大学物理电子教案课件

1、山东交通学院物理教研室大学物理电子教案您将一点一点地掀开物质世界的神奇面纱绪 论一、物质世界 研究的对象十分广泛 宇观、宏观、微观物理学是研究自然界中物质的基本结构及基本运动规律的科学。是自然科学的基础。空间尺度(跨度10451046)1026 m(约150亿光年)(宇宙)1020 m(夸克) 时间尺度(跨度1045)1018s 150亿年(宇宙年龄)-10-27s(硬 射线周期) 速率范围0(静止) - 3108 m/s(光速) 物质世界总图象 人们从自己向小尺度追问,以探索物质的组成 目前物理学界公认组成物质的最小单元是夸克 即认为quark没有内部结构但近来有消息称:quark 也可一分

2、为二 说明认识无止境物质之间的基本相互作用 :电磁相互作用 强相互作用弱相互作用 引力相互作用粒子物理学 人们从自己向大尺度追问以探索宇宙的奥秘 宇宙是怎样运动的呢？进行绝热膨胀 宇宙半径增大 宇宙密度降低 温度降低宇宙有限又无边!有中心?无中心?天体物理学远离宇宙有多大？人们就好象坐在一个逐渐膨胀的气球表面，相互远离。粒子、原子、分子、星球、星系渐次产生和形成。二、关于两个前沿的基本理论粒子物理学(微观理论) 揭示物质的组成天体物理学(宇观理论)探索宇宙起源和发展天体物理理论和粒子物理理论已成为密不可分的姊妹学科“大爆炸理论” 从遥远的过去宇宙产生于大爆炸，绝热膨胀至今。我们生活在这样的世界

3、中。人们从自己开始，通过各种实验手段(比如，加速器)把物质打开，探索内部的由来。标准宇宙模型给出的宇宙生成发展人类通过实验认识物质组成的历程依靠高能粒子加速器的发展三、物理学使人们深入认识世界每种粒子对应一种场；场有不同能量状态。光子电磁场电子电子场n e p 相应的场均处于基态真空p e相应的场处于激发态出现相应的粒子场与粒子是统一体的两种表现形式物质存在的基本形式 粒子和场基本相互作用 粒子是场的激发态形式，因此粒子间的相互作用来自场之间的相互作用。场之间的相互作用是粒子转化的原因。物质的凝聚状态凝聚态(固、液)；气态；等离子体；致密态。恒星晚年 白矮星、中子星、黑洞。地球表面物质的密度最

4、大是白矮星的密度是中子星的脉冲星的密度是黑洞的密度是四、物理学与科学技术物理学为其他学科创立技术和原理重大新技术领域的创立总是经历长期的物理酝酿1947年，巴丁布拉顿和肖克莱发明晶体管，标志信息时代开始。1962年发明了集成电路。70年代后期出现了大规模集成电路。1925-1926年建立了量子力学1926年 提出费米狄拉克统计方法、泡利不相容原理。1927年 建立布拉赫波的理论1928年 索末菲提出能带的猜想1929年 派尔斯提出禁代、空穴的概念，贝特提出费米面的概念。卢瑟福 a 粒子散射实验(1909) 核能利用(40年代以后)爱因斯坦受激辐射理论(1917)(物理) 第一台激光器(1960

5、)(技术)信息技术的发生和发展的硬件部分(技术) 以物理学成果为基础(物理) 物理学的思想和观点 如 建理想化模型从物理本质上提出和研究本专业问题创新能力在工程技术中引入物理学的新成果物理素质的表现如：扫描隧道显微镜 (STM)的发明 70年代 罗伯特.杨 制成场发射显微镜1981年 宾尼和罗雷尔 应用隧道效应 改进了场发射显微镜 S T M经典量子隧道效应导体表面 自由电子探针 表面电流表面结构狮子的能量必须满足才能越过高墙按经典的观点：量子：同样用势能表示狮子可能穿过势垒到左方实际：势垒 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

6、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. 爱因斯坦结束语预备知识一物理量A：物理理论的组成部分：1.概念 2.关于概念的数学表示的假定 3.表示物理量之间关系的方程B：物理量分为基本物理量和导出物理量力学的基本物理量有长度，质量和时间。C：物理量的单位和单位制 基本物理量的单位称基本单位 导出物理量的单位称导出单位选择不同的基本单位构成不同的单位制，国际单位制（用SI表示）的基本单位如下：长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s电流 安培 A 热力学温度 开尔文 K物质的量 摩尔 mol 发光强度 坎得拉 cd二.物理学中的近似正确地、巧妙地、运用近似是基本技能。模型：质点、点电荷、规则形状的物体模型近似严格解题三.矢量代数的基本知识标量只有大小，例如：质量、长度、时间、密度、能量、温度等。矢量既有大小又有方向，并有一定的运算规则，例如：位移、速度、加速度、角速度等。1、矢量的几种表示方式： 几何表示 有指向的线段 解析表示 大小2、矢量相等： 大小相同，方向相同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(3)矢量的分解在一个平面内，若存在两个不共线的矢量 则