物理学的发展史.ppt.ppt

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1、山东大学物理与微电子学院解士杰什么是物理学？自然界（对象）及其运动规律：力、热、电、磁、光、声力、热、电、磁、光、声如何学物理？悟理、悟理、雾里雾里勿理勿理、物理物理给你一个气压表，如何测出一座大楼的高度给你一个气压表，如何测出一座大楼的高度？学生A：现量出气压表的长度，然后顺着楼梯用气压表去量楼的高度。学生B：将气压表用绳子拴住，从楼顶放下，通过测量绳子的长度给出楼的高度。学生C：爬到楼顶，将气压表丢下，根据自由落体运动，算出楼的高度。学生D：找到盖楼设计师，以气压表作交换，让他告诉楼的高度。根据气体定律：P2-P1=ghv物理学发展历程v物理学的发展对人类的影响v当今科学技术物理学的发展过

2、程v古典物理学的形成过程v古典物理学v近代物理学物理（physics）源于希腊文自然称为自然哲学公元前420年：德莫克利特提出原子论，一切物质均由无限多个不可分割、看不见的原子所组成(只分水、火、土、气四种).公元前300年：杠杆、轮轴、天文学.（代表人物：阿基米德）罗马灭亡后：人类在物理学，乃至整个科学进入一个停滯期，基督教的神学主宰一切，是科学黑暗期.文艺复兴时期：科学才从神学禁锢中解放出來.1543年：哥白尼（波兰人，1473年1543年）对神学提出质疑，发表天体运行，說明天体运行是以太阳为中心.古典物理学的形成过程 1609年1618年：开普勒归纳出行星运动三定律.1632年：伽利略发

3、表两学派的对话，推翻地球中心说.十九世纪末：古典物理学发展已很完整.四位科学家应当记住：伽利略牛顿 古典物理学法拉第麦克斯韦1.力学：1687年牛頓集力学理论之大成.2.光学：17世纪光折射.1610 年全反射、折射定律.1670年牛頓的色散实验、光粒子说 惠更斯的波学说、杨氏光干涉.3.热学：l早期：钻木取火.秦李冰父子利用岩石加热再驟冷会裂开的技术开凿都江堰.l十七世纪：伽利略制造气体温度计.l1662年：波意耳发现温度一定时，定量气体的压力与体积成反比.l十八世纪：攝氏及华氏温标建立.l1781年：查理发现气体在定压下体积会随温度改变.l十九世纪：焦耳证明热是能量的另一种形式焦耳证明热是

4、能量的另一种形式.l十九世纪：热力学三大定律.l十九世纪：气体动力学理论.4.电磁学：l17世纪：吉伯特（英国人）发现地磁.l18世纪：静电、静磁、库仑定律.l1800年：伏打电池.l1820年：厄司特电流产生磁.安培发现电流和磁场关系.l1826年：欧姆发现欧姆定律.l1830年：亨利(美国人)发现变化电流和感应电压之关系.l1831年：法拉第(英国人)发现电磁感应定律.l1864年：麦克斯韦提出麦克斯韦方程式.l1889年赫茲发现电磁波.近代物理学二十世纪以后发展的物理称为近代物理两个常数：h=6.62610-34Jsc=2.998108ms-11900年普朗克(德国人)提出量子论，经20

5、多年发展成量子力学.1905年爱因斯坦提出狹义相对论 物理学分类l粒子物理与原子核物理l原子分子物理l理论物理山大物理与微电子学院l凝聚态物理可在上述各专业l无线电物理招收、培养l声学博士研究生l光学l等离子体物理物理学的发展对人类生活的影响l材料、能源、信息和生命当代科学技术的主要内容l原子弹、计算机二十世纪最重要的发明上述领域彻底改变了人类的生活方式 1、磁悬浮列车、磁悬浮列车2、隐形飞机当今科学技术l纳米电子科学和技术l超导电子技术l分子电子学l量子信息技术l自旋电子学发展特点：发展特点：1、超小、超小（10-15米，费米）毫米微米纳米米，费米）毫米微米纳米 如：微电子学、纳电子学如：微

6、电子学、纳电子学2、超快（、超快（10-15秒，飞秒）微秒皮秒飞秒秒，飞秒）微秒皮秒飞秒 如：肉眼识别瞬间如：肉眼识别瞬间1/24秒，飞秒技术秒，飞秒技术3、超高真空（、超高真空（10-15大气压）大气压）如：真空镀膜技术如：真空镀膜技术4、超低温（、超低温（10-15室温）室温）如：激光冷却技术（朱棣文）如：激光冷却技术（朱棣文）1、纳米电子科学技术当尺度小到可与平均自由程相比时，即纳米(10-9米)尺寸，将出现量子效应，形成新的电子输运规律，例如，共振隧穿效应、库仑阻塞效应等等。这些量子效应是可以加以利用的，可以做成单电子器件云母表面晶格纳米碳管电阻：电阻：R RR RCuCuCuCu+Rfe fe？电阻：电阻：R RR RCuCuCuCu+Rfe fe？未来计算机：未来计算机：处理器与存储器将融为一体！处理器与存储器将融为一体！结束语