1、一. 什么是物理學(xué),物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學(xué),物理學(xué)研究的范圍 物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級,物理學(xué) (Physics),質(zhì)子 10-15 m,空間尺度：,微觀粒子 Microscopic,介觀物質(zhì) mesoscopic,宏觀物質(zhì) macroscopic,宇觀物質(zhì) cosmological,類星體 10 26 m,時(shí)間尺度：,基本粒子壽命 10-25 s,宇宙壽命 1018 s,緒 論,最小 的細(xì)胞,原子,原子核,基本粒子,DNA長度,星系團(tuán),銀河系,最近恒星的距離,太陽系,太陽,山,哈勃半徑,超星系團(tuán),人,蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次,按空間尺度劃分： 量子力學(xué) 經(jīng)典物理學(xué)

2、 宇宙物理學(xué),按速率大小劃分： 相對論物理學(xué) 非相對論物理學(xué),按客體大小劃分： 微觀系統(tǒng) 宏觀系統(tǒng),按運(yùn)動速度劃分： 低速現(xiàn)象 高速現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn) 物理,理論 物理,計(jì)算 物理,今日物理學(xué),物理學(xué)的發(fā)展, 牛頓力學(xué) (Mechanics) 研究物體機(jī)械運(yùn)動的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對性的規(guī)律, 電磁學(xué) (Electromagnetism) 研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律, 熱力學(xué) (Thermodynamics) 研究物質(zhì)熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn), 相對論 (Relativity) 研究物體的高速運(yùn)動效應(yīng)以及相關(guān)的動力學(xué)規(guī)律, 量子力學(xué) (Quantum mechanics) 研

3、究微觀物質(zhì)運(yùn)動現(xiàn)象以及基本運(yùn)動規(guī)律,二.物理學(xué)的五大基本理論,物理學(xué)是一門最基本的科學(xué);是最古老、但發(fā)展最快的科學(xué);它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段。,物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ),物理學(xué)派生出來的分支及交叉學(xué)科,物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有自然科學(xué)之中。,物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系,粒 子 物 理 學(xué),原 子 核 物 理 學(xué),原 子 分 子 物 理 學(xué),固 體 物 理 學(xué),凝 聚 態(tài) 物 理 學(xué),激 光 物 理 學(xué),等 離 子 體 物 理 學(xué),地 球 物 理 學(xué),生 物 物 理 學(xué),天 體 物 理 學(xué),宇 宙 射 線 物

4、 理 學(xué),三. 物理學(xué)是構(gòu)成自然科學(xué)的理論基礎(chǔ),四. 物理學(xué)與技術(shù),20世紀(jì)，物理學(xué)被公認(rèn)為科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最重要的帶頭學(xué)科, 熱機(jī)的發(fā)明和使用，提供了第一種模式：, 電氣化的進(jìn)程，提供了第二種模式：,核能的利用,激光器的產(chǎn)生,層析成像技術(shù)(CT),超導(dǎo)電子技術(shù), 粒子散射實(shí)驗(yàn),X 射線的發(fā)現(xiàn),受激輻射理論,低溫超導(dǎo)微觀理論,電子計(jì)算機(jī)的誕生, 1947年 貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了晶體管，標(biāo)志著信息時(shí)代的開始, 1962年 發(fā)明了集成電路, 70年代后期 出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路, 1925 26年 建立了量子力學(xué), 1926年 建立了費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì), 1927年 建立了布洛赫波的理論

5、, 1928年 索末菲提出能帶的猜想, 1929年 派爾斯提出禁帶、空穴的概念 同年貝特提出了費(fèi)米面的概念, 1957年 皮帕得測量了第一個(gè)費(fèi)米面,超晶格材料,納米材料,光子晶體,晶體管的發(fā)明,大規(guī)模集成電路,電子計(jì)算機(jī),信息技術(shù)與工程, 幾乎所有的重大新(高)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中經(jīng)過長期的醞釀。, 當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系,兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn),“沒有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒有今日的技術(shù)革命”。 李政道,量子力學(xué),能帶理論,人工設(shè)計(jì)材料,五. 物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度,提 出 命 題,推 測 答 案,理 論 預(yù) 言,實(shí) 驗(yàn) 驗(yàn) 證,修 改 理 論,現(xiàn)代物理學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)

6、高度結(jié)合的精確科學(xué),從新的觀測事實(shí)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)中提煉出來，或從已有原理中推演出來,建立模型；用已知原理對現(xiàn)象作定性解釋，進(jìn)行邏輯推理和數(shù)學(xué)演算,新的理論必須提出能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)所證偽的預(yù)言,一切物理理論最終都要以觀測或?qū)嶒?yàn)事實(shí)為準(zhǔn)則,當(dāng)一個(gè)理論與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符時(shí)，它就面臨著被修改或被推翻,六. 怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué),著名物理學(xué)家費(fèi)曼說：,著名物理學(xué)家愛因斯坦說：, 學(xué)習(xí)的觀點(diǎn)：從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，了解 物理學(xué)中各個(gè)分支之間的相互聯(lián)系。, 學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：, 學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：, 物理模型 數(shù)學(xué)表述 研究方法與適用條件,勤于思考,悟物窮理,七. 教學(xué)計(jì)劃,大學(xué)物理學(xué) 張三慧 主編 清華大學(xué)出版社 大學(xué)物理教程 吳錫瓏 主編 高等教育出版社 大學(xué)物理學(xué)習(xí)指