛、尊重人、熱情、善解人意、多辦實事，努力營造一個祥和、融洽、互相信任的氛圍，建立起良好的人際關(guān)系，為高效地開展工作創(chuàng)造良好的環(huán)境。

高能物理范文第4篇

在靜電學里，電勢能是處于電場的電荷分布所具有的勢能，與電荷分布在系統(tǒng)內(nèi)部的組態(tài)有關(guān)。電勢能的單位是焦耳。下面小編給大家分享一些高中物理電勢能知識，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!

高中物理電勢能知識1.電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能

2.相對性：電勢能是電荷與所在電場共有的，具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能的零點.

3.電場力做功與電勢能改變的關(guān)系

(1)電勢能增減的判定：電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減少，電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增加.

(2)電勢能改變量與電場力的功：

WAB= EPA-EPB=-ΔEP

【說明】

某一物理過程中其物理量的增加量一定是該物理量的末狀態(tài)值減去其初狀態(tài)值，減少量一定是初狀態(tài)值減去末狀態(tài)值。

(3)零電勢能點

在電場中規(guī)定的任何電荷在該點電勢能為零的點。理論研究中通常取無限遠點為零電勢能點，實際應(yīng)用中通常取大地為零電勢能點。

【說明】

①零電勢能點的選擇具有任意性。

②電勢能的數(shù)值具有相對性。

③某一電荷在電場中確定兩點間的電勢能之差與零電勢能點的選取無關(guān)。

高中物理電勢知識(1)定義及定義式

電場中某點的電荷的電勢能跟它的電量比值，叫做這一點的電勢。

φA=Ep/q

(2)電勢的單位：伏(V)。

(3)電勢是標量。

(4)電勢是反映電場能的性質(zhì)的物理量。

(5)零電勢點

規(guī)定的電勢能為零的點叫零電勢點。理論研究中，通常以無限遠點為零電勢點，實際研究中，通常取大地為零電勢點。

(6)電勢具有相對性

電勢的數(shù)值與零電勢點的選取有關(guān)，零電勢點的選取不同，同一點的電勢的數(shù)值則不同。

(7)順著電場線的方向電勢越來越低。電場強度的方向是電勢降低最快的方向。

高一物理高效學習法端正心態(tài)，正確的面對高一物理學習。由于先入為主的障礙，許多學生還未入高中就對學習物理失去信心。學生應(yīng)該明確，高中物理內(nèi)容與初中大體一樣，還是力、熱、電、光，只是比初中加深了一點。至于原子物理，一方面內(nèi)容淺，另一方面在課本中所占比例小，不必害怕和緊張。學生的心理不失去平衡，就會樹立能學好物理的信心。

高能物理范文第5篇

關(guān)鍵詞： 初中物理教學 學習能力 發(fā)散思維 對比思維 遷移思維

在學校教育中，學生學習能力的培養(yǎng)歸根到底就是學習思維的強化訓練。因此，初中物理教學要著眼于訓練和逐步形成學生的思維能力，這也是新課程理念強調(diào)的能力教學目標。我就這一問題，結(jié)合多年來的實踐與體會，從以下幾個方面闡述一些拋磚引玉之論。

一、從不同角度引導(dǎo)和拓展學生的發(fā)散思維

思維的片面性和單向性是學生學習中的主要障礙。在初中物理教學過程中，教師要善于通過“一題多解”和“一題多變”的例題教學來訓練學生的散發(fā)性思維，從而培養(yǎng)物理學習中的全面思維能力。“一題多解”就是引導(dǎo)學生對于同一個或同一類的物理題目，從不同角度加以思維，最終獲得并不唯一的解決方法。例如在教學關(guān)于密度內(nèi)容中有這樣的例題：某學生為了完成一個物理實驗，購買了8千克質(zhì)量的酒精，這位學生只帶了一只9L的玻璃瓶，問是否可以裝得下這些酒精。對這個問題，絕大多數(shù)學生首先計算出8千克的酒精有多大體積，然后進行對比求得答案。在此情況下，教師引導(dǎo)和啟發(fā)學生轉(zhuǎn)換思維角度，從“9L的玻璃瓶能夠裝多少千克酒精”入手重新審視，結(jié)果得出同樣的答案。“一題多變”就是從不同方位對物理問題進行思維的轉(zhuǎn)換變化，從而生成與教學內(nèi)容相關(guān)的多個題型。如在教學“火車車身長400米，在經(jīng)過一座大橋時的速度為20米／秒，大橋總長度是1800米，問火車順利大橋需要經(jīng)過多長時間”問題后，把此題轉(zhuǎn)換為：火車以同樣的速度用了95秒時間經(jīng)過一個隧洞，那么隧洞的長度是多少？此外還可以轉(zhuǎn)換為：知道了大橋總長、過橋時間，以及火車速度，求出火車的車身長度。以上所述，對提高學生的思維能力作用明顯。

二、從關(guān)鍵環(huán)節(jié)著手開展和強化學生的對比思維

實例一：在教學大氣壓強的概念時，教師可以演示兩個教學實驗進行對比。一是開展“水杯―厚紙片”演示實驗，啟發(fā)學生：在手放開后紙片能否脫落。當學生沒有看到常規(guī)思維的脫落現(xiàn)象而驚以為奇時，教師繼續(xù)引導(dǎo)：紙片沒有掉下來，究竟受到了什么方向的力的作用？這必然啟動學生的思維。二是引導(dǎo)學生開展繼續(xù)實驗：在杯子里放上半杯水，或是在紙片上劃開一個小口子，證明一下實驗的結(jié)果又如何。從對比中教會學生“大氣對所有方向都能產(chǎn)生一定程度的壓強”，這就是“馬德堡半球”實驗的現(xiàn)象和原理。

實例二：在關(guān)于“自由落體運動”的內(nèi)容教學中，有些學生依據(jù)自己的生活經(jīng)驗，認為：“兩個鐵球不會同時落地，大球早于小球先行落地。”教師開始實驗：站在一定高度的同一高度，一只小鐵球與一張紙同時放手，實驗過程中，小鐵球落下的速度自然快于紙張，這就使學生堅定了“想當然的自以為是”想法。稍后做兩種演示：一是選取兩張相同的紙，把其中的一個揉捏成團，還是在同一高度同時放手，結(jié)果紙團下落快于紙片。二是選大小兩張紙，將小的揉成團，依然在同一高度同時放手，小的反而更快。這究竟是怎么回事？在學生陷入“重重疑團”之中，教師引導(dǎo)學生學會理解“重力加速度g與質(zhì)量無關(guān)”的物理概念原理。最后，師生在共同演示“錢毛管”實驗操作，以鞏固新學知識。

實例三：在“二力平衡”教學中，學生因為生活經(jīng)驗，自有“方向相反、大小相等的二力平衡”錯誤概念。對此，教師引導(dǎo)學生觀察一組對比實驗：一是發(fā)生作用的兩個力大小相同并且方向相反，但是作用在兩個物體上；二是力的大小相同而且方向相反，雖然作用的是同一個物體，但是作用在不同直線上。通過這樣的兩個實驗，用對比揭示內(nèi)在規(guī)律，幫助學生消除錯誤認識，從而形成“作用在同一個物體上的兩個力，只有達到大小相等、方向相反、并且在同一條直線上，方才實現(xiàn)力的平衡”的正確認識。這種方法稱之為“逆推”。

三、從類比教學中發(fā)展和提高學生的遷移思維

教師可以從日常教學的舉一反三和觸類旁通訓練中，不斷培養(yǎng)學生的思維遷移能力。

一是把類比方法運用到知識教學之中。有些物理知識和物理現(xiàn)象具有較強的抽象性，從中恰當選擇一些具有對應(yīng)特征的內(nèi)容開展類比性教學，可以有效幫助學生進行理解、感悟和接受。例如在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)容教學中，有些學生對于導(dǎo)體開展切割磁感線運動等方面感到困惑難解，這是由于對假想中的磁感線缺乏空間想象能力造成的。在針對性教學中，教師可以運用類比教學手法來有效解決這一問題，就是把磁感線比作一根根垂掛的面條，導(dǎo)體就是小刀，導(dǎo)體在磁場中的物理運動就好比刀子在面條中間的操作運動，在運動如果刀子能夠割斷面條就做切割磁感線運動，反之亦然，刀子如果切不斷就不做磁感線。通過形象性類比，學生就能從中對抽象的物理概念強化記憶和理解。