年9月，根据《普通高中课程标准（年版）》编写的人教版高中教材投入使用，至今已经整整一年。其中物理教科书的教材编排较上一个版本发生了很大变化。
之前是必修1、必修2，选修分为三个系列，广大理科同学学习选修3系列的5本，加上必修两本，一共7本书。
新教材则是必修三册，选择性必修三册，高考选考物理的同学一共需要学习6本书。
翻开新教材的必修第一册，可以看到序言的内容和上一个版本已经完全不同，文字、图片都进行了重新编写。其中一幅图片引起了大家的注意。
前几天适逢教师节，刚刚高三毕业的学生回来看望老师，惊呼道：“哇，这就是传说中的新教材！这是什么公式？看起来这么难？”
那么，到底是什么内容连已经高中毕业的同学都看不懂呢？请看下图：
就是序言中的这张背景图片，在教材第6页，螺旋线上卷曲的都是什么呀？
一共6个公式，高三*表示只认识其中的3个！另外3个根本没见过！新高一就要学这么难吗？
并不是。序言只是激发兴趣，引发思考，为学生的高中物理知识的学习做个铺垫。
这张背景图片也并不是正文的内容，并不作为教学内容需要学生完全掌握。甚至很多学生根本都没有注意过这张背景图片。
但是，有着强烈好奇心的孩子，一定特别想知道，这些公式到底是什么意思？接下来，我们就来逐一解开谜团。
牛顿第二定律自左向右数第5个公式这就是经典的牛顿第二定律的表达式。初中时同学们已经学过牛顿第一定律，进入高中将会继续学习牛顿第二定律和牛顿第三定律。其中牛顿第二定律是解决变速运动问题的核心方法，该式表明，力是产生加速度的原因。这部分内容在必修第一册的第四章第3节就会学到。万有引力定律自左向右最后一个公式这就是牛顿提出的最为著名的万有引力定律！自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。式中G是引力常量，是在多年后由卡文迪许通过扭秤实验测出。这是科学史上最伟大的定律之一，其伟大之处在于“万有”，任何两个物体之间都存在！多么不可思议！它和前面的牛顿运动三定律一同发表于《自然哲学的数学原理》中，是物理学中最基本最重要的“经典力学”的核心！这部分内容安排在新教材必修第二册的第七章第2节中。质能方程左边第二个公式这也是大家熟知的，物理中非常具有标志性的公式，爱因斯坦的质能方程。该公式出现在新教材选择性必修第三册，第五章原子核，第3节核力与结合能，书上并没有做过多的介绍和说明，直接拿来就用。根据质量亏损来计算原子核的结合能。式中E为能量，m为质量，c为光速。人类通过裂变制造的原子弹、通过聚变制造的氢弹，都能产生巨大的威力，释放巨大的核能，这些能量都是可以用质能方程计算出来的。以上三个公式是高中阶段会学到用到的。那么另外三个又是什么呢？高中不学，这里简单介绍一下。玻尔兹曼熵公式该公式给出了热力学第二定律和熵的统计性解释。对于一个孤立系统内部发生的过程，总是从热力学几率小的状态向热力学几率大的状态过渡，这就是不可逆性的微观说明。式中S是熵，k是玻尔兹曼常数，ln表示底数为e的自然对数，Ω表示系统热力学状态的几率。关于热力学第二定律，在新教材的选择性必修第三册第三章热力学定律的第4节有所介绍，该定律指出与热现象有关的宏观自然现象具有不可逆的方向性。在教材的拓展学习部分提到了熵，但是限于高中教材的内容和深度，书上并没有给出相关的计算公式。薛定谔方程最左边的这个我们把这个公式正过来，就是这个样子薛定谔方程是量子力学的标志性方程，它是将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程，可用于描述微观粒子的运动。该方程在量子力学中的地位与牛顿定律在经典力学中的地位相当！式中的符号已经超出高中阶段的数学知识范围了，在此不做过多解释，有兴趣的同学请先完成高等数学以及大学物理的课程学习，然后就可以开始尝试研究量子力学了。麦克斯韦方程组这是一个等式，为什么说是方程组呢？因为这是麦克斯韦方程组的四维张量协变形式，这里的符号涉及矢量张量。高中生表示：真心太难了。简单说，就是压缩包，把麦克斯韦方程组的四个方程压缩到一个简洁的等式中，这样就能卷到这幅图的螺旋里了。年英国的科学期刊《物理世界》选出科学史上最伟大的公式，结果高居榜首的就是麦克斯韦方程组。比较易于理解的是麦克斯韦方程组的积分形式，它们是这样的：这四个积分方程分别是：描述静电的高斯电场定律描述静磁的高斯磁场定律描述磁生电的法拉第定律描述电生磁的安培-麦克斯韦定律。此外还有麦克斯韦方程组的微分形式，麦克斯韦方程组是电磁学的基本方程，奠定了电磁理论的基础。它统一了光、电、磁，解释了电生磁、磁生电、光就是电磁波，相关的电磁理论不仅仅将人类带入到“电力时代”，更使我们进入高速发展的“信息时代”！写在最后以上六个方程式，可以说涵盖了物理学中力、热、光电磁、量子力学和相对论中的最重要成果，是物理学大厦的基石。新教材的必修第一册和之前的版本相比，在知识内容上变化并不太大，更多的是体现对物理学科核心素养的理解与践行。而总览第一册书，变化最大的就是序言。作为新教材的入门第一课，序言告诉学生物理是什么，怎么学，有什么用，今后还有什么发展，为后续的深入学习敞开一扇大门。希望老师和同学们仔细阅读新教材，发现更多正文之外的“彩蛋”!往期推荐：1.最新高中物理必修+选修动画Flash全集！2.修订版高中物理新教材——人教版·普通高中教科书(可下载)3.高三物理二轮复习记背材料汇总篇4.物理学的最全科普！
本文转载自：物理好教师，作者：讲物理，物理教师，致力于初、高中物理知识，答疑解惑，物理科普。
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