1、物理講義第一章物理學(xué)簡(jiǎn)介政學(xué)軍警PAGE 8PAGE 14政 學(xué)主題一物理學(xué)發(fā)展展簡(jiǎn)史一、古典物理學(xué)與近代物理學(xué)：1、古典物理學(xué)：廿世紀(jì)以前所發(fā)展的物理學(xué)稱為古典物理學(xué)，以巨觀的角度研究物理，可分為力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等主要分支。2、近代物物理學(xué)：廿世紀(jì)紀(jì)以后(19000年卜卜朗克提提出量子子論后)所發(fā)展展的物理理學(xué)稱為為近代物物理學(xué)，以以微觀的的角度研研究物理理，量子子力學(xué)與與相對(duì)論論為近代代物理的的兩大基基石。二、物理學(xué)學(xué)重要人人物及其其理論簡(jiǎn)簡(jiǎn)表：科學(xué)家年代發(fā)表理論天文及力學(xué)學(xué)阿基米得B.C.2250年年杠桿原理、浮浮力原理理托勒密二世紀(jì)提出地心心說(shuō)，認(rèn)認(rèn)為地球球?yàn)橛钪嬷孢\(yùn)行中中心哥

2、白尼1543發(fā)表天體體運(yùn)行，認(rèn)為為太陽(yáng)為為宇宙運(yùn)運(yùn)行中心心伽利略17世紀(jì)發(fā)明天文望望遠(yuǎn)鏡，發(fā)發(fā)現(xiàn)木星星的四個(gè)個(gè)衛(wèi)星比塞塔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)提出慣性性想法法物理學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)之父克卜勒160916119三大行星運(yùn)運(yùn)動(dòng)定律律牛頓1687三大運(yùn)動(dòng)定定律、萬(wàn)萬(wàn)有引力力定律白努力1738白努力定律律(流體動(dòng)動(dòng)力學(xué))熱學(xué)古代人熱質(zhì)說(shuō)，認(rèn)認(rèn)為熱是是一種由由高溫流流向低溫溫處之物物質(zhì)伽利略發(fā)明氣體溫溫度計(jì)侖福特1798熱的力學(xué)說(shuō)說(shuō)，認(rèn)為為熱和物物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)有關(guān)卡諾1824熱機(jī)循環(huán)理理論布朗1827發(fā)現(xiàn)布朗運(yùn)運(yùn)動(dòng)焦耳1840測(cè)出熱功當(dāng)當(dāng)量，證證實(shí)熱為為能量的的一種形形式克勞修斯1850氣體動(dòng)力論論光學(xué)司乃耳1615折射定律牛頓16

3、75光的微粒說(shuō)說(shuō)、色散散實(shí)驗(yàn)海更士1678光的波動(dòng)說(shuō)說(shuō)楊格1801雙狹縫干涉涉實(shí)驗(yàn)菲左1849首次測(cè)得光光速富可1850測(cè)得水中之之光速馬克士威1864建立光是電電磁波的的理論赫茲1886發(fā)現(xiàn)光電效效應(yīng)愛(ài)因斯坦1905提出光量量子理論論，成成功解釋釋光電效效應(yīng)電磁學(xué)庫(kù)侖1785庫(kù)侖靜電力力定律伏打1800伏打電池(最早的的電池)厄司特1820發(fā)現(xiàn)電流的的磁效應(yīng)應(yīng)安培1820安培定律(載流導(dǎo)導(dǎo)線產(chǎn)生生磁場(chǎng)的的數(shù)學(xué)式式)奧姆1826奧姆定律法拉第1831電磁感應(yīng)定定律馬克士威1864馬克士威方方程式(集電磁磁學(xué)理論論之大成成)赫茲1889以實(shí)驗(yàn)證實(shí)實(shí)電磁波波的存在在近代物理侖琴1895發(fā)現(xiàn)X射線線

4、貝克勒1896發(fā)現(xiàn)天然放放射性湯木生1897發(fā)現(xiàn)電子(陰極射射線)居禮夫婦1897發(fā)現(xiàn)放射性性元素釷釷、釙、鐳鐳卜朗克1900提出量子子論拉瑟福德1911發(fā)現(xiàn)原子核核，提出出原子行行星模型型愛(ài)因斯坦1905解釋布朗運(yùn)運(yùn)動(dòng)提出光量子子理論提出狹義相相對(duì)論波耳1912提出氫原子子結(jié)構(gòu)模模型德布羅依1924提出物質(zhì)波波理論查兌克1926發(fā)現(xiàn)中子哈恩1938發(fā)現(xiàn)鈾裂變變費(fèi)米1942建立第一座座核子反反應(yīng)爐主題二物理學(xué)的發(fā)發(fā)展對(duì)人人類生活活的影響響一、古典物物理學(xué)對(duì)對(duì)人類生生活的影影響：1、力學(xué)：簡(jiǎn)單機(jī)機(jī)械(杠桿、輪輪軸、滑滑輪、斜斜面、螺螺旋、劈劈) 2、光學(xué)：(一)反射射原理：(1)平面面鏡：鏡鏡子

5、(2)凹面面鏡：手手電筒、車車燈、探探照燈(3)凸面面鏡：路路口、商商店監(jiān)視視鏡(二)折射射原理：(1)凸透透鏡：放放大鏡、顯顯微鏡、相相機(jī)(2)凹透透鏡：眼眼鏡、相相機(jī)3、熱學(xué)：蒸汽機(jī)機(jī)、內(nèi)燃燃機(jī)、引引擎、冰冰箱、冷冷(暖)氣機(jī)4、電學(xué)：(一)利用用電能運(yùn)運(yùn)作：一一般電器器用品，如如：電視視機(jī)、冰冰箱、洗洗衣機(jī)(二)利用用電磁感感應(yīng)：發(fā)發(fā)電機(jī)、變變壓器(三)利用用電磁波波原理：無(wú)線通通訊、雷雷達(dá)二、近代物物理學(xué)對(duì)對(duì)人類生生活的影影響：1、半導(dǎo)體體：(一)半導(dǎo)導(dǎo)體：導(dǎo)導(dǎo)電性介介于導(dǎo)體體和絕緣緣體間之之一種材材料，可可分為元元素半導(dǎo)導(dǎo)體(如：硅硅、鍺等等)和化合合物半導(dǎo)導(dǎo)體(如：砷砷化鎵等等)兩

6、種。(二)用途途：(1)半導(dǎo)導(dǎo)體制成成晶體管管，體積積小、耗耗電量少少，具有有放大電電流訊號(hào)號(hào)功能。(2)半導(dǎo)導(dǎo)體制成成二極管管具整流流能力。(3)集成成電路(IC)：(A)19958年年發(fā)展出出集成成電路技術(shù)，系系利用長(zhǎng)長(zhǎng)晶、蝕蝕刻、蒸蒸鍍等方方式于一一小芯片片上容納納上百萬(wàn)萬(wàn)個(gè)晶體體管、二二極管、電電阻、電電感、電電容等電電子組件件之技術(shù)術(shù)，而此此電路即即稱為集集成電路路。(B)ICC之特性性：體積積小、效效率高、耗耗電低、穩(wěn)穩(wěn)定性高高、可大大量生產(chǎn)產(chǎn)。(C)ICC之應(yīng)用用：計(jì)算算機(jī)、手手機(jī)、電電視、計(jì)計(jì)算器、手手表等電電子產(chǎn)品品。(4)計(jì)算算機(jī)信息息科技之之?dāng)U展大大輻改變變了人類類的生活

7、活習(xí)慣，故故俗稱第第二次工工業(yè)革命命。2、雷射：(一)原理理：利用用愛(ài)因斯斯坦原原子受激激放射理論，誘誘發(fā)大量量原子由由受激態(tài)態(tài)同時(shí)做做能態(tài)之之躍遷并并放射同同頻率之之光子，藉藉以將光光加以增增強(qiáng)。(二)特性性：聚旋旋光性好好、強(qiáng)度度高、光光束集中中、頻率率單一(單色光光)。(三)應(yīng)用用：(1)工業(yè)業(yè)上：測(cè)測(cè)量、切切割、精精密加工工(2)醫(yī)學(xué)學(xué)上：切切割手術(shù)術(shù)(腫瘤、近近視)(3)軍事事上：定定位、導(dǎo)導(dǎo)引(4)生活活、娛樂(lè)樂(lè)上：激激光視盤(pán)盤(pán)、光纖纖通訊3、光纖：(一)光纖纖：將高高純度石石英熔融融抽絲制制成極細(xì)細(xì)之圓柱柱體，柔柔軟可撓撓曲，含含內(nèi)層(纖芯)及外層層(包層)兩層。(二)原理理：纖

8、芯芯之折射射率大于于包層，光光訊號(hào)以以特定角角度射入入纖芯之之一端后后，因連連續(xù)之全全反射而而傳遞至至另一端端。(三)特性性：(1)通訊訊容量大大(頻寬較較大)，約為為傳統(tǒng)銅銅線之110倍以以上。(2)重量量輕、價(jià)價(jià)格便宜宜。(3)傳輸輸過(guò)程中中耗能低低，利于于長(zhǎng)程傳傳輸。(4)不受受干擾，保保密性佳佳。(四)應(yīng)用用：通訊訊。4、核能發(fā)發(fā)電：(一)核能能：較大大原子核核發(fā)生分分裂(核裂變變，如：核彈、核核電廠內(nèi)內(nèi)部)或較小小原子核核發(fā)生融融合(核聚變變，如：氫彈、太太陽(yáng)內(nèi)部部)時(shí)，因因生成物物質(zhì)量減減少而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成能能量，此此能量稱稱為核能能。(二)原理理：質(zhì)量量與能量量之轉(zhuǎn)換換遵守愛(ài)愛(ài)因斯坦坦

9、狹義相相對(duì)論中中之質(zhì)質(zhì)能互換換公式：。(三)過(guò)程程：利用用鈾2335在可可控制的的情形下下進(jìn)行核核分裂反反應(yīng)，產(chǎn)產(chǎn)生之核核能轉(zhuǎn)變變成熱能能使水變變成水蒸蒸氣后，推推動(dòng)發(fā)電電機(jī)產(chǎn)生生電能，【核核能熱能能動(dòng)能電能能】。5、超導(dǎo)體體：(一)超導(dǎo)導(dǎo)體：119088年翁內(nèi)內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)現(xiàn)部份物物質(zhì)于某某特定溫溫度(臨界溫溫度)以下，其其電阻完完全消失失，此時(shí)時(shí)此物稱稱為超導(dǎo)導(dǎo)體。(二)特性性：超導(dǎo)導(dǎo)體具有有零電電阻及及完全全反磁性性之特特性。(三)高溫溫超導(dǎo)體體：19987年年朱經(jīng)武武、吳茂茂昆發(fā)現(xiàn)現(xiàn)釔鋇銅銅氧化物物之臨界界溫度約約為922K，高高于液態(tài)態(tài)氮之沸沸點(diǎn)777K，稱稱為高高溫超導(dǎo)導(dǎo)體。(四)應(yīng)用用

10、：超強(qiáng)強(qiáng)力磁鐵鐵、磁浮浮列車。主題三物理學(xué)與測(cè)測(cè)量一、物理量量：1、定義：物理學(xué)學(xué)上所使使用的量量。2、分類：(一)依有有無(wú)方向向性而分分：(1)向量量：兼具具大小及及方向性性者，如如：速度度、力(2)純量量：僅具具大小無(wú)無(wú)方向性性者，如如：體積積、時(shí)間間、功(二)依定定義方式式而分：(1)基本本量：由由基本概概念定義義而出之之物理量量，共有有時(shí)間、長(zhǎng)長(zhǎng)度、質(zhì)質(zhì)量、電電流、溫溫度、發(fā)發(fā)光強(qiáng)度度(光度)、物質(zhì)質(zhì)的量(物量)七種。(2)導(dǎo)出出量：由由基本量量所定義義出之物物理量，如如：體積積、面積積、速度度等。(3)物理理學(xué)(力學(xué))上最常常用的三三個(gè)基本本量：時(shí)時(shí)間、長(zhǎng)長(zhǎng)度、質(zhì)質(zhì)量。二、測(cè)量：1、

11、定義：將待測(cè)測(cè)物理量量與一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)量做做比較的的過(guò)程。2、結(jié)果：3、科學(xué)記記號(hào)：將將一數(shù)字字化為之之形式，稱稱為科學(xué)學(xué)記號(hào)。4、數(shù)量級(jí)級(jí)：一數(shù)數(shù)化為科科學(xué)記號(hào)號(hào)后(一)若，則則其數(shù)量量級(jí)為(二)若，則則其數(shù)量量級(jí)為三、單位：1、定義：物理量量之比較較標(biāo)準(zhǔn)。2、條件：?jiǎn)挝豁氻毦吆愫愠Ｐ约胺椒奖阈浴?、SI單單位：國(guó)國(guó)際度量量衡局選選定七個(gè)個(gè)基本量量之單位位(基本單單位)作為單單位系統(tǒng)統(tǒng)之基礎(chǔ)礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱稱SI單位位，亦稱稱為公制制單位。4、七個(gè)基基本量及及基本單單位列表表：基本量代號(hào)基本單位單位代號(hào)時(shí)間T秒s長(zhǎng)度L公尺m質(zhì)量M公斤kg電流I安培A溫度T凱耳文K發(fā)光強(qiáng)度I燭光cd物質(zhì)的量N莫耳mol5、

12、輔助前前綴：(一)意義義：置于于單位前前方，用用以表示示極大或或極小物物理量之之符號(hào)。(二)輔助助前綴列列表：數(shù)量級(jí)前綴megakilocentiimilimicroonanopicofemtoo符號(hào)Mkcmnpf名稱百萬(wàn)千厘毫微奈皮飛四、物理學(xué)學(xué)三大基基本量之之測(cè)量及及單位：1、時(shí)間之之測(cè)量及及單位：(一)秒之之定義：(1)19967年年前：(A)定義義：以太太陽(yáng)日為為標(biāo)準(zhǔn)。地地球上任任一點(diǎn)連連續(xù)2次對(duì)正正太陽(yáng)之之時(shí)間間間隔稱為為太陽(yáng)日日，一年年內(nèi)太陽(yáng)陽(yáng)日之平平均值稱稱為平均均太陽(yáng)日日，再將將一平均均太陽(yáng)日日分為224小時(shí)時(shí)，1小時(shí)分分為600分，1分分為為60秒，故故1秒平均太太陽(yáng)日。(B

13、)缺點(diǎn)點(diǎn)：(aa)平均均太陽(yáng)日日逐年改改變。(b)使用用不便。(2)19967年年后：原原子間之之振動(dòng)具具良好之之恒常性性，故國(guó)國(guó)際度量量衡局于于19667年會(huì)會(huì)議中，選選定了以以銫原子子之某一一固定振振動(dòng)9119266317770次次的時(shí)間間定義為為1秒，此此標(biāo)準(zhǔn)沿沿用至今今。(二)單擺擺之等時(shí)時(shí)性：(1)當(dāng)單單擺之?dāng)[擺角不大大(擺角)時(shí)，其其周期只只與擺長(zhǎng)長(zhǎng)有關(guān)。(2)周期期秒之單單擺稱為為秒擺，其其擺長(zhǎng)(三)半衰衰期(半生期期)：(1)定義義：放射射性物質(zhì)質(zhì)衰變數(shù)數(shù)量達(dá)原原來(lái)總數(shù)數(shù)之一半半(即剩下下一半尚尚未衰變變)所需的的時(shí)間，稱稱為半衰衰期或半半生期。(2)公式式：設(shè)半半衰期為為之某

14、放放射性物物質(zhì)原數(shù)數(shù)量為，經(jīng)經(jīng)過(guò)時(shí)間間后，剩剩下數(shù)量量為N，則：(3)應(yīng)用用：利用用物體所所含之濃濃度可鑒鑒定其年年代。2、長(zhǎng)度之之測(cè)量及及單位：(一)公尺尺之定義義：(1)188世紀(jì)：以北極極經(jīng)巴黎黎至赤道道的子午午線長(zhǎng)之之一千萬(wàn)萬(wàn)分之一一為1公尺，并并以此標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)制作作了一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)尺(鉑銥合合金棒)。(2)18889年年后：因因標(biāo)準(zhǔn)尺尺長(zhǎng)之一一千萬(wàn)倍倍不等于于子午線線長(zhǎng)，遂遂改以標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)尺為為1公尺之之標(biāo)準(zhǔn)，其其缺點(diǎn)為為易受環(huán)環(huán)境影響響。(3)19961年年：國(guó)際際間同意意將公尺尺之標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)改訂為為氪的同同位素所所發(fā)出某某一特定定光的波波長(zhǎng)的1165007633.733倍。(4)19983年年：國(guó)際際度量衡衡會(huì)議決決議將光光在真空空中299979924558分之之一秒所所行之距距離定義義為1公尺。(二)常用用特殊長(zhǎng)長(zhǎng)度單位位：(1)光年年(L.Y.)：光在在一年中中所行之之距離。(2)天文文單位(A.UU.)：地球繞繞日公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軌道之之平均半半徑(5500光光秒)(3)埃()：，常用用于表示示原子之之大小。3、質(zhì)量之之測(cè)量及及單位：(一)公斤斤之定義義：(1)18889年年前：(A)定義義：定義義4、1公升之之純水其其質(zhì)量為為1公斤。(B)缺點(diǎn)點(diǎn)：(aa)純水水取得不不易。(b)易受受環(huán)境(溫度)影響。(2)18889年年后：國(guó)國(guó)際度量量衡會(huì)議議決議采采用鉑銥銥合金制制之公公斤原器器