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学校部门

基础学科探索之“物理月”实验课顺利开展

作者:

秦意

来源:

本站原创

访问量:

2022-05-12

为了助力学生生涯规划与发展,增强学生的学习兴趣和动力,我校生涯规划社团与武汉大学本科生院合作,以国家重大战略需求为导向,以培养学生拔尖创新素养为主要目标,运用职业发展教育理论与方法,帮助学生了解个人职业特质与基础学科、社会需求,明确个人发展方向,确立生涯发展目标,制定和实施学生涯规划,实现培养学生拔尖创新素养和促进学生成长成才。

为此,在2022年春季学期,我校将陆续开展每个基础学科的探索活动,活动由我校生涯规划社团、生涯备课组承办,由武汉大学各个院系的教授、学长学姐对每个学科进行互动讲解。目前已在3月开展了“化学月”活动,5月正是“物理月”活动进行时。

2022年5月11日中午,在西科技楼402迎来了物理月第二次实验篇课程。本次课程的主讲人是来自武汉大学物理科学与技术学院21级博士研究生纪立威及21级硕士研究生张晔。

 

 

课程开始由学姐张晔介绍计算机模拟活性物质,张晔学姐用清晰的语言给大家介绍了早先的还原论观点:只要我们搞清楚了最基本的相互作用,就可以导出世界所有的信息。并介绍实际上量变可以带来质变:上世纪70年代P. W. Anderson提出"More is Different",指的是当物质的量增加时,产生了新的层次信息。比如,对于氨分子而言,其“上”“下”两种结构是对称的、可以相互转变的。而当分子的分子量增加,分子对称性被破坏,如生物体的DNA都是右旋结构。

 

 

提到现今"More is Different"已成为凝聚态物理研究的一个重要旗帜,这一观点还适用于生物学、社会学等等领域。从氨基酸到蛋白质,再到细胞、生物体、社会,尽管原子之间的相互作用并没有改变,但在每一层次上都有了新的现象,我们对每一层次的研究方法都是不同的。

张晔学姐介绍自己的研究兴趣在于计算机模拟活性物质。海洋里的鱼群在没有外界驱动的情况下,能够自发地形成“涡旋结构”,对称性遭到破坏。引导学生思考这样的现象是怎么产生的呢?并介绍可以通过Vicsek、D. Brockmann模型模拟单条鱼与其他鱼的相互作用,同时抽象出“拓扑核”概念,进行鱼群层面的研究。

 

 

 

这让同学们看到物理研究丰富多彩,涵盖范围相当广阔,其中的物理理念、模型等还可以助力其他领域的发展。

接下来由纪立威博士给同学们带来精彩的报告《新冠疫情中的物理原理》,为了帮助大家理解空气中颗粒和分子的传播规律,首先我们进行了“碳酸饮料小瀑布实验”,同学们观察到了玻璃瓶中的饮料色素在扩散作用下,像瀑布般垂直落入水中,并最终呈现出漂亮的渐变效果。通过亲身的实践以及讲解,让大家形象生动的理解了扩散现象,即物质分子从高浓度向低浓度区转移的现象,其速率与浓度梯度成正比。

 

 

紧接着,在第二个实验中,我们探索了如何利用伯努利原理高效的进行室内通风,首先,通过视频实验讲解,同学们初步了解了伯努利原理,即 “流速越快,流体产生的压强越小”,通过后续的“吹袋子“实验,大家尝试使用最简最快的方法吹起塑料袋,在亲身实践中,感受到了伯努利原理的魅力。

 

 

 

最后,为了便于大家更加深入的理解物理学科,纪立威学长分别以北大和浙大物理学院的就业情况为例,回答大家“物院学子将往何处去“这个问题。

 

 

同学们在有趣且接地气的物理学小实验和“高大上”的物理学概念和原理中,去“判天地之美,析万物之理”,越来越深刻地感受到物理学科的美与价值!

 

 

2022 /

05-12

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