大学物理学绪论.ppt

大学物理,物理学是认识世界的科学 在科学落后的年代，人们相信存在着神圣美好的天堂和卑贱苦难的地狱 。 “天地之别”是根深蒂固的封建迷信观念 。是伟大物理学家牛顿把天上的运动和地上运动统一起来，从根本上动摇了封建统治的理论基础 。20 世纪是物理学取得划时代革命成果的年代。物理学一方面把人类的视线一步又一步地引进分子、原子、原子核和基本粒子的领域，另一方面又把人类的视野扩展到 150 亿光年的遥远的宇宙空间，用“宇宙大爆炸”的学说，解释了大尺度的宇宙现象 。,物理改变世界,大学物理,物理学改变了世界 人类在地球上已经生存了几百万年，有文字记载的文明时代也已有 5 000 年，但是为什么在漫长的历史中，人类的生活方式、生产方式没有发生根本性变化 ? 为什么直到 18 世纪工业革命，尤其是 19 世纪电力技术革命以后，人类社会才发生如此迅速的一次又一次革命性发展 。这应该从物理学的创新发展中找到明确的答案 。那就是物理学改变了世界。,我们充分看到了发明的威力、功效和后果。这种作用无论在什么地方都不如古人一无所知的三项发明更加惹人注目，这三项发明是：印刷术、火药和指南针。它们改变了世界的整个面貌和事物的状况。印刷术使文学改观，火药使战争改观，指南针使航海改观。可以说，没有哪一个王朝，没有哪一个宗教派别，没有哪一个伟人增经对人类事物产生过比这些发明更大的力量和影响。 -培根 新工具,大学物理,物理学是一切自然科学、技术科学、工程技术、现代物质文明的基础 没有经典力学和热力学的发展，就不会有热机的改进和发展，就不能创造出汽车、火车、飞机，不能有火箭和人造卫星以实现飞离地球、奔向太空探索的梦想 。没有电磁感应理论，就没有电力技术 。没有量子力学的创立，就没有固体电子理论和半导体物理学，就不能创造出晶体管、集成电路，因而就不可能有计算机的出现。没有现代物理学，就没有现代化的家用电器，就没有现代的家庭物质文明 。,大学物理,超晶格材料,纳米材料,光子晶体,晶体管的发明,大规模集成电路,电子计算机,信息技术与工程,量子力学,能带理论,人工设计材料,大学物理,核能的利用,激光器的产生,层析成像技术(CT),超导电子技术, 粒子散射实验,X 射线的发现,受激辐射理论,低温超导微观理论,什么是物理学？,大学物理,大学物理,物理学研究的对象,物理学研究的范围,大学物理,最小 的细胞,原子,原子核,基本粒子,DNA长度,星系团,银河系,最近恒 星的距离,太阳系,太阳,山,哈勃半径,超星系团,人,蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次,我思想，所以我存在。 笛卡尔 今天，物理学为你打开一道门，引导你迈入科学的殿堂。明天，你要为物理学打开一扇窗，让人类迎接新的曙光！ 一位物理教师 家有一折扇，正面是吴湖帆的山水画，背面是沈尹默的书法，樟木的骨架雕工精美。然而，小儿只知道用之采风纳谅，却一点也不懂得细细品赏，实在可惜了。 物理学科技之母，理性之光。既能派生出许多应用性专业和技术，又积淀了浓厚的人文精华和美学色彩，就如那把折扇，她的欣赏价值也许并不亚于他的实用价值。 欣赏物理学,物理=枯燥？冷酷？,大学物理,物理学之美,大自然是美的，大自然的规律也是美的，物理学，她所研究的是自然界最基本最普遍的规律，因此，她应该是最美的。,人们总是按照美的原则来认识世界，改造世界的，“判天地之美，析万物之理。”这就是物理学。,物理学研究对象的美感、物理学问题的美、学研究方法的美、实验的美、物理学思维的美、理论和公式的美、哲学美和物理学技术应用的美。,物理学蕴涵着艺术化的概念与模型 ；物理学融诸种基本美学形态于一体 距离产生美感 ；对称、平衡、和谐乃是人类共通的审美标准 ；稳定感乃是人类审美心态中又一要素 ；韵律与节奏 ；“无限”，“无穷”本能的想往；,大学物理,1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意义的论文，为相对论、量子论等物理学领域奠定了基础，为纪念这一奇迹年100周年，全球物理学界一致呼吁2005年为 “世界物理年” 。,近年来，公众的物理意识在削弱，国际物理社会认为必须采取行动，欧洲物理学会（ EPS ）提议，2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005年为 “国际物理年” 的决议。通过展示物理在经济、技术、文化等方面的重要作用，在全球范围内争取公众对物理学的理解与支持，坚定公众对物理学的信念，推动物理教育，培养物理人才，使物理学在 21 世纪得到全新的发展。 全球性的纪念活动包括：“ 物理照耀世界”光束传递活动；“寻找物理天才”；“物理史图片巡回展”等。,大学物理,大学物理,1905年3月，发表了关于光的产生和转化的一个推测性观点。该论文提出提出了光量子假说，解释了经典物理学无法解释的光电效应。,1905年4月，爱因斯坦完成了分子大小的新测定法，5月完成了热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动。这是两篇关于布朗运动的研究的论文。解决了半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。,1905年的奇迹,大学物理,1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文论运体的电动力学，完整的提出了狭义相对论。,1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文物体的惯性同它所含的能量有关吗？，作为相对论的一个推论。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础，也为20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。,备注：1905年，26岁的爱因斯坦攻读苏黎世联邦工学院博士学位。以上五篇文章正是其提交的博士论文。其中相对论的创立，彻底改变了人类对自然的认识，其伟大意义，在整个科学史上，只有牛顿之创立万有引力理论可以与之相比。这一年因此被称为“爱因斯坦奇迹年”。,Nature and Natures laws lay hid in night; God said, Let Newton be! And all was light. -亚历山大.萧柏,宇宙的设计是如此美丽，设计所依照的法则是如此和谐 。 -牛顿,牛顿赋予世界画面的惊人的秩序与和谐给我们的美感上的满足，超过任何凭借天真的常识观点或亚里士多德派范畴的谬误概念，或诗人们的神秘想象所见到的、万花