大學(xué)物理緒論ppt課件.ppt

1 給開始學(xué)習(xí)大學(xué)物理的同學(xué)們 科學(xué)是一種方法 它教導(dǎo)我們 一些事物是怎樣被了解的 什么事情是已知的 現(xiàn)在了解到了什么程度 如何對待疑問和不確定性 證據(jù)服從什么法則 如何思考事物 做出判斷 如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象 R P費(fèi)曼 我從不迷信權(quán)威 但命運(yùn)捉弄了我 我自己變成了權(quán)威 A 愛因斯坦以上是兩位著名物理學(xué)家的話 我希望它們能成為大家學(xué)習(xí)物理的座右銘 學(xué)習(xí)課程除了掌握基本知識外 更重要的是學(xué)習(xí)一種科學(xué)的思維方法 正如一個古老的故事所講的那樣 學(xué)生從老師那里得到的 應(yīng)該是一個點(diǎn)石成金的法則 而不是一堆金子 2 北京建筑工程學(xué)院 大學(xué)物理電子教案 您將一點(diǎn)一點(diǎn)地掀開物質(zhì)世界的神奇面紗 3 緒論 一 物質(zhì)世界 研究的對象十分廣泛宏觀 微觀 物理學(xué)是研究自然界中物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)及基本運(yùn)動規(guī)律的科學(xué) 是自然科學(xué)的基礎(chǔ) 4 目前物理學(xué)界公認(rèn)組成物質(zhì)的最小單元是夸克即認(rèn)為quark沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 但近來有消息稱 quark也可一分為二說明認(rèn)識無止境 物質(zhì)之間的基本相互作用 電磁相互作用強(qiáng)相互作用弱相互作用引力相互作用 5 宇宙是怎樣運(yùn)動的呢 進(jìn)行絕熱膨脹 宇宙半徑增大 宇宙密度降低 溫度降低 宇宙有多大 人們就好象坐在一個逐漸膨脹的氣球表面 相互遠(yuǎn)離 6 二 關(guān)于兩個前沿的基本理論 天體物理理論和粒子物理理論已成為密不可分的姊妹學(xué)科 大爆炸理論 從遙遠(yuǎn)的過去宇宙產(chǎn)生于大爆炸 絕熱膨脹至今 我們生活在這樣的世界中 人們從自己開始 通過各種實(shí)驗(yàn)手段 比如 加速器 把物質(zhì)打開 探索內(nèi)部的由來 7 依靠高能粒子加速器的發(fā)展 宇宙演化時間表 摘自 科學(xué)家談物理 8 三 物理學(xué)使人們深入認(rèn)識世界 每種粒子對應(yīng)一種場 場有不同能量狀態(tài) 場與粒子是統(tǒng)一體的兩種表現(xiàn)形式 物質(zhì)存在的基本形式粒子和場 9 基本相互作用粒子是場的激發(fā)態(tài)形式 因此粒子間的相互作用來自場之間的相互作用 場之間的相互作用是粒子轉(zhuǎn)化的原因 物質(zhì)的凝聚狀態(tài) 目前發(fā)現(xiàn)111種元素 構(gòu)成109分子 分子又構(gòu)成物質(zhì) 凝聚態(tài) 固 液 氣態(tài) 等離子體 致密態(tài) 10 四 物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)物理學(xué)為其他學(xué)科創(chuàng)立技術(shù)和原理重大新技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立總是經(jīng)歷長期的物理醞釀 11 盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn) 1909 核能利用 40年代以后 愛因斯坦受激輻射理論 1917 物理 第一臺激光器 1960 技術(shù) 信息技術(shù)的發(fā)生和發(fā)展的硬件部分 技術(shù) 以物理學(xué)成果為基礎(chǔ) 物理 自由電子激光 FreeElectronLaser 光學(xué)相干CT 斷層掃描成像新技術(shù)OpticalCoherenceTomography 簡稱OCT 12 物理學(xué)的基本原理轉(zhuǎn)化為高新技術(shù)有兩種方式 1近代物理的新原理和傳統(tǒng) 或現(xiàn)代 技術(shù)手段相結(jié)合2 經(jīng)典物理原理和現(xiàn)代技術(shù)手段相結(jié)合 2經(jīng)典物理原理和現(xiàn)代技術(shù)手段相結(jié)合 13 發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新的一般能力 應(yīng)當(dāng)始終放在首位 而不應(yīng)當(dāng)把知識放在首位 如果一個人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論 并且學(xué)會了獨(dú)立思考與工作 他必定會找到自己的道路 而且比起那些主要以獲取細(xì)節(jié)知識為其訓(xùn)練內(nèi)容的人來 他一定會更好適應(yīng)進(jìn)步和變化 愛因斯坦 14 預(yù)備知識 一 物理量 A 物理理論的組成部分 1 概念2 關(guān)于概念的數(shù)學(xué)表示的假定3 表示物理量之間關(guān)系的方程 B 物理量分為基本物理量和導(dǎo)出物理量力學(xué)的基本物理量有長度 質(zhì)量和時間 C 物理量的單位和單位制基本物理量的單位稱基本單位導(dǎo)出物理量的單位稱導(dǎo)出單位 15 選擇不同的基本單位構(gòu)成不同的單位制 國際單位制 用SI表示 的基本單位如下 長度米m質(zhì)量千克kg時間秒s電流安 培 A熱力學(xué)溫度開 爾文 K物質(zhì)的量摩 爾 mol發(fā)光強(qiáng)度坎得拉cd 二 物理學(xué)中的近似 正確地 巧妙地 運(yùn)用近似是基本技能 模型 質(zhì)點(diǎn) 點(diǎn)電荷 規(guī)則形狀的物體 16 三 矢量代數(shù)的基本知識 標(biāo)量只有大小 例如 質(zhì)量 長度 時間 密度 能量 溫度等 矢量既有大小又有方向 并有一定的運(yùn)算規(guī)則 例如 位移 速度 加速度 角速度等 1 矢量的幾種表示方式 大小 2 矢量相等 大小相同 方向相同 a 幾何表示有指向的線段 b 解析表示 17 3 矢量的運(yùn)算法則 2 數(shù)乘 18 3 矢量的分解在一個平面內(nèi) 若存在兩個不共線的矢量則平面內(nèi)的任一矢量可以分解為 4 矢量的標(biāo)積 點(diǎn)積 19 特別注意 5 矢量的矢積 叉積 是一個軸矢量 方向 大小 平行四邊形面積 右手螺旋 20 矢積的性質(zhì) 6 矢量的非法運(yùn)算包括 矢量與標(biāo)量不能相等 21 作業(yè)要求 1 要規(guī)范化做題 要求有已知 求解 圖示 過程 討論 2 按時交作業(yè) 3 獨(dú)立做作業(yè) 答疑時間 課堂要求 1 按學(xué)校規(guī)定出勤 2 遲到同學(xué)本節(jié)課不得進(jìn)入教室 3 課堂上不得影響其他同學(xué)聽課 答疑地點(diǎn) 基礎(chǔ)樓c座584室 周三7 8節(jié) 6 16周 22 考核方式 平時作業(yè) 大作業(yè) 考勤 測驗(yàn)約占30