1、您将一点一点地掀开物质世界的神奇面纱,物质世界与物理学（绪论）,自我介绍,姓名:戴存礼,性别:女,毕业院校:陕西师大,籍贯:青海,出生年月:1980年2月,物理学是研究自然界中物质的基本结构及基本运动规律的科学。,一、物理学的意义,2 物理学是现代高新技术的基础,计算机、纳米技术、激光、通信、空间技术、甚至海洋技术、环境保护、气象科技,3 物理学与人们日常生活息息相关,汽车中的发动机、传感器、电子设备等,居室中的光、电、磁、声、分子运动等,音乐中的声振动学、电声音乐等,1 物理学是自然科学的基础。,体育、保健中的力学,医学诊断和治疗中的物理学,农业中的物理学,军事中的物理学,4 物理学集中体现
2、、凝结着科学的精神和方法 有助于培养科学的思维方式。 有着丰富的哲学内涵，影响着人类的精 神世界。,物质世界：,二、物理学研究的对象 宇观、宏观、介观、微观,人们从自己向小尺度追问 以探索物质的组成 物理学上对应 粒子物理学 目前物理学界公认组成物质的最小单元是夸克 即认为quark没有内部结构 但近来有消息称: quark 也可一分为二 说明认识无止境,人们从自己向大尺度追问以探索宇宙的奥秘 物理学上对应 天体物理学,宇宙是怎样运动的呢？进行绝热膨胀 宇宙半径增大 宇宙密度降低 温度降低,宇宙有限又无边!,有中心?无中心?,远离,目前天体物理理论和粒子物理理论已成为 密不可分的姊妹学科 标准
3、宇宙模型给出的宇宙起源与基本粒子 标准模型给出的物质组成是一致的。 从而体现了物理学的和谐、完美和对称。 从遥远的过去宇宙产生于大爆炸，绝热膨胀至今。我们生活在这样的世界中。人们从自己开始，通过各种实验手段(比如，加速器)把物质打开，探索内部的由来。,三、物理学使人们深入认识世界 1 、 物质存在的基本形式中学时已有 粒子和场 的认识,场论给出最新认识每种粒子对应一种场；场有不同能量状态。,场与粒子是统一体的两种表现形式,基本相互作用 电磁相互作用、强力、弱力、万有引力 物质的凝聚状态凝聚态(固、液)；气态；等离子体；致密态。恒星晚年 白矮星、中子星、黑洞。,物理学家的：1/3 激奋在于 建立
4、理论1/3 激奋在于 证实理论1/3 激奋在于 突破理论爱因斯坦是典范 -最令人惊讶的是没有出现令人惊讶的事-,2、物理学家的科学态度,实验结果与已有理论不符合， 预示着重大突破。,令人兴奋,四、物理学与科学技术 物理学为其他学科创立技术和原理如：微电子技术的发展量子力学,费米狄拉克统计,固体能带理论(20年代) (物理)晶体管诞生(1947),集成电路(1962),大规模集成电路（技术）信息技术的发生和发展的硬件部分以物理学成果为 基础,物理学为一切科学提供了基本的实验手段和基本研究方法 如，光谱分析法、X光分析、核磁共 振重大新技术领域的创立总是经历长期的物理酝酿卢瑟福 a 粒子散射实验(
5、1909)核能利用(40年代以后)爱因斯坦受激辐射理论(1917) 第一台激光器(1960) (物理) (技术),五 物理学与高素质人才,提高科学素质和能力以适应高新技术和市场经济的发展,现代工业技术工程师类型工程科学家型革新发明家型现场工程专家型管理规划专家型,要求良好的科学素质!,物理学的思想和观点 如 建理想化模型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,物理素质的表现,重视提高科学素质深厚的科学素养是发明创造的基础,如：扫描隧道显微镜 (STM)的发明 说明：深厚的科学素质的重要性,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
6、效应 改进了场发射显微镜 S T M,得益于深厚的科学素养,1986年诺贝尔物理学奖,经典量子,表面电流表面结构,狮子的能量必须满足,才能越过高墙,按经典的观点：,量子：同样用势能表示,狮子可能穿过势垒到左方,实际：,六、大学物理课程简介,1 、主要参考教材：张三慧编著大学基础物理学 参阅有关教材(程守洙等编 普通物理学等) 及有关学习指导书,2、是中学物理的提高,内容更多、更深、更具普遍意 义,更注重物理学的思维方式：建立模型、抽 象 推理、近似、类比,应用更多的数学工具，如矢量分析、微积分等,3、课程内容和安 排,经典物理学（1719世纪）力学、热学、 电磁学、光学近代物理学（19世纪末2
7、0世纪）相对论、 量子力学,90学时，两个学期完成本学期学习力学、热学、电磁 学,4、学习方法和要求,摆脱中学学习方法和思维模式,掌握物理学基本架构，分清层次，主从有序，步步深入,理解基本概念、原理，掌握公式,学好 数学,具体要求1）上课作笔记，认真听讲（效果事半功倍）2）课后及时复习，完成作业，缺交一次作业 期末成绩扣2分，整学期缺交1/3不得参加期 末考试。迟交扣12分。3）每章结束后及时复习、作小结4）上课应带：笔记本、书、习题册5）有时间多看参考书，多作练习,应当始终把发展独立思考和独立创新的一般能力放在首位，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
8、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其训练内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化. 爱因斯坦,预备知识,一、量纲每一个物理量都由有效数字和单位组成，那单位是不是量纲呢？,1、国际单位制（SI）,为了方便科学与技术交流，1978年1月1日起实行国际单位制米千克秒制： F(牛顿)=m（千克）a (米/秒 ) 厘米克秒制： F（达因）=m（克）a (厘米/秒 )工程制： F（千克力）=m（质量工程单位 ）a(米/秒 ) 1千克力=9.81牛顿 1质量工程单位=9.81千克,1)、七个基本单位,2)、两个辅助单位,平面角 弧度（rad) 一个圆内两条半径之间的平面角，这
9、两条半径在圆周上截取的弧长与半径相等,立体角 球面度（sr) 球面度是一个立体角，其顶点位于球心，而它在球面上截取的面积等于以求半径为边长的正方形面积,2、量纲,1、导出单位 通过定义或定律导出其它各量和相应的单位2、量纲 表示一个物理量如何由基本量组合的式子称为物理量的量纲,两个例子（L、M、T 分别表示长度、质量、时间的量纲）,1、速度的量纲 V=s/t 量钢为,2、力的量纲 F=ma量纲为,3、量纲的作用,1)、量纲可以用来推导同一物理量不同单位之间的换算关系,2)、校验等式,3)、确定方程中某一比例系数的单位,二.物理学中的近似,三.矢量代数的基本知识,标量只有大小，例如：质量、长度、时间、密度、能量、温度等。,矢量既有大小又有方向，并有一定的运算规则，例如：位移、速度、加速度、角速度等。,2、矢量相等： 大小相同，方向相同,1、矢量的几种表示方式：几何表示 有指向的线段解析表示,大小,3、矢量的运算法则：,(2) 数乘,(4)矢量的标积（点积）,（3）矢量的分解,在一个平面内，若存在两个不共线的矢量 ,则平面内的任一矢量可以分解为：,特别注意：,(5)矢量的矢积（叉积）,方向：,大小：平行四边形面积,右手螺旋前进,矢积的性质：,(6)矢量的运算包括,矢量与标量不能相等 ！,
