绪论_第一章 [兼容模式]

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1、兰州理工大学物理系大学物理绪论1绪论兰州理工大学王道斌wdaobin@yahoo.com兰州理工大学物理系大学物理绪论2绪论物理学的研究对象为什么要学习物理学？学习物理学的那些内容？怎样学好大学物理？矢量代数复习兰州理工大学物理系大学物理绪论3物理学的研究对象物理学是自然科学中最基础的学科之一，主要研究物质世界的最基本结构、时空中最一般的运动规律、最普遍的相互作用，以及所有相关的概念。基本结构时空范围物理学的研究对象运动规律相互作用兰州理工大学物理系大学物理绪论4基本结构固体凝聚态液体实物气体非凝聚态等离子体物质静电场静磁场

2、引力场稳恒场强作用场弱作用场场运动的场电磁波兰州理工大学物理系大学物理绪论5时空范围四方上下曰宇，古往今来曰宙——《三苍》“宇”——空间“宙”——时空间尺度（跨越1045—10间46量级）1026m（约150亿光年）（宇宙）—10－20m（夸克）时间尺度（跨越1045量级）1018s（宇宙年龄150亿年）—10-27s（硬射线周期）速率范围0（静止）—3╳108m/s（光速）兰州理工大学物理系大学物理绪论6运动规律一切物质均处于永不停息的运动中，绝对不动的物质是不存在的。物质运动存在着五种基本形式，按照从简单到复杂的顺序，

3、依次为：机械运动、物理运动、化学运动、生命运动、社会运动。五种运动形式相互联系、相互区别，物理的运动形式是高级运动形式的存在基础。物理运动是指物质运动最基本最普遍的形式，主要包括机械运动、热运动、电磁运动、原子和原子核内运动等。兰州理工大学物理系大学物理绪论7相互作用自然界物质间的相互作用无处不有，一切物体都受其周围物体的作用，同时也对周围的物体施加反作用。物在微观粒子中的某些过程中起作用，弱相互作用短程相互作用，‾10-18m。质之原子核结合力，短程相互作用，间强相互作用-15‾10m。的相电荷间（电作用）、运动电荷（磁电磁相

4、互作用互作用）的相互作用，长程作用。作用引力相互作用物体间固有的相互作用，长程作用。兰州理工大学物理系大学物理绪论8物理学的主要分支不同理论：力学、交叉学科：材料物理学、热学、电磁学、光学、电子学、微波技术、相对论、量子力学生物物理学等现代物理学可以毫不夸张地说，物理学的基本概念、研究方法和技术被应用到所有自然科学之中。等宇半加离超非激医海宙导速量量子导线光学洋射体研究对象：凝聚态物理学、原子物理学、分子物理学、器子子体物光学、粒子物理学、天文物理学、地球物理学性物物物线物物光化物理光理理理物理理学学理学学学学学理学学学学兰州理工大学

5、物理系大学物理绪论9绪论物理学的研究对象为什么要学习物理学？学习物理学的那些内容？怎样学好大学物理？矢量代数复习兰州理工大学物理系大学物理绪论10物理学与工程技术的关系*冶炼技术的产生、发展引起了农业革命：解决了吃的问题，人类数量大量增加。冶炼技术的核心是物理学金属、合金的热性质，如铜、青铜的熔点等。*第一次工业革命（17～18世纪）：建立在牛顿力学和热力学发展的基础上，其标志是以蒸汽机为代表的一系列机械的产生和应用。*第二次工业革命（19世纪）：建立在电磁理论发展的基础上，其标志是发电机、电动机、电讯设备的出现和应用。*第

6、三次工业革命（20世纪）：建立在相对论和量子力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一系列新学科、新材料、新能源、新技术的兴起和发展。兰州理工大学物理系大学物理绪论11物理学与工程技术的关系微电子技术的物理学基础1925年量子力学建立1926年Fermi-Dirac统计法提出1929年能带理论提出并得到证实，从理论上解释了导体、半导体、绝缘体的性质和区别；Fermi面概念及其可测量的提出1947年发明晶体管（肖克莱、巴丁、布拉顿获1956年诺贝尔物理奖）1957年建立Fermi面编目1962年制成集成电路（IC）1965年摩尔定律

7、：芯片容量每18－24个月翻番。70年代末大规模和超大规模集成电路（VLIC）兰州理工大学物理系大学物理绪论12物理学与工程技术的关系核技术的物理学基础1896年Becquerel发现铀的天然放射性21905年Einstein创立狭义相对论，得Emc1911年Rutherford提出原子的有核模型1925年量子力学建立1932年建立原子核的质子——中子模型1933年发现人工放射性1945年实现核裂变——原子弹1952年实现核聚变——氢弹1954年建立第一座核电站（安全、清洁、经济的能源）兰州理工大学物理系大学物理绪论13物理学与工程

8、技术的关系几种重要技术及其转化为工业产品的时间比较原理发现工业产品经历时间（年）（年）（年）电动机1821188665真空管1882191533无线电1887192235X光1895191318雷达193519005原子