高二物理競賽緒論課件

一.物理學(xué)的研究對象物理學(xué)研究物質(zhì)世界的基本結(jié)構(gòu)、基本相互作用和最普遍的運動規(guī)律。

物質(zhì)存在的基本形式——實物和場1世界的物質(zhì)性物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次實物分子原子原子核質(zhì)子夸克電子（輕子）規(guī)范粒子場中子天體之間

衰變原子結(jié)合核力舉例引力子中間玻色子光子

介子傳遞子一切物體強子、輕子強子、輕子

強子被作用粒子作用時間(s)

作用范圍(m)1相對強度引力作用弱作用電磁作用強作用名稱2物質(zhì)之間存在相互作用迄今為止，人類了解得最多的是電磁力，了解得最早但最少的是引力。3運動是物質(zhì)的固有屬性4時間和空間是物質(zhì)存在的形式從牛頓的絕對時空觀到愛因斯坦的相對論時空觀的轉(zhuǎn)變機械運動、分子熱運動、電磁運動、原子和原子核運動、其它微觀粒子運動物質(zhì)世界的空間尺度宇觀

(＞107m)宏觀

(m)介觀

(﹥10-9m)微觀(＜10-9

~10-15m觀測工具大爆炸宇宙年齡：130~200億年地球地球年齡星系形成：50億年物質(zhì)世界的時間尺度大氣形成：熱電離層對流層中間層平流層外大氣層臭氧層生命的誕生：約40億年脊椎動物：約6億年人類出現(xiàn)年

物質(zhì)世界的時間尺度共計跨越了42個數(shù)量級130~200億年地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s介子壽命中間玻色子壽命宇宙年齡二物理學(xué)研究的方法觀察、實驗、模擬、演繹、歸納、分析、綜合、類比、理想化、假說…...例如：理想化方法理想模型（單擺、彈簧振子、理想氣體……)理想實驗（伽利略、牛頓…...）理想過程(準靜態(tài)、絕熱……)實質(zhì):簡化、純化，抓住主要矛盾，摒棄次要因素。例如：科學(xué)假說方法牛頓時代：以經(jīng)驗觀察，邏輯歸納為主。現(xiàn)代物理：問題——假說——(實踐)——科學(xué)——（證偽）——新問題——新假說——…...對應(yīng)原理：新理論應(yīng)包容在一定條件下被證實是正確的舊理論，并在極限條件下過渡到舊理論。簡單性原理：邏輯前提越簡單，普遍程度越高。指導(dǎo)性原理:

愛因基坦說過：物理上真實的東西，一定是邏輯上簡潔的東西。能量轉(zhuǎn)化與守恒定律-----將機械的、電磁的、熱的運動統(tǒng)一；麥克斯韋方程的建立-----將電磁、光的運動統(tǒng)一；萬有引力------天上與地上的運動統(tǒng)一；追求物質(zhì)世界的統(tǒng)一:相對論的建立-----將時間、空間與物質(zhì)運動統(tǒng)一，量子力學(xué)的建立-----將粒子性與波動性統(tǒng)一，實物與場統(tǒng)一；弱電統(tǒng)一理論-----將弱相互作用與電磁相互作用統(tǒng)一夸克理論-----將強子結(jié)構(gòu)統(tǒng)一宇宙大爆炸理論與大統(tǒng)一理論-----力圖將宇觀與微觀統(tǒng)一宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接物理學(xué)研究的是最基本的規(guī)律，應(yīng)具有簡潔、和諧、對稱和統(tǒng)一的特點?！敖衲甑闹Z貝爾物理學(xué)獎將我們帶回了宇宙形成的嬰兒時代?！?/p>

美國航天局（NASA）戈達德飛行中心的約翰·馬瑟

加州大學(xué)伯克利分校的喬治·斯穆特

發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接物理學(xué)研究的是最基本的規(guī)律，應(yīng)具有簡潔、和諧、對稱和統(tǒng)一的特點。

物理學(xué)最初是從對力學(xué)運動規(guī)律的研究發(fā)展起來的，后來又研究熱現(xiàn)象的規(guī)律，研究電磁現(xiàn)象的運動規(guī)律，研究光現(xiàn)象和輻射的規(guī)律，到19世紀末，物理學(xué)已經(jīng)形成了一個完整的體系，被稱為經(jīng)典物理學(xué)。

到20世紀初，物理學(xué)經(jīng)歷了一場偉大的革命產(chǎn)生了相對論和量子力學(xué)，在相對論和量子力學(xué)的基礎(chǔ)上，建立和發(fā)展了近代物理學(xué)。三.物理學(xué)的發(fā)展及其對社會進步的作用第一次工業(yè)革命（17~18世紀）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標志是以蒸汽機為代表的一系列機械的產(chǎn)生和應(yīng)用。

第二次工業(yè)革命（19世紀）：建立在電磁理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標志是發(fā)電機、電動機、電訊設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用。第三次工業(yè)革命（20世紀）：建立在相對論和量子力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標志是以信息技術(shù)為代表的一系列新學(xué)科、新材料、新能源、新技術(shù)的興起和發(fā)展。

重要物理規(guī)律的每一次發(fā)現(xiàn)都推動了整個自然科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的偉大變革

大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容

（1）經(jīng)典物理部分：運動學(xué)、牛頓力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動光學(xué)。

------是理工科大學(xué)生必不可少的科技基礎(chǔ)。（2）近代物理部分：狹義相對論與量子力學(xué)基礎(chǔ)------是學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可或缺的內(nèi)容。

四為什么要學(xué)習(xí)物理學(xué)1提供科學(xué)原理、科學(xué)方法2指導(dǎo)技術(shù)路線的選擇和技術(shù)方案的改進3培養(yǎng)技術(shù)人員的科學(xué)品格和創(chuàng)新能力，使其眼光遠，層次高，后勁足不僅僅是為后續(xù)課服務(wù)、不僅僅是為專業(yè)服務(wù)立足于提高自身科學(xué)素質(zhì)，有益于終身學(xué)習(xí)和發(fā)展

愛因斯坦說：“科學(xué)對于人類事務(wù)的影響有兩種方式，第一種方式大家熟知的：科學(xué)直接地、并在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類生活的工具；第二