大学物理（上）李贞姬 绪论-lzj.ppt

李贞姬 生命科学楼6 2 5Tel 020 61648276Email lee0720 南方医科大学生物医学工程学院数理系 大家新学期好 绪论 一 什么是物理学 二 物理学的五大基本理论 三 物理学是构成自然科学的理论基础 四 物理学与科学技术 五 物理学的方法和科学态度 六 怎样学习物理学 七 教学计划 物理学是研究物质世界最基本形态的科学 物质世界的层次和数量级 物理学研究的范围 物理学 Physics 微观粒子Microscopic 介观物质mesoscopic 宏观物质macroscopic 宇观物质cosmological 一 什么是物理学 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和层次 物理学涉及众多领域 纵越极大空间尺度和时间跨度 但是她从来不是大杂烩 物理学作为一门独立的学科 有她内在的美 这种美根源于大自然的和谐 质子10 15m 空间尺度 类星体1026m 时间尺度 宇宙年龄1018s 射线周期10 27s 哇 物理学挺好玩儿 一个事业的进步由两种动机的促成 第一因为兴趣 第二因为利益 但这两个顺序决不能颠倒 为什么学习物理 牛顿力学 Mechanics 研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 电磁学 Electromagnetism 研究电磁现象 物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 热力学 Thermodynamics 研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 相对论 Relativity 研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律 量子力学 Quantummechanics 研究微观物质运动现象以及基本运动规律 二 物理学的五大基本理论 物理学构成了化学 生物学 材料科学 地球物理学等学科的基础 物理学的基本概念和技术被应用到所有自然科学之中 物理学派生出来的分支及交叉学科 物理学与数学之间有着深刻的内在联系 粒子物理学 原子核物理学 原子分子物理学 固体物理学 凝聚态物理学 激光物理学 等离子体物理学 地球物理学 生物物理学 天体物理学 宇宙射线物理学 三 物理学是构成自然科学的理论基础 20世纪 物理学被公认为科学技术发展中最重要的带头学科 热机的发明和使用 提供了第一种模式 电气化的进程 提供了第二种模式 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 四 物理学与科学技术 物理学与技术相互促进发展 右图 机遇 号登陆火星 电子计算机的诞生 1947年贝尔实验室的巴丁 布拉顿和肖克来发明了晶体管 标志着信息时代的开始 1962年发明了集成电路 70年代后期出现了大规模集成电路 1925 26年建立了量子力学 1926年建立了费米 狄拉克统计 1927年建立了布洛赫波的理论 1928年索末菲提出能带的猜想 1929年派尔斯提出禁带 空穴的概念同年贝特提出了费米面的概念 1957年皮帕得测量了第一个费米面 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 几乎所有的重大新 高 技术领域的创立 事先都在物理学中经过长期的酝酿 当今物理学和科学技术的关系 两种模式并存 相互交叉 相互促进 没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命 李政道 量子力学 能带理论 人工设计材料 提出命题 推测答案 理论预言 实验验证 修改理论 现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学 从新的观测事实或实验事实中提炼出来 或从已有原理中推演出来 建立模型 用已知原理对现象作定性解释 进行逻辑推理和数学演算 新的理论必须提出能够为实验所证伪的预言 一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则 当一个理论与实验事实不符时 它就面临着被修改或被推翻 五 物理学的方法和科学态度 著名物理学家费曼说 著名物理学家爱因斯坦说 六 怎样学习物理学 学习的观点 从整体上逻辑地 协调地学习物理学 了解物理学中各个分支之间的相互联系 学习的关键 学习的重点 物理模型 数学表述 研究方法与适用条件 勤于思考 悟物穷理 大学物理学 张三慧主编清华大学出版社 大学物理教程 吴锡珑主编高等教育出版社 大学物理学习指导 张孝林主编科学出版社 教材 普通物理学 第二版 胡盘新主编高等教育出版社 参考书 七 教