《大学物理教学资料》绪论.pptVIP

1 * * 一、物理学的研究对象 1 .世界是物质的,物质是永恒不断地运动着的. 物理学是研究物质的基本结构，物质之间的相互作用以及它们的最基本的最普遍的运动规律的科学。 + 间断的物体与传递相互作用的场都是物质 从9.11?10-31KG电子---10?1030 KG的太阳系 绪论(Introduction) 2 物质之间存在相互作用 ?万有引力----宏观物体 ?电磁力---带电物体之间 注 意:“基本粒子”都有其反粒子（如电子的反粒子就是正电子）。且传递相互作用力都是由其场粒子。 ?强相互作用力---强子之间（质子、中子及各种 介子之间）。力程10-15m ?弱相互作用力---广泛存在于轻子与轻子之间， 轻子与强子之间，强子与强子之间。；力程 力程10-17m. 传递引力相互作用 —引力子 传递电磁相互作用 —光子 传递强相互作用 —胶子 传递弱相互作用 —中间波色子 3 运动是物质的固有属性 自然界中没有不运动的物质， 也没有没有物质的运动。 运动形式是多样的，如机械运动 , 电磁运动,热运动 ….. 而物理学是研究最基本,最普遍的运动形式的 4 时间和空间是物质存在的形式 两个转变: ?人们从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论时空观的转变。 ?从时空的有限、无限哲学思辩到用科学的方法去研究。 范围： 微观粒子10-15m（ ）---宇宙尺寸1027m（ ）---大小跨越42个数量级 时间： 空间： 夸克等 哈勃半径 宇宙年龄---1018s 微观粒子寿命10-24s ; 二 物理学研究的方法 观察 、 实验 、 假设 、 理论 观察----对现象的考察和研究 1581年伽利略在 教堂作礼拜，司事 灌注油灯后，观察 灯摆动的等时性。 丹麦科学家第谷布拉赫观察天上的 星星达二十年之久，为开普勒发现行 星三大定律奠定了基础。 哈勃望远镜 目前哈勃望远镜也是为了观察宇宙 星系的变化 实验： 例如：电磁感应定律是 法拉第经过实验室中10 年反复研究得到的。 1974年11月16日丁肇 中发现 J粒子也是在实 验室发现。 N S 把自然界的现象经过人为简化 （乃至建立模型）在实验室重 现，或进行计算机模拟 等，然 后进行反复研究 荣获诺贝尔奖的 第三位华裔学者 观察和实验主要是我们获得第一手材料。 观察 、 实验 、 假设 、 理论 假说： 在事实较少和有限的情况下，提出的一种 理论。但假说不等于瞎说。 很多理论往往是通过多次假说，依据新的实验事实逐渐修正得到的。 如光的理论、量子理论等等。 理论： 在有充分实验事实的基础上归纳出来的原理、定律、规律等。 当然，理论应当足够准确地反映物质运动的规律。 还要在实验中进一步检验，当发现新事实，还要不断修正、完善理论。实际上经历了一个实践、认识、再实践、再认识----循环往复的过程。 没有! 那么上升为理论后就完事了吗？ 观察 、 实验 、 假设 、 理论 32倍 人类正是在这循环往复的认识过程中，创造出 辉煌的业绩来 HeNe激光器 Laser亮度 大功率激光器 可使一切金属熔化 可使一切非金属化为 一缕青烟 原子弹爆炸发出巨大的能量 现在人类正在向征服宇宙进发。 物理学的每一进展都带来生产力巨大发展 指出几点： 爱因基坦说过：物理上真实的东西，一定是逻辑上简洁的东西。 能量转化与守恒定律 --将机械的、电磁的、热的 运动统一； 麦克斯韦方程的建立----将电磁、光的运动统一； 物理学研究的是最基本的规律，应具有简洁、和谐、对称和统一的特点。 万有引力----天上与地上的运动统一； 1、物理学贯穿着一条红线---追求物质世界的统一 相对论的建立---将时间、空间与物质运动统一， 电磁与光的运动统一 量子力学的建立----将粒子性与波动性统一，实物与场统一； 弱电统一理论--将弱相互作用与电磁相互作用统一 夸克理论----将强子 结构统一（夸克）； 宇宙大爆炸理论 与大统一理论-- 力图将宇观 与微观统一 （正在努力 实现） 以人类作标准尺度（1m） 如：质点 + 点电荷 电耦极子 磁耦极子 + - 一切科学的抽象，都能更深刻、更正确地反映着自然。 列宁说过： 2、物理学研究往往要将对象抽象成模型 V 乙 太阳系 卫星 地球 可见：运动是绝对的，而描述物体运动是相对的 地球 3、由于运动的绝对性，在研究物理学时应注意 合理选择参照系 参照系---描