大学物理绪论-1

欢迎大家学习 大学物理学 主讲教师 杨学栋 教授 公共邮箱bitphysical 密码daxuewuli 参考书目 大学物理学 一套五册 张三慧主编 清华大学出版社 1999 新概念物理教程 上 下册 赵凯华 罗蔚茵 高等教育出版社 1995 普通物理学 上 下册 程守洙 江之永编 高等教育出版社 2006 教材 大学物理 上 下册 芶秉聪 胡海云主编 国防工业出版社 大学物理学 大学物理学绪论 一 物理学的研究对象和研究方法物理学是研究物质的结构 相互作用和物质最基本 最普遍的运动形式及其相互转化规律的科学 研究对象十分广泛 空间尺度 相差1045 1046 1026m 约150亿光年 宇宙 10 20m 夸克 时间尺度 相差1045 1018s 150亿年 宇宙年龄 10 27s 硬 射线周期 速率范围0 静止 3 108m s 光速 不同尺度和速度范围的对象要用不同的物理学研究 相对论物理 经典物理 量子物理 人类活动 尺度 cm 速度 cm s 物质世界结构 宏观物体 分子 原子 原子核 质子 中子 夸克 电子 轻子 场 规范粒子 宇宙大爆炸标准模型 粒子物理标准模型 宇宙 费米子 粒子物理标准模型 微观物质基本相互作用 粒子分类 62种 强 色 电弱 电磁弱 Higgs汤川 尚未直接观测到 规范玻色子 13种 费米子 48种 Higgs粒子 1种 尚未发现 粒子物理标准模型 引力 规范玻色子 13种 强相互作用 电磁相互作用 弱相互作用 引力相互作用 胶子 8种 光子 1种 W Z0粒子 3种 引力子 未发现 1种 费米子 48种 中微子 e 中微子 中微子 第一代第二代第三代 电子 e 子 子 上夸克 u 粲夸克 c 顶夸克 t 下夸克 d 奇异夸克 s 底夸克 b 代 轻子 夸克 总数 包括它们的反粒子共12种 每味3色加反粒子共36种 大爆炸宇宙标准模型 宇宙诞生 150多亿年前 高温 高密状态 Planck时代 10 24s 大统一时代 1023K 强子时代 轻子时代 核合成时代 光子脱耦 1011K 1011K 109K 4000K W 粒子 原子 DNA 人 山 地球 太阳系 星系 星系团 原子核 微观 介观 宏观 宇观 天体物理粒子物理 两大尖端紧密衔接 物理学的研究方法 物理学是一门理论与实验高度结合的精确科学 其研究方法可以概括为 提出命题 推测答案 理论预言 实验检验 修改理论 应用 物理上的直觉 想象力 洞察力也常常产生重大突破和发现 从方法论上讲 物理学的研究方法可以分为 演绎法 基本定律 推理 演算 新理论归纳法 归纳实验或观测事实 假设 模型 新理论 具体地说 物理学还有许多有特色的方法 对称性分析守恒量的利用简化模型的选取概念和方法的类比定性和半定量分析量纲分析 二 物理学与技术物理学基本规律渗透在自然科学的一切领域 应用于生产技术的各个部门 是许多自然科学的基础 也是工程技术特别是高新技术的基础 历史上物理与技术的关系大致有两种模式 技术 物理 技术 以第一次工业革命为标志 物理 技术 物理 以电气化进程为标志 本世纪两种模式并存 交叉 但几乎所有重大的新技术的创立 都是以物理学的发展为先导的 例如 爱因斯坦受激辐射理论 1917 第一台激光器诞生 1960 现代光学 物理 技术 物理 被誉为第二次工业革命的整个信息技术的发生 发展 其硬件部分几乎都以物理学成果为基础 晶体管诞生 1947 集成电路 1962 大规模集成电路 70年代后期 量子力学费米 狄拉克统计固体能带理论 20年代 微结构物理 物理 技术 物理 物理等基础科学与工程技术的关系可以形象地用 知识之树 表示 生物 物理 化学 物理 自然法则 应用数学 定性的和定量的 人类理解 美学 土木工程 医学 机械工程 电气工程 结构学 机械控制 热力学 流体 化学工程 生物化学工程 放射学 应用生物学 土力学 建筑学 机械原理 核能 电学 电力机械 人类利益 化工 航空学 知识之树 三 为什么要学习物理学 打好学习其它学科的基础 提高科学素质和能力 以适应高新技术和市场经济的发展 转产 转行 学习物理对提高科学素质有重要作用 1 培养辩证唯物主义的世界观 2 学会掌握科学的方法 3 培养科学思维能力 发展智力 4 培养探索与创新精神 现代工程技术人员必须具备良好的科学素质 现代工业技术的工程师类型 工程科学家型 善于从战略思想上把当代科学成就和工程技术联系起来 出概念 出思想 革新发明家型 能创造性的运用当代科技知识建造工程系统 发明新方法 创造新产品 现场工程专家型 在现场从事建造 操作和维护复杂设备和工程系统的正常工作 管理规划专家型 在领导或管理部门工作 但活动仍以技术为背景 特点是 1 往往涉及边缘科学 知识面广 2 对新技术 新方向有敏锐的鉴察识别力 3 对方针政策有深刻理解 工程技术人员良好的物理素质表现在 在工程技术问题面前 能够从物理本质上提出问题和做出判断 分析问题 能够把物理学的思想 观点 规律和方法运用到工程技术的实际中 解决问题 注意物理学的发展 不断探索如何把物理学的新成果引入到工程技术中 不断创新 要重视提高科学素质 不要把物理课当专业课来对待 四 关于学习方法和学风的要求 反对应试观点 重视素质和能力的培养 特别是创新意识的培养 重视预习复习 主动培养自学能力 适应 粗线条 的讲课方式 学会记笔记 记思路 要点和有特色的内容 高质量地及时完成作业 摒弃 题海战术 严守课堂纪律 要勤于思考 悟物穷理 不断建立自己的物理图像 结束语发展