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共同认识 奇妙的物质世界 欢迎学习 《大学物理》课程曾群英 qy_zeng@126.com fzu_physics@126.com 密码:fzu_physics123 绪 论 (Introduction) (一)物理学与物质世界 (二)物理学与科学技术 (三)关于课程的几点说明 (一)物理学与物质世界 物质存在的基本形式：粒子，场。物理学是研究物质结构和物质的基本运动规律的学科，是自然科学的基础。 一切物质都在不停地运动着。 机械运动 分子热运动 电磁（光）运动 （基本）粒子的运动 …… 物理学的研究对象十分广泛 ?空间尺度 ?时间尺度 ?速率范围 1026 m(约150亿光年)(宇宙)10－20 m (夸克) 1018s(150亿年)(宇宙年龄)10-27s (硬 ? 射线周期)0 (静止)?3?108 m/s(光速) 宇观-宏观-介观-微观 ?人们从自己向小尺度追问----粒子物理学 质子、中子由夸克组成。 夸克是不是最基本的粒子？ ?人们从自己向大尺度追问----天体物理学 要制造更高能的粒子加速器。 哈勃根据多普勒效应发现宇宙在膨胀。 宇宙有没有边？ 宇宙有没有中心？ 粒子物理学和天体物理学目前已成为 密不可分的姐妹学科。 上世纪后半叶，建立了大爆炸模型，认为 最初物质的密度和温度都极高，没有原子、分子，只有极高温的热辐射和高能粒子。 宇观 宏观 介观 微观 人 地球 山 原子核 原子 星系 星 太阳系 夸克 天体物理 粒子物理 两大尖端紧密衔接 DNA 1010 105 10-15 10-20 1015 1025 1m 1020 10-5 10-10 up ? 近代物理新发展：高温超导；光子学；人工微结构； ...... 物理学在不断发展 ? 经典物理新发展：牛顿力学的决定性→内在随机性；混沌；波动光学→信息光学；非线性光学；..... (二)物理学与科学技术 第一次（蒸汽机）工业革命 第二次（电器）工业革命 第三次（高速、微观）工业革命 物理学 基本规律 自然科学的一切领域 生产技术的各个部门 （包括现代高新技术） 牛顿力学、热力学 法拉第、麦克斯韦 爱因斯坦 重大新技术的产生总是经历长期的物理酝酿 如爱因斯坦质量能量公式（1905）----卢瑟福粒子散射（1909）----核能利用（上世纪40年代以后） 如爱因斯坦受激辐射理论（1917）----第一台激光器问世（1960） 如微电子技术的发展： 量子力学、固体能带理论（上世纪20、30年代）----晶体管诞生（1947）----集成电路（1962）----大规模集成电路（上世纪70年代后期）----人工微结构 相对论 量子力学 核技术 半导体技术 激光技术 超导技术 空间技术 生物技术 …... 激光手术刀 ……疏通堵塞的血管 扫描隧道显微镜 ……观察物体表面的原子 高能加速器 ……获得高能粒子 良好的科学素质是发明创造的基础。 工程技术人员的物理素质的表现 ? 能从物理本质上提出和研究本专业问题 ? 具有创新能力 ? 能在工程技术中引入物理学的新成果 ? 掌握物理学的思想和观点 通过知识的传授提高科学素质和能力； 物理教育是培养高素质人才的重要环节 (三)关于课程的几点说明 力学 相对论 振动和波动 波动光学 热学 电磁学 量子物理 课程内容： 课堂及作业要求 认真听课，遵守课堂纪律、尊重他人。 独立、认真完成作业，拒绝抄袭！ 考核 参考书： 《大学物理学》第二版（张三慧主编）第一、四册 《大学物理学习题解答》（清华）第二版 张三慧 《大学物理学思考题解答》第二版（邓新元 刘凤英 王怀玉编）如果一个人掌握了他的学科基础 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。 结束语 …… 爱因斯坦 * *