高二物理競(jìng)賽緒論 課件

一、物理學(xué)的研究對(duì)象

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，物質(zhì)之間的相互作用以及它們的最基本的最普遍的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1.世界是物質(zhì)的。+間斷的物體與傳遞相互作用的場(chǎng)都是物質(zhì)從9.1110-31KG電子---101030

KG的太陽系2物質(zhì)之間存在相互作用引力相互作用電磁相互作用強(qiáng)相互作用

++電力102N引力10-34N凝聚力？強(qiáng)力104N！原子核強(qiáng)子之間（質(zhì)子、中子及各種介子之間）。力程<10-15m。傳遞引力相互作用—引力子傳遞強(qiáng)相互作用—膠子注意:“基本粒子”都有其反粒子（如電子的反粒子就是正電子）。且傳遞相互作用力的都是其場(chǎng)粒子。

弱相互作用力---廣泛存在于輕子與輕子之間，輕子與強(qiáng)子之間，強(qiáng)子與強(qiáng)子之間。；力程<10-17m.

傳遞電磁相互作用—光子傳遞弱相互作用—中間玻色子3運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有屬性自然界中沒有不運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，也沒有沒有物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)形式是多樣的，如機(jī)械運(yùn)動(dòng),電磁運(yùn)動(dòng),熱運(yùn)動(dòng)…..而物理學(xué)是研究最基本,最普遍的運(yùn)動(dòng)形式的4時(shí)間和空間是物質(zhì)存在的形式兩個(gè)轉(zhuǎn)變:

人們從牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀到愛因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀的轉(zhuǎn)變。從時(shí)空的有限、無限哲學(xué)思辯到用科學(xué)的方法去研究。宇觀宏觀介觀微觀天體物理粒子物理--兩大尖端科學(xué)緊密銜接空間尺度42個(gè)臺(tái)階研究范圍--非常廣泛

物質(zhì)世界的時(shí)間尺度共計(jì)跨越了45個(gè)數(shù)量級(jí)150億年(1018s)地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s介子壽命中間玻色子壽命宇宙年齡硬

射線周期10-27s宇宙年齡：130~200億年地球年齡時(shí)間尺度橫跨45個(gè)數(shù)量級(jí)硬

射線周期≈10-27s大爆炸地球速率范圍0（靜止）—3×108m/s（光速）所研究對(duì)象的尺度和速度不同，所利用的理論也不同。一.

物理學(xué)的研究方法伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究伽利略（1564－1642）－意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家提出假設(shè)速度與位移成正比假設(shè)一假設(shè)二速度與時(shí)間成正比數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論預(yù)言經(jīng)典物理大廈的奠基人－牛頓牛頓（1642-1727），英國(guó)物理學(xué)家，數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家?！蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》發(fā)明微積分，發(fā)現(xiàn)二項(xiàng)式定理萬有引力定律，經(jīng)典力學(xué)三定律《光學(xué)》專著，闡述了光學(xué)研究的成果聲學(xué)、熱學(xué)、流體力學(xué)等方面提出命題應(yīng)用修改理論實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論預(yù)言▲

物理學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確其研究方法可概括為：科學(xué)，觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)推測(cè)答案▲

對(duì)稱性分析▲守恒量的利用▲簡(jiǎn)化模型的選?。嘿|(zhì)點(diǎn)，剛體，理想氣體等?！拍詈头椒ǖ念惐龋红o電場(chǎng)與穩(wěn)恒流速場(chǎng)的類比，得出靜電場(chǎng)的本質(zhì)是有源無旋場(chǎng)。一些有用的方法，比如：▲量綱分析：檢驗(yàn)公式是否正確，確定比例系數(shù)等。物理的直覺和想象力及洞察力也常常產(chǎn)生重大突破和發(fā)現(xiàn).這些直覺、洞察力是建立在一定的物理素質(zhì)基礎(chǔ)之上的。物理學(xué)的思想和觀點(diǎn)

如,從實(shí)際問題中抽象出合理的理想模型。從物理本質(zhì)上提出和研究本專業(yè)問題如碳納米管中的Fano共振現(xiàn)象，其實(shí)就是電子波之間的干涉。創(chuàng)新能力在工程技術(shù)中引入物理學(xué)的新成果物理素質(zhì)的表現(xiàn)

重視提高科學(xué)素質(zhì)深厚的科學(xué)素養(yǎng)是發(fā)明創(chuàng)造的基礎(chǔ)*第一次工業(yè)革命（17～18世紀(jì)）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以蒸汽機(jī)為代表的一系列機(jī)械的產(chǎn)生和應(yīng)用。

*第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)）：建立在電磁理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電訊設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用。*第三次工業(yè)革命（20世紀(jì)）：建立在相對(duì)論和量子力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以信息技術(shù)為代表的一系列新學(xué)科、新材料、新能源、新技術(shù)的興起和發(fā)展。為什么要提高工科學(xué)生的科學(xué)（物理）素質(zhì)？根本原因：物理學(xué)與工程技術(shù)的關(guān)系二.物理學(xué)與技術(shù)

2000年12月15-16日，在德國(guó)柏林召開的第三次世界物理學(xué)會(huì)大會(huì)上，指出：

物理學(xué)是我們認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)，是其他科學(xué)和絕大部分技術(shù)發(fā)展的直接的或不可缺少的基礎(chǔ)，物理學(xué)曾經(jīng)是、現(xiàn)在是、將來也是全球技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。每一次重要物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都推動(dòng)了整個(gè)自然科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)的偉大變革?！鴼v史上物理與技術(shù)的關(guān)系大致有兩種模式：▲20世紀(jì)兩種模式并存、交叉，但幾乎所有重大新技術(shù)的創(chuàng)立，都是以物理學(xué)的發(fā)展為先導(dǎo)的。物理－技術(shù)－物理（典型例子：電磁學(xué)）技術(shù)－物理－技術(shù)（典型例子：熱學(xué)）20世紀(jì)光學(xué)與光電子取得的輝煌成就激光器哈勃望遠(yuǎn)鏡ICF（慣性約束核聚變）光通信光存儲(chǔ)生物芯片光顯示l895年底，倫琴發(fā)表了《論新的射線》的報(bào)告，并展示了他的妻子的手指骨x射線的照片?！锓较蛐詷O好的強(qiáng)光束----準(zhǔn)直、測(cè)距、切削、武器等?！锵喔尚詷O好的光束-----精密測(cè)厚、測(cè)角，全息攝影等。激光的特點(diǎn)：?jiǎn)紊?、方向性、相干性?.4太瓦(TW,1012W)/46飛秒(fs,10-15s)級(jí)小型化超強(qiáng)超短激光裝置光盤外形光存儲(chǔ)激光手術(shù)粘視網(wǎng)膜用激光使脫落的視網(wǎng)膜再復(fù)位（目前已是常規(guī)的醫(yī)學(xué)手術(shù)）皮膚處理用脈沖的染料激光（波長(zhǎng)585nm）處理皮膚色素沉著處理前處理后▲激光焊接高能激光（能產(chǎn)生約5500oC的高溫）把大塊硬質(zhì)材料焊接在一起神光Ⅱ裝置的慣性約束聚變(ICF)靶場(chǎng)系統(tǒng)這是在靶室內(nèi)十束激光同時(shí)聚向一個(gè)產(chǎn)生核聚變反應(yīng)的小燃料樣品上，引發(fā)核聚變。05090307010(nm)硅晶體表面的STM掃描圖象納米技術(shù)與材料神經(jīng)細(xì)胞的STM掃描圖象搬運(yùn)單個(gè)原子鑲嵌了48個(gè)Fe

原子的Cu

表面的掃描隧道顯微鏡照片。48個(gè)Fe

原子形成“電子圍欄”，圍欄中的電子形成駐波：美國(guó)F117隱形轟炸機(jī)機(jī)大學(xué)物理--物理學(xué)的初級(jí)階段機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律光運(yùn)動(dòng)的規(guī)律高速領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)規(guī)律微觀領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)論力學(xué)光學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)量子物理學(xué)一學(xué)年，112學(xué)時(shí)三、

大學(xué)物理學(xué)綜述學(xué)習(xí)大學(xué)物理的意義1

學(xué)習(xí)和掌握物理學(xué)的基本規(guī)律和研究方法，

能夠拓寬技術(shù)人員眼界，提高知識(shí)層次，發(fā)展后勁足。2培養(yǎng)抽象思維能力、自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力。3培養(yǎng)求是、創(chuàng)新的科學(xué)品質(zhì)，點(diǎn)燃求知的火種。不僅僅是為后續(xù)課程服務(wù)、為專業(yè)服務(wù)，更是立足于提高自身科學(xué)素質(zhì)，有益于終身學(xué)習(xí)和發(fā)展。要求:1、認(rèn)真聽講，勤于思考,理解和掌握概念和原理:對(duì)概念、公式能理解其物理意義；對(duì)定理的證明，能自己獨(dú)立演算出來。2、學(xué)習(xí)應(yīng)用物理學(xué)的概念和原理分析解決問題：獨(dú)立、按時(shí)完成布置的習(xí)題。3、學(xué)習(xí)方法上注重自學(xué)，仔細(xì)研究書上的例題，注意轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)思路。參考書目（全學(xué)年用）▲《大學(xué)物理學(xué)》（一套五冊(cè)），▲《普通物理學(xué)》（第五版，共三冊(cè)）程守洙、江之永,高等教育出版社張三慧,清華大學(xué)出版社▲《物理學(xué)》（第四版,共三冊(cè)）馬文蔚,