第0讲：自我介绍,绪论.ppt

1、欢迎大家与我一起学习 大 学 物 理,自我介绍: 卢义刚：博士，教授，博士生导师； 主要从事大学物理教学及声学研究工作； 华南理工大学优秀共产党员； 广东省南粤优秀教师； 华南理工大学教学名师。 Email：,对同学们的基本要求： 1.不旷课、不迟到、不早退； 2.上课时间不使用手机等通讯工具； 3.上课时间不看其他书籍、不打瞌睡； 4.专心上课、积极思考物理问题； 5.及时复习所学内容，诚信应考； 6.同学间相互关心、相互帮助； 7.尊重老师、尊重父母、尊老爱幼、乐于助人； 8.爱惜身体、健康心理，让父母和学校放心； 9.言行规范高雅，为人楷模，关心社会，热爱祖国， 树立良好大学生形象，为华

2、工增光。,绪 论,物理学之定义： 牛顿称之为“自然哲学”。 物理学是研究物质的基本结构，物质之间的相互作用以及它们的最基本的最普遍的运动规律的科学。 物理学是研究物质、能量和它们相互作用的学科。,物理世界中最重要的三个概念：物质、运动和相互作用。 自然界由形形色色运动的物质组成。自然界没有不运动的物质，也没有脱离物质单独存在的运动，运动与物质是不可分割的，并且构成物理世界的主体。 运动-自然界中发生的一切变化和过程。如物理的、化学的、生物的、思维的、社会的运动等。 物理运动-最基本、最简单的运动形式。例：机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子的运动等。,形成以下五门相应的重大基础理论： 1.经典

3、(牛顿)力学：关于物体机械运动理论； 2.统计物理与热力学：关于热现象与大量粒子群体性质的理论； 3.电磁学：关于电、磁和电磁辐射的理论； 4.相对论：关于高速运动物体和物理规律不变性的理论； 5.量子力学：关于微观粒子运动的理论。,物理学与生产技术的关系： 物理学的许多发现和重要效应，常常是技术发展的先导，每逢物理学取得一次重大突破，总会引起一场重大的技术革命。 17到18世纪，牛顿力学和热力学的建立与发展，引起了第一次工业革命机械化。 到19世纪，电磁理论的发展，导致了发电机、电动机、电灯、电话、电报、变压器、雷达等的发明和应用。第二次工业革命电气化。 进入20世纪，随着相对论和微观物理学

4、建立和突破性发展，涌现出半导体、激光、计算机、电子显微镜、核磁共振、电视、遥感、核能应用、空间技术、信息技术信息化。,物质的物理图象： 我们日常接触到的是宏观物体；宏观物体的单元为微观物体；介于宏观与微观之间并具有特殊性质的部分为介观物体；由天体和宇宙空间构成的是宇观。 从物质线度看，目前知道的最小物体要算电子，理论与实验推断其直径不大于10-18m。 目前所知道最大的线度当然是“宇宙”，宇宙是人们直接或间接测量所及的“空间范围”其曲率半径约1026m。 从电子到宇宙，线度跨越44个量级，天地万物的线度处在这阶梯的不同台阶上。,宏观、微观、介观、宇观,宏观与微观：为了研究需要，人们常以10-7

5、m(分子线度)做为宏观与微观的界限。 宏观与微观，不仅有大小的差别，且在性质、规律、研究方法上存在本质的差异。 介观：线度在1nm-102nm之间，正好是原子和分子的尺寸范围。 当物质小到纳米尺度时，使物体的很多性能发生质变，具有许多特殊的性质。 宇观：一个尺寸很大的研究对象。 当前科学家关心两个问题：一是宇宙的起源与演化，即时间上有没有“始”和“终”的问题； 二是宇宙多大与大小有无变化，即空间上有没有极限的问题。,物理学理论历史上的几次大统一 物理学从牛顿力学到今天 300多年来，最基本的追求就是探索、寻求支配宇宙万物的最基本的统一规律；并不断将已知的物理概念、理论、规律转化为技术产物，转化

6、为改造世界的生产力。 1.牛顿力学定律和万有引力定律的统一。牛顿发现，天体运动与地面落体运动实际上遵循着相同规律，都是由引力引起。牛顿打破“天界”与“世俗”的界限，找到了两个世界的统一点。,2.19世纪中叶，能量守恒定律的发现，实现了物理学的第二次大统一。它揭示了热、机械、电、化学等各种运动之间的统一性。 3.19世纪末，法拉第和麦克斯韦建立起统一的电磁理论，实现了物理学的第三次大统一。预见了电磁波，揭示了光、电、磁的统一性。 4.20世纪初，爱因斯坦实现了物理学的第四次大统一。爱因斯坦的狭义相对论使力学、电磁学在新的时空观基础上达到协调统一；广义相对论使电磁理论与引力理论相协调。,5.20世

7、纪30年代，法国的德布罗意、德国的海森伯、奥地利的薛定谔等一批年轻物理学家创立物质波理论，发现电子和一切实物粒子都像光一样，既有波动性，又有粒子性，表现出波动性与粒子性的统一，并由此建立了量子力学，揭示了微观世界的基本规律。 6.1967年，美国的格拉肖、温伯格，巴基斯坦的萨拉姆建立了基本粒子之间弱相互作用与电磁相互作用的统一理论，完成第六次大统一。,为何要学习大学物理？ 自然科学的教育，是提高人们素质的重要因素，是现代教育的一个核心。它不仅使人获得生活和工作所需要的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度以及科学方法的熏陶和培养。 物理学的发展直接推动技术进步。 物理学是一门理论与实验高度结合的精确科学。有一套获得知识、组织知识、运用知识的有效步骤和方法。,怎样学好大学物理？ 1.对概念、定义、符号、公式要能用自己的语言陈 述出来。 2.对定理的证明、公式推导要了解基本思路后能独 立推导。深刻理解它们成立的条件、关键步骤、 推演技巧。 3.要多向自己提问(正反两面)。 4.要善于建立自己的物理图象。 5.思考答案的数量级对不对？反映的物理过程是否 合理？,要经常读地图，熟读地图可以 产生见解、产生智慧、产生办法、 产生信心。读的方法就是把地图挂 起来，搬凳子坐下，对地图看，从 大方面到活动地区，从地区全貌到 每一段地形特点。从粗读到细读， 逐块逐块地读，用红兰