大学物理绪论PPT课件.ppt

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1、大学物理大学物理D理学院：唐轶峻理学院：唐轶峻短号：短号：630036个人简介n唐轶峻：博士，副教授，硕导唐轶峻：博士，副教授，硕导n承担本科生的公共基础课程和专业课程，和研究生的专业课程n主要研究方向为空间光学，天文数据处理。n已主持承担863计划主题课题、和作为主要参加者参加国家自然科学基金、浙江省科技厅、中科院重点方向研究课题等项目；并发表论文十余篇，其中多篇被EI收录。n发展独力思考和独立创新的一般能力，应发展独力思考和独立创新的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把知识放在首当始终放在首位，而不应当把知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论

2、并且学会了独立思考与工作，他必定论，并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那主要以获会找到自己的道路，而且比起那主要以获取细节知识为其训练内容的人来，他一定取细节知识为其训练内容的人来，他一定会更为适应进步和变化。会更为适应进步和变化。爱因斯坦爱因斯坦l 物理学是研究物质世界最基本形态的科学物理学是研究物质世界最基本形态的科学l 物理学研究的范围物理学研究的范围 物质世界的层次和数量级物质世界的层次和数量级物理学物理学 (Physics)质子质子 10-15 m空间尺度空间尺度：物物 质质 结结 构构物质相互作用物质相互作用物质运动规律物质运动规律微观粒子微观粒子Micr

3、oscopic介观物质介观物质mesoscopic宏观物质宏观物质macroscopic宇观物质宇观物质cosmological类星体类星体 10 26 m时间尺度时间尺度：基本粒子寿命基本粒子寿命 10-25 s宇宙寿命宇宙寿命 1017 s一一、物理学研究对象和研究方法、物理学研究对象和研究方法：时间、长度的测量跨越了时间、长度的测量跨越了时间、长度的测量跨越了时间、长度的测量跨越了10104040量级，质量的测量跨戟了量级，质量的测量跨戟了量级，质量的测量跨戟了量级，质量的测量跨戟了10108080量级量级量级量级物物理理现现象象 按空间尺度划分：按空间尺度划分：量子力学量子力学 经典物

4、理学经典物理学 宇宙物理学宇宙物理学 按速率大小划分：按速率大小划分：相对论物理学相对论物理学 非相对论物理学非相对论物理学 按客体大小划分：按客体大小划分：微观系统微观系统 宏观系统宏观系统 按运动速度划分：按运动速度划分：低速现象低速现象 高速现象高速现象 实验实验物理物理理论理论物理物理计算计算物理物理今日物理学今日物理学l 物理学的发展物理学的发展E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小最小 的细胞的细胞原子原子原子核原子核基本粒子基本粒子DNA长度长度星系团星系团银河系银河系最近恒最近恒星的距离星的距离太

5、阳系太阳系太太阳阳山山哈勃半径哈勃半径超星系团超星系团人人蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次人们在探索物质的运动基本规律方面的三次大突破：人们在探索物质的运动基本规律方面的三次大突破：1.宏观低速，牛顿力学、热力学，蒸汽时代；宏观低速，牛顿力学、热力学，蒸汽时代；2.宏观高速，电磁方程组、狭义相对论，电气时代；宏观高速，电磁方程组、狭义相对论，电气时代；3.微观低速，量子力学、量子统计力学，原子能、电脑微观低速，量子力学、量子统计力学，原子能、电脑时代；时代；牛顿力学牛顿力学(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律研究

6、物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 电磁学电磁学(Electromagnetism)研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 热力学热力学(Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 相对论相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律 量子力学量子力学(Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律研究微观物质运动现象以及基本运动规律二二.物理学的五大基本理论物理学的五大基本

7、理论物理学是一门最基本的科学物理学是一门最基本的科学;是最古老、但发展最是最古老、但发展最快的科学快的科学;它提供最多、最基本的科学研究手段。它提供最多、最基本的科学研究手段。l 物理学是一切自然科学的基础物理学是一切自然科学的基础l 物理学派生出来的分支及交叉学科物理学派生出来的分支及交叉学科物理学构成了化学、生物学、材料科学、物理学构成了化学、生物学、材料科学、地球物理学等学科的基础，物理学的基本地球物理学等学科的基础，物理学的基本概念和技术被应用到所有自然科学之中概念和技术被应用到所有自然科学之中。l 物理学与数学之间有着深刻的内在联系物理学与数学之间有着深刻的内在联系粒粒子子物物理理学

8、学原原子子核核物物理理学学原原子子分分子子物物理理学学固固体体物物理理学学凝凝聚聚态态物物理理学学激激光光物物理理学学等等离离子子体体物物理理学学地地球球物物理理学学生生物物物物理理学学天天体体物物理理学学宇宇宙宙射射线线物物理理学学三三.物理学是构成自然科学的理论基础物理学是构成自然科学的理论基础物理与技术关系之例物理与技术关系之例四四.物理学与技术物理学与技术2020世纪，物理学被公认为科学技术发展中最重要的带头学科世纪，物理学被公认为科学技术发展中最重要的带头学科 热机的发明和使用，提供了第一种模式：热机的发明和使用，提供了第一种模式：电气化的进程，提供了第二种模式：电气化的进程，提供了

9、第二种模式：核能的利用核能的利用激光器的产生激光器的产生层析成像技术层析成像技术(CT)(CT)超导电子技术超导电子技术技术技术 物理物理 技术技术物理物理 技术技术 物理物理 粒子散射实验粒子散射实验X 射线的发现射线的发现受激辐射理论受激辐射理论低温超导微观理论低温超导微观理论超超晶格材料晶格材料纳米材料纳米材料光子晶体光子晶体晶体管的发明晶体管的发明大规模集成电路大规模集成电路电子计算机电子计算机信息技术与工程信息技术与工程 几乎所有的重大新几乎所有的重大新(高高)技术领域的创立，事先都在物理学中技术领域的创立，事先都在物理学中经过长期的酝酿。经过长期的酝酿。当今物理学和科学技术的关系当

10、今物理学和科学技术的关系两两种种模模式式并并存存，相相互互交交叉叉，相相互互促促进进“没有昨日的基础科学就没有今日没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命的技术革命”。李李政道政道量子力学量子力学能带理论能带理论人工设计材料人工设计材料五五.物理学的方法和科学态度物理学的方法和科学态度提提出出命命题题推推测测答答案案理理论论预预言言实实验验验验证证修修改改理理论论现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学 从新的从新的观测事实观测事实或实验事或实验事实中提炼实中提炼出来，或出来，或从已有原从已有原理中推演理中推演出来出来 建立模建立模型；用已型；用已

11、知原理对知原理对现象作定现象作定性解释，性解释，进行逻辑进行逻辑推理和数推理和数学演算学演算 新的新的理论必理论必须提出须提出能够为能够为实验所实验所证伪的证伪的预言预言 一切一切物理理物理理论最终论最终都要以都要以观测或观测或实验事实验事实为准实为准则则 当一当一个理论与个理论与实验事实实验事实不符时，不符时，它就面临它就面临着被修改着被修改或被推翻或被推翻 学习方法n物理学的基本思想、理论框架及研究方法物理学的基本思想、理论框架及研究方法n预习；听课；复习；做题；总结预习；听课；复习；做题；总结n中学、大学教育方法的衔接中学、大学教育方法的衔接n重视自学能力的培养重视自学能力的培养n提倡思

12、辩；提倡思辩；参考书籍n大学物理教材大学物理学大学物理学 张三慧张三慧 主编主编 清华大学出版社清华大学出版社 物理学物理学 东南大学主编东南大学主编n物理学史n大学物理例题习题解答大学物理学习指导大学物理学习指导 张孝林张孝林 主编主编 科学出版社科学出版社n第一章运动描述（4课时）n第二章静电场（8课时）n第三章稳恒磁场（6课时）n第四章变化的电磁场(4课时)n第五章振动与波(12课时)n第六章波动光学(10课时)n第七章狭义相对论（6课时）n第八章量子物理（4课时）n平时成绩：上课纪律，作业情况，课内提问上课纪律，作业情况，课内提问 *作业作业 1.每次布置每次布置26题必做，题必做，2.每周一课前上交，每周一课前上交，3.作业本请写上学号以便登记。作业本请写上学号以便登记。n期中成绩（一般在第一般在第8/9周周末考周周末考）n期末成绩（第第16周课内考查周课内考查）n附件：n考试大纲n教学计划