第0章 物理学和力学(附矢量分析)课件.ppt

普通物理学;1. 什么是物质，什么是意识？它们之间的关系如何？（唯物、唯心有什么区别？） 2. 世界到底是物质的，还是仅仅只是一个空洞的“空间”？到底怎么样来描述、理解这个世界？物理理论到底是真实的，还是臆造的模型？物理能赋予我们人类什么（力量）？ 3. 物体之间的“作用”或“力”是什么？若有，它是物质的固有属性，还是空间的一个性质？ 4. 什么是能量？能量守恒是什么？ 5. 宇宙是有限的还是无限的，有界还是无界的？它有没有历史和未来？ 6. 天体（星系）是圆的、椭圆的，还是扁平的？为什么？ 7. ……;格物致理：就是研究事物，推敲道理 ——了解物质的结构和规律； ——它的理论具有物质运动规律的普适性，即自然界和物质运动的最基本的规律。 ;物理学的研究对象 ;时期;力 学; 物理学是技术发展的主要源泉，三次产业革命（蒸气机、电气化、信息化）均来自物理学或与物理学紧密相关。 ;;1 kcal = 4,184 J;热力学第一定律：能量的转换和守恒定律； 第一类永动机是不可能造成的。 热力学第二定律：熵增加原理； 第二类永动机是不可能造成的。;电磁波;燃煤电厂中的蒸汽循环;近代物理中的两朵乌云：;1905 狭义相对论;爱因斯坦用相对论时空观代替了牛顿的绝对时空观，把物质运动、空间和时间统一起来。;Max Planck;1927 Solvay Conference ;能源技术;航空航天;登陆火星;纳 米 材 料;生 命 科 学;信息产业;物理学大蟒 ：物理学的尺度和统一; 物理学的基本特征;提出命题（观测、推演）;震撼人类思想的七大学说（思想）;2. 绝对时空 加利略（1564-1642）：提出“自然法则”或“物理定律”的概念；创立以观察、测量、分析和演绎为基础的“实验物理”；首先进行“运动”的数学描述，初步给出“惯性定律”；奠定了经典力学的基础。 牛顿（1642-1727）：1687年发表《自然哲学的数学原理》，提出运动的三个定律和万有引力定律，创立了微积分方法；创立了经典力学；建立了统治人类几百年的“绝对时空观”和“决定论”力学体系。 ;3. 能量守恒 R. 迈尔（1818-1878）：最早提出能量守恒概念 焦耳（1818-1889）：1843年在《论电磁的热效应和热的机械值》中正式提出能量守恒，并从试验上进行了研究 霍姆赫兹（1821-1894）：1847年发表《论力的守恒》，从物理假设出发论证了能量守恒和转化；建立了世界运动的永恒性和多样性 ;4. 熵和概率 克劳修斯（1882-1888）：把能量守恒定律描述成热力学第一定律；提出“熵”的概念，并引入统计概念。 开尔文男爵（1824-1907）：在《热的动力理论》中提出热力学第二定律的开尔文表述（单一热源不可能只作功而不产生其它影响） 麦克斯韦（1831-1879）：将“几率”引入物理学，并提出著名的麦克斯韦分布率 玻尔兹曼（1844-1906）：对热力学第二定律进行了统计解释，给出 普里高津：提出非平衡统计理论，将有序与熵联系起来，提出系统可以自组织，产生“有序性”或“负熵” 把概率引入物理，使有序—无序的产生具有新的概念和含义。;5. 相对论 马赫（1838-1916）：1883年在《力学》中公开反对“绝对时空”，提出只有可观察到的量才是真正的物理量和研究对象，反对著名的“水桶实验”，提出了著名的“马赫原理”：即匀速或非匀速运动是相对的，惯性力来自宇宙的其它物体； 洛仑兹（1853-1928）：提出只有空间收缩（1－?2）1/2，才能使光速不变； 彭加勒（1854-1912）：引进四维时空，并指出物理规律对洛仑兹变换的不变性； 爱因斯坦（1879-1995）：1905年，提出狭义相对论（光速不变和相对性原理），为纪念这一年，后来称为爱因斯坦年，每100年称为“物理年”； 1916年，广义相对论（局部空间的引力场与加速度等效；即惯性力与引力等效），后来又提出“统一场”设想。 相对论摧毁了人们习以为常的绝对时空观，把时空联系起来，但仍没有解决时空的本质;6. 量子论 N. 玻尔（1885-1962）：原子论；“哥本哈根”学派创始人 普朗克（1857-1947）：1900年能量量子化假设； 德布罗意（）：1924年物质波，波粒二象性； 泡利（1900-1961）：1925年，电子排布的泡利不相容原理； 海森堡（1901-1976）：1923年矩阵力学；1927年不确定关系 薛定谔（1887-1961）：1926年著名的薛定谔方程； 狄拉克（1902-1984）：1925年《量子力学的基本方程》；1930年《量子力学原理》，是“量子力学的圣经”； 1928年创立“相对论量子力学”，预言正电子的存