高二物理竞赛绪论课件

一.物理学的研究对象物理学研究物质世界的基本结构、基本相互作用和最普遍的运动规律。

物质存在的基本形式——实物和场1世界的物质性物质结构层次实物分子原子原子核质子夸克电子（轻子）规范粒子场中子天体之间

衰变原子结合核力举例引力子中间玻色子光子

介子传递子一切物体强子、轻子强子、轻子

强子被作用粒子作用时间(s)

作用范围(m)1相对强度引力作用弱作用电磁作用强作用名称2物质之间存在相互作用迄今为止，人类了解得最多的是电磁力，了解得最早但最少的是引力。3运动是物质的固有属性4时间和空间是物质存在的形式从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论时空观的转变机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核运动、其它微观粒子运动物质世界的空间尺度宇观

(＞107m)宏观

(m)介观

(﹥10-9m)微观(＜10-9

~10-15m观测工具大爆炸宇宙年龄：130~200亿年地球地球年龄星系形成：50亿年物质世界的时间尺度大气形成：热电离层对流层中间层平流层外大气层臭氧层生命的诞生：约40亿年脊椎动物：约6亿年人类出现年

物质世界的时间尺度共计跨越了42个数量级130~200亿年地球公转月球公转地球自转中子寿命百米跑10s介子寿命中间玻色子寿命宇宙年龄二物理学研究的方法观察、实验、模拟、演绎、归纳、分析、综合、类比、理想化、假说…...例如：理想化方法理想模型（单摆、弹簧振子、理想气体……)理想实验（伽利略、牛顿…...）理想过程(准静态、绝热……)实质:简化、纯化，抓住主要矛盾，摒弃次要因素。例如：科学假说方法牛顿时代：以经验观察，逻辑归纳为主。现代物理：问题——假说——(实践)——科学——（证伪）——新问题——新假说——…...对应原理：新理论应包容在一定条件下被证实是正确的旧理论，并在极限条件下过渡到旧理论。简单性原理：逻辑前提越简单，普遍程度越高。指导性原理:

爱因基坦说过：物理上真实的东西，一定是逻辑上简洁的东西。能量转化与守恒定律-----将机械的、电磁的、热的运动统一；麦克斯韦方程的建立-----将电磁、光的运动统一；万有引力------天上与地上的运动统一；追求物质世界的统一:相对论的建立-----将时间、空间与物质运动统一，量子力学的建立-----将粒子性与波动性统一，实物与场统一；弱电统一理论-----将弱相互作用与电磁相互作用统一夸克理论-----将强子结构统一宇宙大爆炸理论与大统一理论-----力图将宇观与微观统一宇宙学、粒子物理的奇妙衔接物理学研究的是最基本的规律，应具有简洁、和谐、对称和统一的特点。“今年的诺贝尔物理学奖将我们带回了宇宙形成的婴儿时代。”

美国航天局（NASA）戈达德飞行中心的约翰·马瑟

加州大学伯克利分校的乔治·斯穆特

发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性宇宙学、粒子物理的奇妙衔接物理学研究的是最基本的规律，应具有简洁、和谐、对称和统一的特点。

物理学最初是从对力学运动规律的研究发展起来的，后来又研究热现象的规律，研究电磁现象的运动规律，研究光现象和辐射的规律，到19世纪末，物理学已经形成了一个完整的体系，被称为经典物理学。

到20世纪初，物理学经历了一场伟大的革命产生了相对论和量子力学，在相对论和量子力学的基础上，建立和发展了近代物理学。三.物理学的发展及其对社会进步的作用第一次工业革命（17~18世纪）：建立在牛顿力学和热力学发展的基础上，其标志是以蒸汽机为代表的一系列机械的产生和应用。

第二次工业革命（19世纪）：建立在电磁理论发展的基础上，其标志是发电机、电动机、电讯设备的出现和应用。第三次工业革命（20世纪）：建立在相对论和量子力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一系列新学科、新材料、新能源、新技术的兴起和发展。

重要物理规律的每一次发现都推动了整个自然科学和应用技术的伟大变革

大学物理的教学内容

（1）经典物理部分：运动学、牛顿力学、热学、电磁学、波动光学。

------是理工科大学生必不可少的科技基础。（2）近代物理部分：狭义相对论与量子力学基础------是学习现代科学技术不可或缺的内容。

四为什么要学习物理学1提供科学原理、科学方法2指导技术路线的选择和技术方案的改进3培养技术人员的科学品格和创新能力，使其眼光远，层次高，后劲足不仅仅是为后续课服务、不仅仅是为专业服务立足于提高自身科学素质，有益于终身学习和发展

爱因斯坦说：“科学对于人类事务的影响有两种方式，第一种方式大家熟知的：科学直接地、并在更大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具；第二