南理工大学物理上绪论-bs.ppt

物理ch1 大学物理 (University Physics) * 第十五章 机械波 15 – 8 多普勒效应 * 主讲：孙敏 南京理工大学应用物理系 《大学物理》绪论 一 物理学的研究对象 三 物理学与技术 四 大学物理综述 二 研究范围 一 物理学的研究对象 物理学是研究物质的基本结构、相互作用和运动的学科。 1999年3月16-21日，在美国亚特兰大市召开的第23届国际纯粹物理与应用物理联合会大会上通过的“决议五”中十分精辟地指出： 物质存在的基本形式 -- 实物和场 1 世界的物质性 2 物质之间存在相互作用 引力相互作用 电磁相互作用 强相互作用 弱相互作用—也是粒子间的短程力 弱电统一理论（60年代） 遗留的问题： 大统一理论？ 是否存在第五种力？ + + 电力102 N 引力10-34N 凝聚力 ？ —— 强子间的作用力 强力104N ！ 原子核 3 运动是物质的固有属性 机械运动 热运动 电磁运动 光运动 粒子运动 力学 热力学和统计力学 电磁学 光学 量子力学 宇观 宏观 介观 微观 天体物理粒子物理 -- 两大尖端科学 紧密衔接 空间尺度 42个台阶 二 研究范围 -- 非常广泛 1026 m（约150亿光年）（宇宙）— 10－20 m（夸克） 宇宙年龄： 130 ~200亿年 地球年龄 时间尺度 横跨45个数量级 硬 ? 射线周期≈ 10-27s 大爆炸 地球 速率范围 0 （静止）— 3 × 108 m/s （光速） 三 物理学与技术 2000年12月15-16日，在德国柏林召开的第三次世界物理学会大会上，指出： 物理学是我们认识世界的基础，? 是其他科学和绝大部分技术发展的直接的或不可缺少的基础，物理学曾经是、现在是、将来也是全球技术和经济发展的主要驱动力。 每一次重要物理规律的发现都推动了整个自然科学和应用技术的伟大变革。 瓦特与蒸气机 ▲ 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。 发电机 ▲ 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。 手机 激光器 ▲第三次工业革命（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材料、新能源、新技术的兴起和发展。 纳米技术 十九世纪末形成三种较为成熟的重大理论: (1)经典力学 (2)热力学与经典统计物理学 (3)电磁学 二十世纪初形成两种比较成熟的重大理论: (1) 狭义相对论 (2) 量子力学 近代物理的理论基础 原子核物理 粒子物理 等离子体物理 凝聚态物理 激光物理 介观物理 天体物理等新分支。 ▲ 物理学的发展 四 大学物理学综述 大学物理 -- 物理学的初级阶段 机械运动规律 分子运动规律 电磁运动规律 光运动的规律 高速领域的运动规 律 微观领域的运动规 律 相对论 力学 光学 热学 电磁学 量子物理学 一学年，112学时 物理学的研究方法 提出命题 应用 修改理论 实验检验 理论预言 ▲ 物理学是一门理论和实验高度结合的精确 科学，其研究方法可概括为： 观测、实验 推测答案 ▲ 对称性分析 ▲ 守恒量的利用 ▲ 简化模型的选取 ▲ 概念和方法的类比 物理学还有许多有特色的方法， ▲ 定性和半定量分析 ▲ 量纲分析 ▲ 能量分析 比如： 物理的直觉和想象力及洞察力也常常产生重大突破和发现 中学物理是学习大学物理的基础；大学物理是中学物理的提升与扩展，但不是简单的重复。 ▲研究的对象不同：由简单到复杂，由特殊到一般。 如：匀速到变速，恒力到变力，均匀到非均匀，质点到刚体等。 ▲研究的方法和使用的工具不同： 如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量等。 ▲研究的目的不同： 如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应用知识等。 条件不同，定义不同 计算复杂 大学物理与中学物理的关系与差别 要求 1 学习和掌握物理学的基本规律和研究方法， 能够拓宽技术人员眼界，提高知识层次， 发展后劲足。 2 培养抽象思维能力、自学能力、分析问题和 解决问题的能力。 3 培养求是、创新的科学品质，点燃求知的火种。 不仅仅是为后续课程服务、为专业服务，更是立足于提高自身科学素质，有益于终身学习和发展。 参考书目（全学年用） ▲《大学物理学》（一套五册）， ▲《普通物理学》（第五版，共三册） 程守洙、江之永, 高等教育