大学物理4PPT课件
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大学物理4ppt课件
• 大学物理4课程简介 • 力学基础 • 电场与磁场 • 电磁感应与麦克斯韦方程组 • 相对论基础 • 实验与习题
01
大学物理4课程简介
课程目标
01
掌握大学物理的基本概念、原理和方法。
02
培养学生对物理现象的观察、分析和解决问题的能力。
培养学生的科学素养和创新能力，为后续专业课程和科研工作
详细描述
电磁波是由电场和磁场相互激发并传播的波。它们的传播速度与介质有关，在真空中等于光速。电磁波的应用广 泛，如无线电通信、雷达和微波炉等。
05
相对论基础
狭义相对论
狭义相对论的基本
假设
所有惯性参照系中光速都是一样 的，即光速的不变性。同时，物 理定律在所有惯性参照系中都是 一样的，即参照系的相对性。
课程考核方式包括平时作业、实验报告和期末考 试等。
02
力学基础
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体若不受外力作用，将 保持静止或匀速直线运动 状态不变。
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用 力成正比，与物体的质量 成反比。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等，方向相反，作用在同 一条直线上。
等效原理
在任何局部区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照 系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都应具有相同的数学形式。
黑洞与宇宙学
黑洞的形成
黑洞是由于大质量恒星坍缩形成 的，其强大的引力使得周围的物
质和光线都不能逃脱。
霍金辐射
根据量子力学的不确定性原理，黑 洞会向外辐射能量，即霍金辐射。
磁场概念
磁体或电流周围存在的一种特 殊物质，对放入其中的磁体或
电流有力的作用。
磁感应强度
描述磁场强弱的物理量，单位为 特斯拉（T）。
磁感线
表示磁场中磁感应强度的分布 情况，磁感线上任一点的切线 方向即为该点的磁场方向。
磁场分类
恒定磁场、动态磁场、脉冲磁 场等。
安培环路定律
安培环路定律定义
磁场中穿过任意闭合曲线的磁感应线数等于该闭合曲线内所包围 的电流强度与真空磁导率的乘积。
麦克斯韦方程组
总结词
麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的一组基本方程，包括高 斯定律、高斯磁定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。
详细描述
麦克斯韦通过整合前人的工作，提出了这一组统一的方程， 揭示了电场和磁场之间的内在联系。这组方程是现代电磁学 的基础。
电磁波的传播
总结词
电磁波的传播遵循波动方程，其速度等于光速。
动量与角动量
动量
一个物体的动量等于它的质量乘 以它的速度。
角动量
一个旋转物体的角动量等于它的 转动惯量乘以它的角速度。
功与能
功
力在物体运动轨迹上所做的功等于力 与物体在力的方向上移动距离的乘积。
能
一个物体的动能等于它的质量乘以它 的速度的平方的一半。
刚体的转动
刚体的转动惯量
描述刚体转动惯性的物理量。
大爆炸理论
宇宙起源于一个极度高温和高密度 的状态，被称为大爆炸。广义相对 论是描述宇宙大爆炸和宇宙演化的 主要理论框架之一。
06
实验与习题
实验安排
实验一
测量重力加速度
实验三
研究自由落体运动
实验二
验证动量守恒定律
实验四
测定空气的比热容比
习题解答
习题一
关于牛顿第二定律的应用
习题四
关于热力学第一定律的理解
应用场景
在计算磁场分布、磁感应线数、磁场能量密度等问题时，安培环路 定律是非常重要的工具。
安培环路定律的意义
揭示了磁场与电流之间的内在联系，是电磁学的基本定理之一。
04
电磁感应与麦克斯韦方程组
法拉第电磁感应定律
总结词
法拉第电磁感应定律是描述磁场变化 与感应电动势之间关系的定律。
详细描述
法拉第通过实验发现，当一个导体回 路在变化的磁场中时，会在回路中产 生感应电动势。这个定律在发电机和 变压器的设计中起着关键作用。
03
打下基础。
课程内容
经典力学
质点和刚体的运动、牛顿运动定律、动量、角动量、万有引力等。
热力学基础
热力学第一定律、热力学第二定律、热机、制冷机等。
电磁学
静电场、恒定磁场、电磁感应等。
波动与光学
波动的基本性质、光的干涉、衍射、偏振等。
课程安排
每周安排两次课程，每次课程时长为2小时。
课程形式包括课堂讲授、实验操作和小组讨论等。
习题二
关于动量守恒定律的推导
习题三
关于万有引力定律的推导
自测题
自测题一
关于重力加速 度的测量
自测题二
关于动量守恒 定律的验证
关于自由落体 运动的探究
自测题三
自测题四
关于比热容比 的测定
THANKS
感谢观看
刚体的角动量守恒
不受外力矩作用的刚体，其角动量保持不变。03电场与源自场电场0102
03
04
电场概念
电场是电荷周围存在的一种特 殊物质，由正负电荷产生，对 放入其中的电荷有力的作用。
电场强度
描述电场强弱的物理量，单位 为伏特每米（V/m）或牛每库
仑（N/C）。
电场线
表示电场中电场强度的分布情 况，电场线上任一点的切线方 向即为该点的电场强度方向。
时间膨胀
狭义相对论预测，当物体以接近 光速运动时，其上的时间会相对 于静止的观察者而言减慢。
长度收缩
狭义相对论还预测，当物体以接 近光速运动时，其上的长度会相 对于静止的观察者而言缩短。
广义相对论
广义相对论的基本假设
所有参照系中光速都是一样的，即光速的不变性。同时，物理定 律在所有参照系中都是一样的，即参照系的相对性。
静电场
静止电荷产生的电场，也称为 恒定电场。
高斯定理
高斯定理定义
通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面内所包围的电 荷量与真空电容率的比值。
应用场景
在计算电场分布、电势、电场能量密度等问题时，高斯定理是非 常重要的工具。
高斯定理的意义
揭示了电场与电荷之间的内在联系，是静电场的基本定理之一。
磁场
• 大学物理4课程简介 • 力学基础 • 电场与磁场 • 电磁感应与麦克斯韦方程组 • 相对论基础 • 实验与习题
01
大学物理4课程简介
课程目标
01
掌握大学物理的基本概念、原理和方法。
02
培养学生对物理现象的观察、分析和解决问题的能力。
培养学生的科学素养和创新能力，为后续专业课程和科研工作
详细描述
电磁波是由电场和磁场相互激发并传播的波。它们的传播速度与介质有关，在真空中等于光速。电磁波的应用广 泛，如无线电通信、雷达和微波炉等。
05
相对论基础
狭义相对论
狭义相对论的基本
假设
所有惯性参照系中光速都是一样 的，即光速的不变性。同时，物 理定律在所有惯性参照系中都是 一样的，即参照系的相对性。
课程考核方式包括平时作业、实验报告和期末考 试等。
02
力学基础
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体若不受外力作用，将 保持静止或匀速直线运动 状态不变。
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用 力成正比，与物体的质量 成反比。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等，方向相反，作用在同 一条直线上。
等效原理
在任何局部区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照 系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都应具有相同的数学形式。
黑洞与宇宙学
黑洞的形成
黑洞是由于大质量恒星坍缩形成 的，其强大的引力使得周围的物
质和光线都不能逃脱。
霍金辐射
根据量子力学的不确定性原理，黑 洞会向外辐射能量，即霍金辐射。
磁场概念
磁体或电流周围存在的一种特 殊物质，对放入其中的磁体或
电流有力的作用。
磁感应强度
描述磁场强弱的物理量，单位为 特斯拉（T）。
磁感线
表示磁场中磁感应强度的分布 情况，磁感线上任一点的切线 方向即为该点的磁场方向。
磁场分类
恒定磁场、动态磁场、脉冲磁 场等。
安培环路定律
安培环路定律定义
磁场中穿过任意闭合曲线的磁感应线数等于该闭合曲线内所包围 的电流强度与真空磁导率的乘积。
麦克斯韦方程组
总结词
麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的一组基本方程，包括高 斯定律、高斯磁定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。
详细描述
麦克斯韦通过整合前人的工作，提出了这一组统一的方程， 揭示了电场和磁场之间的内在联系。这组方程是现代电磁学 的基础。
电磁波的传播
总结词
电磁波的传播遵循波动方程，其速度等于光速。
动量与角动量
动量
一个物体的动量等于它的质量乘 以它的速度。
角动量
一个旋转物体的角动量等于它的 转动惯量乘以它的角速度。
功与能
功
力在物体运动轨迹上所做的功等于力 与物体在力的方向上移动距离的乘积。
能
一个物体的动能等于它的质量乘以它 的速度的平方的一半。
刚体的转动
刚体的转动惯量
描述刚体转动惯性的物理量。
大爆炸理论
宇宙起源于一个极度高温和高密度 的状态，被称为大爆炸。广义相对 论是描述宇宙大爆炸和宇宙演化的 主要理论框架之一。
06
实验与习题
实验安排
实验一
测量重力加速度
实验三
研究自由落体运动
实验二
验证动量守恒定律
实验四
测定空气的比热容比
习题解答
习题一
关于牛顿第二定律的应用
习题四
关于热力学第一定律的理解
应用场景
在计算磁场分布、磁感应线数、磁场能量密度等问题时，安培环路 定律是非常重要的工具。
安培环路定律的意义
揭示了磁场与电流之间的内在联系，是电磁学的基本定理之一。
04
电磁感应与麦克斯韦方程组
法拉第电磁感应定律
总结词
法拉第电磁感应定律是描述磁场变化 与感应电动势之间关系的定律。
详细描述
法拉第通过实验发现，当一个导体回 路在变化的磁场中时，会在回路中产 生感应电动势。这个定律在发电机和 变压器的设计中起着关键作用。
03
打下基础。
课程内容
经典力学
质点和刚体的运动、牛顿运动定律、动量、角动量、万有引力等。
热力学基础
热力学第一定律、热力学第二定律、热机、制冷机等。
电磁学
静电场、恒定磁场、电磁感应等。
波动与光学
波动的基本性质、光的干涉、衍射、偏振等。
课程安排
每周安排两次课程，每次课程时长为2小时。
课程形式包括课堂讲授、实验操作和小组讨论等。
习题二
关于动量守恒定律的推导
习题三
关于万有引力定律的推导
自测题
自测题一
关于重力加速 度的测量
自测题二
关于动量守恒 定律的验证
关于自由落体 运动的探究
自测题三
自测题四
关于比热容比 的测定
THANKS
感谢观看
刚体的角动量守恒
不受外力矩作用的刚体，其角动量保持不变。03电场与源自场电场0102
03
04
电场概念
电场是电荷周围存在的一种特 殊物质，由正负电荷产生，对 放入其中的电荷有力的作用。
电场强度
描述电场强弱的物理量，单位 为伏特每米（V/m）或牛每库
仑（N/C）。
电场线
表示电场中电场强度的分布情 况，电场线上任一点的切线方 向即为该点的电场强度方向。
时间膨胀
狭义相对论预测，当物体以接近 光速运动时，其上的时间会相对 于静止的观察者而言减慢。
长度收缩
狭义相对论还预测，当物体以接 近光速运动时，其上的长度会相 对于静止的观察者而言缩短。
广义相对论
广义相对论的基本假设
所有参照系中光速都是一样的，即光速的不变性。同时，物理定 律在所有参照系中都是一样的，即参照系的相对性。
静电场
静止电荷产生的电场，也称为 恒定电场。
高斯定理
高斯定理定义
通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该闭合曲面内所包围的电 荷量与真空电容率的比值。
应用场景
在计算电场分布、电势、电场能量密度等问题时，高斯定理是非 常重要的工具。
高斯定理的意义
揭示了电场与电荷之间的内在联系，是静电场的基本定理之一。
磁场