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1、1,集美大学,大学物理电子教案,您将一点一点地掀开物质世界的神奇面纱,2,3,绪 论,(Introduction),(一)物理学与物质世界,(二)物理学与科学技术,(四)几点说明,(三)物理量单位和量纲,4,(一)物理学与物质世界,物质存在的基本形式：粒子，场,物理学是研究物质结构和物质的基本运动规律的学科，是自然科学的基础。,一切物质都在不停地运动着。,机械运动,分子热运动,电磁（光）运动,（基本）粒子的运动,5,物理学的研究对象十分广泛：,空间尺度,时间尺度,速率范围,1026 m(约150亿光年)(宇宙)1035 m(普朗克长度),1018s(150亿年)(宇宙年龄)10-43s(普朗克
2、时间）,0(静止)3108 m/s(光速),宇观-宏观-介观-微观,6,人们从自己向小尺度追问,-粒子物理学,质子、中子由夸克组成,夸克是不是最基本的粒子？,人们从自己向大尺度追问,-天体物理学,要制造更高能的粒子加速器。,哈勃根据多普勒效应发现宇宙在膨胀,宇宙有没有边？,宇宙有没有中心？,粒子物理学和天体物理学目前已成为密不可分的姐妹学科。,7,8,从宇观到微观，自然界只有四种相互作用：,9,物理学的研究方法：,提出命题,推测答案,理论预言,修改理论,应用,实验检验,观察实验,10,演绎法,-推理、演算,归纳法,-假设、模型,定性和半定量分析,直觉、想象力,不断地探索未知是物理学家一生的追求
3、。,11,近代物理：高温超导；光子学；人工微结构；混沌；.,物理学在不断发展,经典物理：牛顿力学的决定性内在随机性；波动光学信息光学；非线性光学；.,12,(二)物理学与科学技术,第一次（蒸汽机）工业革命,第二次（电器）工业革命,第三次（高速、微观）工业革命,物理学基本规律,自然科学的一切领域,生产技术的各个部门（包括现代高新技术）,牛顿力学、热力学,法拉第、麦克斯韦,爱因斯坦,13,相对论,量子力学,核技术,半导体技术,激光技术,超导技术,空间技术,生物技术,.,14,激光手术刀,15,扫描隧道显微镜,16,高能加速器,17,下面是第23届国际纯粹物理与应用物理联合会决议中的一部分内容 美国
4、亚特兰大,物理学是一项国际事业，它曾为人类文明作出过巨大贡献；对当代的生活产生了不可估量的影响；它对人类未来的进步起着关键的作用。,物理学是一项激动人心的智力探险活动，它鼓舞着年轻人，并扩展着我们关于大自然知识的疆界。,18,物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家，以及其他物理科学和生物医学科学工作者的教育中，是一个重要的组成部分。,物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所需的基本知识，如计算机层析术(CT)、核磁共振成象改善了我们生活的质量。,19,重大新技术的产生总是经历长期的物理酝酿。,如爱因斯坦质量能量公式（1905）-卢瑟福粒子散射（1909）-核能利用（上世纪40年代以后）,如
5、爱因斯坦受激辐射理论（1917）-第一台激光器问世（1960）,如微电子技术的发展：量子力学、固体能带理论（上世纪20、30年代）-晶体管诞生（1947）-集成电路（1962）-大规模集成电路（上世纪70年代后期）-人工微结构,20,知识,素质,能力,良好的科学素质是发明创造的基础。,工程技术人员的物理素质的表现：,能从物理本质上提出和研究本专业问题,具有创新能力,能在工程技术中引入物理学的新成果,掌握物理学的思想和观点.如 建理想化模型,21,一 物理量,A：物理理论的组成部分：1.概念 2.关于概念的数学表示的假定 3.表示物理量之间关系的方程,B：物理量分为基本物理量和导出物理量,C：物
6、理量的单位和单位制 基本物理量的单位称基本单位 导出物理量的单位称导出单位,（三）物理量单位和量纲,22,选择不同的基本单位构成不同的单位制，国际单位制（用SI表示）的基本单位如下：,长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s电流 安培 A 热力学温度 开尔文 K物质的量 摩尔 mol 发光强度 坎得拉 cd,23,1m 是光在真空中在（1/299792458 s）内所经过的距离.,力学的基本单位,1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际单位制（SI）为基础的法定单位制.,1s 是铯的一种同位素133 CS 原子发出的一个特征频率光波周期的9192631770倍.,“千克标准原器”是用
7、铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中.,二.物理量单位和量纲,24,速率,导出量,力,功,实际时间过程的时间,25,26,定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子.,量纲作用,1）可定出同一物理量不同单位间的换算关系.,3）从量纲分析中定出方程中比例系数的量纲和单位.,2）量纲可检验文字结果的正误.,量 纲,某一物理量 的量纲,27,三.物理学中的近似,28,经典物理学（1719世纪）力学、热学、电磁学、光学近代物理学（19世纪末 20世纪）相对论、量子力学,80学时，本学期完成,(四)几点说明,大学物理课程的内容。,29,1、参考教材：马文蔚等改编物理学第四版 程守洙
8、等编 普通物理学第五版 等 及有关学习指导书,2、是中学物理的提高,内容更多、更深、更具普遍意义,更注重物理学的思维方式：建立模型、抽象 推理、近似、类比,应用更多的数学工具，如矢量分析、微积分等,30,3、学习方法和要求,摆脱中学学习方法和思维模式。,掌握物理学基本架构，分清层次，主从有序，步步深入。,理解基本概念、原理，掌握公式,学好数学。,31,1）弄清概念，不怕难；,2）注意尽快适应电子教案的教学方式 学会有重点地记好笔记。(懒惰乃万恶之源也!少壮不努力,老大徒悲伤.),3）养成一丝 不苟的作风；（先从笔记、作业入手）,4）学会物理学中科学分析方法，学会看书。,32,具体要求1）上课作
9、笔记，认真听讲（效果事半功倍）。2）课后及时复习，完成作业，缺交一次作业 期末成绩扣2分，整学期缺交1/3不得参加期 末考试。迟交扣1分。3）每章结束后及时复习、作小结。4）上课应带：笔记本、书、习题册。5）有时间多看参考书，多作练习。,33,发展独立思考和独立创新的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那些主要以获取细节知识为其训练内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化.爱因斯坦,结束语,34,附:矢量代数的基本知识,标量只有大小，例如：质量、长度、时间、密度、能量、温度等。,矢量既有大小又有方向，并有一定的运算规则，例如：位移、速度、加速度、角速度等。,2、矢量相等：大小相同，方向相同,35,3、矢量的运算法则：,(2)数乘,36,(3)矢量的分解在一个平面内，若存在两个不共线的矢量 则平面内的任一矢量可以分解为：,(4)矢量的标积（点积）,37,特别注意：,(5)矢量的矢积（叉积）,方向：,大小：平行四边形面积,右手螺旋,是一个轴矢量,38,矢积的性质：,(6)矢量的非法运算包括,矢量与标量不能相等！,
