大學(xué)物理第零章

大學(xué)物理C

2015-2016第二學(xué)期2023/1/151Lecture1第零章物理學(xué)簡介什么是物理科學(xué)？什么是物理學(xué)？物理學(xué)的分類現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展方向書本的結(jié)構(gòu)和所需的數(shù)學(xué)知識2023/1/152Lecture1

物理科學(xué)(physicalscience)：對無機(jī)界進(jìn)行系統(tǒng)研究的科學(xué)。一般包括4大領(lǐng)域：物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)和地球科學(xué)。

物理學(xué)(physics)：一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它在實(shí)驗考察和理論探索所能達(dá)到的范圍內(nèi)，研究自然界中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及各基本組分間的相互作用等根本問題。它的目標(biāo)是對物理學(xué)的綜合原理或定律做出公式化的表述，從而以最一般的方式對各種無聯(lián)系的物理現(xiàn)象加以概況，并用最簡潔而又準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言加以表達(dá)。

《不列顛百科全書》國際中文版什么是物理科學(xué)？什么是物理學(xué)？2023/1/153Lecture1現(xiàn)代物理學(xué)的分類（一）

實(shí)驗物理：在嚴(yán)格控制的條件下，以準(zhǔn)確的定量方式觀測物理現(xiàn)象，揭示自然界的事實(shí)。

理論物理：用數(shù)學(xué)語言建立一個統(tǒng)一的概念框架，了解事實(shí)的意義。二者互為補(bǔ)充，不可偏頗。2023/1/154Lecture1理論物理與實(shí)驗物理法拉第沒有受過良好的正統(tǒng)數(shù)學(xué)教育，只懂得一點(diǎn)微積分。實(shí)際上，他對數(shù)學(xué)不感興趣。法拉第認(rèn)為數(shù)學(xué)家很容易會與大自然失去接觸；他希望能夠腳踏實(shí)地，越接近大自然越好，而實(shí)現(xiàn)這目標(biāo)的方法就是做實(shí)驗。法拉第勤于做筆記，他將實(shí)驗的所有相關(guān)細(xì)節(jié)都一絲不茍的詳盡記錄。巨著《電學(xué)實(shí)驗研究》(ExperimentalResearchesinElectricity)就是這些筆記的結(jié)晶。

麥克斯韋用場論的觀點(diǎn)整合已存的雜亂無章的電磁學(xué)理論，創(chuàng)立麥克斯韋方程組，建立了電磁學(xué)的理論框架。2023/1/155Lecture1現(xiàn)代物理學(xué)的分類（二）

力學(xué)凝聚物質(zhì)物理學(xué)引力理論核物理學(xué)熱學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)粒子物理學(xué)電學(xué)和磁學(xué)量子力學(xué)光學(xué)相對論力學(xué)原子物理學(xué)和化學(xué)物理學(xué)

2023/1/156Lecture1我國的物理學(xué)分類博士學(xué)位：物理學(xué)從屬于理學(xué)教育部學(xué)科分類：一級學(xué)科：力學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)

每個一級學(xué)科下又分為若干二級學(xué)科，每個二級學(xué)科下又分為若干三級學(xué)科2023/1/157Lecture1

力學(xué)：基礎(chǔ)力學(xué)、固體力學(xué)、振動與波、流體力學(xué)、流變學(xué)、爆炸力學(xué)、物理力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)、應(yīng)用力學(xué)、力學(xué)其他學(xué)科物理學(xué)：物理學(xué)史、理論物理學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、無線電物理、電子物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、等離子體物理學(xué)、分子原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)、高能物理學(xué)、計算物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、物理學(xué)其他學(xué)科2023/1/158Lecture1

天文學(xué)：天文學(xué)史、天體力學(xué)、天體物理學(xué)、天體化學(xué)、天體測量學(xué)、射電天文學(xué)、空間天文學(xué)、天體演化學(xué)、星系與宇宙學(xué)、恒星于銀河系、太陽與太陽系、天體生物學(xué)、天文學(xué)其他學(xué)科2023/1/159Lecture1現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展方向(高能物理為例)

理論物理：標(biāo)準(zhǔn)模型(StandardModel)

超出標(biāo)準(zhǔn)模型的統(tǒng)一理論實(shí)驗物理：國際化的大型實(shí)驗歐洲核子中心(CERN)的強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)

四個實(shí)驗：ATLAS,CMS,LHCb,ALICE

美國：暗物質(zhì)AMS

日本：超級B介子工廠SuperBFactory

中國：北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPCII)

北京譜儀國際合作組(BESIII)

大亞灣中微子實(shí)驗江門中微子實(shí)驗

2023/1/1510Lecture1LHCBEPCII2023/1/1511Lecture1從觀測尺度上考察(小尺度和大尺度)物理與其他學(xué)科的交叉發(fā)展2023/1/1512Lecture1書的結(jié)構(gòu)內(nèi)容：11章涵蓋力、熱、光、電和近代物理5個部分力學(xué)：1~4章運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、剛體力學(xué)、振動和波熱學(xué)：5章氣體動理論電磁學(xué)：6~8章靜電場