绪论(第一册).ppt

* 大学物理学 数学 力学 天文学 引力思想 梅尔顿学派 奥里斯姆 笛卡尔 惠更斯 布里丹----斯梯芬----伽利略 哥白尼-----第谷----开普勒----哈雷 吉尔伯特----布里阿德----玻列利 胡克 麦克斯韦 1905年26岁的爱因斯坦发表了狭义相对论 10年之后,又发表了广义相对论 1922年　出生于安徽合肥1929年　就读北京清华园内成志小学1933年　就读北平崇德中学1938年　插班昆明昆华中学高二1938年　入西南联大就读1942年　西南联大研究所毕业1944年　任教于西南联大附中1945年　抵美国1948年　在泰勒指导下转做理论物理，于当年获芝加哥大学物理博士1949年　进普林斯敦大学研究1956年　与李政道提出宇称不守恒理论1957年　因宇称不守恒理论而获得诺贝尔物理学奖1958年　当选中央研究院院士1966年　转赴纽约大学石溪分校，创立并主持理论物理研究所1971年　返回久别的中国大陆1986年　返国参加中科院院士会议1994年　荣获美国费城富兰克林学院颁发之波维尔(Bower)奖2004年 回国在清华大学任教 大学物理学 绪 论 一 物理学的研究对象和研究方法 研究物质结构、相互作用和物质运动最基本最普遍的规律。 1. 研究对象十分广泛 ?空间尺度（相差1046 m） 1026 m（约150亿光年）（宇宙）——10-20 m（夸克） ?时间尺度 （相差1045 s ） 1018 s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27 s（硬? 射线周期） ?速率范围 0（静止）——3?108 m/s（光速） （一） 物理学的研究对象 1025 10-25 10-15 10-20 10-10 10-5 1 105 1015 1020 1010 102 104 106 108 1010 相对论物理 经典物理 量子物理 ? 人类 活动 尺度 (cm) 速度 (cm/s) 2. 物理学的划分 不同尺度和速度范围的对象要用不同的物理学研究 （二） 现代物理学对物质微观结构和宇宙的认识 物质世界的组成 实物物质 场 物质世界结构 实物物质 分 子 原 子 原子核 质子 中子 夸 克 电 子 （轻子） 场 规范粒子 宇宙大爆炸标准模型 粒子物理标准模型 宇 宙 费米子 实物物质都由费米子组成： 费米子 轻子 夸克 电子 μ子 中微子 尚未观测到它的 大小和结构。 夸克 反夸克 胶子 组成强子 介子 重子 核子 超子 质子 中子 1夸克+1反夸克 （3个夸克） 强子结构的夸克模型：所有强子都是由夸克，反夸克 和胶子组成。 夸克: 与轻子属同一层次，尚未发现内部结构； 实验中尚未找到自由夸克。 物质存在的另一种基本形式—— 场 现代物理学家认为： 物质存在的两种基本形式中，场是更基本的。 实物粒子：在空间占有一定的有限体积， 具有不可入性； 场 ：充满空间，没有不可入性。 二者共同点：场和实物粒子都具有能量和动量， 具有不连续的微观结构。 粒子物理标准模型 微观物质基本相互作用 粒子分类 : (62种) 强相互作用 电弱 相互作用 电磁相互作用 弱相互作用 规范玻色子(13种) 费米子(48种) Higgs粒子(1种, 尚未发现 ) 粒子物理标准模型 引力相互作用 规范玻色子 (13种) 强相互作用 电磁相互作用 弱相互作用 引力相互作用 胶子 (8种) 光子 (1种) W? Z0 粒子 (3种) 引力子(未发现) (1种) 费米子 (48种) 中微子( ?e ) 中微子( ?? ) 中微子 第一代 第二代 第三代 电子( e- ) ? 子(?- ) ? 子(?- ) 上夸克( u ) 粲夸克( c ) 顶夸克( t ) 下夸克( d ) 奇异夸克( s) 底夸克( b ) 代 轻 子 夸 克 总数 包括它们的反粒子共12种 每味3色 加反粒子共36种 宇宙从一个原始火球爆炸开始，尺度随时间增加，温度 随时间降低，宇宙中物质成分也相应变化，进行核合成， 从而形成原子以及结构（星体、星系，星团?）.这些组成了大爆炸宇宙标准模型。 大爆炸宇宙标准模型 大爆炸宇宙标准模型 宇宙诞生（100多亿年前） 高温、高密状态 Planck时代 10-43 s 大统一时代 1023K 强子时代 轻子时代 核合成时代 光子脱耦 〉101