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大学物理绪论(修改版).ppt

大学物理绪论(修改版)

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2019-02-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《大学物理绪论(修改版)ppt》,可适用于高等教育领域

大学物理学绪论*斯蒂芬霍金年生于英国。岁患重症肌无力全身致残。以坚强的毅力进行科研。是继爱因斯坦后最伟大的物理学家。把量子力学和广义相对论结合起来提出了宇宙“开放暴胀论”什么是物理学?物理学是研究物质的结构、运动、相互作用形式及其相互转化规律的科学。、物质的基本结构粒子物理简介ppt、物质间的相互作用引力作用、电磁作用、强相互作用、弱相互作用、物质最基本、最普遍的运动形式及转化规律物理学研究对象在十分广泛范围内运动空间尺度(相差m)m(约亿光年)(宇宙)m(夸克)时间尺度(相差s)s(亿年)(宇宙年龄)s(硬射线周期)速率范围(静止)ms(光速)不同尺度和速度范围的对象要用不同的物理理论研究W粒子原子DNA人山地球太阳系星系星系团原子核微观介观宏观宇观天体物理粒子物理两大尖端紧密衔接*时间、空间时间:表征物质存在的持续性物质运动的阶段性和顺序性。用能周期性重复的现象来计量时间。时间的国际单位是秒(s)a定义秒为平均太阳日的。(一个太阳日就是太阳相继两次经过同一子午面的时间间隔。平均太阳日就是全年太阳日的平均)b年定义秒为年太阳年。(一太阳年为太阳两次通过春分点的时间间隔)c年第届国际计量大会决定定义秒等于铯原子基态的两个超细能级之间跃迁相对应的辐射周期的倍。这就是原子钟。精度为空间:表征物质存在的广延性物质之间的排列顺序。空间两点的距离为长度任何长度的测量都是通过某一长度基准进行的。长度的米制标准起源于法国。a最早的米定义是通过巴黎的一条子午线从北极到赤道的一千万分之一。b年的一届国际计量大会通过将保存在法国国际计量局中的铂铱合金棒的两条刻线间距离定义为米。c年的十七届国际计量大会通过光在真空中()秒内运行的路程定义为米。经典相对论狭义相对论ppt广义相对论ppt时间和空间是一切物质运动和存在的基本形式二、物理学的发展年前古希腊的自然科学。年牛顿《自然哲学的数学原理》发表物理学真正成为一门精确的科学世纪在伽利略、开普勒工作基础上牛顿建立了完整的经典力学理论世纪在大量实验基础上卡诺、焦耳、开尔文、克劳修斯建立了宏观热力学论克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼建立了气体分子动理论(热学)库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯韦建立了电磁学理论。世纪爱因斯坦独立创立了相对论普朗克、爱因斯坦、玻尔德布罗意、海森伯、薛定谔、玻恩等人共同努力创立了量子论和量子力学。奠定了近代物理学的理论基础。至此经典物理学理论体系的大厦巍然耸立!惠更斯、菲涅尔等建立了波动光学物理学在不断发展前沿粒子物理、天体物理、复杂性研究经典物理也在发展波动光学信息光学世纪物理学的发展趋势把对微观世界的研究与对宏观世界的研究结合起来世纪微观世界两大疑问宇宙中的两大疑问①弱相互作用中宇称不守恒②自由夸克没有观测到①暗物质是什么②类星体具有巨大能量(二)为什么学习物理学?物理学是一切自然科学的基础物理学是现代技术革命的先导物理学是认识世界掌握世界的思维方法形势的要求形势的要求高校大规模的扩招大学毕业生就业难毕业生专业不对口物理学具有全面知识力、光、电、原子物理覆盖了自然科学的全部领域。是专业的入门砖物理学的思维方法是再学习适应社会的需要生物化学物理自然法则应用数学定性的和定量的人类理解美学土木工程医学机械工程电气工程结构学机械控制热力学流体化学工程生物化学工程放射学应用生物学土力学建筑学机械原理核能电学电力机械人类利益化工航空学知识之树物理学是一切自然科学的基础世纪物理学深入渗透到其它学科化学:量子化学、激光化学、分子反应动力学等等年AHZewail成功地应用超快激光技术(飞秒激光)研究原子的微观运动获得诺贝尔化学奖。秒生命科学:DNA分子双螺旋结构FrancisCrickJamesWatsonDNA的双螺旋结构DNA的双螺旋构型物理学与医学核磁共振正常肿瘤正电子发射层析术(PET)PositronEmissionTomography利用发射正电子的示踪原子测量脑的活动功能诊断异常。物理学渗入经济学MSScholesFSBlack利用布朗运动模型和随机微分方程导出BlackScholes期权定价公式获年诺贝尔经济学奖。无论什么问题当物理学家用物理方法去研究它们时就把它们纳入物理学问题成为物理学的具体研究对象、物理学是现代技术革命的先导物理学基本规律渗透在自然科学的一切领域,应用于生产是工程技术特别是高新技术的基础。历史上物理与技术的关系大致有两种模式技术物理技术(以第一次工业革命为标志)物理技术物理(以电气化进程为标志)本世纪两种模式并存、交叉但几乎所有重大的新技术的创立都是以物理学的发展为先导的。爱因斯坦受激辐射理论()第一台激光器诞生()现代光学(物理)(技术)(物理)被誉为第三次工业革命的整个信息技术的发生、发展其硬件部分几乎都以物理学成果为基础:晶体管诞生()集成电路()大规模集成电路(年代后期)量子力学费米狄拉克统计固体能带理论(年代)微结构物理(物理)(技术)(物理)物理等基础科学是工程技术发展的基石和原动力第一支晶体管的诞生JBardeenWShockleyWHBrattain年获诺贝尔物理奖在一毫米见方的单晶硅片上制成的集成电路可以穿过针眼。年代中期Intel公司奔腾(Pentium)芯片上包含万个晶体管刻蚀线宽不到微米。世纪物理学又一重大贡献激光年制成第一台红宝石激光器此后几十年制成各种类型、覆盖各种频段的激光器应用推广到各个领域:激光通讯、激光雷达、激光熔炼、激光切割、激光外科手术、激光武器等等。激光切割激光手术激光光盘物理学是认识世界掌握世界的思维方法学习科学的思维方法增强全面素质对发挥人的创造潜力至关重要。从思维方法上讲讲三种物理学的思维方法简化模型的选取抓主要矛盾例:质点点电荷原子模型概念和方法的类比例:电学和磁学的类比假说例:量子论和量子力学具体地说物理学还有许多有特色的方法:演绎法:基本定律推理、演算新理论归纳法:归纳实验或观测事实假设、模型新理论对称性分析守恒量的利用定性和半定量分析量纲分析科学家的类型:牛顿归纳型伽利略观察型麦克斯韦逻辑型焦耳动手型爱因斯坦狂想型不同时期决定不同类型的科学家世纪牛顿伽利略世纪焦耳麦克斯韦世纪爱因斯坦新时期需要什么类型的科学家?混合型工程技术人员良好的物理素质表现在:在工程技术问题面前能够从物理本质上提出问题和做出判断(分析问题)能够把物理学的思想、观点、规律和方法运用到工程技术的实际中(解决问题)注意物理学的发展不断探索如何把物理学的新成果引入到工程技术中。(不断创新)要重视提高科学素质不要把物理课当专业课来对待!四、学习的主要内容及注意的几个问题经典物理:力学、热学、电磁学、波动学近代物理:量子物理 1、大学学习特点是进度快、内容多要自学、及时总结培养自学能力 2、注意听课方法注重科学的方法。重视思维能力等综合能力的锻炼要培养独立思考的能力笔记 3、认真完成作业等能力训练任务培养自己分析问题和解决问题能力。 、学会与老师沟通与同学间的协作。 、考评内容。(五)参考书目《物理学教程》第二版(一套二册)马文蔚《新概念物理教程》(一套五册)赵凯华罗蔚茵《基础物理学》上、下册陆果《普通物理学》程守洙江之永主编《伯克利物理学教程》(一套五册)《Physics》RResnick,DHalliday………作业:统一作业每章一交。要求:以班级为单位购买习题册。每本元。答疑时间:待定答疑地点:理学楼室。作业交到第二教学楼室。结束语发展独立思考和独立创新的一般能力应当始终放在首位,而不应当把知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论并且学会了独立思考与工作他必定会找到自己的道路。而且比起那些主要以获取细节知识为训练内容的人来他一定会更好地适应进步和变化。爱因斯坦大爆炸宇宙学说年珈莫夫、阿尔夫和赫曼提出大爆炸宇宙学说预言早期大爆炸的辐射仍残存在我们的周围。年彭齐亚斯和威尔逊观测到了充满宇宙空间的、温度在K之间的黑体辐射常称K(或K)宇宙微波背景辐射。宇宙背景辐射是宇宙大爆炸理论的重要实验依据。年哈勃发现:星系光谱每条谱线的波长增加了越远的星系以越快的速度离我们而去整个宇宙处在膨胀状态。年月宇宙背景探测卫星证明了上述结论。在此基础上逐步形成了在广义相对论基础上的一种标准模型:宇宙从一个原始火球爆炸开始尺度随时间增加温度随时间降低宇宙中物质成分也相应变化进行核合成从而形成原子以及结构(星体、星系星团)。这些组成了大爆炸宇宙标准模型。大爆炸宇宙标准模型大爆炸宇宙标准模型宇宙诞生(多亿年前)高温、高密状态Planck时代K大统一时代K强子时代轻子时代核合成时代复合时代KKKKs粒子产生s重子不对称性产生s大量强子过程s轻子过程min中子质子合成轻原子核×a中性原子生成光子脱耦星系形成**

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