大学物理课件-西安交通大学

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1、UniversityPhysicsXi’anJiaotongUniversityAipingFangapfang@mail.xjtu.edu.cn2/20/2012UniversityphysicsAPFang方爱平理学院应用物理系办公电话：82663394办公室：主楼E1111E-mail：apfang@mail.xjtu.edu.cn大学物理网址：202.117.23.17课件下载：“教学园地”姓名：学号密码：学号一、什么是物理学？●物理学——研究物质世界中最基本形态和规律的科学●物理学研究范围——物质世界的层次和数量级Physics质子:类星体:空间尺度：物质结构物质相互

2、作用物质运动规律微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质cosmological绪论UniversityphysicsAPFang基本粒子寿命宇宙寿命时间尺度：E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒　星的距离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图——形象地表示了物质空间尺寸的层次UniversityphysicsAPFang标准宇宙模型给出的宇宙起源与基本粒子标准模型给出的物质组成是一致的物

3、理问题按空间尺度划分：量子力学经典物理学宇宙物理学按运动速率大小划分：相对论物理学非相对论物理学按客体大小划分：微观系统宏观系统按运动速度划分：低速现象高速现象●物理学的发展实验物理理论物理计算物理TodayPhysicsUniversityphysicsAPFang二、物理学中的主要基本理论是什么？●牛顿力学（Newtonianmechanics）研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律●电磁学（Electromagnetism）研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律●热力学（Thermodynamics）研究物质热运动的统计规律及其宏观表现●相对论（Rel

4、ativity）研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律●量子力学（Quantummechanics）研究微观物质运动现象以及基本运动规律★结论：物理学是一门最基本的科学；是最古老、但发展最快的科学；它提供最多、最基本的科学研究手段。UniversityphysicsAPFang三、物理学构成所有自然科学的理论基础●物理学是一切自然科学的基础●物理学派生的分支：物理学构成了化学、生物学、材料科学、地球物理学等学科的基础，物理学的基本概念和技术被应用到所有的自然科学之中。●物理学与数学之间的关系原子核物理学原子分子物理学固体物理学凝聚态物理学激光物理学等离子体物理学地球物理学生

5、物物理学天体物理学电子物理学……UniversityphysicsAPFang四、物理学与技术二十世纪以来，物理学被公认为科技发展中最重要的带头学科●第一种模式——热机的发明●第二种模式——电气化的发展核能的利用激光器的产生层析成像技术(CT)电子计算机技术——物理——技术物理——技术——物理粒子散射实验X射线的发现受激辐射理论晶体管的发现UniversityphysicsAPFangUniversityphysicsAPFang电子计算机的诞生●1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克来发明了晶体管，标志着信息时代的开始●1962年发明了集成电路●70年代后期出现了大规模集

6、成电路●192526年建立了量子力学●1926年建立了费米狄拉克统计●1927年建立了布洛赫波的理论●1928年索末菲提出能带的猜想●1929年派尔斯提出禁带、空穴的概念同年贝特提出了费米面的概念●1957年皮帕得测量了第一个费米面UniversityphysicsAPFang超晶格材料纳米材料光子晶体晶体管的发明大规模集成电路电子计算机信息技术与工程●当今物理学和科学技术的关系两种模式并存，相互交叉，相互促进量子力学能带理论人工设计材料●几乎所有的重大新(高)技术领域的创立，事先都在物理学中经过长期的酝酿。“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。——李政道Unive

7、rsityphysicsAPFang五、怎样学习物理学?著名物理学家费曼说：科学是一种方法。它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。著名物理学家爱因斯坦说：发展独立思考和独立判断地一般能力，应当始终放在首位，而不应当把专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来