胡盘新主编《普通物理学简明教程》课件ppt-00绪论

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00绪论-物理学与人类文明
海 纳 百 川
20世纪的物理学正在向更加深入和更加广泛的 范围发展，向大尺度的恒星、星系探索，追踪宇宙 的结构和起源；向微观世界追问，探索物质的基本 组成；向其它学科广泛渗透以及向物质过程的非线 性复杂性进军，研究更加复杂的物质结构和运动现 象。物理学的这些发展为科学技术的发展提供了更 加广阔和更加深入的前景。
大 道 致 远
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国际物理年
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联合 国大 会于 2004 大 年6月 通过 道 了 致 2005 远 年为 “国 际物 理年” 的决 议。
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联合国大会于2004年6月通过了2005年为“国际物理 年”的决议。决议全文如下： 联合国大会，承认物理学为了解自然界提供了重要基 础； 大 注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石； 道 确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础 设施的工具， 致 意识到2005年是爱因斯坦关键性科学发现一百周年， 远 这些发现为现代物理学奠定了基础， 1. 欢迎联合国教科文组织宣布2005年为国际物理年； 2. 邀请联合国教科文组织，与世界各国，包括发展中 国家，的物理学会和团体一道，组织活动庆祝2005年 国际物理年; 3. 宣告2005年为国际物理年.
大 道
11 10
10 10 10 10 10 10
人寿命
9 8
致 远
地球公转（年）
7 0 -2
摆钟周期 电视扫描周期
10 10
-3 -25
海 南 0 粒子寿命 Z 大 学
Hale Waihona Puke Baidu
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物理学的研究方法
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演绎法
－从原理出发假设 模型
提出命题 推测答案 理论预言
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天体物理 粒子物理
两大尖端紧密衔接
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●
空间尺度
10 10 10 10
27
距离（米）
哈勃半径（～150 亿光年）
21 12 9
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银河系（～10 万光年）
大
太阳系（～1 光小时）
道
太阳
致
1 10 10
-3
人 DNA 长度 细胞 原子 原子核
远
-6 -10
10 10
-15 -17
0 ± ＜ 10 海 南 大 e, z , w ,ν 学
时间尺度
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时间（秒）
10 10 10
18 17 14 12
宇宙年龄 地球年龄 古人类 人类文明
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10 10
中学物理－－讲授内容和知识的消化全部在课内进行
大学物理－－课上以讲授知识为主，课下自已消化理解。所 以，大学课堂，教学内容多，进行速度快，作业数量少而 精。
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具体要求
1.上课认真,适当做笔记. (例题、重点内容，可以记在书上） 2.作业认真,独立完成. (考试计算题以作业为基础） 3.平时积累,能提出问题. 总评成绩 =期末考试成绩×70%+平时成绩× 30% 平时成绩构成:作业,考勤,课堂作业,期中测验 平时成绩=本班期末最高成绩-（期末最高成绩-本人期末成绩）× 0.3
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绪 论
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物理学的研究对象
大
物理学的学习方法
学习物理学的意义
道 致 远
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何为物理学？
物理学——研究物质、能量和它们相互作
用的学科——是一项国际事业，它对人类未来
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的进步起着关键的作用。对物理教育的支持和 研究，对所有国家都是重要的。
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以上诸多的事例无不说明了“昨天的科学，今天 的技术，明天的高效经济”这样一条真理；目前存 在的重技术、轻科学(尤其是基础科学)是危害性极 大的错误倾向。 物理学是所有其他自然科学的基础，所以对其 它自然科学均有很好的指导作用。 物理学是历次技 术革命的源泉，物理学研究带来的新技术和新产品 层出不穷，从根本上改变了人们的生产方式和生活 方式,所以科教兴国需用物理学，二十一世纪需要物 理学。
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★物理学的研究对象
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从空间尺度上包括：小到微不足道的亚 核粒子，大到浩瀚的宇宙。
质子(proton1015 m 宇宙(universe1026 m ) )
时间尺度上:早至宇宙的起源，晚至遥远 的将来。
微观粒子的最短寿命24 s 宇宙年龄 亿年（ 18 s） 10 150 10
+奖励加分 -违规扣分（注低于50分者以卷面成绩算） 1.作业缺一次减4分，迟交减2分 2.旷课一次减10分；有事者可以请假，请假者不扣平时成绩，但必须 在抽查人数之前请假。 3.课堂作业表现好，能提出好问题的适当加分。
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考试题型
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一、填空题，10小题，共20分
二、选择题， 7小题，共14分
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三、简答题，1 小题，共6分
四、计算题， 6 小题，共60分
(计算题是在作业题的基础上稍加改动）
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前几届同学成绩统计
90~100 80~89 70~79 60~69 0~59 总人数 2005级交通
归纳法
－从实验中推理 演算
定性和半定量
实验检验
修改理论
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应 用
直觉 想象力 洞察力
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大学物理与中学物理的区别
1. 教学内容 中学物理－－研究特殊性问题
海 纳 百 川 大 道 致
大学物理－－研究一般性问题
2. 数学工具
中学物理－－以初等数学和几何学为工具
大学物理－－以高等数学（微积分和矢量分析）为工具 远 3. 学习方式
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1.“2005世界物理年”由来 1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意 义的论文，为相对论、量子论等物理学领域奠定了 基础，为纪念这一奇迹年100周年，全球物理学界一 大 致呼吁2005年为 “世界物理年” 。 道 该倡议首先由 欧洲物理学会（ EPS ）在 2000 致 年“第三届世界物理学会年会”上提出； 2002年， 得到国际纯粹与应用物理联合会（IUPAP）第24次全 远 体大会的一致通过；在2003年召开的联合国教科文 组织（UNESCO）全体会议第32次会议上，表决通过 了支持2005年为世界物理年的决议；2004年6月10日， 联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了2005 年为 “国际物理年” 的决议。
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第一次技术革命 川 在十七、八世纪，牛顿力学和热力学的发展，顺应了第 一次技术革命的需要，其主要标志是蒸汽机的发明、改进 和广泛应用，用机器代替人的劳动，人类的劳动生产力第 一次获得解放。当然第一次技术革命反过来也促进了经典 物理学的发展.
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——国际纯粹物理和应用物理联合会第 23届代表大会(1999美国亚特兰大市)
物：我们生存的世界，物质、时间、空间 理：客观规律 知己知彼，了解自然，利用自然，推动 人类文明进步
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★物理学： 研究物质运动最一般规律和物
质结构的科学，包括机械运动、分子运动、 电磁运动、原子核和原子核的运动。
远
近代物理 高新技术 第三次工业革命 (1940年)
物理学是人才培养所必需的基础理论。
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物理学所研究的是物质运动最基本最普遍的 形式，因而物理学是自然科学中最基础的学科。 物理学中的发现、发展以及它所建立起来的概念、 规律曾经推动了技术革命的到来和发展。世界三 次大的技术革命可以说是在物理学发展的基础上 开花结果的。
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学习物理学的意义-
——物理学和科学技术
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物理学是是人类认识自然、优化自然造福于人最 有活力的带头学科。
物理学是其他科学和绝大部分技术发展的基础。
大 道
牛顿力学、热力学 蒸气机 第一次工业革命 (1760 ) 致 年
电磁学 电力系统、无线电 第二次工业革命 (1870 ) 年
第二次技术革命 十九世纪二十年代，以电机的发明和电力的 使用为标志，产生了第二次技术革命，开始了电 气化时代。没有电、磁学理论和实验为基础，产 生大规模的电气化是不可想象的。正是麦克斯韦 建立了电磁理论，预言了电磁波的存在，然后得 到实验验证，才发展起了无线电技术，才有现在 的卫星通信，移动通讯等。
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第三次技术革命 第三次技术革命兴起于20世纪20年代，其特 点是出现了一系列新产品和新设备，如半导体、 大 计算机、彩色电视、核能发电站、加速器和人造 卫星等等，它们不仅改变着人们的生产和生活， 道 而且还扩展和完善了人类对大自然和社会探索的 致 手段。这是20世纪初一系列物理新发展和相对论、 远 量子理论建立的结果。
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(3)物理学的发展也为技术开发提供了新思路。物 理学的每一项新发展总是观察到新的现象，找到新的 联系，实现新的构想，揭示新的本质属性，从而也就 提供了技术开发的新的可能性。例如放射性元素衰变 指数规律的发现和放射性元素的半衰期的测定之后， 大 卢瑟福立刻意识到可用放射性元素的衰变来测量时间， 道 从而逐渐形成了今天的同位素年代学，已广泛用于考 致 古学中测定文物的年代，地质学中测定地层年龄以及 天体物理中估计天体的年龄，等等。物理学与工程 远 技术的密切关系是由物理学的基础性质所决定。正是 由于物理学是其它自然科学以及技术科学的基础学科， 它的影响力才会如此的深厚，影响面才会如此的广阔； 也正是因为物理学的基础性质，其它科学技术需要物 理学从根基研究上作出应有的贡献。
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1
13
17
10
10
51
2005级车辆 2006级交通 2006级车辆
2008级生技
6 8 12
24
16 23 7
48
24 11 11
39
7 9 14
36
6 5 13
13
59 56 57
160
大 道 致 远
2005级
最高分 96 最低分 14
2005级
最高分 98 最低分 7
2008级
最高分 97 最低分 12
物理学的发展对工程技术发展的推动作用至少 可以从以下几个方面来认识：
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(1)物理学的发展促进形成科学技术的前沿新领域。 在历史上，相对论关于质能关系的确立、原子核结 合能的研究和裂变现象的发现开辟了原子核能利用 的新领域。如今物理学的深入发展，促进形成了众 大 多工程技术的前沿新领域。例如高温超导电性的研 道 究展现了一个应用广泛、潜力巨大的崭新的技术领 域，将对国民经济、军事技术、医疗卫生和各种高 致 新产业产生难以估量的深远影响；激光器的发明、 远 光导纤维的制成在有线通讯技术领域引起一场重大 的革新；空间遥感技术也是在物理学发展的基础上 形成的新领域，利用卫星拍摄的照片，在大地测量、 矿藏勘探、天气预报、掌握生态环境的变迁和减少 自然灾害等方面发挥了重要的作用。
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Albert Einstein
1905年3月，爱因斯坦将自己认为正确无误的论文送给 了德国《物理年报》编辑部。他腼腆的对编辑说：“如果您 纳 能在你们的年报中找到篇幅为我刊出这篇论文，我将感到很 百 愉快。”这篇“被不好意思”送出的论文名叫《关于光的产 生和转化的一个推测性观点》。 川 1905年4月，爱因斯坦完成了《分子大小的新测定法》， 1905年5月完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬 浮粒子的运动》。 1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文 《论动体的电动力学》，完整的提出了狭义相对论。 1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所 含的能量有关吗？》，作为相对论的一个推论 .
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(2)物理学的发展为科学技术提供了新的研究手 段。由物理学中的核磁共振现象开发出的核磁共振 成像技术可逐层清晰地细察人体的内部，诊断体内 各器官的疾病，且无扰动、无侵害、无电离辐射、 是人体诊断技术的重大革命；利用量子隧道效应制 成的扫描隧道显微镜可观察到物体表面原子尺度的 细微结构，为表面物理和分子生物学研究提供了有 力的手段；集成光学的研究成果为制造运算速度更 快、抗干扰能力更强的新一代计算机提供了基础。 理工v00-分辨率8m