大学物理绪论课件

大学物理学您将一点一点地掀开物质世界的神奇面纱大学物理学物理学是研究自然界中物质基本结构及其基本运动规律的科学研究的对象十分广泛宇观、宏观、微观绪论一、什么是物理学大学物理学物理学提供了物质世界的最基本的规律，任何自然科学都不能违反物理的规律。物理学——地基从10楼摔下着地的速度，冲击力有多大？工厂的地面上都是铁钉、大头针、棉絮之类的东西，如何设计一把可以分类回收物品的笤帚？大学物理学量子力学,费米狄拉克统计,固体能带理论(20年代)晶体管诞生(1947),集成电路(1962),大规模集成电路(70年代后期)。物理学的每一进展都带来生产力巨大发展，重大新技术的创立总是经历长期的物理酝酿核能的利用(40年后)激光器产生(50年后)层析成像技术(CT)超导电子技术粒子散射实验（1909）X射线的发现（1917)受激辐射理论（1917)低温超导微观理论大学物理学卫星的控制与遥测遥感需要力学、电磁学、波动学等知识。计算机光驱中主要是应用了光学中激光、光栅、波片等知识。物理学为其他学科创立技术和原理大学物理学原子弹爆炸发出巨大的能量生物化学物理自然法则应用数学定性的和定量的人类理解美学医学机械工程结构学机械控制热力学流体化学工程生物化学工程放射学应用生物学土力学建筑学机械原理核能电学电力机械人类利益化工航空学知识之树大学物理学提出命题修改理论推测答案理论预言实验检验应用演绎法－基本定律推理、演算新理论归纳法－归纳实验或观测事实假设、模型新理论直觉想象力洞察力物理学的研究方法大学物理学力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学二、物理学的分类及其基本图象实物粒子、场物质微观客体（电子、质子、光子等）具有波粒二象性粒子物理、核物理、原子物理、分子物理原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理按分支学科分类：按物质形体大小分类：按物质形态分类：大学物理学按物理常数c、h分类：sJhsmc341810626176.6109979.2v≤cv≈ch→0经典理论相对论h≠0量子论相对论性量子论大学物理学空间尺度(相差1045－1046)1026m(宇宙线度约150亿光年)——10－20m(夸克)时间尺度(相差1045)1018s(宇宙年龄150亿年)——10-27s(硬射线周期)速率范围0(静止)-3108m/s(光速)三、物理世界的层次结构大学物理学最小的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒星的距离哈勃半径超星系团人太阳系太阳山大学物理学人们不断向小尺度开拓，以探索物质的组成物理学上对应粒子物理学目前物理学界公认组成物质的最小单元是夸克即认为quark没有内部结构物质世界总图象人们从自己向大尺度追问以探索宇宙的奥秘物理学上对应天体物理学大学物理学大学物理学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，他一定会更好适应进步和变化.－爱因斯坦四、为什么要学习物理学?打好学习其它学科的基础提高科学素质和能力，以适应高新技术和市场经济的发展（转产、转行）学习物理对提高科学素质有重要作用（1）学会掌握科学的方法（2）培养科学思维能力、发展智力（3）培养探索与创新精神现代工程技术人员必须具备良好的科学素质：工程技术人员良好的物理素质表现在：在工程技术问题面前，能够从物理本质上提出问题和做出判断；--------------（分析问题）能够把物理学的思想、观点、规律和方法运用到工程技术的实际中；---------（解决问题）注意物理学的发展，不断探索如何把物理学的新成果引入到工程技术中。--------（不断创新）1.树立信心，正面思想2.沉心静气，看书思考3.课前预习，课堂笔记4.课后复习，认真作业五、怎样学好物理学？内容参考学时绪论21质点运动学42牛顿运动定律53功和能54冲量和动量45刚体运动学46简谐运动87波的传播规律88光的干涉89光的衍射410光的偏振411狭义相对论的基本概念4教学计划(总学时60)2、期末考试成绩占总成绩80％1、平时成绩占总成绩20％作业完成情况10％课堂情况10%学习成绩计算方法大学物理学2012世界十大科技进展美国东部时间8月6日凌晨，远征5.67亿公里的美国“好奇”号火星车历经8个月飞行，在位于火星盖尔陨坑中心山脉的山脚下成功着陆，开始其探索火星生命痕迹的旅程。登陆火星数分钟后，“好奇”号陆续向地球传回火星图像。“好奇”号火星车大学物理学人造大脑数码眼睛——视觉输入机械臂——绘制出它对视觉输入作出的反应。这个模拟大脑非常先进，甚至能通过IQ测试的基本测试。由250万个模拟神经元组成，它能执行8种不同类型的任务。这些任务的范围从描摹到计算，再到问题回答和流体推理，可谓五花八门。测试期间，科学家亮出一系列数字和字母，让Spaun记入储存器，然后科学家亮出另一种字母或符号，作为指令，告诉Spaun借助它的记忆力做什么。大学物理学澳大利亚和美国科学家组成的研究团队1月６日在《科学》杂志上报告说，他们成功设计出迄今世界上最细的纳米导线，厚度仅为人类头发的万分之一，但导电能力可与传统铜导线相媲美。这项技术有望应用于量子计算机研制领域。世界上最细的纳米导线大学物理学很多时候，那些似乎已经被治疗消灭的癌症又会卷土重来。一些科学家将此归罪于所谓的癌症干细胞，它们是癌细胞的一个子集，能够保持休眠状态，从而逃避化疗或放疗，并在几个月或几年后形成新的肿瘤。这种想法一直存在争论，然而，8月1日，《自然》、《科学》杂志网络版发表的3篇论文提供了新的证据，表明在某些脑、皮肤和肠道肿瘤中，癌症干细胞确实是肿瘤生长的源头。癌症干细胞大学物理学欧洲核子研究中心７月４日宣布，该中心的两个强子对撞实验项目——ＡＴＬＡＳ和ＣＭＳ均发现一种新的粒子，具有和科学家们多年以来一直寻找的希格斯玻色子相一致的特性。上帝粒子大学物理学日本科学家首次用“人造”卵子产下小鼠日本京都大学的一个研究小组利用源自干细胞的卵子进行体外受精，诞生下正常小鼠。这项研究最终有望为帮助那些不育夫妇怀孕带来新的方法。大学物理学英国研究发现一种高速磁存储原理现在硬盘等存储器多使用磁性物质，如果要记录信息，就需要把磁性物质的磁极颠倒，这个过程中常用的方式是使用外加磁场。研究人员发现，不使用外加磁场，单纯使用热量也能起到同样的效果。其具体方式是向磁性物质发射含有热量的激光脉冲，它在吸收热量后磁极也会颠倒。参与研究的托马斯·奥斯特勒说，这是一项革命性的发现，可在此基础上开发出存储速度高出现有硬盘数百倍的存储器，每秒钟存储的信息可以高达上万亿字节。由于不需要使用外加磁场，在此基础上开发出的存储器所消耗的能量也会更少。大学物理学天文学家发现质量是太阳170亿倍的黑洞霍比·埃伯利望远镜大质量星系调查项目的天文学家发现了可能是迄今质量最大的黑洞。这一罕见黑洞质量达170亿个太阳，位于NGC1277星系，其质量占了该星系质量的14%，而通常黑洞只占其所在星系的1%。这一发现可能改写黑洞与星系的形成演化理论。大学物理学德国首次从皮肤细胞中培养出成体干细胞德国马克斯·普朗克协会３月２２日宣布，该机构研究人员成功从已分化体细胞——皮肤细胞中培养出成体干细胞，为全球首创。通过成体干细胞的培养可更有针对性、更安全地实现特定组织再生。这种方法具有巨大的医学应用前景。大学物理学首个“超电子”电路问世“超电子”中的“超”指的是超材料——嵌入材料中的纳米图案和结构，使其能采用以前无法做到的方法操控波。宾夕法尼亚大学的团队在实验中利用亚硝酸硅制造出梳状的长方形纳米棒阵列。这种新型纳米棒的横截面和其间的孔隙形成的图案能复制电阻器、感应器和电容器这三个最基本电路元件的功能，只不过其操纵的是光波。在实验中，他们用一个光子信号（其波长位于中红外线范围内）照射该纳米棒，并在波通过时用光谱设备进行测量。大学物理学矢量代数的基本知识1、矢量的几种表示方式：•几何表示有指向的线段•解析表示),,(321AAAA大小232221AAAAA＝2、矢量相等：大小相同，方向相同预备知识大学物理学3、矢量的运算法则：(1)加法含平行四边形法则和三角形法则(2)数乘ACACACCA平行于－平行于方向大小00BAC大学物理学(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：21ee和2211eAeAA常用21ee称为正交分解(4)矢量的点积（标量积）的夹角与为BAABBAcosBAABBA方向的投影。在为为单位矢，若BABABBABA并矢BA大学物理学特别注意：02AAA若0BA可能BABA00zwyvxuwvuBzyxA),,(),,(大学物理学CBA大小：sinABCBA从矢量经过小于180度的角转到矢AB量右手螺旋前进的方向方向：HDCDCH又如：C(5)矢量的叉积(矢量积）0180o大学物理学矢积的性质：0)(AACABACBAABBA(6)矢量的非法运算包括DeCBA,,ln,1矢量与标量不能相等！！！大学物理学4.正交坐标系一个坐标系需要由基矢量组成的基，基矢量相互正交的坐标系称为正交坐标系。直角坐标系是正交坐标系，它的基为：jikikjkjikkjjiiikkjji,,10(均为单位矢量)),,kji（大学物理学一个矢量可以用基矢展开(即按基矢分解，也称向坐标轴投影)321321321321321332211321321)(,,CCCBBBAAACBABBBAAAkjiBABABABABAkAAjAAiAAkAjAiAA