大学物理绪论课件
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《大学物理学绪论》课件
相对论与宇宙学研究
相对论
相对论是爱因斯坦提出的经典理论，描述了 引力和相对速度对时空的影响。未来的研究 将进一步探索相对论的预言和推论，例如引 力波探测和黑洞性质等，并寻求将相对论与 其他物理理论统一起来。
宇宙学
宇宙学是研究宇宙起源、演化和终极命运的 科学。未来的研究将致力于揭示宇宙的起源 和演化过程，包括宇宙大爆炸、星系形成、 恒星演化等，以及探索宇宙中存在的未知物
质和能量形式。
THANKS
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生物医学
医学影像
放射治疗
物理学在医学影像技术中发挥了重要作用 ，如X射线、CT、MRI等影像设备的研发和 应用。
放射治疗是治疗肿瘤的重要手段之一，物 理学在放射源的选择、剂量控制和设备研 发方面有重要作用。
生物力学
生物传感器
生物力学研究生物体的力学性质和行为， 在生物医学工程、康复医学等领域有广泛 应用。
数学建模法
要点一
总结词
用数学语言描述物理规律和现象
要点二
详细描述
数学建模法是物理学研究中不可或缺的方法之一。它通过 建立数学模型来描述物理规律和现象，将物理问题转化为 数学问题，以便进行定量分析和计算。数学建模法在物理 学中广泛应用于各种领域，例如力学、电磁学、量子力学 和宇宙学等。通过数学建模法，可以更深入地理解物理规 律的本质，预测新现象并解决复杂问题。
理论推导法
总结词
通过数学模型和理论公式推导结论
详细描述
理论推导法是物理学研究中另一种重要的方法。它基于对物理现象的深入理解，通过建 立数学模型和理论公式来描述物理规律和现象。然后，通过逻辑推理和数学计算，从已 知的基本原理出发，推导出新的结论和预测。理论推导法的准确性和可靠性取决于理论
《大学物理实验绪论》课件
《大学物理实验绪论》 PPT课件
为你呈现一份精彩的《大学物理实验绪论》课件！通过该课件，你将了解实 验介绍、实验方法、实验数据处理、实验报告等内容，以及实验室安全和实 验评估等关键知识。
实验介绍
实验目的
明确实验的目标和预期成果， 为实验的顺利进行提供指导。
实验原理
解释实验中所涉及的物理原 理和基本概念，帮助理解实 验过程中发生的现象。
实验内容
概述实验的具体步骤和操作， 说明涉及的实验器材和测量 方法。
实验方法
实验器材
列出所需的实验器材和仪器设 备，并解释其作用。
实验流程
详细描述实验的步骤和操作流 程，确保实验能够顺利进行。
实验注意事项
提醒实验者应注意的事项，包 括安全、精确测量和错误排除 等。
实验数据处理
1 数据处理方法
介绍处理实验数据的方法，如平均值计算、误差分析和图表绘制等。
2 数据分析
分析实验数据的趋势、规律和关系，得出结论和实验结果。
3 实验误差分析
讨论实验中可能出现的误差来源，并评估其对实验结果的影响。
实验报告
1
报告格式
介绍实验报告的基本格式要求，包括封面、目录、引言和结论等部分。2实验报告要点
强调写实验报告时应注意的要点，如清晰表达、准确描述和逻辑顺序。
3
实验心得体会
功率计
用于测量电路中的功率和能量转 化效率的仪器。
稳压电源
用于提供恒定电压和电流输出的 电源设备。
热像仪
用于观测和测量物体的表面温度 分布。
实验室管理
1
实验室规章制度
介绍实验室的管理规章制度和行为准则，维护实验室环境和秩序。
2
实验室秩序维护
为你呈现一份精彩的《大学物理实验绪论》课件！通过该课件，你将了解实 验介绍、实验方法、实验数据处理、实验报告等内容，以及实验室安全和实 验评估等关键知识。
实验介绍
实验目的
明确实验的目标和预期成果， 为实验的顺利进行提供指导。
实验原理
解释实验中所涉及的物理原 理和基本概念，帮助理解实 验过程中发生的现象。
实验内容
概述实验的具体步骤和操作， 说明涉及的实验器材和测量 方法。
实验方法
实验器材
列出所需的实验器材和仪器设 备，并解释其作用。
实验流程
详细描述实验的步骤和操作流 程，确保实验能够顺利进行。
实验注意事项
提醒实验者应注意的事项，包 括安全、精确测量和错误排除 等。
实验数据处理
1 数据处理方法
介绍处理实验数据的方法，如平均值计算、误差分析和图表绘制等。
2 数据分析
分析实验数据的趋势、规律和关系，得出结论和实验结果。
3 实验误差分析
讨论实验中可能出现的误差来源，并评估其对实验结果的影响。
实验报告
1
报告格式
介绍实验报告的基本格式要求，包括封面、目录、引言和结论等部分。2实验报告要点
强调写实验报告时应注意的要点，如清晰表达、准确描述和逻辑顺序。
3
实验心得体会
功率计
用于测量电路中的功率和能量转 化效率的仪器。
稳压电源
用于提供恒定电压和电流输出的 电源设备。
热像仪
用于观测和测量物体的表面温度 分布。
实验室管理
1
实验室规章制度
介绍实验室的管理规章制度和行为准则，维护实验室环境和秩序。
2
实验室秩序维护
《大学物理实验绪论》课件
案例二：验证牛顿第二定律
实验目的
通过实验验证牛顿第二定律，即物体加速度与作用力成正比，与质量成反比。
实验原理
在相同力的作用下，质量越大，加速度越小；在相同质量的情况下，作用力越 大，加速度越大。通过测量力和加速度的关系，可以验证牛顿第二定律。
案例二：验证牛顿第二定律
实验步骤
1. 准备实验器材，包括小车、滑轮、砝码、弹簧测力计等。
实验步骤 1. 准备实验器材，包括计时器、尺子、重物等。
2. 将尺子固定在墙上，让重物从尺子顶端自由下落。
案例一：测量重力加速度
3. 使用计时器记录重物下落的时间。
实验结果：通过测量和计算，可以得 出重力加速度的值，并与其他已知值 进行比较，验证实验的准确性。
4. 根据测量数据计算重力加速度的值 。
实验结果分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和图表绘制，确 保数据的准确性和可读性。
结果分析
根据实验数据，分析实验结果是否符合预期 ，探讨可能影响实验结果的因素。
误差分析
对实验中的误差来源进行分析，评估误差对 实验结果的影响。
实验结论与建议
实验结论
根据实验结果和误差分析，总结实验的主要发现和结论。
实验原理
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，会产生加强或减弱的现象，形成明 暗相间的干涉条纹。光的干涉是光学中的重要现象之一。
案例三：光的干涉实验
实验步骤
1. 准备实验器材，包括激光器、分束器、反射镜 、光屏等。
2. 将激光器发出的光束通过分束器分成两束相干 光波。
案例三：光的干涉实验
1
3. 让两束光波在空间某一点叠加，并观察干涉现 象。
防止机械伤害
在使用机械设备或进行具有危险性的实验操作时，应佩戴防护眼镜、手套等个人防护用品，遵守安全操作规程。
大学物理实验课绪论ppt课件
实验可以发现新事实，实验结果可以为 理论的建立提供依据
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
大学物理(绪论,第一章)2012 ppt课件
第三次工业革命：工业的自动化与核能的应用-----计算机、 光通讯、核弹、核能发电。。。
基础： 爱因斯坦的相对论、普朗克、 波尔、等人
创立的量子力学。
第四次工业革命：纳米技术、基因工程、超导体应用......
基础： 现代物理学理论 ......
四、物理学的基础研究在当前最引人注目 的高技术如下：
1.核能技术：可控热核聚变能的研究，将为解
大学物理(绪论,第一章)2012 ppt课件
一.什么是物理学？
物理学是研究自然界中物质的基本结构及基 本运动规律的科学。是一切自然科学的基础。
1、物质世界 空间尺度约150亿光年(宇宙)～ 10－20 m(夸克)
时间尺度150亿年(宇宙年龄)～10-27s( 射线周期)
速率范围0(静止) ～ 3108 m/s(光速)
为生命科学提供现代化的实验手段。
物理学与哲学：物理学的研究离不开哲学思想的指导
，物理学的发展又促进了哲学的进步。
三、物理学是科学技术的基础
第一次工业革命：工业的机械化-----瓦特的蒸汽机
基础： 牛顿力学和波尔兹曼等创立的热力学
第二次工业革命：工业的电气化-----发电机、电动机。。。
基础： 法拉第与麦克斯韦等建立的电磁学
机械能守恒
势能
x
功能定理
转动定理
质能定理
v
F＝ d (mv)
质速关系
dt
角动量定理
a
能量动量关系
动能定理
动量定理
长度收缩 时间延缓
第一章：质点运动学
1.1参考系 坐标系 质点 1.1.1参考系和坐标系
静止是相对的，运动是绝对的，地心学说被日心 说取代，让人们明白，判断物体运动与否，首先要 选择统一的物体作参考。即使是太阳，在银河系中 其它恒星系统观察，仍然运动着的。
基础： 爱因斯坦的相对论、普朗克、 波尔、等人
创立的量子力学。
第四次工业革命：纳米技术、基因工程、超导体应用......
基础： 现代物理学理论 ......
四、物理学的基础研究在当前最引人注目 的高技术如下：
1.核能技术：可控热核聚变能的研究，将为解
大学物理(绪论,第一章)2012 ppt课件
一.什么是物理学？
物理学是研究自然界中物质的基本结构及基 本运动规律的科学。是一切自然科学的基础。
1、物质世界 空间尺度约150亿光年(宇宙)～ 10－20 m(夸克)
时间尺度150亿年(宇宙年龄)～10-27s( 射线周期)
速率范围0(静止) ～ 3108 m/s(光速)
为生命科学提供现代化的实验手段。
物理学与哲学：物理学的研究离不开哲学思想的指导
，物理学的发展又促进了哲学的进步。
三、物理学是科学技术的基础
第一次工业革命：工业的机械化-----瓦特的蒸汽机
基础： 牛顿力学和波尔兹曼等创立的热力学
第二次工业革命：工业的电气化-----发电机、电动机。。。
基础： 法拉第与麦克斯韦等建立的电磁学
机械能守恒
势能
x
功能定理
转动定理
质能定理
v
F＝ d (mv)
质速关系
dt
角动量定理
a
能量动量关系
动能定理
动量定理
长度收缩 时间延缓
第一章：质点运动学
1.1参考系 坐标系 质点 1.1.1参考系和坐标系
静止是相对的，运动是绝对的，地心学说被日心 说取代，让人们明白，判断物体运动与否，首先要 选择统一的物体作参考。即使是太阳，在银河系中 其它恒星系统观察，仍然运动着的。
大学物理学(绪论)-PPT课件
40
解决许多理论和实验上的疑难问题
硅表面77重构图象
“原子和分子的观察与操纵” -- 白春礼 图2 插页彩
41
基于STM工作原理或扫描成像方法的派生显微镜系列
原子力(AFM) 磁力 分子力显微镜 等等
用AFM得到的癌细胞的表面图象
“原子和分子的观察与操纵” -- 白春礼 P.98 图 4-8
42
He proposed that only certain orbits for the electron are allowed
Bohr’s Empirical Explanation
Electrons can only take discrete energies (energy is related to radius of the orbit)
What is a Galaxy?
If our solar system was only the size of a cell in the human body, our galaxy would still measure over one mile across.
宇宙从哪里来?又向何处去?
欢迎大家进入物理世界
绪论 Introduction
一、为什么要学习物理学？ 1.Physics：研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、 最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。 是自然科学的许多领域和工程技术的基础。 In short：探讨物质基本结构和运动最基本规律 Come from a Greek term physis meaning nature 内容：力学、热学、声学、电磁学、光学、相对论、量子力 学、核物理与粒子物理、天体物理等(按研究领域分类)
解决许多理论和实验上的疑难问题
硅表面77重构图象
“原子和分子的观察与操纵” -- 白春礼 图2 插页彩
41
基于STM工作原理或扫描成像方法的派生显微镜系列
原子力(AFM) 磁力 分子力显微镜 等等
用AFM得到的癌细胞的表面图象
“原子和分子的观察与操纵” -- 白春礼 P.98 图 4-8
42
He proposed that only certain orbits for the electron are allowed
Bohr’s Empirical Explanation
Electrons can only take discrete energies (energy is related to radius of the orbit)
What is a Galaxy?
If our solar system was only the size of a cell in the human body, our galaxy would still measure over one mile across.
宇宙从哪里来?又向何处去?
欢迎大家进入物理世界
绪论 Introduction
一、为什么要学习物理学？ 1.Physics：研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、 最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。 是自然科学的许多领域和工程技术的基础。 In short：探讨物质基本结构和运动最基本规律 Come from a Greek term physis meaning nature 内容：力学、热学、声学、电磁学、光学、相对论、量子力 学、核物理与粒子物理、天体物理等(按研究领域分类)
大学物理绪论课ppt课件
大学物理学
第四版
绪论
• 一 、物理学简介 • 二 、为什么学？ • 三 、学什么？ • 四 、怎么学？
一、物理学简介
1. 什么是物理学 物理学是研究物质结构、相互 作用和运动形态的基本规律的科学。
2. 物理学的基本理论
经典力学 （17世纪），牛顿
经
典 物
热学
（18~19世纪），卡诺、焦耳、克劳修斯、 麦克斯韦、玻耳兹曼等
理 电磁学 （19世纪），库仑、安培、奥斯特、
法拉第、麦克斯韦等
近 代
相对论
（20世纪初），爱因斯坦
物 理 量子力学 （20世纪），玻尔、普朗克、德布罗意、
海森伯、薛定谔等
3. 物理学的研究对象
空间尺度：
质子 （10-15 m） 基本粒子
哈勃半径 超星系团
1027
星系团
原子核
10-15
1024
银河系
和谐统一
ppt课件.
24
四、怎样学习大学物理
一、与中学的物理课比较
1. 是物理学的又一次更深的循环
概念深化 知识扩展 理论性增强
ü物理模型。如：质点、刚体…… ü物理条件。如：守衡条件 ü文字解与结果分析。
ppt课件.
25
2. 高等数学的运用
矢量与标量； 矢积与标积； 坐标分解； 微分；微元； 线积分……
2. 物理框架： 知识结构、知识的来龙去脉、知识的相 互联系
3. 物理思路： 如何观察、分析、思考、研究、处理问题
4. 物理方法： 科学就是一种方法
5. 体会和欣赏物理学中的真、善、美
★ 物理学之美
• 物理学的本质是真－客观规律、真理 • 物理学的价值是善－能够造福人类 • 物理学的追求是美－简洁明快，均衡对称，
第四版
绪论
• 一 、物理学简介 • 二 、为什么学？ • 三 、学什么？ • 四 、怎么学？
一、物理学简介
1. 什么是物理学 物理学是研究物质结构、相互 作用和运动形态的基本规律的科学。
2. 物理学的基本理论
经典力学 （17世纪），牛顿
经
典 物
热学
（18~19世纪），卡诺、焦耳、克劳修斯、 麦克斯韦、玻耳兹曼等
理 电磁学 （19世纪），库仑、安培、奥斯特、
法拉第、麦克斯韦等
近 代
相对论
（20世纪初），爱因斯坦
物 理 量子力学 （20世纪），玻尔、普朗克、德布罗意、
海森伯、薛定谔等
3. 物理学的研究对象
空间尺度：
质子 （10-15 m） 基本粒子
哈勃半径 超星系团
1027
星系团
原子核
10-15
1024
银河系
和谐统一
ppt课件.
24
四、怎样学习大学物理
一、与中学的物理课比较
1. 是物理学的又一次更深的循环
概念深化 知识扩展 理论性增强
ü物理模型。如：质点、刚体…… ü物理条件。如：守衡条件 ü文字解与结果分析。
ppt课件.
25
2. 高等数学的运用
矢量与标量； 矢积与标积； 坐标分解； 微分；微元； 线积分……
2. 物理框架： 知识结构、知识的来龙去脉、知识的相 互联系
3. 物理思路： 如何观察、分析、思考、研究、处理问题
4. 物理方法： 科学就是一种方法
5. 体会和欣赏物理学中的真、善、美
★ 物理学之美
• 物理学的本质是真－客观规律、真理 • 物理学的价值是善－能够造福人类 • 物理学的追求是美－简洁明快，均衡对称，
大学物理ppt课件完整版
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式， 探讨自然现象的本质和规 律，如古希腊的自然哲学。
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表，建立了完整的经典 物理理论体系。
现代物理学
以相对论、量子力学等为 代表，揭示了微观世界的 奥秘和宇宙大尺度的结构。
大学物理课程的目的和要求
1 2
掌握物理学的基本概念和原理
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
THANKS
感谢观看
麦克斯韦-安培定律
将磁场的变化与电场联系起来，是电磁场理论的基础。
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦方程组 描述电磁场的基本规律，包括高 斯定律、高斯磁定律、法拉第电 磁感应定律和麦克斯韦-安培定律。
电磁波的应用 如无线电通信、雷达、微波炉等。
电磁波 由变化的电场和磁场相互激发而 产生的在空间中传播的电磁振荡。
大学物理ppt课件完 整版
目 录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学 • 近代物理学基础
01
绪论
物理学的研究对象
物质的基本结构和相互作用
研究物质的基本组成、性质以及相互作用，包 括微观粒子和宏观物体之间的相互作用。
物质的运动和变化规律
研究物质在不同条件下的运动状态、变化过程 以及相应的物理量之间的关系。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，不可能从单一热源取热使其完全转换为有用的功而不产生其他影响。也就是说，热 机的效率不可能达到100%。
卡诺定理和热力学温标
大学物理课件-绪论
否認具體事物具體分析的必要性和可能性，有神秘主義 和不可知論的傾向。
結束語：
“科學是一種方法。它教導我們：一些事物是怎樣被瞭 解的，什麼事情是已知的，現在瞭解到了什麼程度，如何 對待疑問和不確定性，證據服從什麼法則；如何思考事物， 做出判斷，如何區別真偽和表面現象”。
——R.P費曼
“我從不迷信權威，但命運捉弄了我——我自己變成了 權威”
太陽
DNA長度
山
伽利略的研究方法
觀察現象
提出假設
進行數學和邏輯推理
實驗驗證
形成理論
開創了科學實驗方法，並將實 驗、觀察和理論思維相結合。
提出了思想實驗。
伽利略在解釋其觀察結論
愛因斯坦評價他說：“伽利略的發現以及他所 用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之 一，而且標誌著物理學真正的開端。”
★ 速率範圍 0(靜止) —— 3x108 m/s(光速)
不同尺度和速度範圍的對象要用不同的物理學研究
的物質世界
粒子 原子核
原子 最小的細胞
ν e W Z0
微
1015
1027 1024
1021
宏
宇 觀
1018
1015
1012 觀
觀
1012
109 介
109
106 觀
106
103 1m 103
Hubble 半徑 超星系團 星系團 銀河系 最近 星距 太陽系
相對論（Relativity）研究高速運動、引力、 時間和空間等等
量子力學（Quantum mechanics）研究微觀 世界
▲物理學在不斷發展
★前沿：
粒子物理，宇宙學，高溫超導，光子學， 微結構物理，混沌，複雜 ......
結束語：
“科學是一種方法。它教導我們：一些事物是怎樣被瞭 解的，什麼事情是已知的，現在瞭解到了什麼程度，如何 對待疑問和不確定性，證據服從什麼法則；如何思考事物， 做出判斷，如何區別真偽和表面現象”。
——R.P費曼
“我從不迷信權威，但命運捉弄了我——我自己變成了 權威”
太陽
DNA長度
山
伽利略的研究方法
觀察現象
提出假設
進行數學和邏輯推理
實驗驗證
形成理論
開創了科學實驗方法，並將實 驗、觀察和理論思維相結合。
提出了思想實驗。
伽利略在解釋其觀察結論
愛因斯坦評價他說：“伽利略的發現以及他所 用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之 一，而且標誌著物理學真正的開端。”
★ 速率範圍 0(靜止) —— 3x108 m/s(光速)
不同尺度和速度範圍的對象要用不同的物理學研究
的物質世界
粒子 原子核
原子 最小的細胞
ν e W Z0
微
1015
1027 1024
1021
宏
宇 觀
1018
1015
1012 觀
觀
1012
109 介
109
106 觀
106
103 1m 103
Hubble 半徑 超星系團 星系團 銀河系 最近 星距 太陽系
相對論（Relativity）研究高速運動、引力、 時間和空間等等
量子力學（Quantum mechanics）研究微觀 世界
▲物理學在不斷發展
★前沿：
粒子物理，宇宙學，高溫超導，光子學， 微結構物理，混沌，複雜 ......
物理学(绪论)ppt课件
1026 m(约150亿光年)(宇宙)10－20 m(夸克)
➢时间尺度(相差1045)
1018s150亿年(宇宙年龄)10-27s(硬射线周期)
➢速率范围
0(静止)3108 m/s(光速)
➢粒子数目
1(单粒子系统)6.02可1编辑0课2件3以上(复杂系统)
13
9. 物理学不断寻求统一理论的历史:
➢牛顿：力学（地上和天上） ➢麦克斯韦：电学、磁学与光学 ➢温伯格等：弱电统一理论
要与综合系,统的方法相结合 按照研究方式分类：
实验物理: 发现新现象、规律，验证理论
理论物理: 构造理论，解释实验，预言新现象
计算物理: 数值解，数据采集与处理，数学模拟
可编辑课件
22
2. 学习方法
物理概念: 内容,形成，适用范围，成立条件 物理图象: 用于类比、直观化、定性分析
物理思想: 形成过程中的思维方式，充分重视!
可编辑课件
6
• 天下万物生於有，有生於无[40]。
• 道生一。一生二。二生三。三生万物。万 物负阴而抱阳，冲气以为和[42]。
• 天地相合以降甘露[32]
(霍金也说宇宙生于无)
可编辑课件
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二. 物理学与物质世界
1. 什么是物理学？
早期：自然哲学（Physics = 希腊: 自然）
现在：研究物质结构、相互作用及其基本运动规律。 ➢ 是整个自然科学的基础。
是更高级运动形式的基础(生命、遗传、思维等).
7. 如何描述缤纷复杂的物质世界？
物理学家：
➢物质世界是分层次的
➢自然界是一个内部存在普遍规律的统一体.
理想：探索整个物质世界统一自洽的基本规律.
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世界上最细的纳米导线
澳大利亚和美国科学家组成的研究团队1月６日在《科学》杂志上报
告说，他们成功设计出迄今世界上最细的纳米导线，厚度仅为人类头
发的万分之一，但导电能力可与传统铜导线相媲美。这项技术有望应
用于量子计算机研制领域。
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癌症干细胞
很多时候，那些似乎已经被治疗消灭的癌症又会卷土重来。一些科学家将此
工
程
机械控制 电学
电力机械
人类利益
学应 用
解人
定 性 的
类 理
数和
定
美
量
学
的
生
化
物 物理 学
自然法则
.
➢物理学的研究方法
演绎法
－基本定律 推理 、演算 新理论
归纳法
－归纳实验或观测事 实 假设、模型 新理论
直觉 想象力 洞察力
提出命题 推测答案 理论预言 实验检验 修改理论
应用
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二、物理学的分类及其基本图象
10626176109979经典理论相对论量子论相对论性量子论空间尺度相差104510461026m宇宙线度约150亿光年1020m夸克时间尺度相差10451018宇宙年龄150亿年1027射线周期速率范围0静止ms光速三物理世界的层次结构细胞原子原子核基本粒子dna长度星系团银河系最近恒的距离哈勃半径超星系团太阳系太阳人们不断向小尺度开拓以探索物质的组成物理学上对应粒子物理学目前物理学界公认组成物质的最小单元是夸克即认为quark没有内部结构物质世界总图象人们从自己向大尺度追问以探索宇宙的奥秘物理学上对应天体物理学发展独立思考和独立创新的一般能力应当始终放在首位而不应当把知识放在首位
A• B A1B1 A2B2 A3B3
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⑤、⑥、⑦、⑧要详细写。 关于详细要求的说明，请参阅讲义。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
➢ 关于实验报告的收发 每次上实验课，交上一次实验的实验报 告，迟交要扣分 注意：必须将教师签过字的原始数据表 同时上交，否则不予认可二 3次不交实验报告学生不得参加期末考 试
第一章 概述
第一章 概述 第二章 误差与不确定度的基本概念
与处理方法 第三章 数据处理的基本知识与要求
第一章 概述
§1 大学物理实验课的地位与作用
一、实验是物理学的基础
实验是对自然的积极探索 其作用具体体现在： ➢ 通过发现新现象，推动物理理论的发展 ➢ 检验和修正物理理论
二、物理实验是推动科技发展的有力工具
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
三、提高科学素养
科学素养几个表现： ➢ 有强烈的求知欲。 ➢ 在科学思维的基础上独立观察思考，培养
创新意识。
➢ 培养严谨的科学作风和坚韧不拔的苦干精 神。
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
四、教学中的几点具体要求：
遵守实验规则，养成良好的实验习惯； 熟悉本课程的基本程序并按要求执行； 掌握物理实验基本测量方法； 能够正确合理地处理实验数据，能够撰写完整 规范的科学实验报告； 了解误差与不确定度、有效数字的基本知识和 处理方法，并能适当应用于数据处理过程。
如：用卡尺测长度
间接测量： 利用一定的函数关系由一个或几个直
每次最后做完实验的两个同学还要完成清扫实验
室的任务，经教师允许后方可离开。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
四、实验报告撰写规范
➢ 一份完整规范的实验报告通常包括以下部分：
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
➢ 关于实验报告的收发 每次上实验课，交上一次实验的实验报 告，迟交要扣分 注意：必须将教师签过字的原始数据表 同时上交，否则不予认可二 3次不交实验报告学生不得参加期末考 试
第一章 概述
第一章 概述 第二章 误差与不确定度的基本概念
与处理方法 第三章 数据处理的基本知识与要求
第一章 概述
§1 大学物理实验课的地位与作用
一、实验是物理学的基础
实验是对自然的积极探索 其作用具体体现在： ➢ 通过发现新现象，推动物理理论的发展 ➢ 检验和修正物理理论
二、物理实验是推动科技发展的有力工具
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
三、提高科学素养
科学素养几个表现： ➢ 有强烈的求知欲。 ➢ 在科学思维的基础上独立观察思考，培养
创新意识。
➢ 培养严谨的科学作风和坚韧不拔的苦干精 神。
第一章 概述
§2 大学物理实验课的教学目的与要求
四、教学中的几点具体要求：
遵守实验规则，养成良好的实验习惯； 熟悉本课程的基本程序并按要求执行； 掌握物理实验基本测量方法； 能够正确合理地处理实验数据，能够撰写完整 规范的科学实验报告； 了解误差与不确定度、有效数字的基本知识和 处理方法，并能适当应用于数据处理过程。
如：用卡尺测长度
间接测量： 利用一定的函数关系由一个或几个直
每次最后做完实验的两个同学还要完成清扫实验
室的任务，经教师允许后方可离开。
第一章 概述
§3 本课程的教学程序及有关问题的说明
四、实验报告撰写规范
➢ 一份完整规范的实验报告通常包括以下部分：
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100埃
这个数量级，能度量某些有机大分子。
脱氧核糖核酸，即DNA。分子结构清晰可见。
10米
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1米
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10公分
手所能把握的尺度。相信人类所接触的大部分物体都是在这样一个数量
级的。看看你的周围，键盘、鼠标、手机、杯子、碗……
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100亿公里
放大十倍观察太阳系。图中亮点仅是背景上离得遥远的星星，并非太阳
系的一部分。
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10亿公里 被蓝框子圈上的是地球的轨道
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10公里 密密麻麻的建筑。
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1公里
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100米
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10亿光年 观测到的宇宙，图中每一个点所表现的事物都是无比古远的。
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1亿光年
视野缩小10倍，宇宙看起来还是空空如也，「星」光点点。可是，那些
点点斑斑的真的是星星吗？
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1000万光年 把眼光再降低一个数量级，那些点点看起来依然象是「星星」
6.网络资源：各大学物理绪论上页 下页 返作回业 退出 2
一、物理学和物质世界
1.什么是物理学 概括地说，物理学就是探讨物质结构、物质运
动、物质间相互作用的基本规律的科学。
2.物理学的研究对象 （1）研究物质的两种形态
实物和场是物质的两种基本形态。
若视银河16系.11为.20一20 个巨大的扁盘，大我学们物理就绪应论上该页在下这页张扁返作盘回业的退平面出上。11
1千光年 密密麻麻！
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100光年 再近点，还是密密麻麻！
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▲关于实物物质结构 实物包括微观粒子和宏观物体，它的范围是
从基本粒子的亚核世界到整个宇宙。
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研究对象的尺度：
空间尺度 1026 m (约100亿光年) —— 10-20 m
宇宙大小
夸克大小
时间尺度 4.3×1017 s (137亿年) —— 10-28 s 宇宙年龄 强作用共振态寿命
10微米 一般来说一个细胞的数量级就是10微米。
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1微米 生物课上学过的细胞核膜的细部。
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0.1微米 染色体。人类细胞里面都会有23对染色体（46条）。
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1万公里
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1000公里 北美五大湖区中的密西根湖，框住的城市是芝加哥。
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大学物理绪论上页 下页 Байду номын сангаас作回业 退出 25
100公里
芝加哥鸟瞰。
由此开始了人类所能够理解的数量级，开始了我们熟悉的世界。
10光年 又是密密麻麻！
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1光年 这是什么？
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1万亿公里 依然雾气昭昭的一团
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1千亿公里 是太阳系
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主要参考书目：
1.张三慧主编，大学物理系列教材及教辅书籍，清华 大学出版社；
2.程守洙 江之永主编，《普通物理学》，高等教育 出版社；
3.赵近芳编，《大学物理学》，北京邮电大学出版社；
4.马文蔚《物理学》配套教辅，高等教育出版社；
5.程守洙版《普通物理学》配套教辅；
1公分 手上的皱纹细部。我们即将进入另一个陌生的领域～微观世界。
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1毫米 手上的毛孔。
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100微米 依稀可见皮肤的组织结构。
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1亿公里 地球在哪里？
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1000万公里 月球围地球转的轨道
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100万公里
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10万公里 地球！Home，Sweet home。
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100万光年 近些，再近些。星星吗？——银河系。
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10万光年 银河系，我们的家园。直径十万光年。
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1万光年 现代研究得出结论：太阳系位于银河系螺旋翼内侧的边缘，距离银河系 中心大约2.5万光年。
速率范围 0 m/s (静止) —— 3×108 m/s (光速)
质量范围 1053 kg(宇宙) —— 0 (光子、中微子)
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以下幻灯显示： 从10亿光年 → 0.1费米（1费米=10-15 m）
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