第十一章 辉煌中国与工匠精神 课件 -2023-2024学年高二下学期（中职）物理湖南科技版电工电子类

11 辉煌中国与工匠精神 导入 辉煌中国的科技与未来 我国在航空航天、量子通信、人工智能、互联网技术等领域 取得的巨大成就，充分彰显了我国的科技实力与综合国力，向世界展示了中华民族的创新能力。 上述现代科技的发展，给我们的生活带来了什么影响？作为未来的科技主力军与大国工匠，我们应该如何更好地继承与创新？人类应该如何处理好科技、社会与自然的关系？本章我们一 起来探索。 灿烂星空，美丽绝伦，让人类对宇宙充满了遐想。古往今来，人类一直在探索宇宙的奥秘。人类相当长一段时期是用眼睛直接观察宇宙，虽然也获得了很多成果，但观测的范围和信息却有限。17 世纪发明的天文望远镜，大大地扩展了人类对宇宙的观测范围。 专题研讨1  天文望远镜与“中国天眼” 1609 年，意大利科学家伽利略制作了第一台天文望远镜，拉开了用天文望远镜观测宇宙的序幕。伽利略凭借天文望远镜观测到了眼睛不能直接观测到的月球环形山、木星的卫星等，有力地支持了哥白尼的日心说。此后，天文学家给天文望远镜加装了许多功能，使之具备光谱分析等能力。这类天文望远镜通常被称为光学天文望远镜。 一、天文望远镜 专题研讨1  天文望远镜与“中国天眼” 光学天文望远镜是在可见光波段观测天体，而天体的辐射覆盖了包括可见光在内的整个电磁波段，射电望远镜用于观测天体辐射的无线电波。1939 年，人类第一次用射电望远镜接收到了来自银河系中心的无线电波，并根据观测结果绘制了射电图。随后，射电望远镜不断发展，其灵敏度、分辨率也不断提高。20 世纪 60 年代天文学取得了脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子四项非常重要的发现，这四项发现都与射电望远镜有关。 一、天文望远镜 专题研讨1  天文望远镜与“中国天眼” 2016 年，我国科学家经过二十多年的不懈努力，建成并启用了世界上最大单口径、最灵敏，并具有自主知识产权的射电望远镜——“中国天眼”（图 11-2）。 二、“中国天眼” 专题研讨1  天文望远镜与“中国天眼” “中国天眼”是世界上首次利用天然地貌建设的巨型望远镜，有如下特点： （1）大，反射面由 4 450 个反射单元构成，总面积为 25 万平方米，相当于 30 个标准足球场那么大； （2）巧，30 吨的馈源舱通过 6 根钢索控制，可在 140 米高空、206 米的尺度范围内实时定位； （3）强，能看见更遥远暗弱的天体，它 1 分钟就能发现的星体，即使把坐标提供给百米口径的射电望远镜，对方也要 9 分钟才能看见； （4） 精，500 米的尺度上测量角度精确到 8 角秒，10 毫米的定位 精度要求最高做到了 3.8 毫米。 二、“中国天眼” 专题研讨1  天文望远镜与“中国天眼” 以电磁波、声波或光波的形式进行信息传递的现代通信技术，信息传递过程的信息保密是十分重要的问题。近年来量子通信技术的发展，有助于克服经典加密技术的安全隐患，能从根本上解决信息传送安全问题。与此同时，我国城市范围内的量子通信网络技术也日趋成熟，并在国家信息安全领域得到初步应用。 专题研讨2  量子纠缠与中国量子通信 量子是现代物理的重要概念，最早由德国物理学家马克 斯 · 普朗克于 1900 年提出。一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子（图 11-3）。量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。 一、量子与量子纠缠 专题研讨2  量子纠缠与中国量子通信 在一个量子系统中，量子有多个可能状态的叠加态，只有在被观测或测量时，才会随机地呈现出某种确定的状态，即量子叠加态。 量子纠缠指粒子在由两个或两个以上粒子组成的系统中相互影响，这种影响不受距离的限制，即使两者距离遥远，一个粒子的变化仍会瞬间影响另外一个粒子。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象，通常适用于原子、电子等微观粒子，在经典力学里，找不到类似的现象。 一、量子与量子纠缠 专题研讨2  量子纠缠与中国量子通信 量子通信（图 11-4）是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式，提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证，主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两种。 二、量子通信 专题研讨2  量子纠缠与中国量子通信 量子隐形传态，又称量子隐形传输，是一种利用分散量子纠缠与一些物理信息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。例如，将甲地的某一粒子的未知量子态，在乙地的另一粒子上还原出来。 量子密钥分发，也称量子密码，是借助量子叠加态的传输测量实现通信双方安全的量子密钥共享，再通过一次一密的对称加密体制实现无条件绝对安全的保密通信。 二、量子通信 专题研讨2  量子纠缠与中国量子通信