今日物理教材和大纲 - 北京大学.DOCVIP

今日物理教材和大纲 课程编号 周学时；4 总学时：68 学分：4 课程名称：今日物理 英文名称：Physics Today 开课单位：物理学院 授课教师：高崇寿 授课对象：全校各院系高年级本科生和研究生 教材：高崇寿，20世纪物理学的变革与发展，山东教育出版社，2001 年 10 月. 高崇寿，《今日物理》提纲，北京大学内部教材，2001 年 5 月. 参考书：高崇寿，粒子世界探秘，湖南教育出版社，1994 年 12 月。 陆　埮，宇宙－物理学的最大研究对象，湖南教育出版社，1994 年 12 月。 王正行，近代物理教程，北京大学出版社，1995 年 1 月。 徐克尊、陈宏芳、周子舫，近代物理学，高等教育出版社，1993 年 4 月。 倪光炯、王炎森、方小敏，改变世界的物理学，复旦大学出版社，1998 年 9 月。 《今日物理》课程目录： 物理学是自然科学的基础 　1. 探讨物质结构和运动基本规律的前沿学科 2. 物理学的发展和启示 3. 物理学的分支学科 4. 自然科学和现代高新技术的基础 经典物理学的发展与科学大厦的建立 1.　经典力学的建立 2.　热力学的建立 3.　统计物理学的建立 4.　经典电动力学的建立 5.　光的电磁理论 二十世纪初物理学的革命 1. 十九世纪的乌云 2. 遮盖在热的动力理论上的乌云 　　　黑体辐射 紫外灾难 辐射的量子理论 光电效应的量子理论 氢原子光谱 氢原子结构的玻尔模型 物质粒子的双重属性和量子力学的建立 惊心动魄的 29 年 3. 遮盖在光的动力理论上的乌云 真空光速疑难 –光的传播媒质--以太 –迈克尔孙--莫雷实验 狭义相对论 狭义相对论的新观念 同时的相对性 因果关系的绝对性 运动方向上的长度收缩 运动时钟的延缓 关于“双生子佯谬”的有趣争论。 物体的极限速度 质量和能量的联系 近代物理的诞生 原子分子世界 原子的有核壳层结构 盖革—马斯登实验和卢瑟福的原子有核模型。 电子分布的壳层结构。 泡里不相容原理。 2. 元素周期律的物理基础 3. 天然元素和人造元素 4. 原子的体积 5. 分子的构成 　　　　离子键 　　　　共价键 　　　　金属键 　　　　范德瓦尔斯键 6. 分子的形状和体积 7. 原子和分子的结构、能级和光谱 8. 频标和原子钟 9. 激光 10. 同步辐射光源 11. 隧道效应和扫描隧道显微镜 12. 奇特原子和电子偶素 原子核、核能与核技术 1. 原子核的组元 2. 原子核的体积、密度和结合能 3. 原子核的结构 4. 原子核的衰变和反应 5. 原子核的裂变 6. 原子核的聚变 粒子世界探秘 正电子、中子、反质子和反中子 最初认识的基本粒子 狄拉克的理论和正电子的发现 反粒子 中子 μ 子、π 介子、中微子和反中微子 　　　　汤川的介子场理论 μ 子 π 介子 中微子和反中微子 3. 从基本粒子到粒子。 4. 粒子世界运动的特点 粒子运动的基本特点 自然单位制 5．粒子的普遍内在属性 全同性 质量 寿命和宽度 电荷 自旋 重子数 同位旋 6. 场、粒子和真空。 7. 相互作用 相互作用的场论机理 四种相互作用 8. 粒子世界的对称和对称性 对称和破缺 变换和对称的分类 内特尔定理 9. 粒子世界的守恒量。 10. 左右对称性和宇称守恒问题。 11. CP 守恒和 CP 破坏。 奇异粒子和奇异数 奇异粒子 奇异数 13. 粒子的分类。 14. 强子结构的夸克模型理论。 15. 强子结构的基本图象。 16. 粲夸克、底夸克和顶夸克。 17. 标准模型及粒子的分类。 18. 相互作用的统一理论。 航天与宇航物理 1. 万有引力和三种宇宙速度 2. 人造卫星和航天飞机的发射 3. 航天的超重过程和失重状态 4. 航天的交通与环境 5. 人造地球卫星 6. 人造卫星和航天飞机的返回 波动、通讯物理和信息技术 1. 振动和波 2. 声波 3. 电磁波 4. 光波 5. 电报和电话 6. 无线电通讯 7. 雷达、微波通讯和光纤通讯 8. 信息和信息技术 凝聚态物理、材料物理和介观物理 1. 物质的聚集状态 2. 晶体和非晶体 3. 半导体 4. 霍耳效应 5. 磁性物理 6. 超导电和超导体 7. 高临界温度超导体 8. 新型材料 9. 凝聚态的表面效应 10. 团簇物理 11. C60 与碳纳米管 宇宙的结构和演化 1. 从太阳系到星云系 2. 膨胀的宇宙 3. 大爆炸宇宙学 4. 反物质世界 5. 宇宙中的暗物质 6. 宇宙的结构