物理绪论PPT学习教案

1、会计学1物理绪论物理绪论2第1页/共31页3都江堰水利工程都江堰水利工程物理学与中国物理学与中国第2页/共31页4绪绪 论论Introduction(一) 物理学的研究对象 物理学研究物质基本结构、性质、相互作用以及它们的最基本、最一般的运动规律。空间尺度 1026 m (约150亿光年) 10-20 m 宇宙大小 夸克大小时间尺度 1018 s (150亿年) 10-27s 宇宙年龄 硬 射线周期跨度约45 个数量级速率范围 0 (静止) 3108 m/s (光速)第3页/共31页5星系星系银河银河系系太阳系太阳系太阳太阳原子原子原子核原子核宇观宏观介观微观天体物理量子力学紧密衔接基本粒子基

2、本粒子粒子物理山川山川人人DNA长度长度细胞细胞第4页/共31页6Relativistic PhysicsQuantum PhysicsHuman Experience第5页/共31页7科 学 抽 象分析与综合归纳与演绎 类 比(二) 物理学的研究方法突出重点，抓住本质理想化模型：质点, 理想气体, 点电荷数学抽象：弹簧振子，单摆，电磁波局部 整体，整体 局部牛顿定律解题隔离法，微元分析法个别 一般 毕奥-萨伐尔定律的发现一般 个别 库仑定律的应用，极限法仿照旧现象加速新现象的研究第6页/共31页8(三) 物理学的发展与现状 5次大综合，引发3次工业革命17世纪：牛顿(英) 集伽利略、开 普勒

3、等人的成果，把天体与地 面物体运动统一起来，建立了 以牛顿三定律和万有引力定律 为基础的动力学理论体系。18世纪：瓦特(英) 发明蒸汽机， 经焦耳、开尔文、布朗、玻耳 兹曼等研究，建立了热力学和 统计物理学。蒸汽机、内燃机，第一次工业革命第7页/共31页918世纪到19世纪：麦克斯韦在库仑、 安培和法拉第等人研究的基础上， 建立电磁场理论，预言电磁波存 在，统一了电学、磁学、光学。电气化、电磁波通讯，第二次工业革命19世纪末20世纪初：爱因斯坦创立 狭义相对论，扩展物理学到高速 领域，建立了新的时空观。20世纪初：普朗克、爱因斯坦、玻 尔、薛定锷等人建立了量子力学， 扩展物理学到微观领域。原子

4、能和平利用、信息工业，第三次工业革命（至今）第8页/共31页10物理学的基本信念: 自然界是统一的 物理世界存在着完整的因果链条Exploring the NatureExploring the NatureDriving the TechnologyDriving the TechnologySaving the LifeSaving the Life第9页/共31页11(四) 物理学展望：航空航天神舟六号神舟六号第10页/共31页12 高速飞行体在空间飞行过程中与外界环境相互作用产生极高的温度，由此产生的原子分子的激发、解离、电离和其他化学反应以及光辐射和流场的变化等一系列现象，对这些现象

5、的研究对解决宇航工程问题将起到重要作用。高速飞行体在空间飞行过程中与外界环境相互作用产生极高的温度，由此产生的原子分子的激发、解离、电离和其他化学反应以及光辐射和流场的变化等一系列现象，对这些现象的研究对解决宇航工程问题将起到重要作用。 第11页/共31页13登陆火星第12页/共31页14新型飞行器新型飞行器第13页/共31页15气体星云及其星际环境气体星云及其星际环境猎户座内的大星云猎户座内的大星云M42M42 发射星云：星云内气体受到中心处或附近高温恒星的辐射激发，是星云本身发光，一般呈红色。发射星云：星云内气体受到中心处或附近高温恒星的辐射激发，是星云本身发光，一般呈红色。第14页/共3

6、1页16Layout of the deuterium cluster fusion experiment（1999）Laser focal diameterExploding laser heated clustersPlasma filamentGas jetClustersFocal spotFocused laser inLength =2mmFusion events between ions from nearby cluster 美国利佛莫尔实验室通过桌面小型激光器实现了激光核聚变，使用激光器打重氢分子团簇靶产生大量中子。美国利佛莫尔实验室通过桌面小型激光器实现了激光核聚变，使用

7、激光器打重氢分子团簇靶产生大量中子。新能源新能源第15页/共31页17(1/2, 3/2) J=22p6 J=0 (1/2, 1/2) J=0(3/2, 3/2) J=0(3/2, 3/2) J=2(3/2, 3/2) J=1(3/2, 1/2) J=22p53p2p53s(1/2, 1/2) J=2(3/2, 1/2) J=1自发辐射自发辐射强强力力电电子子碰碰撞撞激激发发X激光激光新型激光新型激光第16页/共31页18X射线激光形成过程射线激光形成过程第17页/共31页19第18页/共31页20生命科学DNA第19页/共31页21核磁共振成像核磁共振成像(简称简称MRI)是一种全新的医学影

8、像检查技术。完全不同于传统的是一种全新的医学影像检查技术。完全不同于传统的X线和线和X线线CT，对人体无放射性操作。，对人体无放射性操作。第20页/共31页22纳米材料C60第21页/共31页23可制成碳纳米管的场效应管可制成碳纳米管的场效应管 (FETs) 低能耗、场发射平面显示器低能耗、场发射平面显示器 (field emission) 传感器（电导随外界气氛变化显著）传感器（电导随外界气氛变化显著） 复合材料应用（强度为钢的复合材料应用（强度为钢的100倍）倍）碳纳米管的应用研究碳纳米管的应用研究第22页/共31页24原子层次的设计和操纵原子层次的设计和操纵第23页/共31页25信息产业

9、集成电路第24页/共31页26 2005年诺贝尔物理学奖授予三位在光学领域做出年诺贝尔物理学奖授予三位在光学领域做出贡献的科学家：美国人霍尔、格劳贝尔，以及德国人贡献的科学家：美国人霍尔、格劳贝尔，以及德国人亨施。以表彰他们在激光精密光谱学和光学相干量子亨施。以表彰他们在激光精密光谱学和光学相干量子理论方面的杰出成就。理论方面的杰出成就。第25页/共31页27 瑞典皇家科学院的公瑞典皇家科学院的公报中说，格劳贝尔奠定了报中说，格劳贝尔奠定了量子光学的理论基础，据量子光学的理论基础，据此，光谱中粒子的运动就此，光谱中粒子的运动就可以被描述。可以被描述。霍尔和亨施对精密光谱学的研究，使得人们可以霍

10、尔和亨施对精密光谱学的研究，使得人们可以精确地测得原子和分子的光学颜色，还可以把对光频精确地测得原子和分子的光学颜色，还可以把对光频率的测量精确到率的测量精确到15位数。据此，人们可以制造出极其位数。据此，人们可以制造出极其锋利的激光仪。而通过梳状滤波技术，所有颜色的光锋利的激光仪。而通过梳状滤波技术，所有颜色的光谱都可以被测量。谱都可以被测量。第26页/共31页28(五)努力学好物理学q 打好学习其它学科的基础q 提高科学素质和能力物理素质的表现 掌握物理学的思想和观点： 理想化模型，守恒和对称， 场的观点，能量的观点具有创新能力能从物理本质上提出和研究本专业问题， 能在工程技术中引入物理学的新成果第27页/共31页29(六)学习方法和学风的要求q 重视素质和能力的培养；q 培养自学能力，重视预习和复习，适应“粗线条” 讲课方式；q 学会记笔记: 记思路,要点和有特色的内容；q 注重实践环节，及时完成作业；q 严守课堂纪律。第28页/共31页30教材及参考书目1 张三惠主编，大学物理学张三惠主编，大学物理学(1-5册册)，清华大学出版社；，清华大学出版社；2 程守诛，