大物上緒論-付傳技

1、大物上緒論-付傳技一一. 什么是物理學(xué)什么是物理學(xué)l 物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學(xué)物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學(xué)l 物理學(xué)研究的范圍物理學(xué)研究的范圍 物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)物理學(xué)物理學(xué) (Physics)質(zhì)子質(zhì)子 10- -15 m空間尺度：空間尺度：物物 質(zhì)質(zhì) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)物質(zhì)相互作用物質(zhì)相互作用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律Microscopic介觀物質(zhì)介觀物質(zhì)mesoscopic宏觀物質(zhì)宏觀物質(zhì)macroscopiccosmological類星體類星體 10 26 m時(shí)間尺度：時(shí)間尺度： 基本粒子壽命基本粒子壽命 10- -25 s1018 sE- -15E-

2、 -12E- -09E- -06E- -031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小最小 的細(xì)胞的細(xì)胞原子原子原子核原子核基本粒子基本粒子DNA長(zhǎng)度長(zhǎng)度星系團(tuán)星系團(tuán)銀河系銀河系最近恒最近恒星的距離星的距離太陽系太陽系太陽太陽山山哈勃半徑哈勃半徑超星系團(tuán)超星系團(tuán)人人蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次物物理理現(xiàn)現(xiàn)象象 按空間尺度劃分：按空間尺度劃分： 量子力學(xué)量子力學(xué) 經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)典物理學(xué) 宇宙物理學(xué)宇宙物理學(xué) 按速率大小劃分：按速率大小劃分： 相對(duì)論物理學(xué)相對(duì)論物理學(xué) 非相對(duì)論物理學(xué)非相對(duì)論物理學(xué) 按客體大小劃

3、分：按客體大小劃分： 微觀系統(tǒng)微觀系統(tǒng) 宏觀系統(tǒng)宏觀系統(tǒng) 按運(yùn)動(dòng)速度劃分：按運(yùn)動(dòng)速度劃分： 低速現(xiàn)象低速現(xiàn)象 高速現(xiàn)象高速現(xiàn)象 今日物理學(xué)今日物理學(xué)l 物理學(xué)的發(fā)展物理學(xué)的發(fā)展 牛頓力學(xué)牛頓力學(xué) (Mechanics) 研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律 電磁學(xué)電磁學(xué) (Electromagnetism) 研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律 熱力學(xué)熱力學(xué) (Thermodynamics) 研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn) 相對(duì)論相對(duì)

4、論 (Relativity) 研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律 量子力學(xué)量子力學(xué) (Quantum mechanics) 研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律二二. .物理學(xué)的五大基本理論物理學(xué)的五大基本理論物理學(xué)是一門最基本的科學(xué)物理學(xué)是一門最基本的科學(xué); ;是最古老、但發(fā)展最是最古老、但發(fā)展最快的科學(xué)快的科學(xué); ;它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段。它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段。 物理學(xué)依賴于一種基本的信念：物理學(xué)依賴于一種基本的信念： 物理世界存在著完整的因物理世界存在著完整的因果鏈條果鏈條,即自然

5、界是統(tǒng)一的即自然界是統(tǒng)一的,牛頓力學(xué)是體現(xiàn)這種信念的第一個(gè)牛頓力學(xué)是體現(xiàn)這種信念的第一個(gè)成功的范例成功的范例。經(jīng)典力學(xué)時(shí)代的追求和目標(biāo)，可以說時(shí)至今日仍然是整個(gè)物經(jīng)典力學(xué)時(shí)代的追求和目標(biāo)，可以說時(shí)至今日仍然是整個(gè)物理學(xué)的追求和目標(biāo)。這個(gè)最基本的追求和目標(biāo)，就是自然界的理學(xué)的追求和目標(biāo)。這個(gè)最基本的追求和目標(biāo)，就是自然界的統(tǒng)一。的確，從整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展中，可以看到一條鮮明的主統(tǒng)一。的確，從整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展中，可以看到一條鮮明的主線，這就是執(zhí)著地追求宇宙的統(tǒng)一，找尋支配宇宙萬物的最基線，這就是執(zhí)著地追求宇宙的統(tǒng)一，找尋支配宇宙萬物的最基本最統(tǒng)一的規(guī)律。本最統(tǒng)一的規(guī)律。三三. .物理學(xué)的信念物理學(xué)的

6、信念 天體天體 地面地面 時(shí)間時(shí)間 空間空間 電電 磁磁 光光 原子原子 量子力學(xué)量子力學(xué)1925 核子核子 弱相互作用弱相互作用1958 夸克夸克 強(qiáng)相互作用強(qiáng)相互作用1934？ 物原？物原？牛頓牛頓力學(xué)力學(xué)1687電動(dòng)電動(dòng)力學(xué)力學(xué)1867狹義狹義相對(duì)相對(duì)論論1905廣義廣義相對(duì)相對(duì)論論1916量子量子電動(dòng)電動(dòng)力學(xué)力學(xué) 1948 弱電弱電統(tǒng)一統(tǒng)一理論理論 1967大統(tǒng)大統(tǒng)一理一理論論1970？超統(tǒng)超統(tǒng)一理一理論（？）論（？）l 物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)l 物理學(xué)派生出來的一些分支及交叉學(xué)科物理學(xué)派生出來的一些分支及交叉學(xué)科物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)

7、構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本地球物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有自然科學(xué)之中概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有自然科學(xué)之中。l 物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系粒粒子子物物理理學(xué)學(xué)原原子子核核物物理理學(xué)學(xué)原原子子分分子子物物理理學(xué)學(xué)固固體體物物理理學(xué)學(xué)凝凝聚聚態(tài)態(tài)物物理理學(xué)學(xué)激激光光物物理理學(xué)學(xué)等等離離子子體體物物理理學(xué)學(xué)地地球球物物理理學(xué)學(xué)生生物物物物理理學(xué)學(xué)天天體體物物理理學(xué)學(xué)宇宇宙宙射射線線物物理理學(xué)學(xué)四四. 物理學(xué)是構(gòu)成自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)物理學(xué)是構(gòu)成自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)五五. 物理學(xué)與技術(shù)物理學(xué)與技術(shù)20

8、20世紀(jì)，物理學(xué)被公認(rèn)為科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最重要的帶頭學(xué)科世紀(jì)，物理學(xué)被公認(rèn)為科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最重要的帶頭學(xué)科 熱機(jī)的發(fā)明和使用，提供了第一種模式：熱機(jī)的發(fā)明和使用，提供了第一種模式： 電氣化的進(jìn)程，提供了第二種模式：電氣化的進(jìn)程，提供了第二種模式：核能的利用核能的利用激光器的產(chǎn)生激光器的產(chǎn)生層析成像技術(shù)層析成像技術(shù)(CT)(CT)超導(dǎo)電子技術(shù)超導(dǎo)電子技術(shù)技術(shù)技術(shù) 物理物理 技術(shù)技術(shù)物理物理 技術(shù)技術(shù) 物理物理 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)X 射線的發(fā)現(xiàn)射線的發(fā)現(xiàn)受激輻射理論受激輻射理論低溫超導(dǎo)微觀理論低溫超導(dǎo)微觀理論電子計(jì)算機(jī)的誕生電子計(jì)算機(jī)的誕生 1947年年 貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了

9、貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了晶體管，標(biāo)志著信息時(shí)代的開始晶體管，標(biāo)志著信息時(shí)代的開始 1962年年 發(fā)明了集成電路發(fā)明了集成電路 70年代后期年代后期 出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路 1925 26年年 建立了量子力學(xué)建立了量子力學(xué) 1926年年 建立了費(fèi)米建立了費(fèi)米 狄拉克統(tǒng)計(jì)狄拉克統(tǒng)計(jì) 1927年年 建立了建立了布洛赫波的理論布洛赫波的理論 1928年年 索末菲提出能帶的猜想索末菲提出能帶的猜想 1929年年 派爾斯提出禁帶、空穴的概念派爾斯提出禁帶、空穴的概念 同年貝特提出了費(fèi)米面的概念同年貝特提出了費(fèi)米面的概念 1957年年 皮帕得測(cè)量了第一個(gè)費(fèi)米皮帕得測(cè)量了第一個(gè)

10、費(fèi)米面面超晶格材料超晶格材料納米材料納米材料光子晶體光子晶體晶體管的發(fā)明晶體管的發(fā)明大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與工程信息技術(shù)與工程 幾乎所有的重大新幾乎所有的重大新(高高)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中經(jīng)過長(zhǎng)期的醞釀。經(jīng)過長(zhǎng)期的醞釀。 當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn)兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn)量子力學(xué)量子力學(xué)能帶理論能帶理論人工設(shè)計(jì)材料人工設(shè)計(jì)材料六六. 物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度提提出出命命題題推推測(cè)測(cè)答答案案理理論論預(yù)預(yù)言言實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證證修修改改理理

11、論論現(xiàn)代物理學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)現(xiàn)代物理學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)七七. 怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)著名物理學(xué)家費(fèi)曼說：著名物理學(xué)家費(fèi)曼說：科學(xué)是一種方法。它教導(dǎo)人們：一些事物是科學(xué)是一種方法。它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到了什么程度，如何對(duì)待疑問和不確定性，解到了什么程度，如何對(duì)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)象斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象 。著名物理學(xué)家愛因斯坦說：著名物理學(xué)家愛因斯坦說： 發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立

12、判斷地一般能力，應(yīng)當(dāng)始終發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷地一般能力，應(yīng)當(dāng)始終放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把專業(yè)知識(shí)放在首位。如果放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把專業(yè)知識(shí)放在首位。如果一個(gè)人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了一個(gè)人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考和工作，他必定會(huì)找到自己的道路，而獨(dú)立思考和工作，他必定會(huì)找到自己的道路，而且比起那種主要以獲得細(xì)節(jié)知識(shí)為其培訓(xùn)內(nèi)容的且比起那種主要以獲得細(xì)節(jié)知識(shí)為其培訓(xùn)內(nèi)容的人來，他一定會(huì)更好地適應(yīng)進(jìn)步和變化人來，他一定會(huì)更好地適應(yīng)進(jìn)步和變化 。 學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)：從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，了解學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)：從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，了解 物理學(xué)中各個(gè)分支之間的

13、相互聯(lián)系。物理學(xué)中各個(gè)分支之間的相互聯(lián)系。 學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：學(xué)習(xí)的關(guān)鍵： 學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：學(xué)習(xí)的重點(diǎn)： 物理模型物理模型 數(shù)學(xué)表述數(shù)學(xué)表述 研究方法與適用條件研究方法與適用條件勤于思考勤于思考悟物窮理悟物窮理八八. 教學(xué)計(jì)劃教學(xué)計(jì)劃教教 材：材：大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué) 上冊(cè)上冊(cè) 滕寶華滕寶華 廖旭廖旭 主編主編 許青春許青春 柳福提柳福提 副主編副主編 大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué) 下冊(cè)下冊(cè) 孫云卿孫云卿 雷雨雷雨 主編主編 黃乒花黃乒花 任學(xué)藻任學(xué)藻 副主編副主編 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué) 張三慧張三慧 主編主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 大學(xué)物理教程大學(xué)物理教程 吳錫瓏吳錫瓏 主編主編 高等教育出版社高等教育出版社 大學(xué)物理學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)大學(xué)物理學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo) 滕寶華滕寶華 吳喆吳喆 廖旭廖旭 主編主編 黃乒花黃乒花 任學(xué)藻任學(xué)藻 朱欽圣朱欽圣 副主編副主編 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 參考書：參考書：1.期末總成績(jī) B層：平時(shí)成績(jī)20%+半期考試成績(jī) 20%+期末考試成績(jī)60% 2.因故不能參加半期考試者，需由學(xué)院開證明，無故不參加者，半期考試成績(jī)作零分處理。3.