大學物理（上）李貞姬 緒論-lzj

李貞姬生命科學樓6-2-5Telmail:lee0720@南方醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程學院數(shù)理系大家新學期好!緒論一.什么是物理學二.物理學的五大基本理論三.物理學是構成自然科學的理論基礎四.物理學與科學技術五.物理學的方法和科學態(tài)度六.怎樣學習物理學七.教學計劃

物理學是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學

物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級——物理學研究的范圍

物理學(Physics)物質(zhì)結構物質(zhì)相互作用物質(zhì)運動規(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一.什么是物理學E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小的細胞原子原子核基本粒子DNA長度星系團銀河系最近恒星的距離太陽系太陽山哈勃半徑超星系團人蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸和層次物理學涉及眾多領域，縱越極大空間尺度和時間跨度。但是她從來不是大雜燴，物理學作為一門獨立的學科，有她內(nèi)在的美，這種美根源于大自然的和諧。質(zhì)子10-15m空間尺度：類星體10

26m時間尺度：宇宙年齡10

18s射線周期10-27s哇！物理學挺好玩兒一個事業(yè)的進步由兩種動機的促成：第一因為興趣，第二因為利益。但這兩個順序決不能顛倒。為什么學習物理●牛頓力學(Mechanics)

研究物體機械運動的基本規(guī)律及關于時空相對性的規(guī)律●

電磁學(Electromagnetism)

研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運動規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律●

熱力學(Thermodynamics)

研究物質(zhì)熱運動的統(tǒng)計規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)●

相對論(Relativity)

研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規(guī)律●

量子力學(Quantummechanics)

研究微觀物質(zhì)運動現(xiàn)象以及基本運動規(guī)律二.物理學的五大基本理論物理學構成了化學、生物學、材料科學、地球物理學等學科的基礎，物理學的基本概念和技術被應用到所有自然科學之中

物理學派生出來的分支及交叉學科

物理學與數(shù)學之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系粒子物理學原子核物理學原子分子物理學固體物理學凝聚態(tài)物理學激光物理學等離子體物理學地球物理學生物物理學天體物理學宇宙射線物理學三.物理學是構成自然科學的理論基礎20世紀，物理學被公認為科學技術發(fā)展中最重要的帶頭學科●熱機的發(fā)明和使用，提供了第一種模式：●電氣化的進程，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(CT)超導電子技術技術——物理——技術物理——技術——物理粒子散射實驗X射線的發(fā)現(xiàn)受激輻射理論低溫超導微觀理論四.物理學與科學技術物理學與技術相互促進發(fā)展技術——物理——技術物理——技術——物理牛頓力學電磁學量子力學航天飛行無線電通信信息革命右圖：“機遇”號登陸火星電子計算機的誕生●1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了晶體管，標志著信息時代的開始●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●1926年建立了費米狄拉克統(tǒng)計●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米面的概念●1957年皮帕得測量了第一個費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)模集成電路電子計算機信息技術與工程●幾乎所有的重大新(高)技術領域的創(chuàng)立，事先都在物理學中經(jīng)過長期的醞釀。●當今物理學和科學技術的關系兩種模式并存，相互交叉，相互促進“沒有昨日的基礎科學就沒有今日的技術革命”。

——李政道量子力學能帶理論人工設計材料嘿！物理學挺有用代表5-10年后的新技術代表幾十年后的新技術物理提出命題推測答案理論預言實驗驗證修改理論現(xiàn)代物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學

從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來，或從已有原理中推演出來

建立模型；用已知原理對現(xiàn)象作定性解釋，進行邏輯推理和數(shù)學演算

新的理論必須提出能夠為實驗所證偽的預言

一切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為準則

當一個理論與實驗事實不符時，它就面臨著被修改或被推翻

五.物理學的方法和科學態(tài)度著名物理學家費曼說：科學是一種方法。它教導人們：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。著名物理學家愛因斯坦說：

發(fā)展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終放在首位，而不應當把專業(yè)知識放在首位。如果一個人掌握了他的學科的基礎理論，并且學會了獨立思考和工作，他必定會找到自己的道路，而且比起那種主要以獲得細節(jié)知識為其培訓內(nèi)容的人來，他一定會更好地適應進步和變化。六.怎樣學習物理學●學習的觀點：從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學習物理學，了解物理學中各個分支之間的相互聯(lián)系。●學習的關鍵：●學習的重點：●物理模型

●數(shù)學表述

●研究方法與適用條件勤于思考悟物窮理●《大學物理學》

張三慧主編清華大學出版社●《大學物理教程》

吳錫瓏主編高等教育出版社

●《大學物理學習指導》張孝林主編科學出版社教材：《普通物理學》(第二版)胡盤新主編