近年的高考試題中有不少與諾貝爾獎(jiǎng)有關(guān)的試題,也體現(xiàn)了近年高考的一個(gè)新趨向:與最新科技相聯(lián)系,以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力.現(xiàn)對(duì)與近幾年諾貝爾物理獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題例析如下:
一.與2004年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題(略)
二.與2005年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題
背景:美國(guó)科學(xué)家約翰·霍爾和德國(guó)科學(xué)家特奧多爾·亨施之所以獲獎(jiǎng),是因?yàn)閷?duì)基于激光的精密光譜學(xué)發(fā)展作出了貢獻(xiàn).另一名美國(guó)科學(xué)家羅伊·格勞伯因?yàn)椤皩?duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)”而獲獎(jiǎng).有人問(wèn)亨施教授,他的研究成果對(duì)在大街上行走的普通人有何直接影響.亨施說(shuō),更精確的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及其在運(yùn)輸中的應(yīng)用應(yīng)該是最貼近民用的項(xiàng)目.
例2:常見(jiàn)的激光器有固體激光器和氣體激光器,世界上發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研究出了自由電子激光器,其原理可簡(jiǎn)單用圖1表示:自由電子經(jīng)電場(chǎng)加速后,射入上下排列著許多磁鐵的“孑孓”管中,相鄰的兩塊磁鐵的極性是相反的,在磁場(chǎng)的作用下電子扭動(dòng)著前進(jìn),猶如孑孓在水中游動(dòng).電子每扭動(dòng)一次就會(huì)發(fā)出一個(gè)光子(不計(jì)電子發(fā)出光子后能量的損失),管子兩端的反射鏡使光子來(lái)回反射,結(jié)果從略為透光的一端發(fā)射出激光.
(該激光器發(fā)出的激光頻率能達(dá)到X射線的頻率,功率能達(dá)到兆千瓦.若激光器發(fā)射激光的功率為P=6.63×109 W,激光的頻率為v=1016 Hz,則該激光器每秒發(fā)出多少激光光子?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)解答略
三.與2006年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題
背景:目前科學(xué)界普遍接受的宇宙起源理論認(rèn)為,宇宙誕生于距今約137億年前的一次大爆炸.微波背景輻射作為大爆炸的“余燼”,均勻地分布于宇宙空間.測(cè)量宇宙中的微波背景輻射,可以“回望”宇宙的“嬰兒時(shí)代”場(chǎng)景,并了解宇宙中恒星和星系的形成過(guò)程.雖然人們?cè)谏鲜兰o(jì)60年代就已知道微波背景輻射的存在,但針對(duì)這種大爆炸“余燼”的測(cè)量工作一開(kāi)始都是在地面上展開(kāi),進(jìn)展十分緩慢.大爆炸理論曾預(yù)測(cè),微波背景輻射應(yīng)該具有黑體輻射特性,但一直未能得到地面觀測(cè)結(jié)果的確認(rèn).借助1989年發(fā)射的COBE衛(wèi)星,馬瑟和斯穆特領(lǐng)導(dǎo)的1000多人研究團(tuán)隊(duì)首次完成了對(duì)宇宙微波背景輻射的太空觀測(cè)研究.他們對(duì)COBE衛(wèi)星測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn),宇宙微波背景輻射與黑體輻射非常吻合,從而為大爆炸理論提供了進(jìn)一步支持.
四、瞻望高考(略)
一.與2004年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題(略)
二.與2005年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題
背景:美國(guó)科學(xué)家約翰·霍爾和德國(guó)科學(xué)家特奧多爾·亨施之所以獲獎(jiǎng),是因?yàn)閷?duì)基于激光的精密光譜學(xué)發(fā)展作出了貢獻(xiàn).另一名美國(guó)科學(xué)家羅伊·格勞伯因?yàn)椤皩?duì)光學(xué)相干的量子理論的貢獻(xiàn)”而獲獎(jiǎng).有人問(wèn)亨施教授,他的研究成果對(duì)在大街上行走的普通人有何直接影響.亨施說(shuō),更精確的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及其在運(yùn)輸中的應(yīng)用應(yīng)該是最貼近民用的項(xiàng)目.
例2:常見(jiàn)的激光器有固體激光器和氣體激光器,世界上發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研究出了自由電子激光器,其原理可簡(jiǎn)單用圖1表示:自由電子經(jīng)電場(chǎng)加速后,射入上下排列著許多磁鐵的“孑孓”管中,相鄰的兩塊磁鐵的極性是相反的,在磁場(chǎng)的作用下電子扭動(dòng)著前進(jìn),猶如孑孓在水中游動(dòng).電子每扭動(dòng)一次就會(huì)發(fā)出一個(gè)光子(不計(jì)電子發(fā)出光子后能量的損失),管子兩端的反射鏡使光子來(lái)回反射,結(jié)果從略為透光的一端發(fā)射出激光.
(該激光器發(fā)出的激光頻率能達(dá)到X射線的頻率,功率能達(dá)到兆千瓦.若激光器發(fā)射激光的功率為P=6.63×109 W,激光的頻率為v=1016 Hz,則該激光器每秒發(fā)出多少激光光子?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)解答略
三.與2006年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)有關(guān)的問(wèn)題
背景:目前科學(xué)界普遍接受的宇宙起源理論認(rèn)為,宇宙誕生于距今約137億年前的一次大爆炸.微波背景輻射作為大爆炸的“余燼”,均勻地分布于宇宙空間.測(cè)量宇宙中的微波背景輻射,可以“回望”宇宙的“嬰兒時(shí)代”場(chǎng)景,并了解宇宙中恒星和星系的形成過(guò)程.雖然人們?cè)谏鲜兰o(jì)60年代就已知道微波背景輻射的存在,但針對(duì)這種大爆炸“余燼”的測(cè)量工作一開(kāi)始都是在地面上展開(kāi),進(jìn)展十分緩慢.大爆炸理論曾預(yù)測(cè),微波背景輻射應(yīng)該具有黑體輻射特性,但一直未能得到地面觀測(cè)結(jié)果的確認(rèn).借助1989年發(fā)射的COBE衛(wèi)星,馬瑟和斯穆特領(lǐng)導(dǎo)的1000多人研究團(tuán)隊(duì)首次完成了對(duì)宇宙微波背景輻射的太空觀測(cè)研究.他們對(duì)COBE衛(wèi)星測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析計(jì)算后發(fā)現(xiàn),宇宙微波背景輻射與黑體輻射非常吻合,從而為大爆炸理論提供了進(jìn)一步支持.
四、瞻望高考(略)