普通物理讲义1-1_20806719普通物理讲义1-1_20806719.pdf

普通物理学绪论 1. 什么是物理学？ a) 希腊语 physics，一切自然科学的统称 b) 1999 年召开的第23届国际纯粹物理与应用物理联合 会(IUPAP)决议： 物理学是研究物质、能量和它们的相互作用的学科 2. 物质构成的层次 夸克 粒子（轻子、核子和介子）→原子、分子→宏观物质→宇 宙 80 51 12 14 核子数目：宇宙 10 ，地球 10 ，细胞 10 －10 人体~1016 个细胞 3. 基本相互作用 c) 时空结构 源 重子 介子 电荷 轻.介.重子 物质 经典时空观：绝对时空；时、空独立，与物质无关； 作用 强 电磁 弱 引力 空间平直(欧氏几何)  场量子 +- 0 狭义相对论：时、空联系；与物质无关；空间平直 胶子 光子 W Z 引力子 相对强度 -2 -10 -12 －39 (欧氏几何)  1 10 10 —10 10 -13 －15 时空弯曲，由物质的分布和运动决定； 范围cm 10 ∞ 10 ∞ 广义相对论： -24 -20 -20 -16 -13 时空弯曲（非欧几何）  特征时间s 10 -10 10 -10 10 5. 自然界的基本规律  典型现象 核力 摩擦力 β衰变 星体 宇宙 按照具体现象分类：力学、电磁学、热学、声学、光学、 分子力 天体运动 量子物理等  理论 量子色动 量子电动 电弱统一理 广义相对论 对称性与守恒律：每种对称性对应一种守恒律（或选择 力学 力学 论 定则）  4. 时间与空间 空间平移对称性↔动量守恒  a) 时间，基准－周期现象 空间旋转对称性↔角动量守恒  平均太阳日=24 时=86400秒，1 恒星日=86164 秒 133 时间平移对称性↔能量守恒  1 秒 C 基态 hfs 跃迁周期 9192631770 倍，精度ps s 空