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大學(xué)物理1大學(xué)物理2緒論說明兩個問題：*

明確為什么學(xué)？學(xué)什么？怎樣學(xué)？*了解物質(zhì)世界的整體圖象。

目的：獲得學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”的自覺意識。

2緒論說明兩個問題：*明確為什么學(xué)？學(xué)什么？怎樣學(xué)？*3一.為什么要學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”？

物理學(xué)是研究物質(zhì)世界的基本結(jié)構(gòu)、基本相互作用和最普遍的運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。第一部分課程介紹

我們把不依賴于人的意識而獨(dú)立存在的客觀實在稱為物質(zhì)。與其它科學(xué)相比，物理學(xué)更著重于物質(zhì)世界普遍而基本的規(guī)律的追求。

1：什么是物理學(xué)3一.為什么要學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”？物理學(xué)是研究物質(zhì)世42：物理學(xué)發(fā)展歷程

以公元1600年為界，在這以前，叫物理學(xué)的前科學(xué)時期，這一時期，物理學(xué)還不是一門獨(dú)立的學(xué)科。

1600——1800年，在這一時期，物理形成了一門學(xué)科，牛頓完成了牛頓力學(xué)。

1800——1900年，電磁學(xué)、熱力學(xué)、波動光學(xué)、經(jīng)典統(tǒng)計物理學(xué)等的發(fā)展完善了經(jīng)典力學(xué)。

上世紀(jì)初，20世紀(jì)自然科學(xué)領(lǐng)域最偉大的兩個理論出現(xiàn)了：量子力學(xué)和相對論——近代物理的開始。經(jīng)典物理學(xué)42：物理學(xué)發(fā)展歷程以公元1600年為界，在這以前5當(dāng)今，物理學(xué)與其它學(xué)科的交叉誕生了生物物理、化學(xué)物理、地球物理、天體物理等新型學(xué)科，人們公認(rèn)：當(dāng)今最有生命力的是不同學(xué)科交叉的領(lǐng)域。

每一個科研和工程技術(shù)人員都應(yīng)該加強(qiáng)自身的數(shù)理知識的培養(yǎng)與積累,以適應(yīng)新發(fā)展的要求。

隨著科學(xué)的發(fā)展，從物理學(xué)中不斷分化出諸如粒子物理、原子核物理、原子分子物理、凝聚態(tài)物理、激光物理、電子物理、計算物理、等離子體物理、半導(dǎo)體物理等名目繁多的新分支。現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的兩個趨勢：（1）自身的細(xì)化、分支多；（2）與其他學(xué)科的交叉5當(dāng)今，物理學(xué)與其它學(xué)科的交叉誕生了生物物理、化每一個科研和6*第一次工業(yè)革命（17~18世紀(jì)）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以蒸汽機(jī)為代表的一系列機(jī)械的產(chǎn)生和應(yīng)用。

*第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)）：建立在電磁理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、電訊設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用。*第三次工業(yè)革命（20世紀(jì)）：建立在相對論和量子力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以信息技術(shù)為代表的一系列新學(xué)科、新材料、新能源、新技術(shù)的興起和發(fā)展。3：物理學(xué)與技術(shù)6*第一次工業(yè)革命（17~18世紀(jì)）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)7物理學(xué)與技術(shù)關(guān)系的兩種模式*技術(shù)物理技術(shù)（典型例子：力、熱學(xué)）*物理技術(shù)物理（典型例子：電磁學(xué)）在現(xiàn)代社會中主要以第二種方式進(jìn)行。例：通訊技術(shù)和激光技術(shù)是這個嶄新的信息時代的關(guān)鍵，其基礎(chǔ)正是過去大半個世紀(jì)的現(xiàn)代物理學(xué)的研究成果。7物理學(xué)與技術(shù)關(guān)系的兩種模式*技術(shù)物理8以計算機(jī)為代表的電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)1925年量子力學(xué)建立1926年Fermi-Dirac統(tǒng)計法提出1929年能帶理論提出并得到證實，從理論上解釋了導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的性質(zhì)和區(qū)別；

Fermi面概念及其可測量的提出1947年發(fā)明晶體管（獲1956年諾貝爾物理獎）1957年建立Fermi面編目1962年制成集成電路（IC）70年代末大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（VLIC）8以計算機(jī)為代表的電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)1925年9激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)1860年Maxwell建立光的電磁理論1900年P(guān)lanck提出能量子理論1917年Einstein提出受激輻射理論1953年制成微波激射器（maser）1960年Maiman制成紅寶石激光器60~70年代激光器及其應(yīng)用高速發(fā)展，月球上設(shè)置激光反射器1982年激光全息術(shù)80~90年代激光外科手術(shù)，通訊，光盤，激光武器...9激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)1860年Maxwell10核技術(shù)的物理基礎(chǔ)1896年Becquerel發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射性1905年Einstein創(chuàng)立狹義相對論，得1911年Rutherford提出原子的有核模型1925年量子力學(xué)建立1932年建立原子核的質(zhì)子——中子模型1933年發(fā)現(xiàn)人工放射性1945年實現(xiàn)核裂變——原子彈1952年實現(xiàn)核聚變——?dú)鋸?954年建立第一座核電站10核技術(shù)的物理基礎(chǔ)1896年Becquerel發(fā)11物理學(xué)提供科學(xué)原理指導(dǎo)技術(shù)路線的選擇和技術(shù)方案的改進(jìn)。培養(yǎng)技術(shù)人員的科學(xué)品格和創(chuàng)新能力，使其眼光遠(yuǎn)，層次高，后勁足全世界理工科大學(xué)無一例外將物理作為重要基礎(chǔ)課11物理學(xué)提供科學(xué)原理指導(dǎo)技術(shù)路線的選擇和技術(shù)方案的改進(jìn)。培12二.學(xué)什么？知識、方法、科學(xué)觀念“物”——物質(zhì)世界“理”——普遍規(guī)律1.學(xué)習(xí)物理知識要注意整體性、發(fā)展性和遷移性。整體性注意掌握知識的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系形成物質(zhì)世界的整體物理圖象教材結(jié)構(gòu)和主線基本粒子實物的運(yùn)動規(guī)律相互作用和場振動和波動量子現(xiàn)象和量子規(guī)律多粒子體系的熱運(yùn)動12二.學(xué)什么？知識、方法、科學(xué)觀念“物”——物質(zhì)世界“13發(fā)展性不斷從新的角度審視和理解物理概念和規(guī)律，關(guān)注其內(nèi)涵的豐富，應(yīng)用的擴(kuò)展，相互關(guān)系的變化。例如：質(zhì)量高中：慣性質(zhì)量；引力質(zhì)量初中：循環(huán)定義？前沿：

質(zhì)量究竟是什么？是如何產(chǎn)生的？什么是物質(zhì)？“是物質(zhì)就有質(zhì)量”的觀點正確嗎？場也是物質(zhì)的一種形式……大學(xué)：能量載體；（1）概念的發(fā)展；（2）框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展；（3）數(shù)學(xué)手段的發(fā)展13發(fā)展性不斷從新的角度審視和理解物理概念和規(guī)律，關(guān)注其內(nèi)涵14例如：力近代物理：以能量為中心的表述優(yōu)于以力為中心的表述。中心：守恒量——動量、角動量、能量守恒定律與自然界對稱性的聯(lián)系對時間積累動量定理——動量守恒對空間積累動能定理——機(jī)械能守恒力矩定軸轉(zhuǎn)動物體的平衡中學(xué)：以“力”為中心。14例如：力近代物理：以能量為中心的表述優(yōu)于以力為中心的表述15注意提高應(yīng)用物理知識理解、解決實際問題的能力。2.學(xué)習(xí)物理方法觀察、實驗、模擬、演繹、歸納、分析、綜合、類比、理想化、假說…...指導(dǎo)性原理:*

簡單性原理：邏輯前提越簡單，普遍程度越高。*對應(yīng)原理：新理論應(yīng)包容在一定條件下被證實是正確的舊理論，并在極限條件下過渡到舊理論。…...遷移性15注意提高應(yīng)用物理知識理解、解決實際問題的能力。2.16例如：理想化方法理想模型（單擺、彈簧振子、理想氣體……)理想實驗（伽利略、牛頓…...）理想過程(準(zhǔn)靜態(tài)、絕熱……)實質(zhì):簡化、純化，抓住主要矛盾，摒棄次要因素。復(fù)習(xí)質(zhì)點、質(zhì)點系、剛體質(zhì)點：當(dāng)物體的線度和形狀在所研究的問題中的作用可以忽略不計時，將物體抽象為一個具有質(zhì)量，占有位置，但無形狀大小的“點”。16例如：理想化方法理想模型（單擺、彈簧振子、理想氣體……)17質(zhì)點系：質(zhì)點的集合。剛體：任意兩質(zhì)點間距離保持不變的質(zhì)點系。質(zhì)點質(zhì)點系剛體集合特例*思考:質(zhì)點和幾何學(xué)上的點有什么不同？例如：科學(xué)假說方法牛頓時代：以經(jīng)驗觀察，邏輯歸納為主。現(xiàn)代物理：問題——假說——(實踐)——科學(xué)——（證偽）——新問題——新假說——…...“不是由觀察結(jié)果歸納出理論，而是由理論決定觀察什么。”——愛因斯坦17質(zhì)點系：質(zhì)點的集合。剛體：任意兩質(zhì)點間距離保持不變18定位：物理教育——科學(xué)素質(zhì)教育不僅僅是為后續(xù)課服務(wù)不僅僅是為專業(yè)服務(wù)立足于提高自身科學(xué)素質(zhì)，有益于終身學(xué)習(xí)和發(fā)展合格大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)：（1）力所能及地培養(yǎng)自己的自然科學(xué)和社會科學(xué)素質(zhì)，提高自己綜合能力，復(fù)合性人才更有競爭力。（2）以良好的心態(tài)對待你學(xué)的每一門課程。18定位：物理教育——科學(xué)素質(zhì)教育不僅僅是為后續(xù)課服務(wù)合格大19一.物質(zhì)世界的空間尺度——宇宙的42個臺階第二部分物質(zhì)世界（1）小尺度最小的哺乳動物和鳥類：10-1m數(shù)量級

昆蟲：10-2—10-3m數(shù)量級細(xì)菌或典型的真核細(xì)胞直徑：10-5m數(shù)量級細(xì)胞的最小直徑：10-7m數(shù)量級原子的尺度：10-10m數(shù)量級

原子核的線度：10-14—10-15m的數(shù)量級夸克：無法確定大小

納米：材料顆粒為10-9米時，一些新特性出現(xiàn)。19一.物質(zhì)世界的空間尺度——宇宙的42個臺階第二部分20通過移走原子構(gòu)成的圖形20通過移走原子構(gòu)成的圖形21（2）大尺度鯨：101m數(shù)量級紅杉樹：102m數(shù)量級珠穆朗瑪峰，馬里亞納海溝：104m數(shù)量級月球半徑，地球半徑：106m數(shù)量級

太陽系的直徑:1013m數(shù)量級星系團(tuán)尺度:1023m數(shù)量級超星系團(tuán):1024m數(shù)量級觀測的極限——哈勃半徑:1026m數(shù)量級21（2）大尺度鯨：22宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接22宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接23大爆炸二.物質(zhì)世界的時間尺度——時標(biāo)宇宙年齡：130~200億年23大爆炸二.物質(zhì)世界的時間尺度——時標(biāo)宇宙年齡：13024地球年齡地球星系形成：50億年24地球年齡地球星系形成：25大氣形成熱電離層對流層中間層平流層外大氣層臭氧層25大氣形成熱電離層對流層中間層平流層外大氣層臭氧層26生命的誕生：約40億年脊椎動物：約6億年人類出現(xiàn)年26生命的誕生：約40億年人類出現(xiàn)27生物的進(jìn)化27生物的進(jìn)化28地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s

市電周期介子壽命中間玻色子壽命共計跨越了42個數(shù)量級28地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s市電29三：基本粒子

是目前所認(rèn)識到的組成物質(zhì)的基本單元，即人類迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“點”粒子，是一個不斷向更深層次轉(zhuǎn)移的動態(tài)概念。要求了解三大家族、四種相互作用（簡單介紹）。

1：描述粒子特性的主要物理量

（1）質(zhì)量（2）電荷（3）自旋（角動量）（4）壽命2：粒子間相互作用（四種）

（1）引力相互作用（2）電磁相互作用（3）強(qiáng)相互作用（4）弱相互作用29三：基本粒子是目前所認(rèn)識到的組成物質(zhì)的基本單元，30光子（20世紀(jì)20年代）——傳遞電磁相互作用中間玻色子(3種)（20世紀(jì)70-80年代）

——傳遞弱作用膠子(8種)（已有實驗基礎(chǔ)）

——傳遞強(qiáng)作用

引力子（尚未發(fā)現(xiàn)）——傳遞引力作用（1）規(guī)范粒子：場粒子，傳遞相互作用的媒介,共13種。3：基本粒子分類——三大家族30光子（20世紀(jì)20年代）——傳遞電磁相互作用（1）規(guī)31

規(guī)范粒子名稱符號靜質(zhì)量（MeV）電荷（e）自旋壽命（s）傳遞的相互作用光子中間玻色子膠子引力子??00000011121引力電磁弱強(qiáng)玻色子（與場相關(guān)）31規(guī)范粒子名稱符號靜質(zhì)量電荷自旋壽命（s32（2）輕子：共3代12種電子μ子名稱符號靜質(zhì)量（MeV）電荷（e）自旋壽命（s）代電子中微子μ子中微子子

子中微子一二三0.51106*1776.9000-1-1-1費(fèi)米子（與實物相關(guān)）*：北京正負(fù)電子對撞機(jī)測量結(jié)果32（2）輕子：共3代12種電子μ子名稱符號靜質(zhì)量電荷自333.夸克:3代、6味、每味3色，共36種名稱符號靜質(zhì)量（MeV）電荷（e）自旋代一二三上夸克粲夸克奇異夸克頂夸克底夸克下夸克udcstb~300~300~500~1500~180000~5000費(fèi)米子333.夸克:3代、6味、每味3色，共36種名稱符號靜34基本粒子規(guī)范粒子13種輕子12種夸克36種玻色子（引力子？）費(fèi)米子希格斯粒子（？）62種強(qiáng)子（核子、介子）的夸克模型名稱符號符號組成組成名稱質(zhì)子中子反質(zhì)子正介子正K介子J/介子pnJ/34基本粒子規(guī)范粒子13種輕子12種夸克36種玻色子（引力子35物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次實物分子原子原子核質(zhì)子夸克電子（輕子）規(guī)范粒子場中子四物質(zhì)存在的基本形式——實物和場35物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次實物分子原子原子核質(zhì)子夸克電子（輕子）規(guī)范粒36場:無靜止質(zhì)量,不具有不可入性，以連續(xù)形式存在，具有可疊加性，不能作為參考系。*實物周圍存在相關(guān)的場，場傳遞實物間的相互作用，場和實物可以相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)代物理認(rèn)為場是更基本的，粒子只是場處于激發(fā)態(tài)的表現(xiàn)。實物：具有質(zhì)量、不可入性，以空間間斷形式存在。宏觀客體（>）服從因果律微觀客體（<）服從統(tǒng)計規(guī)律介觀客體一定條件下出現(xiàn)量子效應(yīng)36場:無靜止質(zhì)量,不具有不可入性，以連續(xù)形式存在，具有可疊37五.四種基本相互作用（種類引力弱力電磁力強(qiáng)力作用對象所有粒子大多數(shù)粒子帶電粒子強(qiáng)子作用距離(cm)<<相對強(qiáng)度cm處)傳遞作用的基本粒子引力子？中間玻色子光子膠子1迄今為止，人類了解得最多的是電磁力，了解得最早但最少的是引力。37五.四種基本相互作用（種類引力弱力電磁力強(qiáng)力作用對38

大學(xué)物理1大學(xué)物理39緒論說明兩個問題：*

明確為什么學(xué)？學(xué)什么？怎樣學(xué)？*了解物質(zhì)世界的整體圖象。

目的：獲得學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”的自覺意識。

2緒論說明兩個問題：*明確為什么學(xué)？學(xué)什么？怎樣學(xué)？*40一.為什么要學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”？

物理學(xué)是研究物質(zhì)世界的基本結(jié)構(gòu)、基本相互作用和最普遍的運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。第一部分課程介紹

我們把不依賴于人的意識而獨(dú)立存在的客觀實在稱為物質(zhì)。與其它科學(xué)相比，物理學(xué)更著重于物質(zhì)世界普遍而基本的規(guī)律的追求。

1：什么是物理學(xué)3一.為什么要學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”？物理學(xué)是研究物質(zhì)世412：物理學(xué)發(fā)展歷程

以公元1600年為界，在這以前，叫物理學(xué)的前科學(xué)時期，這一時期，物理學(xué)還不是一門獨(dú)立的學(xué)科。

1600——1800年，在這一時期，物理形成了一門學(xué)科，牛頓完成了牛頓力學(xué)。

1800——1900年，電磁學(xué)、熱力學(xué)、波動光學(xué)、經(jīng)典統(tǒng)計物理學(xué)等的發(fā)展完善了經(jīng)典力學(xué)。

上世紀(jì)初，20世紀(jì)自然科學(xué)領(lǐng)域最偉大的兩個理論出現(xiàn)了：量子力學(xué)和相對論——近代物理的開始。經(jīng)典物理學(xué)42：物理學(xué)發(fā)展歷程以公元1600年為界，在這以前42當(dāng)今，物理學(xué)與其它學(xué)科的交叉誕生了生物物理、化學(xué)物理、地球物理、天體物理等新型學(xué)科，人們公認(rèn)：當(dāng)今最有生命力的是不同學(xué)科交叉的領(lǐng)域。

每一個科研和工程技術(shù)人員都應(yīng)該加強(qiáng)自身的數(shù)理知識的培養(yǎng)與積累,以適應(yīng)新發(fā)展的要求。

隨著科學(xué)的發(fā)展，從物理學(xué)中不斷分化出諸如粒子物理、原子核物理、原子分子物理、凝聚態(tài)物理、激光物理、電子物理、計算物理、等離子體物理、半導(dǎo)體物理等名目繁多的新分支。現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的兩個趨勢：（1）自身的細(xì)化、分支多；（2）與其他學(xué)科的交叉5當(dāng)今，物理學(xué)與其它學(xué)科的交叉誕生了生物物理、化每一個科研和43*第一次工業(yè)革命（17~18世紀(jì)）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以蒸汽機(jī)為代表的一系列機(jī)械的產(chǎn)生和應(yīng)用。

*第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)）：建立在電磁理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、電訊設(shè)備的出現(xiàn)和應(yīng)用。*第三次工業(yè)革命（20世紀(jì)）：建立在相對論和量子力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上，其標(biāo)志是以信息技術(shù)為代表的一系列新學(xué)科、新材料、新能源、新技術(shù)的興起和發(fā)展。3：物理學(xué)與技術(shù)6*第一次工業(yè)革命（17~18世紀(jì)）：建立在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)44物理學(xué)與技術(shù)關(guān)系的兩種模式*技術(shù)物理技術(shù)（典型例子：力、熱學(xué)）*物理技術(shù)物理（典型例子：電磁學(xué)）在現(xiàn)代社會中主要以第二種方式進(jìn)行。例：通訊技術(shù)和激光技術(shù)是這個嶄新的信息時代的關(guān)鍵，其基礎(chǔ)正是過去大半個世紀(jì)的現(xiàn)代物理學(xué)的研究成果。7物理學(xué)與技術(shù)關(guān)系的兩種模式*技術(shù)物理45以計算機(jī)為代表的電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)1925年量子力學(xué)建立1926年Fermi-Dirac統(tǒng)計法提出1929年能帶理論提出并得到證實，從理論上解釋了導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的性質(zhì)和區(qū)別；

Fermi面概念及其可測量的提出1947年發(fā)明晶體管（獲1956年諾貝爾物理獎）1957年建立Fermi面編目1962年制成集成電路（IC）70年代末大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（VLIC）8以計算機(jī)為代表的電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)1925年46激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)1860年Maxwell建立光的電磁理論1900年P(guān)lanck提出能量子理論1917年Einstein提出受激輻射理論1953年制成微波激射器（maser）1960年Maiman制成紅寶石激光器60~70年代激光器及其應(yīng)用高速發(fā)展，月球上設(shè)置激光反射器1982年激光全息術(shù)80~90年代激光外科手術(shù)，通訊，光盤，激光武器...9激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)1860年Maxwell47核技術(shù)的物理基礎(chǔ)1896年Becquerel發(fā)現(xiàn)鈾的天然放射性1905年Einstein創(chuàng)立狹義相對論，得1911年Rutherford提出原子的有核模型1925年量子力學(xué)建立1932年建立原子核的質(zhì)子——中子模型1933年發(fā)現(xiàn)人工放射性1945年實現(xiàn)核裂變——原子彈1952年實現(xiàn)核聚變——?dú)鋸?954年建立第一座核電站10核技術(shù)的物理基礎(chǔ)1896年Becquerel發(fā)48物理學(xué)提供科學(xué)原理指導(dǎo)技術(shù)路線的選擇和技術(shù)方案的改進(jìn)。培養(yǎng)技術(shù)人員的科學(xué)品格和創(chuàng)新能力，使其眼光遠(yuǎn)，層次高，后勁足全世界理工科大學(xué)無一例外將物理作為重要基礎(chǔ)課11物理學(xué)提供科學(xué)原理指導(dǎo)技術(shù)路線的選擇和技術(shù)方案的改進(jìn)。培49二.學(xué)什么？知識、方法、科學(xué)觀念“物”——物質(zhì)世界“理”——普遍規(guī)律1.學(xué)習(xí)物理知識要注意整體性、發(fā)展性和遷移性。整體性注意掌握知識的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系形成物質(zhì)世界的整體物理圖象教材結(jié)構(gòu)和主線基本粒子實物的運(yùn)動規(guī)律相互作用和場振動和波動量子現(xiàn)象和量子規(guī)律多粒子體系的熱運(yùn)動12二.學(xué)什么？知識、方法、科學(xué)觀念“物”——物質(zhì)世界“50發(fā)展性不斷從新的角度審視和理解物理概念和規(guī)律，關(guān)注其內(nèi)涵的豐富，應(yīng)用的擴(kuò)展，相互關(guān)系的變化。例如：質(zhì)量高中：慣性質(zhì)量；引力質(zhì)量初中：循環(huán)定義？前沿：

質(zhì)量究竟是什么？是如何產(chǎn)生的？什么是物質(zhì)？“是物質(zhì)就有質(zhì)量”的觀點正確嗎？場也是物質(zhì)的一種形式……大學(xué)：能量載體；（1）概念的發(fā)展；（2）框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展；（3）數(shù)學(xué)手段的發(fā)展13發(fā)展性不斷從新的角度審視和理解物理概念和規(guī)律，關(guān)注其內(nèi)涵51例如：力近代物理：以能量為中心的表述優(yōu)于以力為中心的表述。中心：守恒量——動量、角動量、能量守恒定律與自然界對稱性的聯(lián)系對時間積累動量定理——動量守恒對空間積累動能定理——機(jī)械能守恒力矩定軸轉(zhuǎn)動物體的平衡中學(xué)：以“力”為中心。14例如：力近代物理：以能量為中心的表述優(yōu)于以力為中心的表述52注意提高應(yīng)用物理知識理解、解決實際問題的能力。2.學(xué)習(xí)物理方法觀察、實驗、模擬、演繹、歸納、分析、綜合、類比、理想化、假說…...指導(dǎo)性原理:*

簡單性原理：邏輯前提越簡單，普遍程度越高。*對應(yīng)原理：新理論應(yīng)包容在一定條件下被證實是正確的舊理論，并在極限條件下過渡到舊理論。…...遷移性15注意提高應(yīng)用物理知識理解、解決實際問題的能力。2.53例如：理想化方法理想模型（單擺、彈簧振子、理想氣體……)理想實驗（伽利略、牛頓…...）理想過程(準(zhǔn)靜態(tài)、絕熱……)實質(zhì):簡化、純化，抓住主要矛盾，摒棄次要因素。復(fù)習(xí)質(zhì)點、質(zhì)點系、剛體質(zhì)點：當(dāng)物體的線度和形狀在所研究的問題中的作用可以忽略不計時，將物體抽象為一個具有質(zhì)量，占有位置，但無形狀大小的“點”。16例如：理想化方法理想模型（單擺、彈簧振子、理想氣體……)54質(zhì)點系：質(zhì)點的集合。剛體：任意兩質(zhì)點間距離保持不變的質(zhì)點系。質(zhì)點質(zhì)點系剛體集合特例*思考:質(zhì)點和幾何學(xué)上的點有什么不同？例如：科學(xué)假說方法牛頓時代：以經(jīng)驗觀察，邏輯歸納為主。現(xiàn)代物理：問題——假說——(實踐)——科學(xué)——（證偽）——新問題——新假說——…...“不是由觀察結(jié)果歸納出理論，而是由理論決定觀察什么。”——愛因斯坦17質(zhì)點系：質(zhì)點的集合。剛體：任意兩質(zhì)點間距離保持不變55定位：物理教育——科學(xué)素質(zhì)教育不僅僅是為后續(xù)課服務(wù)不僅僅是為專業(yè)服務(wù)立足于提高自身科學(xué)素質(zhì)，有益于終身學(xué)習(xí)和發(fā)展合格大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)：（1）力所能及地培養(yǎng)自己的自然科學(xué)和社會科學(xué)素質(zhì)，提高自己綜合能力，復(fù)合性人才更有競爭力。（2）以良好的心態(tài)對待你學(xué)的每一門課程。18定位：物理教育——科學(xué)素質(zhì)教育不僅僅是為后續(xù)課服務(wù)合格大56一.物質(zhì)世界的空間尺度——宇宙的42個臺階第二部分物質(zhì)世界（1）小尺度最小的哺乳動物和鳥類：10-1m數(shù)量級

昆蟲：10-2—10-3m數(shù)量級細(xì)菌或典型的真核細(xì)胞直徑：10-5m數(shù)量級細(xì)胞的最小直徑：10-7m數(shù)量級原子的尺度：10-10m數(shù)量級

原子核的線度：10-14—10-15m的數(shù)量級夸克：無法確定大小

納米：材料顆粒為10-9米時，一些新特性出現(xiàn)。19一.物質(zhì)世界的空間尺度——宇宙的42個臺階第二部分57通過移走原子構(gòu)成的圖形20通過移走原子構(gòu)成的圖形58（2）大尺度鯨：101m數(shù)量級紅杉樹：102m數(shù)量級珠穆朗瑪峰，馬里亞納海溝：104m數(shù)量級月球半徑，地球半徑：106m數(shù)量級

太陽系的直徑:1013m數(shù)量級星系團(tuán)尺度:1023m數(shù)量級超星系團(tuán):1024m數(shù)量級觀測的極限——哈勃半徑:1026m數(shù)量級21（2）大尺度鯨：59宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接22宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接60大爆炸二.物質(zhì)世界的時間尺度——時標(biāo)宇宙年齡：130~200億年23大爆炸二.物質(zhì)世界的時間尺度——時標(biāo)宇宙年齡：13061地球年齡地球星系形成：50億年24地球年齡地球星系形成：62大氣形成熱電離層對流層中間層平流層外大氣層臭氧層25大氣形成熱電離層對流層中間層平流層外大氣層臭氧層63生命的誕生：約40億年脊椎動物：約6億年人類出現(xiàn)年26生命的誕生：約40億年人類出現(xiàn)64生物的進(jìn)化27生物的進(jìn)化65地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s

市電周期介子壽命中間玻色子壽命共計跨越了42個數(shù)量級28地球公轉(zhuǎn)月球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)中子壽命百米跑10s市電66三：基本粒子

是目前所認(rèn)識到的組成物質(zhì)的基本單元，即人類迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“點”粒子，是一個不斷向更深層次轉(zhuǎn)移的動態(tài)概念。要求了解三大家族、四種相互作用（簡單介紹）。

1：描述粒子特性的主要物理量

（1）質(zhì)量（2）電荷（3）自旋（角動量）（4）壽命2：粒子間相互作用（四種）

（1）引力相互作用（2）電磁相互作用（3）強(qiáng)相互作用（4）弱相互作用29三：基本粒子是目前所認(rèn)識到的組成物質(zhì)的基本單元，67光子（20世紀(jì)20年代）——傳遞電磁相互作用中間玻色子(3種)（20世紀(jì)70-80年代）

——傳遞弱作用膠子(8種)（已有實驗基礎(chǔ)）

——傳遞強(qiáng)作用