《大学物理》教学课件合集.pptx

大学物理学绪论1

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斯蒂芬.霍金1942年生于英国。21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”3

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。2、引力作用、电磁作用、强相互作用、弱相互作用3、物质最基本、最普遍的运动形式及转化规律机械运动热运动电磁运动（光）原子和原子核内部的运动4

目前，人们对物质结构的必威体育精装版认识：1、物质由分子、原子所组成；原子由原子核和核外电子组成；原子核由质子和中子组成；质子和中子分别由夸克所组成；传递夸克之间相互作用的是胶子。2、物质的最小构成单元是：夸克、轻子和传播子。3、对微观世界的认识尺度已经达到m粒子物理学的实验研究需要在很高能量下产生粒子并进行探测，因此，粒子物理学又称为高能物理。5

2、粒子间的四种相互作用力1、引力（宇观、宏观，在微观世界不考虑）：一切质量不为零的粒子之间都存在引力作用。但在微观世界由于引力太小，一般不考虑。2、电磁力（宏观、微观）一切带电粒子或有磁矩的粒子之间都存在电磁力。强度是强力的1/100，是长程力。3、强力（微观）4、弱力力的强度：强力＞电磁力＞弱力＞引力力的作用范围：引力＞电磁力＞强力＞弱力强力和弱力只有在微观世界才显示出来强度最大，但作用范围极小，约小于强度比引力强，比电磁力弱，作用范围更小，约为6

三、粒子的分类

1、基本粒子的种类基本粒子是指构成物质的最小结构单元。目前，已发现的基本粒子有3种：轻子、夸克、传播子。（1）轻子有六种：电子、电中微子、u子、u中微子、τ子、τ中微子。再加上它们的反粒子，共计有12个轻子。（2）夸克有六种（味）：上夸克、下夸克、夸克、奇异夸克、顶夸克和底夸克。每种夸克有三种色，再加上它们的反粒子，故总共有36个夸克。（3）传播子有四种：光子、中间波色子、胶子和引力子（目前尚未发现）。光子是它自己的反粒子；中间波色子有3种：2个带电的和1个中性的；胶子有8种；引力子尚未发现，因此，共计有12个传播子。目前，已发现的基本粒子共60个，加上尚未发现的引力子和希格斯粒子，总共62个。7

物理学研究对象在十分广泛范围内运动?空间尺度（相差1046m）1026m（约150亿光年）（宇宙）——10-20m（夸克）?时间尺度（相差1045s）1018s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27s（硬?射线周期）?速率范围0（静止）——3?108m/s（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8

1m10-2010-1510-1010-51015104101010251020W++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9

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1秒为平均太阳日的1/86400。（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.1956年定义1秒为1900年太阳年19747。（一太阳年为太阳两次通过春分点的时间间隔）c.1967年第13届国际计量大会决定定义1秒等于铯133原子基态的两个超细能级之间跃迁相对应的辐射周期的9192631770倍。这就是原子钟。精度为10

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.1889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1米。c.1983年的十七届国际计量大会通过，光在真空中（1/299792458）秒内运行的路程定义为1米。11

经典相对论狭义相对论广义相对论时间和空间是一切物质运动和存在的基本形式12

二、物理学的发展2600年前