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物理学绪论 课程安排 上半学期 分子物理学基础 热力学基础 第二单元 课程安排 2 恒定磁场 电磁感应 第四单元 光学的应用 振动和波动 第五单元 课程安排 课程安排 量子力学基础 现代医学技术仪器原理 3 4 5 星系团 6 什么是物理学 物质世界的质量尺度 跨越了80个数量级 物理学和物质世界 质量 时间 空间尺度 7 物质世界的空间尺度 跨越了42个数量级 哈勃半径 星系团 银河系 地球轨道半径 太阳半径 地球半径 月球半径 大分子 小分子 原子 原子核 基本粒子 物理学和物质世界 8 宇宙年龄 137亿年 地球年龄 46亿年 生命的诞生 约37亿年 人类 300万年 1014秒 中间玻色子寿命 10 24秒 宇宙大爆炸 物理学和物质世界 物质世界的时间尺度 跨越了42个数量级 9 物理学和物质世界 微观 粒子碰撞 探索原子的内部结构 1物理学和物质世界 微观 10 物理学和物质世界 微观 1945年7月16日美国在沙漠爆炸的实验性原子弹 裂变反应 相当于21000吨TNT的爆炸力 汽化了支撑原子弹的钢支架半英里范围内的沙粒被熔化 冷却后变成玻璃 11 E mc2 物理学和物质世界 宇观 质量和能量是等价的 它们是同一东西的两种形式 能量是获释的质量 质量是等待获释的能量 这个等式意味着 每个物体都包含着极其巨大的能量 比如 你是个普通个子的成年人 那不起眼的躯体里包含着不少于7 10的18次方焦耳的潜能 爆炸的威力足足抵得上30颗氢弹 12 人类与核能技术 核电站是利用核分裂或核融合反应所释放的的能量产生电能的发电厂 13 核能效益核电与水电 火电一起构成世界能源的三大支柱 至2009年 世界各国核电站总发电量的比例平均为17 14 核事故1前苏联切尔诺贝利 1986年4月26 发生爆炸的第4号反应堆 15 2日本福岛第一核电站 2011年3月 核泄漏问题长期化 16 核危机 17 核辐射对人的影响 18 哈勃太空望远镜 HubbleSpaceTelescope 缩写为HST 于1990年发射升空镜筒直径4 28米 主镜直径2 4米总长12 8米 总质量11 5吨 太阳能供电 物理学和物质世界 宇观 2物理学和物质世界 宇观 19 哈勃望远镜观测到的蟹状星云 物理学和物质世界 微观 20 哈勃望远镜观测到的恒星的诞生 物理学和物质世界 宇观 21 Arp147星系的一个黑洞环 距地球4 3亿光年 22 天体烟花 星际气体和尘埃中好似烟花绽放 23 太阳系中有没有同地球一样适合人类生存的星球 宇宙中有没有外生物的 ET 的存在 物理学和物质世界 宇观 24 美国在波多黎各的射电望远镜 物理学和物质世界 宇观 25 物理学和物质世界 宇观 火星探测器 26 想象中的外星生物 电影 E T 中经典的外星人形象 电影 阿凡达 27 二 为什么学 28 科学不但实用 科学也决定了我们如何思考及感受 物理与头脑相遇的地方 为什么学 29 现代高精尖医学仪器离不开物理学 X射线投射 核磁共振成像 扫描探针显微镜 CT成像 光纤内窥镜 为什么学 30 1 X射线投射 透过肌肉和组织看到骨骼 31 第一代显微镜 光学显微镜 极限分辨率是200nm 第二代显微镜 电子显微镜 TEM的点分辨率为0 2 0 5nm 第三代显微镜 扫描探针显微镜 它的分辨率达到0 01nm 2扫描探针显微镜 32 2扫描探针显微镜 33 Phyllomelittin 抗生素 治疗后的红血球表面血细胞 2扫描探针显微镜 34 艾滋病毒3D 2扫描探针显微镜 35 3核磁共振成像 MRI MagneticResnaneIamge 核磁共振 人脑MRI图 36 PET CT正电子发射计算机断层成像 人脑的PET图 为什么学 物理与工程技术 4CT成像 37 核磁共振成像 MRI 与CT的区别 MRI是把人体放置在一个强大的磁场中 通过射频脉冲激发人体内氢质子 水分子 发生核磁共振 接收信号MRI可做横断 矢状 冠状和任意切面的成像 物理原理 CT由于X线球管和探测器是环绕人体某一部位旋转 所以只能做人体横断面的扫描成像 38 实用范围 1 CT适用于肺 需增强 腹腔 需增强 泌尿系 增强更佳 造影剂帮助下使用血管造影 大脑实质组织 2 MRI适用于小脑 脑干 脊髓 骨骼 肌肉脂肪组织等 39 5光纤内窥镜 微创手术仪器 光的全反射 40 生活中的物理 生鸡蛋与熟鸡蛋的识别 为什么火车进站笛声听起来尖锐 出站笛