大學(xué)物理緒論省公開(kāi)課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

大學(xué)物理學(xué)—緒論曾應(yīng)新Telmail:zengyx0536@163.com11/24一、物理學(xué)研究對(duì)象22/24什么是物理學(xué)？物理學(xué)中“物”是指物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，“理”則指物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與改變規(guī)律。所以，物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和改變基本規(guī)律科學(xué)。物理學(xué)研究對(duì)象?空間尺度:小到微不足道亞核粒子，大到浩瀚宇宙。1027m(約150億光年)(宇宙)－10－20m(夸克)時(shí)間尺度:早至宇宙起源，晚至遙遠(yuǎn)未來(lái)。0(靜止)-3x108m/s(光速)33/24E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小細(xì)胞原子原子核基本粒子DNA長(zhǎng)度星系團(tuán)銀河系最近恒星距離太陽(yáng)系太陽(yáng)山哈勃半徑超星系團(tuán)人宇觀宏觀介觀微觀蟒蛇吞尾圖44/24層次名稱(chēng)空間尺度數(shù)量級(jí)/m相關(guān)學(xué)科宇宙半徑銀河星團(tuán)星系星球地球地球上動(dòng)植物凝聚態(tài)物質(zhì)介觀物質(zhì)氣體液體固體等離子體巨大分子分子原子原子核基本粒子102610231020107～101210710－2～10510－3～10610－8～106

10－710－910－1010－1410－15宇宙學(xué)

天文學(xué)天體物理學(xué)地質(zhì)學(xué)生物學(xué)、生物物理學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)介觀物理學(xué)空氣動(dòng)力學(xué)液體動(dòng)力學(xué)固體物理學(xué)等離子體物理學(xué)高分子化學(xué)、生物化學(xué)分子物理學(xué)、化學(xué)原子物理學(xué)原子核物理學(xué)粒子物理學(xué)55/24二、物理學(xué)歷史66/24時(shí)期前6.7世紀(jì)－16地域中國(guó)、古希臘、阿拉伯人物亞里士多德，《墨經(jīng)》，阿基米德成就基本測(cè)量技術(shù)，冶煉技術(shù)，杠桿原理，浮力定律，指南針創(chuàng)造，各種鏡成像主要特點(diǎn)1、開(kāi)始以“自然”、“物質(zhì)”為研究對(duì)象。2、處于對(duì)現(xiàn)象直觀描述，經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)和思辯性假設(shè)猜測(cè)階段。人文特征原始，自然，直觀，粗曠古代物理77/24經(jīng)典物理時(shí)期16世紀(jì)－19世紀(jì)末地域歐洲代表人物牛頓，伽利略、法拉弟，麥克斯韋。主要成就日心說(shuō)，萬(wàn)有引力定律，牛頓三定律，能量轉(zhuǎn)換與守恒，熱力學(xué)定律，電磁場(chǎng)理論，波動(dòng)光學(xué)，及由這些理論引出大量新技術(shù)主要特點(diǎn)1、時(shí)間、空間絕對(duì)性。2、因果決定論：宇宙規(guī)律是給定，運(yùn)動(dòng)定律加上初始條件，既可確定未來(lái)，也可確定過(guò)去。3、依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和邏輯能夠假設(shè)一個(gè)客觀存在。人文特征嚴(yán)密、厚重、穩(wěn)定與友好88/24兩朵烏云“以太”不在——相對(duì)論紫外災(zāi)難——量子論對(duì)自然規(guī)律探索還遠(yuǎn)無(wú)止境，終極真理、無(wú)所作為觀念都是不正確，物理理論總是在一定條件下成立。以經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電磁場(chǎng)理論和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)為三大支柱經(jīng)典物理大廈已經(jīng)建成，而且基礎(chǔ)牢靠，宏偉壯觀!99/24當(dāng)代物理時(shí)期19世紀(jì)末－20世紀(jì)50年代地域歐美及亞州代表人物愛(ài)因斯坦、普朗克、玻爾主要成就相對(duì)論，量子論，混沌論及其派生出來(lái)各分支理論，如核物理，凝聚態(tài)物理，非線(xiàn)性等以及由此而產(chǎn)生大量高科技，激光，超導(dǎo)、航天等主要特點(diǎn)1、進(jìn)入微觀和高速領(lǐng)域。2，研究范圍廣、發(fā)展速度快與其它學(xué)科相互滲透。3、哲學(xué)思想指導(dǎo)作用顯著。開(kāi)始警覺(jué)科技負(fù)面影響人文特征簡(jiǎn)練、開(kāi)放、多樣性1010/24三、物理學(xué)現(xiàn)實(shí)狀況和發(fā)展趨勢(shì)1111/24地球物理學(xué)粒子物理學(xué)原子核物理學(xué)原子分子物理學(xué)固體物理學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)激光物理學(xué)等離子體物理學(xué)生物物理學(xué)天體物理學(xué)宇宙射線(xiàn)物理學(xué)2、物理學(xué)派生出來(lái)分支及交叉學(xué)科：物理學(xué)經(jīng)典物理當(dāng)代物理力學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)光學(xué)相對(duì)論量子論非線(xiàn)性1、1212/24四、物理學(xué)研究主要方法1313/24當(dāng)代物理學(xué)是一門(mén)理論和試驗(yàn)高度結(jié)合準(zhǔn)確科學(xué)提出命題推測(cè)答案理論預(yù)言實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證修改理論應(yīng)用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)覺(jué)現(xiàn)象事實(shí)和得到數(shù)據(jù)；對(duì)現(xiàn)象作出解釋?zhuān)ɡ碚摚┗蛱岢鲱A(yù)言（假說(shuō)）；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)理論和假說(shuō)，證實(shí)或是修改；再用新理論預(yù)言新現(xiàn)象。1414/24五、物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)關(guān)系1515/24任何新工藝、新技術(shù)都是建立在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)充分掌握基礎(chǔ)上，沒(méi)有基礎(chǔ)積累，就不會(huì)有新結(jié)果出現(xiàn)。第一次技術(shù)革命發(fā)生在十八世紀(jì)第一次技術(shù)革命以蒸汽機(jī)創(chuàng)造與使用為標(biāo)志，造成了機(jī)械化大生產(chǎn)出現(xiàn)。沒(méi)有經(jīng)典力學(xué)和熱學(xué)知識(shí)，要產(chǎn)生第一次技術(shù)革命是極難想象。當(dāng)然第一次技術(shù)革命反過(guò)來(lái)也促進(jìn)了經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展。技術(shù)——物理——技術(shù)1616/24十九世紀(jì)二十年代，以電機(jī)創(chuàng)造和電力使用為標(biāo)志，產(chǎn)生了第二次技術(shù)革命，開(kāi)始了電氣化時(shí)代。沒(méi)有電、磁學(xué)理論和試驗(yàn)為基礎(chǔ)，產(chǎn)生大規(guī)模電氣化是不可想象。正是麥克斯韋建立了電磁理論，預(yù)言了電磁波存在，然后得到試驗(yàn)驗(yàn)證，才發(fā)展起了無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，才有現(xiàn)在衛(wèi)星通信，移動(dòng)通訊等。物理——技術(shù)——物理第二次技術(shù)革命1717/24粒子散射試驗(yàn)核能利用層析成像技術(shù)(CT)X射線(xiàn)發(fā)覺(jué)激光器產(chǎn)生受激輻射理論超導(dǎo)電子技術(shù)低溫超導(dǎo)微觀理論20世紀(jì)，物理學(xué)被公認(rèn)為科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最主要帶頭學(xué)科:1818/24物理學(xué)在其它自然科學(xué)及高新技術(shù)中應(yīng)用：生命科學(xué)二十一世紀(jì)通訊與交通國(guó)防當(dāng)代化二十一世紀(jì)計(jì)算機(jī)1919/24六、大學(xué)物理與中學(xué)物理區(qū)分2020/24教學(xué)內(nèi)容中學(xué)物理－－研究特殊性問(wèn)題大學(xué)物理－－研究普通性問(wèn)題數(shù)學(xué)工具中學(xué)物理－－以初等數(shù)學(xué)和幾何學(xué)為工具大學(xué)物理－－以高等數(shù)學(xué)為工具學(xué)習(xí)方式中學(xué)物理－－講授內(nèi)容和知識(shí)消化全部在課內(nèi)進(jìn)行大學(xué)物理－－課上以講授知識(shí)為主，課下自已消化理解。所以，大學(xué)課堂，教學(xué)內(nèi)容多，進(jìn)行速度快，作業(yè)數(shù)量少而精。2121/24學(xué)習(xí)內(nèi)容1.力學(xué)（21課時(shí)） 第一、二、三、四章2.機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（9課時(shí)） 第五、六章3.電磁學(xué)（26課時(shí)） 第九、十、十一、十二章2222/24《大學(xué)物理學(xué)》張三慧主編清華大學(xué)出版社《大學(xué)物理教程》