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石 * 第一讲（上） 绪论 Lecturer: *** TA: *** 大学物理（丙） 关于《大学物理及实验》 总评成绩： 20%实验，80%理论课 (15%平时+65%考试） 实验成绩：十次实验的平均成绩 平时成绩：作业、课堂表现、课后交流、期中测试 期末考试：统一命题、阅卷 大学物理（丙） 绪论 什么是物理学？ 为什么要学习物理学？ 怎样学习物理学？ “物理学”的由来 英文PHYSICS来自希腊语，意思是“ 关于自然 存在的事物”。亚里斯多德称之为自然哲学。 自牛顿、黑格尔之后，物理学与哲学分离。 physics—metaphysics—physics 汉语“物理学”来自日本人的翻译。 1900 年，王季烈重编了日本人藤田丰八翻译的饭盛挺造著《物理学》中文本。 什么是物理学？ 物理学 是研究物质结构和运动规律的一门科学,物理学研究的对象是自然界中最基本、最普遍的规律。 特点? 研究对象十分广泛； 最基本、最普遍规律； 定量的、精密的科学； 与其他学科关系密切（哲学、天文学、数学、化学、生物学…）。 物理学研究对象的空间尺度 物理学的作用与意义 物理学是自然科学的带头学科； 物理学是现代技术革命的先导； 物理学是科学的世界观和方法论的基础。 物理学发展简史: 五次大综合和三次工业革命 发端于16世纪（伽利略） 17-18世纪 第一次: 经典力学(牛顿) 第一次工业革命: 瓦特研制蒸汽机, 发展机械工业. 第二次: 热学及统计物理学(焦耳,迈尔) 19世纪 第三次: 电磁学(麦克斯韦,法拉第) 第二次工业革命: 电机,电器和电讯设备, 工业电气化 20世纪以来 第四次：相对论(爱因斯坦) 第五次: 量子力学(普朗克,薛定鄂,海森堡, …) 第三次工业革命: 原子能,电子计算机,自动化,半导体,激光, 空间技术等高新技术的信息化时代. 物理学与高新技术 近代史上，物理和技术的关系大致有两种模式： 以解决动力机械为标志 技术——物理——技术； 以电气化进程为标志 物理——技术——物理。 本世纪两种模式并存，很多重大的新技术的创立都是以物理学的发展为先导的。 所以，人们称物理学是 新技术诞生的摇篮。 物理学的基本规律渗透在自然科学的一切领域以及应用与生产技术的各个部门。它既是许多自然科学的基础，也是工程技术特别是高新科技的基础和先导。 物理与技术关系之例一---激光技术的物理基础 1860 Maxwell建立光的电磁理论。 1900 Planck提出光量子假说。 1917 Einstein提出受激辐射理论。 1960 Maiman制成第一台红宝石激光器。 ‘61-65 激光光谱，半导体激光器，激光通讯； 激光熔炼、激光切割、激光钻孔。 1968-69 月球上设置激光反射器;地面与卫星联系。 ‘80-90 激光外科手术，通讯、光盘、激光武器等 物理与技术关系之例二---电子和信息技术的物理基础 量子力学的建立。 1947 Bardeen，Shockley，Brattain发明晶体管（获1956年诺贝尔物理奖）。 1962 制成集成电路（IC）。 70年代后 制成大规模集成电路。尔后，超大规模集成电路；集成度以每十年一千倍的速度增长。 导致当代信息技术（IT）革命 基础研究与国家发展 基础研究是科技进步的先导，是自主创新的源泉。 只有以深入的基础研究作为后盾，才能不断提高原始创新能力，增加国家发展的后劲。 我们不仅要大力加强应用研究，而且要高度重视基础研究。 －－胡锦涛 2008 物理学的研究方法 现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确学科。 模型方法：理想模型、思想实验 逻辑方法：归纳-演绎法、分析-综合法等等 实验检验： “实践是检验真理的惟一标准” 直觉方法：常常从零碎的、定性或半定量的信息开始 对称性的考虑； 守恒量的利用； 量纲分析； 数量级估算； 极限特形和特例的讨论； 简化模型的选取； 概念、方法的类比。 不断发展的物理学 自身发展 大统一理论，高温超导，量子通信，介观物理，… 与其他学科的交叉、融合 材料物理、化学物理、生物物理、金融物理、… 物理学发展举例--扫描隧道显微镜 石 *