大学物理课件绪论1.ppt

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1、物理学物理学第五版第五版大学物理学大学物理学绪论绪论1绪论绪论物理学物理学第五版第五版一、为什么要学习物理学1.物理学的性质2绪论绪论物理学物理学第五版第五版物理学是自然科物理学是自然科学中最基本的学科，学中最基本的学科，它研究物质的基本它研究物质的基本结构及其运动的最结构及其运动的最一般规律。一般规律。3绪论绪论物理学物理学第五版第五版物理学满足人类所深刻认识到的最根本的程度上了解自然界的需要 。人类探索物质世界的不同层次人类探索物质世界的不同层次空间尺度(相差10451046)1026 m(约150亿光年)(宇宙)1020 m(夸克)时间尺度(相差1045)1018s 150亿年(宇宙年龄

2、)-10-27s(硬 射线周期)速率范围0(静止)-3108 m/s(光速)4绪论绪论物理学物理学第五版第五版科学技术发展、尺度和时间图科学技术发展、尺度和时间图5绪论绪论物理学物理学第五版第五版宇宙学与粒子物理学密不可分6绪论绪论物理学物理学第五版第五版物理学为其他学科创立技术和原理，重大新技术领域的创立总是经历长期的物理酝酿。7绪论绪论物理学物理学第五版第五版伽利略进行重力实验，首次把观察和实验的方法引入科学研究。1687年牛顿的原理出版，微积分用于力学，产生了真正的现代意义上的科学。17-18世纪，由于力学和热学发展的成就引发了第一次工业革命，人类由手工劳动进入到了使用蒸气动力的蒸气时代

3、。19世纪，建立在电磁学发展基础上产生了第二次工业革命，人类由蒸气时代进入到了电器时代。20世纪，随着原子物理学和量子力学的发展人类进入了到了电子时代和信息时代。8绪论绪论物理学物理学第五版第五版卢瑟福粒子散射实验(1909物理)核能利用(40年代以后技术)爱因斯坦受激辐射理论(1917物理)第一台激光器(1960技术)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)晶体管诞生(1947)集成电路(1962)大规模集成电路(70年代后期技术)9绪论绪论物理学物理学第五版第五版扫描隧道显微镜(STM)的发明：70年代 罗伯特.杨制成场发射显微镜。1981年 宾尼和罗雷尔应用隧道效应，

4、正是由于其掌握了量子力学方面的知识，改进了场发射显微镜研制成了扫描隧道显微镜（STM），1986年诺贝尔物理学奖，得益于深厚的科学素养。技术的创新与发展深受科学素质的影响与限制。10绪论绪论物理学物理学第五版第五版硅表面77重构图象 原子和分子的观察与操纵 白春礼 插页彩图2解决许多理论和实验上的疑难问题11绪论绪论物理学物理学第五版第五版用AFM得到的癌细胞的表面图象原子和分子的观察与操纵 白春礼 P.98 图 4-8基于STM工作原理或扫描成像方法的派生显微镜系列原子力(AFM)磁力 分子力显微镜 等等12绪论绪论物理学物理学第五版第五版 1994年中国科学院科学家“写”出平均每个字的面积

5、仅百万分之一平方厘米原子和分子的观察与操纵 白春礼 插页彩图13操纵原子不是梦“原子书法”13绪论绪论物理学物理学第五版第五版物理学是人类智慧的结晶。物理学能够帮助人们理解世界，解决问题，有助于培育创新能力。14绪论绪论物理学物理学第五版第五版2.大学学习的目的高素质的通才教育厚基础、宽口径、强能力的通才15绪论绪论物理学物理学第五版第五版深厚的科学素养是发明创造的基础。高的科学素质和能力是高新技术和市场经济的发展的需要现代工业技术工程师类型要求良好的科学素质物理素质的表现物理学的思想、观点和方法从物理本质上提出和研究本专业问题创新能力在工程技术中引入物理学的新成果16绪论绪论物理学物理学第五

6、版第五版二、在大学物理课程中学习什么知识物理学关于物质世界的基本理论基础方法物理学认识和研究问题的思想方法中心应用运用物理学的理论和方法解决技术问题目的如何具体把握呢？17绪论绪论物理学物理学第五版第五版1.物理学是关于物质运动一般规律的科学对象概念框架体系应用普适性：是一个具有逻辑自恰性的理论框架和体系，所以应从整体上把握。18绪论绪论物理学物理学第五版第五版2.物理学是以物质世界为对象的观察和实验的科学第一要建立起物理学图象。观察和实验是全部物理学知识的基础。第二要关注物理学发展中实验的作用。19绪论绪论物理学物理学第五版第五版20绪论绪论物理学物理学第五版第五版3.物理学是精密科学概念物

7、理量规律物理量之间的数量关系数学是物理学的语言自然法则必然能用简洁而优美的数学方程来表达。自洽和谐的数学形式背后必然有深刻的物理学背景。定量科学 讨论任何自然科学问题必须要有量的概念，否则不会有正确结论。物理学是一门定量科学，它是物质世界数量关系的高度总结，精确的把握物质运动变化的规律和结果。21绪论绪论物理学物理学第五版第五版4.物理学是一门历史科学在历史上由物理学领先的自然科学完全改变了地球的面貌和人类的生产生活方式。物理学发展的历史为人们提供了丰富的科学研究的方法和思想，同时也充满了深刻的经验与教训。关注物理学理论发展的历史可以学习丰富的思想、经验、教训和方法。22绪论绪论物理学物理学第

8、五版第五版5.物理学依然是一门蓬勃发展中的科学物理学重大理论的发展物理学的发展将会引发新的技术革命。23绪论绪论物理学物理学第五版第五版24绪论绪论物理学物理学第五版第五版 粒子物理学(微观理论)标准模型 认定基本粒子 揭示物质的组成 高能物理实验(实验手段)发展加速器取得实验数据 验证微观理论 天体物理学(宇观理论)标准宇宙模型分析宇宙的起源 大爆炸宇宙学两个前沿的基本理论25绪论绪论物理学物理学第五版第五版依靠高能粒子加速器的发展宇宇宙宙生生成成发发展展认认识识物物质质组组成成的的历历程程温度温度(K)能量能量(eV)物理过程物理过程10321028粒子产生10281024大统一，大沙漠1

9、013109强子1011107轻子51095105正负电子湮灭中子自由衰变109105核形成41030.4复合，星系形成2.7310-4现在26绪论绪论物理学物理学第五版第五版三、怎样学好大学物理勤于思考，悟物穷理。整个大学学习的目的就是要学会思考！1.首先要有一个正确的态度树立科学的观念与精神27绪论绪论物理学物理学第五版第五版28绪论绪论物理学物理学第五版第五版2.学习目的要转变掌握零散的科学知识掌握系统理论，思想方法培养创新能力应试学习知识的积累，能力的训练，素质的培养的学习被动学习主动学习29绪论绪论物理学物理学第五版第五版3.学习方法要转变单独学习相互讨论、交流为了作题而学习为了学习而作题先看书后独立完成作业课堂完成课堂的听讲+课后的阅读盲从的学习 要有批判的精神带着问题听课读书30绪论绪论物理学物理学第五版第五版4.几点具体的建议要交流和答疑不要简单的问题怎么做。课后阅读整理以课堂笔记的框架阅读。及时独立完成作业不能照例题做作业，推理过程要表达清楚规范。坚持上课必须学会记笔记(问题的提出,解决的方法,重要的结论)。31绪论绪论物理学物理学第五版第五版少年易老学难成，一寸光阴不可轻。未觉池塘春草梦，阶前梧叶已秋声。半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊。问渠哪得清如许，为有源头活水来。南宋朱熹32绪论绪论