《大学物理3》绪论(2014)

1、主要教学内容及其逻辑关系主要教学内容及其逻辑关系大学物理学大学物理学3绪论绪论统计性统计性波动性波动性量量子子物物理理热学热学光学光学即统计即统计又波动又波动相对论相对论9 9 温度和气体动理论温度和气体动理论10 10 热力学第一定律热力学第一定律11 11 热力学第二定律热力学第二定律22 22 光的干涉光的干涉23 23 光的衍射光的衍射24 24 光的偏振光的偏振26 26 量子物理的基本概念量子物理的基本概念27 27 薛定谔方程薛定谔方程28 原子中的电子原子中的电子量子量子物理物理热学热学光学光学相对论相对论8 8 狭义相对论基础狭义相对论基础 热学热学是研究宏观物质的热性质、热

2、运动规是研究宏观物质的热性质、热运动规律及其应用的一门学科律及其应用的一门学科热学的研究起源于人类对于冷与热现象本质的探索；热学的研究起源于人类对于冷与热现象本质的探索；其迅速发展得力于其迅速发展得力于的发明及其理论研究。的发明及其理论研究。 统计物理学是以宏观物质由大量微观粒子组成这统计物理学是以宏观物质由大量微观粒子组成这一事实为基本出发点，认为热运动系统的宏观性质是一事实为基本出发点，认为热运动系统的宏观性质是大量微观粒子运动的集体表现，热运动系统的宏观量大量微观粒子运动的集体表现，热运动系统的宏观量是微观量的统计平均值。是微观量的统计平均值。 从微观上看，宏观物体是由大量做无规则热运动

3、从微观上看，宏观物体是由大量做无规则热运动的微观粒子组成的，尽管对每个粒子而言，运动似乎的微观粒子组成的，尽管对每个粒子而言，运动似乎是无规律，但从总体上看是无规律，但从总体上看, , 在大量偶然事件中存在必在大量偶然事件中存在必然，即存在统计规律性。由此可以通过解宏观量与微然，即存在统计规律性。由此可以通过解宏观量与微观量的关系，深入热运动的本质，阐明热力学的物理观量的关系，深入热运动的本质，阐明热力学的物理量及热力学定律的统计意义。量及热力学定律的统计意义。 统计物理学的建立统计物理学的建立 克劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼成功地发展克劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼成功地发展了了气体分子动力学理论

4、气体分子动力学理论。 克劳修斯克劳修斯麦克斯韦麦克斯韦玻耳兹曼玻耳兹曼光是电磁波光是电磁波 光的干涉、衍射和偏振光的干涉、衍射和偏振双缝干涉双缝干涉薄膜和劈尖干涉薄膜和劈尖干涉衍射衍射S*d圆孔衍射圆孔衍射圆孔的衍射图象圆孔的衍射图象圆孔越小衍射图象越大圆孔越小衍射图象越大圆孔越大衍射图象越小圆孔越大衍射图象越小 光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看,每只每只眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只能看到左机眼睛只看到相应的偏振光图像，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那

5、样产生立体感觉。这就是立体电影的会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。原理。立体电影眼镜立体电影眼镜 偏振偏振光真的是一种光真的是一种“纯粹的波纯粹的波”吗吗?光电效应光电效应光是光是 “波粒二象性波粒二象性”的！的！ 近代物理学近代物理学 1919世纪末，世纪末，经典物理经典物理理论已取得辉煌的理论已取得辉煌的成功成功. 20. 20世纪来，人们在一些新的实验事实世纪来，人们在一些新的实验事实启示下发现，经典理论只是在宏观、低速下启示下发现，经典理论只是在宏观、低速下近似成立的定量理论近似成立的定量理论. .自然界遵循着更精细、自然界遵循着更精细、更深刻的规律更深刻的规律. .

6、 相对论相对论和和量子物理学量子物理学，的建，的建立，开始了立，开始了近代物理学近代物理学的研究的研究. .量子力学的特点量子力学的特点 1. 概念最新、最玄（概念最新、最玄（完全不同于经典力学）完全不同于经典力学）0VV0aIIIxIII隧道效应隧道效应-6-4-2246510611071.510721072.51073107隧道效应隧道效应粒子没有运动轨迹粒子没有运动轨迹 2. 争论最多争论最多完备性问题完备性问题测量问题测量问题哥本哈根学派和爱因斯坦哥本哈根学派和爱因斯坦“对批评的回对批评的回答答”，等等，等等爱因斯坦爱因斯坦-潘多尔斯基潘多尔斯基-罗森佯谬罗森佯谬 哥本哈根学派的领袖玻

7、尔回答提问时说哥本哈根学派的领袖玻尔回答提问时说: “I am a big fool.” “这这50年的沉思，并没有使我更接近于什么是年的沉思，并没有使我更接近于什么是光量子光量子“光子光子”这个问题的解决。这个问题的解决。” 爱因斯坦爱因斯坦1955年临终前不久的话年临终前不久的话 3. 最接近前沿最接近前沿量子力学是四大力学中最接近前沿且还在量子力学是四大力学中最接近前沿且还在发展的课程发展的课程进入微观世界的钥匙进入微观世界的钥匙广泛的应用和破解人类难题的基础广泛的应用和破解人类难题的基础 3. 最接近前沿最接近前沿量子力学是四大力学中最接近前沿且还在量子力学是四大力学中最接近前沿且还在

8、发展的课程发展的课程进入微观世界的钥匙进入微观世界的钥匙广泛的应用和破解人类难题的基础广泛的应用和破解人类难题的基础1. 1. 教学要求教学要求 掌握课程的基础知识和一定的解题能力；掌握课程的基础知识和一定的解题能力； 努力培养思考问题和讨论问题的习惯，努力通努力培养思考问题和讨论问题的习惯，努力通过对实验事实的思考，使自己逐步对客观世界过对实验事实的思考，使自己逐步对客观世界的物理特点、物理图像、思想方法有一个比较的物理特点、物理图像、思想方法有一个比较正确的认识正确的认识; ; 虚心学习前人的创新品质和创新过程，努力培虚心学习前人的创新品质和创新过程，努力培养自己的批判意识与创新精神。养自己的批判意识与创新精神。2.考核方式考核方式 期终考核：期终考核： 70 闭卷笔试闭卷笔试 平时成绩：平时成绩： 30 出勤、作业、单元练习、期中考试、出勤、作业、单元练习、期中考试、交流讨论等。交流讨论等。 虚心学习前人的创新品质和创新过程虚心学习前人的创新品质和创新过程； 自己对有关内容的认识过程自