高能物理范文第1篇

关键词：高中物理；科学素养

中图分类号：G630 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）07-298-01

高中物理属于自然科学范畴，主要教学任务是引导学生验证已有的科学论断，培养学生的科学素养，形成终身学习的意识。而在此过程中，物理实验发挥着重要的作用，提高物理实验的质量，对于提高高中物理学习的兴趣以及教学效果具有极大的作用。下面结合实际教学谈谈自己在这方面的思考。

一、做好物理实验教学的重要性

高中物理实验是对已有科学论断的一个验证，也是为学生提供亲历科学概念形成的一次实践机会，同时还是培养学生动手能力和观察能力的途径。物理实验的方法和手段直接影响物理实验的质量。高中阶段的物理实验应该与理论讲授相结合，从有利于学生知识概念形成的角度去研究实验的教学。一次成功的实验可以帮助学生认识物理概念和规律，进一步理解和巩固掌握的理论知识。高中生正处在青春期发展阶段，他们依然喜欢直观的事物，所以物理实验的新奇和直观可以帮助学生形成物理学习的兴趣，促进学生学习物理的积极性和主动性。物理实验还可以开发学生的智力，培养学生的实践能力和观察理解能力，形成良好的科学素养，养成端正的科学态度和科学作风。

二、做好物理实验教学的方法

1.用实验验证规律，促进教学难点的突破

科学家在发现物理概念和物理规律的时候，往往都是从大量的物理实验中获得的，所以说学习物理、验证已有的科学概念，离不开物理实验。因此教师在教学中要充分利用物理实验，帮助学生建构物理知识。物理实验要用来验证已有的科学规律和物理概念，要能够突破教学的重难点，帮助学生在实践中认识科学知识，并形成深刻烙印。物理实验还可以为学生的物理学习营造气氛和创设环境，使学生对学习更加富有兴趣，帮助学生利用最简洁的途径获得最直接的物理概念和科学规律。比如，高中物理“楞次定律”的教学，就是一个典型的内容，一直是学生学习的难点和教师教学的重点。笔者在教学中为了突破这一教学难点，我选择了实验的方式，利用实验突破这个教学难点，在课堂上让学生都有一套仪器，避免以往教师做实验、学生当观众的局面，把教师单一演示实验变成每个学生都参与的的探索性实验。这种方式激发了学生学习的积极性，教师在教学中采用边教边演示实验的方法，引导学生自己总结出“楞次定律”，既提高了学习的主动性，又促进了学习的积极性，还加深了对楞次定律的理解，保证了物理教学的有效性。

2.采取多样化的实验方式

高能物理范文第2篇

关键词:高能物理，tev能量对撞机，标准模型精确检验，粒子探测技术，标准模型外的新物理???

high energy physics in the department of modern physics, ?university of science and technology of china??

ma wen\|gan?wang xiao\|lian?

(department of modern physics , university of science and technology of china, hefei 230026, china)??

abstractan overview is given of the development of high energy physics in the department of modern physics, university of science and technology of china. we summarize the progress over recent years in both phenomenology theory and experimental research.?

keywordshigh energy physics, tev energy colliders, precise test of the standard model, particle detection technology, new physics beyond the standard model???

1 引言?

高能物理研究当前仍然是基础物理科学的最前沿，被认为是最重要的学科之一.它深刻地影响着人类对物质世界认识的基本观念.在基础理论研究方面，高能物理在不懈地探讨微观物质结构及其相互作用、质量起源、时空本性等基本理论问题，这些研究又和宏观宇宙学之间存在很强的互相推动作用.?

高能粒子对撞机是研究物质最基本的结构和相互作用规律的重要、有效的工具.对高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都会带来物理学新领域、新方向的发展,甚至新的学科分支的产生.它对于加深人类对物质世界更深层次基本规律的认识有着重要意义.即将投入运行的tev能量大型强子对撞机（lhc）和计划建设的国际直线对撞机（ilc）便是验证高能物理理论的极好的大型设备.?

随着新一代的超高能量的对撞机实验数据的获取，高能物理的研究将面临着又一次新的重大突破.理论上预言的黑格斯粒子和可能的新物理信号将会被发现.这些将会是本世纪初物理学的重大进展.粒子物理的发展涉及了多种学科和前沿技术.粒子物理实验科学实际上与加速器技术、粒子探测技术等近代物理技术密切相关.实践证明，粒子物理实验技术的创新对国民经济领域中诸多技术问题的解决具有重大作用. ?

下面我们对中国科学技术大学（以下简称中国科大）近代物理系的高能物理研究发展现状进行两方面的介绍：一是高能物理唯象理论研究方面；二是高能物理实验研究方面.?

2 高能物理唯象理论研究?

高能物理唯象理论研究始于1985年，当时中国科学技术大学参加了丁肇中先生领导的desy mark\|j实验和欧洲核子研究中心l3实验的国际合作研究.我们的唯象理论研究就是当时针对大型正负电子对撞机实验中的现象学进行研究而发展起来的.从那时起，其研究课题就一直与国内外的大型高能物理实验现象学紧密结合.其研究工作的特点是：注重研发粒子物理理论研究所需的计算物理新方法和计算程序，建立了自己独特的高能计算物理实用软件环境，目前该实验室拥有先进的量子场论复杂计算的技术和能力,拥有研究室自己的高能物理理论计算和数据分析的pc farm，并建成了dzero sam grid的d0ustc节点，使我们的网格节点正式成为d0合作组标准monte carlo事例产生主要节点.因而，该实验室在现象学理论研究和物理分析方面具有很强的国际竞争力.?

近年来，粒子物理唯象理论研究室的理论研究课题密切结合他们参加的费米实验室d0组的实验，大型强子对撞机lhc上atlas组的实验和未来的国际直线对撞机ilc上实验所涉及的tev物理现象学，集中研究标准模型理论的精确检验和新物理信号的探索.重点研究内容涉及:higgs物理、top物理、超对称理论现象学、超引力模型现象学、额外维模型和最小higgs模型现象学、超高能量下cp破坏来源研究等.考虑到未来对撞机上寻找新粒子和深入了解电弱破缺机制的物理实验中所处的重要地位，我们从研究如何实现高精度量子修正的数值计算方法问题入手解决对撞机物理现象中的复杂理论计算问题.重点解决的计算技术包括：高效率的多体末态（n≥3）蒙特卡罗相空间积分技术；费曼图中不稳定粒子的处理问题；在相空间边界上多点积分函数(n≥5)数值计算的有效方法；红外发散的解析处理；带复数质量的粒子的重整化参数和单圈积分函数的计算方法等.这些问题也一直是粒子物理现象学中的几个研究重点和难点问题.在这些研究中，他们已经在单圈图计算中，在不稳定粒子的计算处理方法上以及在多点(n≥5)标量、矢量、张量积分函数的解析和数值计算上取得了进展.?

该研究室自2001年以来,在国际国内重要学术期刊上发表sci收录的涉及唯象理论研究的论文58篇，被引用达300余次.作出了一批为国际同行重视的研究成果.近年来该研究室取得了以下突出的研究成果：?

1997年，在国际上首先解决了四点积分函数在相空间边缘发散点的数值计算困难［1］.在国际上首次解决了三体末态过程的单圈阶幅射修正计算中的五点标量和张量积分的计算问题，完成了关于在直线对撞机上对h\|t\|t yukawa耦合精确检验的理论研究［2］.精确研究了强子对撞机上超对称chargino/neutralino伴随产生过程，以及t?b-h-产生过程的nlo阶qcd修正效应，为lhc新物理寻找提供了理论依据［3］.在最小超对称模型下对pph±bc+x味道改变过程的精确计算,首次发现在squark的混合机制下，超对称qcd对h±bc耦合的修正可以使该产生过程的截面大大提高，这使得该过程成为发现带电higgs粒子和味道改变效应的重要反应道［4］.t宇称守恒和不守恒情况的最小higgs模型下γγ?t?t－h°+x过程中的新物理效应的计算和讨论［5］,得到了可能在lc对撞机上观测到lh/lht的效应，或者给出对lh/lht参数更严格的限制［6］.完成了四体、五体末态相空间高精度积分程序的发展，实现了不稳定粒子处理技术，六点单圈标量、矢量、张量积分函数的红外分离及正确的数值计算方法和程序，并通过了若干正确性检验.在此软件环境下完成了在带电或中性higgs寻找过程中，可能测量到的γγt?t－b?b－和e+e-w+w-b?b－过程的qcd辐射修正计算工作.这为higgs粒子寻找和top物理有关理论的精确检验提供了理论依据［7］.?

唯象理论组在国际上首先提出了在强子对撞机上通过超对称标量中微子双轻子共振态，探测r宇称破坏的实验物理分析方案，并计算了其qcd 辐射修正［8—12］.该成果被tevatron的两个实验合作组cdf和d0先后作为其探测双轻子高质量共振态的主要物理动机和数据分析依据在发表的论文中引用.费米实验室fermilab today对这一研究成果进行了报道.该研究室对这一理论与实验结合的研究，不但在唯象理论研究方面，推动了对tev强子对撞物理过程中qcd nlo效应的精确把握,而且在实验物理方面，促进中国科大d0组在径迹探测器触发方法研究、高亮度环境下高能电子/光子鉴别、量能器刻度等研究中做出了成果.该研究还促进了高能数据网格计算节点建设，该室建成了中国科大d0ustc网格计算机群，并为d0合作组产生106模拟事例,为中国科大高能物理研究提供了1010以上的网格数据分析与处理能力，从而确保最终物理成果的获得.这些工作得到了d0合作组以及费米实验室的高度评价.韩良教授成为d0合作组authorship committee 7人委员会成员，负责审查合作组各单位成员作者资格.刘衍文博士成为费米实验室首批international scientist fellowship成员.第28次中美高能物理合作联合委员会会议，确定费米实验室继续支持中国科大d0实验物理研究.?

3 高能物理实验研究?

高能物理实验研究始于1973年，在杨衍明、陈宏芳教授领导下，为云南高山站宇宙线测量研制多丝正比室.之后先后参加了德国desy的mark\|j实验，是cern lep的l3实验的发起单位之一.与此同时，被接受为lhc大型强子对撞机的cms合作组和日本kek的b 介子工厂belle合作组的成员.与瑞士苏黎世联邦理工学院（ethz）合作成立了高能物理联合研究所.1991年正式参加中国科学院高能物理研究所bes合作组，成为国内大学中最早投入国内高能基地研究工作的bes成员，相继参加了besii的物理分析和besiii的建造与物理工作.2001年10月又被接收为美国bnl的star合作组成员.??

3．1 为star合作组研制的飞行时间探测器和相对论性重离子碰撞（rhic）物理研究?

多气隙电阻板室（mrpc）是上世纪90年代后期欧洲核子研究中心（cern） 的lhc－alice实验组首先发展起来的新型探测器.受国家自然科学基金委员会委托，该研究室于2000年8月率先在国内开展mrpc研制.先后成功地研制了多种结构的mrpc，其中6气隙的mrpc时间分辨为60ps，对最小电离粒子的探测效率好于95％，达到国际先进水平；双层结构10气隙的mrpc，时间分辨好于50ps，探测效率大于99%，达到国际领先水平. 并成功地研制了第一个基于mrpc技术的star飞行时间探测器原型tofr tray，性能指标达到：平均时间分辨为85ps，探测效率好于90％，好于设计指标.并于2002年10月装入star探测器，参加了2003年度氘-金核（质心能量为200gev/核子）和2004年度金-金核（质心能量为200gev/核子及62.4gev/核子）碰撞实验，有效提高了star探测器的粒子鉴别本领，对π/k分辨的动量区域由原来的0.6gev/c扩展到1.6 gev/c，对π,k/p分辨的动量范围由?1.0gev/c扩展到3 gev/c.利用mrpc-tof的数据和时间投影室带电粒子的电离能量损失的数据发展了一种可以鉴别高动量区π介子和质子的新技术，把starπ探测器介子和质子的鉴别横动量区间扩展到12gev/c［13］.是第一个运用mrpc技术成功运行于大型高能核核碰撞物理实验的大面积飞行时间探测器，使一些原来很难开展但有重要意义的物理课题有可能进行，并获得了一些重要的物理结果.2006年4月，用于rhic-star-tof探测器的mrpc通过批量生产标准和标准的最后评审.mrpc生产稳定，质量越来越好，性能达到指标要求.rice大学还专门做了报道.图1，2分别给出了200gev auau对撞中tof的强子鉴别和电子鉴别能力.?

利用飞行时间探测器得到的主要物理成果有：基于tofr粒子鉴别的强子谱和cronin效应的研究［14］.首次得到在氘-金碰撞与质子-质子碰撞中重味夸克衰变的电子谱.结合低横动量d0粒子谱和高横动量单电子谱，在世界上首次给出了氘-金碰撞中双核子质心能量为200gev/核子下每核子－核子碰撞中粲夸克产生在中快度区的微分截面［15］.开展带电强子横动量谱的研究.通过测量带电强子（π±,p,p－）的单举不变产额谱（0.3＜pt＜12gev/c），精确测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，观察到在中横动量区间重子相对介子有增强现象，这可以用部分子的结合模型来解释，而在高横动量区间，重子产额与介子产额有相同大小的压低.这一现象揭示夸克和胶子在qgp中的能量损失可能与微扰qcd能损模型的预言不符，为高能部分子在qgp中的能量损失机制提供了全新的实验现象，有待进一步研究［16］.?

对氘、氦\|3以及它们的反粒子在中横动量区间的不变产额、横动量谱和椭圆流的测量和研究，首次得到了轻核的结合参数b2和b3，发现b2与b3 具有相似的值，表明氘、氦\|3 以及它们的反粒子有相似的freeze\|out 时刻.发现在不同中心度对撞中，轻核的结合参数和π介子的freeze\|out体积成正比.发现氘核和反氘核的椭圆流近似服从组分夸克数的标度不变性，在实验上验证夸克融合模型.首次测量了低横动量的反氘核的负值椭圆流，这是rhic上观测到的第一个负值椭圆流，发现重粒子（氘）的负值椭圆流与大径向流的理论模型相吻合［17］.开展关于重味夸克产生截面和粲介子d0半轻子衰变道的研究.完成了200gev 金金碰撞中d0介子以及粲粒子半轻子衰变到的电子和μ子的数据分析工作，首次在重离子实验中通过cμ+x道确定粲夸克(ccbar) 总产生截面.首次在重离子碰撞实验中证实粲夸克截面相对于两两碰撞数的标度不变性.首次利用star tof探测器测量粲粒子半轻子衰变的单电子谱碰撞中心度的依赖关系.首次利用star tof探测器观测到单电子谱压低，测量重味夸克能量损失.首次观测到单电子谱的热力学性质与集体运动流效应不同于轻强子［18］.对粲粒子及其半轻子衰变的单电子椭圆流进行了实验测量和唯象理论探讨.理论上给出了d介子及其单电子椭圆流，并预言底夸克粒子的集体运动流效应很小［19］.完成了rhic能区粲夸克产生截面和粲粒子半轻子衰变道的研究.2007年8月23—25日在qcd相变与重离子碰撞物理国际研讨会上汇报了该项工作.受到quark matter 2008会议组委会的邀请，于2008年2月4日—10日在印度jaipur举行的第20届国际超相对论核-核碰撞(夸克物质2008)学术大会上做了题为《overview of the charm production at rhic》的大会报告［20］.进行奇异共振态强子φkk 的不变质量的重建研究.利用star实验数据，通过仅用tpc信息和联合tpc＋tofr信息（即要求其中的一条带电径迹由tofr所识别）的比较研究，进一步证明了，结合tofr和tpc信息可以实现对带电径迹的高精度鉴别，从而大大提高对奇异共振态强子不变质量重建的分辨率.完成了200gev 金金碰撞中奇异强子椭圆流的中心度依赖性研究，系统测量了ks0, λ,ξ,ω粒子的v2（椭圆流）.结果表明，在低横动量区，这些强子的v2符合流体力学的预言，表明早期热化可能在rhic形成.在中间横动量区，v2符合组分夸克数标度性，表明重组合是强子形成可能的机制，解禁闭可能在rhic已经形成.中心度的依赖关系表明，v2没有初始坐标空间各向异性的标度性.集体运动在较中心碰撞中较强，热化有可能在中心碰撞中达到［21］.v2随碰撞系统的大小变化的依赖性将帮助我们验证早期热化这一假设.对200gev铜铜碰撞中ks0, λ粒子的v2也进行了测量，并和200gev金金碰撞的结果进行比较，结果表明，在铜铜碰撞中，ks0, λ粒子也符合组分夸克数标度性，但是热化没有达到.??

3．2 与日本高能加速器研究机构（kek）b介子工厂belle实验的国际合作?

belle探测器于1999年开始取数，2000年夏，我们从d0kπ+道的测量开始正式参与物理分析工作,以后还选取了带电d* 对产生的连续过程,用d*+d0π＋衰变产生的软π介子标记d0或d－0［22,23］ .给出了当时世界上最为精确的实验结果，并被2006年粒子物理数据库（pdg）收录.我们关于d0-d－0混合的第二项研究课题是d0ksπ+π-道的含时达里兹分析测量，该过程的优点是可以直接给出混合参数x，y和强混合角δ［24］.

3．3 与中国科学院高能物理研究所的北京谱仪（bes）实验的合作?

中国科学技术大学自1991年以来一直参加中国科学院高能物理研究所的北京谱仪(bes)实验，在besi和besii上开展了物理研究，在bes3建设中，中国科大是国内唯一参加bes3硬件设计和建造的一所大学，如端盖tof探测器的预研和建造，亮度监测器的设计和建造以及亮度监测系统的电子学部分，tof和μ探测器的读出电子学系统、tof触发子系统、tof 监测仪的电子学和bes3时钟系统.?

从1991年至今，积极参与bes物理分析研究.如bes1-bes2的物理：tau的米歇尔参数的测量，ψ的几种vp和pp模式衰变道的测量和研究，j/ψ的辐射衰变，j/ψγρρ, γωω的分波分析.在bes粲物理的研究方面，通过对j/ψ的辐射衰变道?j/ψγω?和j/ψγωω的分波分析,仔细研究了这些反应道中的强子共振态结构和分支比测量，发现了ω?不变质量谱的近阈增强和可能存在的x（1812）态［25］.??

3．4 altas/lhc强子对撞实验国际合作?

我们与中国科学院高能物理研究所计算中心、中国科大计算中心合作，在中国科大搭建了网格计算（lcg tier3）的工作平台的雏形.同时，我们与美国密歇根大学atlas合作组也开始了atlas物理分析合作工作，派人参加atlas端盖部分muon子漂移室安装、测试和运行维护工作.2006年，蒋一教授、韩良教授参加国家自然科学基金委员会重大重点国际合作项目：“atlas强子对撞物理研究”，正式成为atlas合作组成员.?

参考文献?

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高能物理范文第3篇

作为我国著名加速器物理学家、中国科学院院士，粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一，他为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界前沿起到了至关重要的作用。

这是一个再普通不过的可爱老人。在自家温暖的客厅里，穿着半旧的毛衣坐在有些年头的沙发上，微笑着给孙儿辈的记者，讲述他的故事。

“我就是个普通人，不聪明，也不能干，我能得奖，证明即使资质一般的人，只要努力，就能成功。”这就是谢家麟院士获得国家最高科技奖的获奖感言。

他的成功其实无需这一奖项来证明。院士、粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一、包括科技进步特等奖在内等11项奖励，这些外界给予他的荣誉和头衔，他说均是“过誉之词”。

他最看重的，是为祖国的发展发挥“一砖一瓦”的作用。

“我努力做到了。”他说，自己是个幸福的人。

跳上高能加速器的“列车”

从二十世纪50年代后期开始，中央就曾几度筹划、酝酿建造高能加速器，发展高能物理实验一事。高能物理属于基础研究的范畴，表面看来，无关眼前的国计民生。实际上它们的研究结果直接奠定了人类今天的文明、文化和高生活质量的基础，而作为高能物理、核物理基础研究的手段，加速器是人类认识微观世界的主要方式之一，高能物理及加速器的发展已经成为衡量一个国家科技发展水平的标志之一。

1972年，由著名物理学家张文裕牵头，谢家麟等18位科学家给总理写信，建议建造一台高能加速器，开展高能物理实验研究。当时身患重病的批示：这件事不能再延迟了。

那一年，谢家麟52岁。

1973年初，在总理的指示下，在原子能研究所一部的基础上，中国科学院高能物理研究所成立。此后，加速器的建设进展得并不顺利。时至1980年，由于基建收缩，中央决定下马这一工程。

一时间，高能事业如何继续发展这一严峻的问题摆在人们面前。决策成为关键。谢家麟与朱洪元等多次组织国内外科学家展开论证和调研，反复对比权衡各种路线的优缺点，最终，一个建造2.2GeV正负电子对撞机的方案浮出水面。该方案有明确的物理目标，虽然能量不是很大，但规模适中，可做国际上前沿的物理工作，而且有兼顾同步辐射应用的特点，这是我国在当时高能经费收缩的条件下，仍能在高能物理方面迎头赶上世界先进科研行列的极好方案。谢家麟又进行了非常详细慎重的研究，参考美国相近装置的造价以及银行资料，估算出了造价。

但是，对撞机技术难度很大，需要冒较大风险，“以至于当时有人说，我们好比站在铁路月台上，要想跳上一辆飞驰而来的特快列车。如果跳上了就飞驰向前，如果没有抓住，就会摔下来粉身碎骨。”叶铭汉院士回忆说。

而谢家麟等人坚信2.2GeV对撞机虽难度大，但造价适合我国国情，可以使我国在粲能区的研究居于国际前沿水平。在这一关键性的选择中，谢家麟参与组织数十次研讨，反复权衡这两种装置的优缺点，通过深入细致的分析，说服了持不同意见的同志，在研究所取得了一致认同，并向领导和有关方面汇报，解释疑问，争取支持。1981年5月初，由中国科学院学部与“八七工程”联合召开了有多数国内知名物理学家参加的“香山会议”。会议结果基本肯定了对撞机方案。

他还领导确定了北京正负电子对撞机高能物理和同步辐射“一机两用”的方案，既为高能物理研究提供实验装置，又开创了我国同步辐射的应用研究，同时填补两项国内空白。

“功夫不负有心人”，谢家麟带领团队跳上了飞驰的特快列车。1988年10月，北京正负电子对撞机（BEPC）实现对撞，中国进入了能够进行高能物理实验研究的科技先进国家之列。我国几代物理学家的梦想终于实现。

在科技水平大幅落后的年代，这一装置的成功，更深层的意义在于，“使我们树立了有进行国际尖端大科学工程建设能力的信心。”谢家麟在回忆录中写道。

“雪中送炭”的成就感

1920年8月，谢家麟出生于哈尔滨，并在河北武清县度过童年。占领东三省的日本人强横跋扈、欺压百姓，军阀混战给农民带来的痛苦，都深深烙在他年幼的心里。

“那时候想的，一个是抗日，一个是要复兴国家。”他说。1942年，因日军开进燕京大学，学生被迫离校，谢家麟和部分同学来到成都这个大后方。本来在物理系只需半年就可毕业，但在“航空救国”的思想下，选择在乐山复校的武汉大学航空系就读。

“这个行动很明显地说明了我们那一代青年强烈的救国心情。”他日后回忆。1947年，在天津中央无线电器材厂工作的谢家麟通过教育部举办的留美考试，赴美留学。

新中国成立初期，留学生大都摩拳擦掌，要回国贡献所学，谢家麟也是其中一员。“青春作伴好还乡”，1951年，他搭上克利夫兰总统号游轮，踏上几年来日夜盼望的归国之旅。不料，船到中途檀香山时，美国移民局和联邦调查局官员根据美国1918年的一项立法，禁止学习科技专业的留学生离境，包括他在内的8人只能重返美国。

气愤之余，他下船后给白宫打了一个电话抗议，尽管他知道这种幼稚的行为只是浪费电话费而已。

意料之外的是，正是这次禁止离境，让他走上加速器研制道路。1955年，他在芝加哥大学医学中心研制成功第一台以高能电子治疗肿瘤的加速器，并将加速器的稳定度提高到医用水平。

不久，“我接到美国移民局来信，要我在做永久居民和限期离境之间做出抉择，我当然毫不犹豫地做出了尽早回国的决定。”谢家麟说，他终于踏上祖国的土地。那一年，美国做出允许中国留学生离境的规定，钱学森等一批之前同样被禁回国的科技领军人物，加入到建设新中国的行列中。

回国后，他带领不到十个人的小组，开始研制可向高能发展的电子直线加速器。除谢家麟外，小组里都是刚走出校门的年轻人，很多人甚至都没听过加速器。当时所面临的情况可以用两句话形容，即“一无所知”和“一无所有”。除了要研制加速管外，还需要使用当时世界上功率最大的速调管和调制器。这两个系统的技术难度不亚于加速管本身。

于是，从自行研制各种微波元器件开始，谢家麟带着一批学生从零开始建造微波实验室、调制器实验室，开始了“要吃馒头，先种麦子”的耕耘。经过八年奋斗，我国首台可向高能发展的电子直线加速器于1964年建成。

该仪器进行的第一个实验就是模拟核爆产生的辐射，以进行仪表的校正和电子学硬化的研究，在我国两弹的研制中发挥重要作用。

经常有人问谢家麟，你后悔回国吗？

“不后悔。在国外可能我会有一席之地，但只有在我们自己国家，我才有机会负责BEPC这样的大工程。我留在美国只是‘锦上添花’，而回到祖国则是‘雪中送炭’。”他总这样回答。

“捣鼓”国际前沿的研究

“科研就是不断克服困难的过程，碰到什么困难解决什么，这是研究人员的本职工作。解决问题就是乐趣。”老人说，他胆子大，从来不害怕。

除了勇气，采访中老人提到最多的，就是“兴趣”，他幸运地从事了一份与自己志趣紧密结合的工作。

“我从小就喜欢自己动手捣鼓些东西。”他说。他曾偷偷用家里电灯中磁砣的铅砂、爆竹店买来的黑色火药、剥下来的火柴头和旧弹壳成功自制子弹，“射程可能不如进口的原装子弹，效果却没有什么区别。”

这样的“小聪明”总能给生活带来惊喜。冼鼎昌院士曾与谢家麟同住一个单元房。“那时候中午只有一个钟头的吃饭时间，但是点燃蜂窝煤就需要半个多钟头，有一天我发现厨房出现了新事物，谢先生用闹钟和电机做了个小装置，到时间炉门自动打开，提前点燃蜂窝煤。”

中学毕业后，他回到父母身边。不错的家境使谢家麟得以进入当时北平有名的汇文中学。他回忆说，汇文中学设于地下室的物理课实验室教学设备齐全。物理教师张佩瑚用英文讲课，调理分明，深入浅出，很能引发学生对物理的兴趣。

那时候他自觉成绩时好时坏，是个中等生，除喜欢物理课外，业余时间都沉溺在摆弄无线电，从矿石机到单管机、双管机，从低频到高频，在提高收音机性能的过程中获得极大满足。1937年，卢沟桥事变后，他自制的收音机成为全家了解战事的惟一渠道。高三时，他“临时抱佛脚”， 1938年以名列前茅的成绩被保送到燕京大学物理系。

正是浓厚的兴趣，和扎实的学习经历，让他成为同事眼中的“工程师”。也才得以让他在当时工艺难以保证制造需要的情况下，敢于拍板决定国际前沿的研究，并一切“因陋就简”，创造奇迹。

时至今日，谈到对年青科技工作者的期许，他也一再强调应“手脑并用”。

没有终点

谢家麟居住的是一套建于六七十年代的三居室。不大的客厅陈设朴素却又不失情趣，墙上挂的条幅是谢老本人做的一首律诗。最打眼的，则是阳台上各色茂盛的花草。

“他这个人不懂浪漫，节奏感差，老年人喜欢去公园跳操，但他跟不上节奏，也不爱运动。他比较喜欢看侦探和探险小说，孩子们小的时候，饭桌上是他们最快乐的时光，因为他总给他们讲侦探故事。”谢先生的老伴范绪打趣道。她是谢家麟燕京大学物理系的同班同学。号称胆子大的谢家麟，在校时却不敢和这位他心仪的女生说句话。直到去成都后，两人才相熟并走到一起。

尽管都已不再貌美挺拔，但他们的幸福依然让人嫉妒。因为同样拥有“脱离现实主义的人生观”，岁月并未夺走他们最初保有的简单的快乐。

他所指的“脱离现实主义的人生观”，即“淡泊名利，对世俗纷争淡然处之”，“做有趣的研究对国家有所贡献，就是人生最大的幸福”。

因为这样的人生观，兵荒马乱的年月，他们一起随厂辗转于桂林、贵阳、昆明等地，但是对工作的投入仍然“到了痴心的程度”，旅行结婚时随身带的行李中半箱是研制高温真空电炉用的滑石。

同样因为这样的价值观，在BEPC工程即将完成的1986年，谢家麟主动提出辞去工程经理的报告。随后，他一头扎进实验室。研发出亚洲第一台自由电子激光装置，创新提出“前馈控制”方法。2000年，已80高龄的谢家麟带领一名博士生，研制出世界首台新型电子直线加速器。

2011年，谢家麟指导的最后一个博士生毕业。至今，他仍然坚持每周一到中科院高能物理所上班。“看看报，了解一些科技前沿的动态。我老了，干不了什么大事，就做一些力所能及的小事。”

高能物理范文第4篇

关键词：优化课堂 培养能力

由于对课堂教学的要求越来越高。精心组织课堂，讲究教学策略，激发学生兴趣，诱导学生探究，启迪学生思维，培养学生创新能力，是搞好物理教学的关键。

一、巧用实验激趣，培养创新能力

物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验综合了实验原理、设计思想和方法、实验操作和观察、数据分析处理等多个方面的知识和能力。同时实验最能引起学生都注意力，激发他们的学习兴趣。教师最好设计一些探究性、开放性的实验，在教师的适度引导下，通过学生动手动脑，发现问题，解决问题。不但构建知识，提高实践能力，还培养学生的创新能力。

1让学生自己动手操作

通过认真观察和思考得出结论，实践证明，这样一方面使学生由被动手独立操作，通过认真观察和思考得出结论。实践证明，这样一方面使学生由被动学习变为主动探索，大大地调动学生学习的主动性和积极性。

2把部分验证性试验改为探索性实验

培养学生勇于探索、敢于实践和善于创新的精神，既探求科学的精神。验证性实验一般是在对研究对象有了一定认识之后，根据已知的理论，对一些现象的存在、原因或规律检验其是否正确而设计的实验，它在实验目的、方法、原理方面起到了示范性作用。在物理教学中尝试将验证性实验改为探索性实验，在实验思想上进行创新设计，让学生充分动脑、动手，发挥学生的学习主体作用。

二、引导自行探究，培养创新能力

在实践中总结出了“设凝激趣、指导探究、启发思维、评价总结、应用迁移”的五环节课堂教学模式，在引导学生自行探究科学的活动过程中培养其创新能力方面作了一些初步尝试。

1设疑激趣，提出假说

布鲁纳说过：“学习的最好刺激乃是兴趣。”因此，在教学中教师首先要创设情境，制造“悬念”放手让学生观察、实验、思考，让具体的自然事物、有趣的自然现象紧紧吸引学生，激活学生思维，多而使他们产生强烈的探究欲望。比如在《流体压强与流速的关系》教学中，课伊始，对学生说；‘咱们用塑料瓶和硬币做一个游戏’请讲游戏规则后，学生们怀着好奇心开始玩，不久就听说学生惊喜地叫道“呀，硬币跳起来了！”“还‘扑扑地’发出声音呢！”“硬币为什么会跳起来呢？”’我不失时机地问：“你认为是怎么回事？”提出一个开放的发展思维的问题，学生的情绪一下子活跃起来，对这个问题做出了种种假设；可能是水槽中的热气将它顶起来了；可能是朔料瓶受热膨胀将硬币顶起来了；可能是瓶内的空气将它顶起来了；可能是硬币上的水变成水蒸气要往外跑，所以把硬币顶起来了-----。发展思维是创造活动的起点，这一学习活动，既促进了学生积极思维，又能形成下面探究学习的动机。

2指导探索，丰富感知

探索的过程是创新的过程。要让学生去创新，就必须放手让他们自己实践，勇于探索。如何保证学生能够围绕中心问题进行实践、探索呢？在于教师提供有结构的材料。所谓有结构的材料，是指这些材料在使用时能揭示自然现象间某种关系。如《流体压强与流速的关系》教学中，给学生提供这些实验材料：烧杯、带直（弯）玻璃管的胶塞，红墨水、漏斗、乒乓球。让学生熟悉这些材料后，根据思考提纲自行设计实验方案。由于准备的这些材料紧紧围绕揭示“流体压强与流速的关系”一主题，从课堂教学效果看，各个组都设计出了比较理想的方案。“行虽微而旨趣远”，是学生创造精神的表现。

3启发思维，讨论探究

学生获得足够的感性材料后，教师要引导学生整理、加工事实，进行思维加工。

整理事实，以说促思

学生获得的感性事实是比较混乱的，缺乏条理性。教师引导学生通过语言把各自收集到

的事实以及对事实的看法进行相互交流，活跃学生的思维，充分发挥学生想象力、创造力。

研究事实，发展思维

在学生整理事实时，教师见机提出问题，挑起矛盾，巧妙地促使学生发表不同意见，将讨论的中心置于学生之中，使学生结合自己和别人收集的信息，进行分析、判断、归纳、甚至争论，从而找出其中的规律。如在《弹力》一课教学中，学生对收集到的事实进行整理后，一个学生答：“我发现皮筋、弹簧----橡皮泥有弹性，木块----没有弹性。”三个同学同时反驳：“不对，橡皮泥没有弹性，”我适时引导：“说说你们的理由。”学生立刻说：“橡皮泥虽然能捏扁、搓长，但松手后它还是扁的、长的，不能再变成原样。”-----这样，学生在不同意见的发表与争论中，用自己的语言概括出科学结论，这符合从感性到理性，从具体到抽象的认识过程。同时，学生的创造性思维得到了充分的锻炼。

4评价总结，归纳达标

通过前三个环节的活动，学生得到了信息与思维的结果，教师对小组和个体的整个学习活动进行鼓励性评价，使学生体验成功的喜悦，将假说上升到结论、规律。

5应用迁移，释疑解难

用科学的过程也是进行创性教育的重要环节。因此，教学的最后一个环节，有目的地引导学生将所学知识运用于实践中，以达到扩展所学知识，发展创造能力的目的。如《内能》教学中这样设计：（1）解释：（a）游戏中硬币跳舞现象。（b）为什么夏季自行车胎不能打太足的气？（c）铁轨之间为什么要留有空隙？（d）两根电线杆之间的电线，为什么冬季绷得比较紧，夏季比较松？（2）处理：（a）踩瘪的乒乓球怎么能鼓起来？（b）怎样将塑料管迅速套在铁棒上？

高能物理范文第5篇

一、从物理基础知识入手，全面透彻地理解物理公式

物理概念和规律是物理学的根本。只有透彻地理解了物理概念和物理规律，才能灵活运用物理公式，才能在答题时找到解决问题的依据，做到举一反三、触类旁通。

理解物理公式，主要从以下四个方面进行：（1）理解公式中每个字母所代表的物理量及其物理意义；（2）理解公式的适用范围；（3）同一性：理解公式中每一个物理量都是针对同一个研究对象或同一工作状态而言的；（4）统一性：运用公式进行计算的时候，各物理量的单位要对应统一。

因此，对于教材中涉及的每一个公式，老师都要有意识地引导学生从以上四个方面理解，久而久之，这种引导会对学生产生潜移默化的影响，使学生在运用物理公式进行计算的时候，形成一种条件反射，自然而然地从上述四个方面对题目的信息进行正确判断，对公式进行正确选择，避免在使用公式的过程中张冠李戴，生搬硬套。

二、掌握有效的解题方法，培养学生的思维品质

一题多解，培养学生思维的广泛性。一题多解是指通过不同的思维途径，采用多种解题方法解决同一个实际问题的教学方法。它有利于引导学生从多角度、多方位观察和思考问题，扩大视角，开阔思路，避免思维的局限性，提高学生的应变能力。在解答计算题的过程中，如何建立已知量、未知量之间的联系是解题的关键。建立已、未知量之间的联系的主要方法是：正向分析和逆向推理相结合，即从已知看所求，从所求看已知。

面对一些综合性强、信息量大、涉及知识点多的复杂的题目，当从题目的信息中看到多个信息量而无法确定所需的已知量时，就需要采用逆向推理的方法，即从所求看已知，根据所求的物理量的需要找出相关的信息，以此排除其他信息的干扰。

三、注重解题方法的归纳总结，培养学生的求同思维能力