1 給開始學習大學物理的同學們 科學是一種方法 它教導我們 一些事物是怎樣被了解的 什么事情是已知的 現在了解到了什么程度 如何對待疑問和不確定性 證據服從什么法則 如何思考事物 做出判斷 如何區別真偽和表面現象 R P費曼 我從不迷信權威 但命運捉弄了我 我自己變成了權威 A 愛因斯坦以上是兩位著名物理學家的話 我希望它們能成為大家學習物理的座右銘 學習課程除了掌握基本知識外 更重要的是學習一種科學的思維方法 正如一個古老的故事所講的那樣 學生從老師那里得到的 應該是一個點石成金的法則 而不是一堆金子 2 北京建筑工程學院 大學物理電子教案 您將一點一點地掀開物質世界的神奇面紗 3 緒論 一 物質世界 研究的對象十分廣泛宏觀 微觀 物理學是研究自然界中物質的基本結構及基本運動規律的科學 是自然科學的基礎 4 目前物理學界公認組成物質的最小單元是夸克即認為quark沒有內部結構 但近來有消息稱 quark也可一分為二說明認識無止境 物質之間的基本相互作用 電磁相互作用強相互作用弱相互作用引力相互作用 5 宇宙是怎樣運動的呢 進行絕熱膨脹 宇宙半徑增大 宇宙密度降低 溫度降低 宇宙有多大 人們就好象坐在一個逐漸膨脹的氣球表面 相互遠離 6 二 關于兩個前沿的基本理論 天體物理理論和粒子物理理論已成為密不可分的姊妹學科 大爆炸理論 從遙遠的過去宇宙產生于大爆炸 絕熱膨脹至今 我們生活在這樣的世界中 人們從自己開始 通過各種實驗手段 比如 加速器 把物質打開 探索內部的由來 7 依靠高能粒子加速器的發展 宇宙演化時間表 摘自 科學家談物理 8 三 物理學使人們深入認識世界 每種粒子對應一種場 場有不同能量狀態 場與粒子是統一體的兩種表現形式 物質存在的基本形式粒子和場 9 基本相互作用粒子是場的激發態形式 因此粒子間的相互作用來自場之間的相互作用 場之間的相互作用是粒子轉化的原因 物質的凝聚狀態 目前發現111種元素 構成109分子 分子又構成物質 凝聚態 固 液 氣態 等離子體 致密態 10 四 物理學與科學技術物理學為其他學科創立技術和原理重大新技術領域的創立總是經歷長期的物理醞釀 11 盧瑟福a粒子散射實驗 1909 核能利用 40年代以后 愛因斯坦受激輻射理論 1917 物理 第一臺激光器 1960 技術 信息技術的發生和發展的硬件部分 技術 以物理學成果為基礎 物理 自由電子激光 FreeElectronLaser 光學相干CT 斷層掃描成像新技術OpticalCoherenceTomography 簡稱OCT 12 物理學的基本原理轉化為高新技術有兩種方式 1近代物理的新原理和傳統 或現代 技術手段相結合2 經典物理原理和現代技術手段相結合 2經典物理原理和現代技術手段相結合 13 發展獨立思考和獨立創新的一般能力 應當始終放在首位 而不應當把知識放在首位 如果一個人掌握了他的學科的基礎理論 并且學會了獨立思考與工作 他必定會找到自己的道路 而且比起那些主要以獲取細節知識為其訓練內容的人來 他一定會更好適應進步和變化 愛因斯坦 14 預備知識 一 物理量 A 物理理論的組成部分 1 概念2 關于概念的數學表示的假定3 表示物理量之間關系的方程 B 物理量分為基本物理量和導出物理量力學的基本物理量有長度 質量和時間 C 物理量的單位和單位制基本物理量的單位稱基本單位導出物理量的單位稱導出單位 15 選擇不同的基本單位構成不同的單位制 國際單位制 用SI表示 的基本單位如下 長度米m質量千克kg時間秒s電流安 培 A熱力學溫度開 爾文 K物質的量摩 爾 mol發光強度坎得拉cd 二 物理學中的近似 正確地 巧妙地 運用近似是基本技能 模型 質點 點電荷 規則形狀的物體 16 三 矢量代數的基本知識 標量只有大小 例如 質量 長度 時間 密度 能量 溫度等 矢量既有大小又有方向 并有一定的運算規則 例如 位移 速度 加速度 角速度等 1 矢量的幾種表示方式 大小 2 矢量相等 大小相同 方向相同 a 幾何表示有指向的線段 b 解析表示 17 3 矢量的運算法則 2 數乘 18 3 矢量的分解在一個平面內 若存在兩個不共線的矢量則平面內的任一矢量可以分解為 4 矢量的標積 點積 19 特別注意 5 矢量的矢積 叉積 是一個軸矢量 方向 大小 平行四邊形面積 右手螺旋 20 矢積的性質 6 矢量的非法運算包括 矢量與標量不能相等 21 作業要求 1 要規范化做題 要求有已知 求解 圖示 過程 討論 2 按時交作業 3 獨立做作業 答疑時間 課堂要求 1 按學校規定出勤 2 遲到同學本節課不得進入教室 3 課堂上不得影響其他同學聽課 答疑地點 基礎樓c座584室 周三7 8節 6 16周 22 考核方式 平時作業 大作業 考勤 測驗約占30