1 第1章绪论(introduction)简要2010.ppt

1、绪论（introduction）,什么是物理学？ 物理学与科学技术的关系怎样？ 如何学习大学物理学？,物理学,探索物质结构(“物”)及其运动的基本规律(“理”)的科学. Physics 物理学是关于自然界最基本形态的科学，它研究物质结构、相互作用及其运动规律。 基本运动形态： 机械运动（力学）；电磁运动（电磁学）； 热运动（热学）;微观粒子运动（量子力学） 它们是生命、遗传、思维等更高级运动的基础。,物质与运动,实物（object）,按照其物理特性(形状、结构、强度、密度、颜色、表面等等)分为固态、液态、气态和等离子态.,凝聚态(condensed state),固态和液态,物质包括“实物”和

2、“场”.而“场”更基本, 微观粒子本身都是“场”的特殊形态.,物质存在与时空尺度,数量级的概念,时间尺度,时间尺度举例 (单位：s) 宇宙年龄 1018 太阳系年龄1.41017 原始人1013 最早的文字记录1.61011 人类平均寿命2.2109 地球公转（一年）3.2107 地球自转（一天）8.6104 太阳光到地球的传播时间5102 人类心脏跳动周期1 声波的周期10-3 无线电波的周期10-6 p+介子的平均寿命10-9 分子振动周期10-12 原子振动周期（光波周期）10-15 光穿越原子的时间10-18 最短的粒子寿命10-25,时间(time)是平行于空间的一个基本概念. 没有

3、物质的存在就没有空间,而没有物质的运动就没有时间.,43个数量级！,Z0粒子10-25 （Plank 极限） 宇宙年龄1018,空间(space)尺度,43个数量级！,微观系统 (microscopic system),宇观系统,宏观系统 (macroscopic system),介观系统 (mesoscopic system),涉及星系尺度,大小接近或小于原子尺度数量级的研究客体,把大小在人体尺寸上下几个数量级范围内的客体,把由十几个到数百个原子组成的团簇及同量级大小的客体,质量范围,质量范围举例(单位:kg) 银河系 2.21041 太阳2.01030 地球6.01024 月亮7.4102

4、2 地球上的海洋1.41021 远洋轮船108 大象103 人6.0101 葡萄10-3 灰尘10-10 烟草花叶病毒2.310-13 青霉素分子5.010-17 铀原子4.010-26 质子1.710-27 电子9.110-31 中微子2.010-35,质量范围的下限,光子和所有以光速运动的粒子具有的静止质量为零,质量范围的上限,宇宙的总质量,暗物质(dark matter),存在与否,与中微子这种极微小的粒子是否有不为零的静止质量有关,根据星体发光的光度学理论得到的宇宙总质量比动力学理论的结果要小12个数量级,对尺度极小的微观粒子的研究结果可能决定着大尺度宇宙的图像,整个物质世界是既分层次

5、又属于一个和谐和统一的整体,物理量 国际单位制 测量误差 有效数字（ 按实验课要求）,物理量 单位制 量纲,量纲分析与估算 力学中的基本量：长度L、质量M和时间T 力学量Q的量纲式:dimQ=Q=LpMqTr 无量纲量:量纲指数等于零,如弧度、摩擦系数等. 量纲分析-物理方程两边各项的量纲相等. 单位和量纲不同：单位是量度量纲的尺度.,物理学与科学技术,基础研究是根,技术应用是果,物理规律普适性,自然科学基础,技术革命源泉,如何学好物理学？,基本物理过程、概念（物理图象）， 物理模型=清楚； 基本规律=准确，熟悉； 基本方法=掌握，熟练。,定性半定量方法;类比的方法等.,学习方法,课前预习 课

6、堂笔记和课堂练习 阶段性的学习整理 培养 独自完成作业和充分利用每周的答疑,惜时如金,为什么呢?,要求出勤！,一学期其实可短暂了,宿舍一出一进，一天过去了，嚎？,宿舍一出不进，一学期过去了，嚎？,教师上课体验：,同学们，这一堂课的时间很短暂， 上课铃声一响，再一响，这一堂课就过去了，嚎。,铃声再一响，又一响，又过去一堂课，嚎。,学生上学体验：,老师上课常要点名！,上学这一天最痛苦的事儿是啥，你知道嘛？,就是“去上课了，老师没点名！”,上学这一天最最痛苦的事儿是啥，你知道嘛？,就是“没去上课，老师点名了！”,上学这一天最最最痛苦的事儿是啥，你知道嘛？,就是“第一节课去了不点名，第二节课走了老师点名了！”,你们知道吗，作为教师在上课最可怕的事情是什么吗？,就是下课了，内容没有讲