(完整版)大學(xué)物理緒論

一.什么是物理學(xué)

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)研究的范圍

——

物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)物理學(xué)(Physics)質(zhì)子

10-15

m空間尺度：物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)相互作用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律微觀粒子Microscopic介觀物質(zhì)mesoscopic宏觀物質(zhì)macroscopic宇觀物質(zhì)cosmological類星體

10

26

m時(shí)間尺度：基本粒子壽命10-25

s宇宙壽命1018

s緒論E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小的細(xì)胞原子原子核基本粒子DNA長(zhǎng)度星系團(tuán)銀河系最近恒星的距離太陽(yáng)系太陽(yáng)山哈勃半徑超星系團(tuán)人蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次物理現(xiàn)象

按空間尺度劃分：量子力學(xué)經(jīng)典物理學(xué)宇宙物理學(xué)

按速率大小劃分：相對(duì)論物理學(xué)非相對(duì)論物理學(xué)

按客體大小劃分：微觀系統(tǒng)宏觀系統(tǒng)

按運(yùn)動(dòng)速度劃分：低速現(xiàn)象高速現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)物理理論物理計(jì)算物理今日物理學(xué)

物理學(xué)的發(fā)展●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●

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●

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)●

相對(duì)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●

量子力學(xué)(Quantummechanics)

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.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);是最古老、但發(fā)展最快的科學(xué);它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段。

物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)

物理學(xué)派生出來(lái)的分支及交叉學(xué)科物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、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。

物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系粒子物理學(xué)原子核物理學(xué)原子分子物理學(xué)固體物理學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)激光物理學(xué)等離子體物理學(xué)地球物理學(xué)生物物理學(xué)天體物理學(xué)宇宙射線物理學(xué)三.物理學(xué)是構(gòu)成自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)四.物理學(xué)與技術(shù)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●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：核能的利用激光器的產(chǎn)生層析成像技術(shù)(CT)超導(dǎo)電子技術(shù)技術(shù)——物理——技術(shù)物理——技術(shù)——物理粒子散射實(shí)驗(yàn)X射線的發(fā)現(xiàn)受激輻射理論低溫超導(dǎo)微觀理論電子計(jì)算機(jī)的誕生●1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來(lái)發(fā)明了晶體管，標(biāo)志著信息時(shí)代的開(kāi)始●1962年發(fā)明了集成電路●70年代后期出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路●

192526年建立了量子力學(xué)●

1926年建立了費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì)●1927年建立了布洛赫波的理論●1928年索末菲提出能帶的猜想●1929年派爾斯提出禁帶、空穴的概念同年貝特提出了費(fèi)米面的概念●1957年皮帕得測(cè)量了第一個(gè)費(fèi)米面超晶格材料納米材料光子晶體晶體管的發(fā)明大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與工程●幾乎所有的重大新(高)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的醞釀。●

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)“沒(méi)有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒(méi)有今日的技術(shù)革命”。

——李政道量子力學(xué)能帶理論人工設(shè)計(jì)材料五.物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度提出命題推測(cè)答案理論預(yù)言實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證修改理論現(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)

從新的觀測(cè)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)中提煉出來(lái)，或從已有原理中推演出來(lái)

建立模型；用已知原理對(duì)現(xiàn)象作定性解釋，進(jìn)行邏輯推理和數(shù)學(xué)演算

新的理論必須提出能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)所證偽的預(yù)言

一切物理理論最終都要以觀測(cè)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)為準(zhǔn)則

當(dāng)一個(gè)理論與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符時(shí)，它就面臨著被修改或被推翻

六.怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)著名物理學(xué)家費(fèi)曼說(shuō)：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)在了解到了什么程度，如何對(duì)待疑問(wèn)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。著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)：

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(lái)，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)，了解物理學(xué)中各個(gè)分支之間的相互聯(lián)系?！?/p>

學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：●學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：●物理模型

●數(shù)學(xué)表述

●研究方法與適用條件勤于思考悟物窮理七.教學(xué)計(jì)劃●《大學(xué)物理學(xué)》

張三慧主編清華大學(xué)出版社●《大學(xué)物理教程》

吳錫瓏主編高等教育出版社

●《大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)》張孝林主編科學(xué)出版社教材：《普通物理學(xué)》程守洙主編

高等教育出版社

●參考書(shū)：內(nèi)容參考學(xué)時(shí)