大学物理学—绪论.ppt

第17章 温度和气体动理论 第18章 热力学第一定律 第19章 热力学第二定律 第7章 静电场 第8章 电势 第9章 静电场中的导体　 第10章 静电场中电介质 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。 …… 爱因斯坦 矢量的基本知识 一、矢量 二、矢量的表示 三、矢量的加法（或减法） 四、矢量的正交分解与合成 五、矢量的标积和矢积 六、矢量的求导与积分 矢量的基本知识 一、矢量：既有大小又有方向，而且相加时遵从平行 四边形的运算法则。如：力，速度，动量等。 （标量只有大小和正负，没有方向。如：质量、温度、功等。） 二、矢量的表示（反映其大小和方向） 或 A 或图示 （2） ——矢量的模即矢量的大小 的模（大小）等于1，方向和 相同 ——单位矢量 （1） （3）矢量的坐标表示方法 Ay β α r O z x y Ax Az 直角坐标系中的x、y、z方向的单位矢量。 分别表示 （4）矢量相等 大小相等，方向相同的两矢量相等 如果矢量大小相等、方向相反 三、矢量的加法（或减法）（几何方法） （1）矢量相加 a 平行四边形方法 b 三角形方法 以矢量 末端为起点，作矢量 再由矢量 的起点连到矢量 的末端即为合矢量 c 多边形方法 （2）矢量相减 可以写成 从矢量 出发，首尾相接的依次作出矢量 再由矢量 的始端到最后矢量 的末端 画一矢量即为合矢量 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 物理ch1 (一)物理学与物质世界 (二)物理学与科学技术 (三)几点说明 一、物理学与物质世界 　　物理学是一门基础学科，探索物质的基本结构和物质运动的基本规律。是自然科学的基础。 物质： 一切物质都在不停地运动着： 机械运动 分子热运动 电磁运动 （基本）粒子的运动 1. 空间尺度 物理学的研究对象十分广泛： 宇宙学、粒子物理学的奇妙衔接 2. 时间尺度 现代的标准宇宙模型告诉我们，宇宙是在一百多亿年前的一次大爆炸中诞生的。以s（秒）为单位，宇宙的年龄约为1018s的数量级 。 银河系 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 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。 3. 速度范围 0 (静止) ? 3?108 m/s(光速) 二、物理学与科学技术 物理学是现代技术革命的先导 科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解，什么事情是已知的，现在了解到什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。 ——理查德. 费曼 物理学是除数学以外的一切自然科学的基础，也是一切工程科学的基础。 　 18世纪中叶，蒸汽机的发明得益于热学的研究。蒸汽机的使用，促进了手工生产向机械化大生产的转变，并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能，这大大推动了社会发展。 第一次工业革命 历史上第一辆蒸汽机车 第二次工业革命 19世纪后半叶，在电磁学研究的基础上发展起来的电力的开发与利用，给生产和生活带来深刻的影响，产生了今日的发电机、电动机、电报、电视、雷达，创立了现代的电力工程与无线电技术，使人类社会进入了电的时代。 电能的开发与利用 秦山核电站 上个世纪原子核物理学的研究， 向人们展示了新的能源 ——核能。人类社会已经进入了核能时代。目前，许多国家都建起了核能发电站。迄今，核能发电已经达到世界总发电量的17％。 在当今世界中，相对论和量子论的建立，物理学已成为现代高技术发展的先导与基础学科。在核能、信息、超导、激光、电子技术中有突出作用。 第三次工业革命 激光手术刀 高能加速器 北京正负电子对撞机（BEPC）的正电子源 1988年建成， 1992年成果：将?子质量测量精度提高10倍 2003年：发现新粒子 2004年：国家投入6.4亿元改造，搭建通向诺贝尔奖平台 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