什么是物理學(xué)

1、教師 蔡天芳PHYSICSPHYSICSELCOME WW 什么是物理學(xué)？ What is physics? 物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系 Physics and science & technology 如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理學(xué)？一. 物理學(xué)的對象與方法探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)(“物”)及其運(yùn)動的基本規(guī)律(“理”)的科學(xué).Physics 來源于自然.物理學(xué)是關(guān)于自然界最基本形態(tài)的科學(xué)，它研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用及其運(yùn)動規(guī)律?；具\(yùn)動形態(tài)：機(jī)械運(yùn)動（力學(xué)）；電磁運(yùn)動（電磁學(xué)）熱運(yùn)動（熱學(xué)）;微觀粒子運(yùn)動（量子力學(xué)）它們是生命、遺傳、思維等更高級運(yùn)動的基礎(chǔ)。物質(zhì)與運(yùn)動場:具有質(zhì)量、動量和能量.有空間疊加性.按照相互作用劃

2、分場.運(yùn)動是物質(zhì)的根本屬性.時間和空間是運(yùn)動物質(zhì)存在的形式.1.物質(zhì)與運(yùn)動物質(zhì)包括“實物”和“場”.而“場”更基本, 微觀粒子本身都是“場”的特殊形態(tài). 2.物質(zhì)存在與空間尺度 Lp 10-35m 小限 （Plank 極限） 基本粒子10-17 微觀 原子團(tuán)nm 介觀 （ mesoscopic ） 人m 宏觀 宇宙半徑1026 宇觀43個數(shù)量級(可分？)（無限？有界？）沒有物質(zhì)的存在就沒有空間,而沒有物質(zhì)的運(yùn)動就沒有時間.3.時間標(biāo)尺 Z0粒子10-25 小限（Plank 極限） 宇宙年齡1018 43個數(shù)量級宇宙大爆炸理論物理思想物理概念、原理和理論形成中的思維方式.概念-物理圖象-物理量

3、需要模型物理模型方法-突出主要矛盾,略去次要因素.物理實驗數(shù)學(xué)方法 計算機(jī)方法 定性半定量方法物理學(xué)方法二. 物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)物理學(xué)突破導(dǎo)致技術(shù)和生產(chǎn)力大飛躍物理學(xué)廣泛應(yīng)用,體現(xiàn)了物理規(guī)律普適性.圖右 .磁懸浮列車使鐵路運(yùn)輸走向高速化圖核動力航空母艦 圖左.火箭發(fā)射自然科學(xué)基礎(chǔ), 技術(shù)革命源泉物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ):物理學(xué)研究的突破,也是工程技術(shù)革命的基礎(chǔ)和源泉. 物理學(xué)的每一個重要發(fā)現(xiàn),或遲或早會給工程技術(shù)帶來巨大的變革物理學(xué)衍生出交叉學(xué)科,學(xué)科交叉領(lǐng)域往往是最活躍和最具創(chuàng)新思想的.那里天寬地闊,是可以大有作為的.1860Maxwell建立光的電磁理論1900Planck提出光量子假說191

4、7Einstein提出受激輻射理論1953Towns建立第一臺微波激射器(maser)1958Towns，Shawlow開始研制激光器1960Maiman制成第一臺紅寶石激光器1961-65激光光譜，用于大氣污染分析，半導(dǎo)體激光器，用于激光通訊co2激光器，用于激光熔煉、1968-69月球上設(shè)置激光反射器，地面與衛(wèi)星聯(lián)系1982激光全息術(shù)80, 90年代激光外科手術(shù)，通訊、光盤、激光武器。激光技術(shù)的物理基礎(chǔ) 1925-26量子力學(xué)的建立1926FermiDirac統(tǒng)計法的提出，得知固體中的電子服從Pauli原理1927Bloch理論的建立，得知理想品格中電子無散射1928Sommerfeld提

5、出能帶的猜想1929Peiels提出禁帶、空穴的猜想；Wilson和Bloch從理論上解釋了導(dǎo)體，絕緣體和半導(dǎo)體的性質(zhì)和區(qū)別；Mott和Jones用電子轟擊、X射線發(fā)射和吸收等方法驗證了能帶理論Bethe提出Fermi面的概念；Landau提出Fermi面可測量1947/12/23Bardeen，Shockley，Brattain發(fā)明晶體管(獲1956年諾貝爾物理獎)1957Pippard測量了第一個Fermi面(銅的)；爾后，劍橋?qū)W派建立Fermi面編目1962制成集成電路(IC)70年代后期制成大規(guī)模集成電路(VLIC)；爾后，超大規(guī)模集成電路；集成度以每十年一千倍的速度增長電子信息技術(shù)的

6、物理基礎(chǔ)大學(xué)里的物理課絕不僅僅是物理知識的教育，更不是上要為專業(yè)課服務(wù)的我們認(rèn)為，物理學(xué)是整個自然科學(xué)的基礎(chǔ)對于任何專業(yè)，大學(xué)基礎(chǔ)物理課的目的，都是使學(xué)生對物理學(xué)的內(nèi)容和方法，工作語言、概念和物理圖象，其歷史、現(xiàn)狀和前沿等方面，從整體上有個全面的了解這是一門培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法和科學(xué)研究能力的重要基礎(chǔ)課。 趙凱華當(dāng)代人類的高科技與物理基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)探索世界的一般方法觀察. 記錄. 建立物理模型. 較精確的量化數(shù)學(xué)表達(dá)式重復(fù)驗證公認(rèn)學(xué)說定量化,精性確,可重復(fù)性,理論預(yù)言,實驗檢驗等作為科學(xué)方法規(guī)范引入自然科學(xué)的各個領(lǐng)域三、如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理學(xué) 大學(xué)是一個提供理想主義精神的場所 1、對于偉大、文明的傳統(tǒng)的繼承； 2、對于未知領(lǐng)域的探索研究； 3、對于個人品質(zhì)的完善。 大學(xué)的構(gòu)成 圖書館 實驗室 你們熱情的智慧的年輕人 學(xué)習(xí)對一生有用的東西摘自讀者2000.4激動人心的地方 2 電子課件授課,提供課程網(wǎng)站,可網(wǎng)上提問與答疑,網(wǎng)上交流園地.3 教學(xué)環(huán)節(jié):授課；習(xí)題課,討論課；演示實驗。4 自學(xué), 做階段總結(jié)，寫讀書報告，小論文。訓(xùn)練口頭和書面表達(dá)能力,提高科學(xué)素養(yǎng). 課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法1.教學(xué)目標(biāo)：力圖把傳授知識、思想、方法三者放在同等重要的地位。加強(qiáng)對科學(xué)思維方式、自學(xué)能力和創(chuàng)