大学物理第零章

1、2015-2016第二学期第二学期2021-11-17Lecture 12什么是物理科学？什么是物理学？什么是物理科学？什么是物理学？物理学的分类物理学的分类现代物理学的发展方向现代物理学的发展方向书本的结构和所需的数学知识书本的结构和所需的数学知识2021-11-17Lecture 13 物理科学物理科学(physical science)：对无机界进行系统研究的：对无机界进行系统研究的科学。一般包括科学。一般包括4大领域：物理学、化学、天文学和地球大领域：物理学、化学、天文学和地球科学。科学。 物理学物理学(physics)：一门基础自然科学，它在实验考察和：一门基础自然科学，它在实验考察

2、和理论探索所能达到的范围内，研究自然界中的物质结构理论探索所能达到的范围内，研究自然界中的物质结构以及各基本组分间的相互作用等根本问题。它的目标是以及各基本组分间的相互作用等根本问题。它的目标是对物理学的综合原理或定律做出公式化的表述，从而以对物理学的综合原理或定律做出公式化的表述，从而以最一般的方式对各种无联系的物理现象加以概况，并用最一般的方式对各种无联系的物理现象加以概况，并用最简洁而又准确的数学语言加以表达。最简洁而又准确的数学语言加以表达。 不列颠百科全书不列颠百科全书国际中文版国际中文版什么是物理科学？什么是物理学？什么是物理科学？什么是物理学？2021-11-17Lecture

3、14现代物理学的分类（一）现代物理学的分类（一） 实验物理：实验物理：在严格控制的条件下，以准确的定量在严格控制的条件下，以准确的定量方式观测物理现象，揭示自然界的事实。方式观测物理现象，揭示自然界的事实。 理论物理：理论物理：用数学语言建立一个统一的概念框架，用数学语言建立一个统一的概念框架，了解事实的意义。了解事实的意义。 二者互为补充，不可偏颇。二者互为补充，不可偏颇。 2021-11-17Lecture 15法拉第法拉第没有受过良好的正统数学教育，只懂得一点微积分。实际上，他对数学不感兴趣。法拉第认为数学家很容易会与大自然失去接触；他希望能够脚踏实地，越接近大自然越好，而实现这目标的方

4、法就是做实验。法拉第勤于做笔记，他将实验的所有相关细节都一丝不苟的详尽记录。巨著电学实验研究(Experimental Researches in Electricity)就是这些笔记的结晶。 麦克斯韦麦克斯韦用场论的观点整合已存的杂乱无章的电磁学理论，创立麦克斯韦方程组，建立了电磁学的理论框架。2021-11-17Lecture 16现代物理学的分类（二）现代物理学的分类（二） 力学力学 凝聚物质物理学凝聚物质物理学 引力理论引力理论 核物理学核物理学 热学、热力学和统计力学热学、热力学和统计力学 粒子物理学粒子物理学 电学和磁学电学和磁学 量子力学量子力学 光学光学 相对论力学相对论力学

5、原子物理学和化学物理学原子物理学和化学物理学 2021-11-17Lecture 17我国的物理学分类我国的物理学分类 博士学位：物理学从属于理学博士学位：物理学从属于理学 教育部学科分类教育部学科分类： 一级学科：力学、物理学、天文学一级学科：力学、物理学、天文学 每个一级学科下又分为若干二级学科，每个一级学科下又分为若干二级学科， 每个二级学科下又分为若干三级学科每个二级学科下又分为若干三级学科2021-11-17Lecture 18 力学：基础力学、固体力学、振动与波、流体力学、力学：基础力学、固体力学、振动与波、流体力学、 流变学、爆炸力学、物理力学、统计力学、流变学、爆炸力学、物理力

6、学、统计力学、 应用力学、力学其他学科应用力学、力学其他学科物理学：物理学史、理论物理学、声学、热学、物理学：物理学史、理论物理学、声学、热学、 光学、电磁学、无线电物理、电子物理学、光学、电磁学、无线电物理、电子物理学、 凝聚态物理学、等离子体物理学、凝聚态物理学、等离子体物理学、 分子原子物理学、原子核物理学、分子原子物理学、原子核物理学、 高能物理学、计算物理学、应用物理学、高能物理学、计算物理学、应用物理学、 物理学其他学科物理学其他学科2021-11-17Lecture 19 天文学：天文学史、天体力学、天体物理学、天文学：天文学史、天体力学、天体物理学、 天体化学、天体测量学、射电

7、天文学、天体化学、天体测量学、射电天文学、 空间天文学、天体演化学、空间天文学、天体演化学、 星系与宇宙学、恒星于银河系、星系与宇宙学、恒星于银河系、 太阳与太阳系、天体生物学、太阳与太阳系、天体生物学、 天文学其他学科天文学其他学科2021-11-17Lecture 110现代物理学的发展方向现代物理学的发展方向(高能物理为例高能物理为例) 理论物理：标准模型理论物理：标准模型(Standard Model) 超出标准模型的统一理论超出标准模型的统一理论 实验物理：国际化的大型实验实验物理：国际化的大型实验 欧洲核子中心欧洲核子中心(CERN) 的强子对撞机的强子对撞机(LHC) 四个实验：

8、四个实验：ATLAS, CMS, LHCb, ALICE 美国：暗物质美国：暗物质 AMS 日本：超级日本：超级B介子工厂介子工厂 Super B Factory 中国：北京正负电子对撞机中国：北京正负电子对撞机(BEPCII) 北京谱仪国际合作组北京谱仪国际合作组(BESIII) 大亚湾中微子实验大亚湾中微子实验 江门中微子实验江门中微子实验 2021-11-17Lecture 111LHCBEPCII2021-11-17Lecture 112从观测尺度上考察从观测尺度上考察 (小尺度和大尺度小尺度和大尺度)物理物理与其与其他学他学科的科的交叉交叉发发展展2021-11-17Lecture 113书的结构书的结构 内容：内容：11 章章 涵盖涵盖 力、热、光、电和近代力、热、光、电和近代 物理物理 5 个部分个部分 力学：力学： 1 4 章章 运动学、动力学、运动学、动力学、 刚体力学、刚体力学、 振动和波振动和波 热学：热学： 5 章章 气体动理论气体动理论 电磁学：电磁学：6 8 章章 静电场、磁场、电