大学物理之绪论
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“科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验，有时一 条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用 两条腿，才能前进。在实验过程中寻找新的关系，上 升为理论，然后再在实践中加以检验”
——密立根（1923年获得诺贝尔物理学奖时的演说)。
学好物理学
• 在生活中体会物理 • 站在科学家的角度把握物理思想 • 掌握基本的数学手段，矢量、微积分贯穿于整个
参考文献： ➢周勇志 大学物理学 华南 理工大学出版社 ➢张三慧主编，大学物理学 清 华大学出版社 ➢马文蔚 物理学高教出版社 ➢胡盘新 汤毓骏普通物理学简 明教程，高等教育出版社 ➢程守洙 江之永 普通物理学 （第五版）高教出版社
想象力比知识更重要，因为知 识是有限的，而想象力可以拥 抱整个世界。
绪论
物理学的研究对象
• 物理学是研究物质的基本结构，物质的基本运动 形式，物质之间的相互作用，这些物质最基本最 普遍的运动规律的学科。
+
从9.1110-31KG电子---101030 KG的太阳系 从实物到场
物理学的发展
特征：实验观察结合数学逻辑推导的 经典物理 方法引入物理学研究
成就：形成完整的理论体系，奠定 深刻的基本物理观念
光学— 研究光的本性、传播及其与物质相 互作用的规律
电磁学— 研究电磁场的性质及其运动规律
原子物理学— 研究物质的基本结构
力学
热学
光学
电磁学
原子
牛顿力学 热力学三 波动光学 场
经 拉格朗日— 定律
光的电磁 电磁相互作
典 哈密顿体系 热传导 理论
用
麦氏方程组
近 量子力学 代 相对论
分子动理 论
统计物理
光子
X射线
波粒二象 无线电通信 电子
性
放射性
核式结构
现 湍流 代 生物力学
非平衡统 光信息技
计
术
超导
耗散系统 量子光学
基本粒子
物理学与自然科学
数学
天文学
微积分 混沌
生物技术手段 DNA
耗散结构理论
物理学
生物学
探测工具 海王星
原子结构论 高分子材料化学
化学
物理学与技术
• 两种模式 ➢技术——物理——技术 第一次工业革命：蒸汽机的 发明→热机效率、能量守恒 定律、热力学第一、第二定 律→热机效率的提高
•纵向 近代物理 特征：量子力学与相对论 成就：突破旧的物理观
现代物理
特征：宏观转入微观；简单系统转入 复杂系统；理论转入应用；交叉学科
成就：丰富与深化物理学内涵， 应用科技成果
物理学的发展
力学— 研究物质相互作用及机械运动规律， 贯穿整个物理学
•横向
热学— 研究热现象规律，分析热性质，讨 论分子热运动
➢物理——技术——物理
第二次工业革命：电磁感应 →交、直流发电机，电动机， 电报机，无线电→电磁波理 论
• 现代物理学与技术 核能应用（20世纪60年代） ——1909年卢瑟福原子核式结构、爱因斯坦质能关系
激光器（20世纪60年代） ——1917年爱因斯坦受激辐射理论
Laser亮度 32倍 He Ne激光器
可用于通信
可使一切金属 与非金属熔化
电子技术（计算机，集成电路……） ——波动光学、量子力学、固体理论
物理学的研究方法
理论
相互验证 实验
（大胆假设）
（小心求证）
万有引力定律
第谷天文观察
电磁波理论
无线电接收
玻尔氢原子理论
α粒子散射
量子Hale Waihona Puke Baidu学
隧道效应
1、观察与实验 2、在观察实验与已有原理基础上科学推理，提出命题 3、形成理论，预言 4、实验检验（证伪），修改理论
——爱因斯坦
大学物理
• 教学要求：课前预习；听课，适当作笔记，初步 消化；复习（听懂不等于掌握）；完成作业（A4 打印纸，双面写，班级和姓名）；每章小结。平 时成绩（考勤、按时按量完成作业）占20%。期 末卷占80%。
教学计划
• 经典力学：24学时 • 振动和波：13学时 • 波动光学：12学时 • 热学：13学时 • 机动：2学时
——密立根（1923年获得诺贝尔物理学奖时的演说)。
学好物理学
• 在生活中体会物理 • 站在科学家的角度把握物理思想 • 掌握基本的数学手段，矢量、微积分贯穿于整个
参考文献： ➢周勇志 大学物理学 华南 理工大学出版社 ➢张三慧主编，大学物理学 清 华大学出版社 ➢马文蔚 物理学高教出版社 ➢胡盘新 汤毓骏普通物理学简 明教程，高等教育出版社 ➢程守洙 江之永 普通物理学 （第五版）高教出版社
想象力比知识更重要，因为知 识是有限的，而想象力可以拥 抱整个世界。
绪论
物理学的研究对象
• 物理学是研究物质的基本结构，物质的基本运动 形式，物质之间的相互作用，这些物质最基本最 普遍的运动规律的学科。
+
从9.1110-31KG电子---101030 KG的太阳系 从实物到场
物理学的发展
特征：实验观察结合数学逻辑推导的 经典物理 方法引入物理学研究
成就：形成完整的理论体系，奠定 深刻的基本物理观念
光学— 研究光的本性、传播及其与物质相 互作用的规律
电磁学— 研究电磁场的性质及其运动规律
原子物理学— 研究物质的基本结构
力学
热学
光学
电磁学
原子
牛顿力学 热力学三 波动光学 场
经 拉格朗日— 定律
光的电磁 电磁相互作
典 哈密顿体系 热传导 理论
用
麦氏方程组
近 量子力学 代 相对论
分子动理 论
统计物理
光子
X射线
波粒二象 无线电通信 电子
性
放射性
核式结构
现 湍流 代 生物力学
非平衡统 光信息技
计
术
超导
耗散系统 量子光学
基本粒子
物理学与自然科学
数学
天文学
微积分 混沌
生物技术手段 DNA
耗散结构理论
物理学
生物学
探测工具 海王星
原子结构论 高分子材料化学
化学
物理学与技术
• 两种模式 ➢技术——物理——技术 第一次工业革命：蒸汽机的 发明→热机效率、能量守恒 定律、热力学第一、第二定 律→热机效率的提高
•纵向 近代物理 特征：量子力学与相对论 成就：突破旧的物理观
现代物理
特征：宏观转入微观；简单系统转入 复杂系统；理论转入应用；交叉学科
成就：丰富与深化物理学内涵， 应用科技成果
物理学的发展
力学— 研究物质相互作用及机械运动规律， 贯穿整个物理学
•横向
热学— 研究热现象规律，分析热性质，讨 论分子热运动
➢物理——技术——物理
第二次工业革命：电磁感应 →交、直流发电机，电动机， 电报机，无线电→电磁波理 论
• 现代物理学与技术 核能应用（20世纪60年代） ——1909年卢瑟福原子核式结构、爱因斯坦质能关系
激光器（20世纪60年代） ——1917年爱因斯坦受激辐射理论
Laser亮度 32倍 He Ne激光器
可用于通信
可使一切金属 与非金属熔化
电子技术（计算机，集成电路……） ——波动光学、量子力学、固体理论
物理学的研究方法
理论
相互验证 实验
（大胆假设）
（小心求证）
万有引力定律
第谷天文观察
电磁波理论
无线电接收
玻尔氢原子理论
α粒子散射
量子Hale Waihona Puke Baidu学
隧道效应
1、观察与实验 2、在观察实验与已有原理基础上科学推理，提出命题 3、形成理论，预言 4、实验检验（证伪），修改理论
——爱因斯坦
大学物理
• 教学要求：课前预习；听课，适当作笔记，初步 消化；复习（听懂不等于掌握）；完成作业（A4 打印纸，双面写，班级和姓名）；每章小结。平 时成绩（考勤、按时按量完成作业）占20%。期 末卷占80%。
教学计划
• 经典力学：24学时 • 振动和波：13学时 • 波动光学：12学时 • 热学：13学时 • 机动：2学时