大学物理绪论资料

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迁移性
注意提高应用物理知识理解、解 决实际问题的能力。
2. 学习物理方法 观察、实验、模拟、演绎、归纳、分析、综合、 类比、理想化、假说…... 指导性原理: * 简单性原理：逻辑前提越简单，普遍程度越高。 * 对应原理 ：新理论应包容在一定条件下被证实是 正确的旧理论，并在极限条件下过渡到旧理 论。 …...
物理学与技术关系的两种模式
*技术 学） *物理 物理 技术 技术（典型例子：力、热 物理（典型例子：电磁学）
在现代社会中主要以第二种方式进行。 例：通讯技术和激光技术是这个崭新的信息时代的 关键，其基础正是过去大半个世纪的现代物理学的 研究成果。
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以计算机为代表的电子和信息技术的物理基础 1925年 量子力学建立 1926年 Fermi-Dirac 统计法提出
1.学习物理知识要注意整体性、发展性和迁移性。
整体性
形成物质世界的整体物理图象
注意掌握知识的结构和联系
教材结构和主线 实物的 运动规律 基本 粒子
相互作用 和场
振动和 波动
量子现象和 量子规律
多粒子体系 的热运动
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发展性
不断从新的角度审视和理解物理概念和 规律，关注其内涵的丰富，应用的扩展， 相互关系的变化。
大学物理
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绪 论
说明两个问题：
* 明确为什么学？学什么？怎样学？ * 了解物质世界的整体图象。
目的：
获得学习“大学物理”的自觉意识。
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第一部分 课程介绍 一. 为什么要学习“大学物理”？ 1：什么是物理学 物理学是研究物质世界的基本结构、 基本相互作用和最普遍的运动规律的科学。 我们把不依赖于人的意识而独立存在的 客观实在称为物质。与其它科学相比，物理 学更着重于物质世界普遍而基本的规律的追 求。
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2：物理学发展历程
以公元1600年为界，在这以前，叫物理 学的前科学时期，这一时期，物理学还不 是一门独立的学科。 1600——1800年，在这一时期，物理形 成了一门学科，牛顿完成了牛顿0——1900年，电磁学、热力学、波 动光学、经典统计物理学等的发展完善了经 典力学。
吗？场也是物质的一种形式……
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m
mV
例如：力 F
中学：以“力”为中心。
对时间积累 I Ft p
动量定理——动量守恒
F ma 对空间积累 A FScos Ek
动能定理——机械能守恒 力矩 M Fd 定轴转动物体的平衡 近代物理：以能量为中心的表述优于以力为中心的表述。 中心：守恒量——动量、角动量、能量 守恒定律与自然界对称性的联系
上世纪初，20世纪自然科学领域最伟大的两个理 论出现了：量子力学和相对论——近代物理的开始。
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现代物理学发展的两个趋势： （1）自身的细化、分支多；（2）与其他学科的交叉 随着科学的发展，从物理学中不断分化出诸如粒子物 理、原子核物理、原子分子物理、凝聚态物理、激光 物理、电子物理、计算物理、等离子体物理、半导体物 理等名目繁多的新分支。
（1）概念的发展；（2）框架结构的发展； （3）数学手段的发展 例如：质量 初中： m 循环定义？ V GmM 高中： F ma 惯性质量； F 引力质量 2 r 2 大学： E m c 能量载体； m引 m惯 前沿： 质量究竟是什么？是如何产生的？
什么是物质？“是物质就有质量”的观点正确
1933年 发现人工放射性
1945年 实现核裂变——原子弹
1952年 实现核聚变——氢弹
1954年 建立第一座核电站
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提供科学原理 物 理 学
指导技术路线的选择和技术方案的改进。
培养技术人员的科学品格和创新能力， 使其眼光远，层次高，后劲足
全世界理工科大学无一例外将物理作为重要基础课
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二.学什么？ “物”——物质世界 “理”——普遍规律 知识、方法、科学观念
激光技术的物理基础 1860年 1900年 Maxwell 建立光的电磁理论 Planck 提出能量子理论
1917年
1953年
Einstein 提出受激辐射理论
制成微波激射器（maser）
1960年
Maiman制成红宝石激光器
60~70年代 激光器及其应用高速发展，月球上设置
激光反射器
1982年 激光全息术
1929年 能带理论提出并得到证实，从理论上解释了
导体、半导体、绝缘体的性质和区别； Fermi面概念及其可测量的提出 1947年 发明晶体管（获1956年诺贝尔物理奖） 1957年 建立Fermi面编目
1962年 制成集成电路（IC）
70年代末 大规模和超大规模集成电路（VLIC）
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量子力学叠加原理、量 子纠缠态 量子计算机、量子比特 、量子信息处理编码
80~90年代 激光外科手术，通讯，光盘，激光武器... 9
核技术的物理基础 1896年 Becquerel 发现铀的天然放射性 1905年 Einstein 创立狭义相对论，得 E m c 1911年 Rutherford 提出原子的有核模型 1925年 量子力学建立
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1932年 建立原子核的 质子——中子 模型
当今，物理学与其它学科的交叉诞生了生物物理、化 学物理、地球物理、天体物理等新型学科，人们公认： 当今最有生命力的是不同学科交叉的领域。
每一个科研和工程技术人员都应该加强自身的 数理知识的培养与积累,以适应新发展的要求。
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3：物理学与技术
*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。 *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。 *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 一系列新学科、新材料、新能源、新技术的兴起和 发展。 6
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例如：理想化方法 理想模型（单摆、弹簧振子、理想气体……) 理想实验（伽利略、牛顿…... ） 理想过程 (准静态、绝热……) 实质: 简化、纯化，抓住主要矛盾，摒弃次要因素。
复习
质点、质点系、刚体
质点：当物体的线度和形状在所研究的问题中的作 用可以忽略不计时，将物体抽象为一个具有质量， 占有位置，但无形状大小的“点”。