大学物理基础—绪论.ppt

大 学 物 理 基 础 University physics 为什么1公斤铀可以释放出相当于2万吨梯恩梯炸药爆炸时所释放出的能量？ 如何才能在跳水项目中成功压住水花？ 人为什么会感冒？ 近视眼的人戴眼镜如何矫正视力? 电视机手机如何接受信号? 物 理 本学期内容：上册力学六章 下册电磁学3章 总学分：6分，本学期3.5学分52学时 平时成绩：出勤、作业、提问、测验、实践 总成绩＝考试成绩×（70％～80％） +平时成绩×（30%～20％） 课 程 说 明 1.程守洙、江之勇主编《普通物理学》（第五版） 　高教出版社 2. 马文尉、谈漱梅等《物理学学习指南》 高教出版社 3.张三慧《物理学》一、二、三、四分册 清华大学出版社 主要参考书 一、物理学的研究对象和研究方法 １．物理学的研究对象 物理学是探讨物质结构和运动基本规律的学科 　　　是自然科学的基础 研究的对象十分广泛 宇观 宏观 微观 空间尺度(相差1045－1046) 1026 m(约150亿光年)(宇宙)－10－20 m(夸克) 时间尺度(相差1045) 1018s 150亿年(宇宙年龄)-10-27s(硬 ?射线周期) 速率范围 0(静止) - 3x108 m/s(光速) ? 物理学的分支及近年来发展的总趋势 物理学 经典物理 现代物理 力学 热学 电磁学 光学 相对论 量子论 非线性 时间 t 关 键 概 念 的 发 展 力学 电磁学 热学 相对论 量子论 1600 1700 1800 1900 物理学近年来的发展： * 粒子物理 高能加速器产生新粒子，已发现300种。 麦克斯韦理论、狄拉克量子电动力学、重整化方法。 * 天体物理 运用物理学实验方法和理论对宇宙各种星球 进行观测和研究，从而得出相应的天文规律的学科。应 用经典、量子、广义相对论、等离子体物理和粒子物理。 * 生物物理 有机体遗传程序的研究 ** 有机体遗传程序的研究（须运用量子力学、统计 物理、X射线、电子能谱 和核磁共振技术等）。 ** 非平衡热力学及统计物理 物理学发展的总趋向： * 学科之间的大综合。 * 相互渗透结合成边缘学科。 生物物理、生物化学、物理化学、量子化学 量子电子学、量子统计力学、固体量子论。 二十世纪物理学中两个重要的概念：场和对称性 ? 从经典物理学到量子力学过渡时期的三个重大问题的提出 ?? 光电效应 康普顿效应。 ?? 黑体辐射问题，即所谓“紫外灾难”。 ?? 原子的稳定性和大小。 提出命题 修改理论 推测答案 理论预言 实验检验 应 用 演绎法 －推理 演算 归纳法 －假设 模型 定性和半定量 直觉 想象力 洞察力 ２.物理学的研究方法 二 、物理学与科学技术 ? 物理学为其他学科创立技术和原理 ? 重大新技术领域的创立总是经历 长期的物理酝酿 ? 物理学满足人类所深刻认识到的最根本的 程度上了解自然界的需要 (美国物理学评 述委员会) 卢瑟福 a 粒子散射实验(1909)－核能利用(40年代以后) 爱因斯坦受激辐射理论(1917) －第一台激光器(1960) (物理) (技术) 信息技术发生和发展的硬件部分－以物理学成果为基础 (技术) (物理) 量子力学 费米狄拉克统计 固体能带理论(20年代) (物理) －－晶体管诞生(1947) 集成电路(1962) 大规模集成电路(70年代后期) (技术) －－微结构物理 (物理)