第一讲-大学物理绪论

教员张晚云欢迎大家进入物理世界

——大学物理学——绪论你知道吗？你知道吗？星云为什么具有盘形结构?

——大学物理学——绪论你知道吗？你知道吗？手机、键盘的按键的工作原理是什么?在地球上如何实现受控核聚变？

——大学物理学——绪论你知道吗？你知道吗？镜头颜色为什么发紫?

——大学物理学——绪论你知道吗？你知道吗？绪论

为什么学？学什么？如何学？

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来源于

——自然.研究内容物质的基本结构物质世界的基本相互作用物质世界最普遍的运动规律自然科学与工程技术的基础

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——大学物理学——绪论一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理Physics

来源于

——自然.研究内容物质的基本结构物质世界的基本相互作用物质世界最普遍的运动规律1、物理学是军事高新技术的理论基础

支撑高技术武器装备发展的通用性基础技术微电子技术自然科学与工程技术的基础光电子技术计算机技术新材料技术新动力技术新能源与制造技术先进纳米技术仿真技术

——大学物理学——绪论微电子和信息技术的物理基础一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理1925年量子力学建立1926年Fermi-Dirac统计法提出1929年能带理论提出并得到证实，从理论上解释了导体、半导体、绝缘体的性质和区别；

Fermi面概念及其可测量的提出1947年肖克莱、巴丁、布拉顿发明晶体管（获1956年诺贝尔物理奖）1957年建立Fermi面编目1962年制成集成电路（IC）70年代末大规模和超大规模集成电路（VLIC）

——大学物理学——绪论一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理核技术的物理基础1896年Becquerel发现铀的天然放射性1905年Einstein创立狭义相对论，得1911年Rutherford

提出原子的有核模型1925年量子力学建立1932年建立原子核的质子——中子模型1933年发现人工放射性1945年实现核裂变——原子弹1952年实现核聚变——氢弹1954年建立第一座核电站（安全、清洁、经济的能源）

——大学物理学——绪论2、物理学的发展是军事高新技术发展的先导

一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理侦察监视技术军事高技术伪装与隐身技术精确制导技术导航与定位技术通信技术信息战技术航天技术指挥自动化技术新概念武器技术核生化武器技术

——大学物理学——绪论高能激光武器电磁炮高功率微波武器等离子体隐身技术

等离子体武器

例：一些正在发展的新概念武器一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理——受激辐射理论——康普顿效应——磁场与电流的相互作用——等离子体物理

无论是基础性军事高技术还是应用性军事高技术，其中大部分或绝大部分都与物理学密切相关。

——大学物理学——绪论3、物理学是科学方法的典范物理学所采用的科学方法，常比在许多其它自然科学例：理想化方法中要简明清晰得多。牛顿的理想实验一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理理想模型（质点、刚体…）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。

——大学物理学——绪论物理学所展示的处理问题、解决问题、寻找规律、建立理论的科学方法，是今后学习与工作的金钥匙。例：1）分析综合法：一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理牛顿在《光学》中：从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法；而综合的方法则假定原因已经找到，并已把他们立为原理，再用这些原理去解释由他们发生的现象。

——大学物理学——绪论2)归纳与演绎相结合归纳演绎实验规律实际问题4、物理学是科学思想的宝库例：追求简单、和谐、对称的公理体系的思想；一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理物质不灭、运动永恒的思想；时、空与物质及其运动是不可分割的整体；……

物理书都充满了复杂的数学公式。可是思想及理念，而非公式，才是每一物理理论的开端。

－－爱因斯坦

《物理学的进化》

——大学物理学——绪论学习目的：一、为什么学大学物理一、为什么学大学物理1、获得生活、学习、工作所需的知识和技能。2、开启智慧，获得科学思想、科学方法、科学态度和科学精神的熏陶和培养，形成指导性原理。课程定位：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。

——大学物理学——绪论二、学什么二、学什么“物”——物质世界“理”——普遍规律知识、方法、科学观念载体1、学习比较系统与全面物理基础知识

力学：宏观低速机械运动的基本规律电磁学：电磁现象及电磁辐射等规律

热学：物质热运动的统计规律及其宏观表现振动波动与波动光学：振动与波动的基本规律

相对论：宏观高速机械运动规律以及时空本性量子力学：微观粒子的基本运动规律

——大学物理学——绪论二、学什么二、学什么物理学的基本框架（一）经典物理力学（实物粒子）电磁学（场）热力学统计物理（多粒子体系）相对论力学量子力学量子统计物理相对论量子力学相对论量子场论？避免将物理规律视为一成不变的僵死教条，而应寻求发展和创新！

——大学物理学——绪论例：上世纪六十年代，宇称守恒定律得到实验证实。但无法解释“

－

”难题。

和

粒子的质量与电荷均相同，寿命也一样。但它们衰变的产物却不相同：或1956年，李政道、杨振宁：弱作用中宇称可以不守恒。

（获1957年诺贝尔物理学奖）

——大学物理学——绪论二、学什么二、学什么2、学习物理学中的科学方法

物理方法：观察、实验、逻辑推理、归纳演绎、统计、分析、综合、类比、理想化、对称性分析……形成指导性原理:*

简单性原理：逻辑前提越简单，普遍程度越高。*

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。

……当前，是否运用物理学方法已经成为一门学科是否成熟的标志之一。

——大学物理学——绪论二、学什么二、学什么3、学习先进的科学观念，树立科学世界观。实践（实验）是检验真理（科学）的唯一标准.物理学中的唯物论：相对性原理，变革性原理，对应原理，互补原理……物理学中的辨证法:

物理学“美”的标准：简单、和谐、统一、对称。自然是和谐统一的整体，自然界的复杂性是由简单规则演变而来。物理上真实的东西，一定是逻辑上简单的东西。

——爱因斯坦

——大学物理学——绪论教学目标二、学什么二、学什么1、把传授知识、方法、思想三者放在同等重要的地位，加强对科学思维方式、自学能力和创新能力的培养。2、通过本课程的学习，不仅掌握必要的物理知识，还能提高科技素养。3、树立正确的世界观，培养崇高科学精神。

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学1.掌握正确的学习方法学习物理知识要注意整体性、发展性和迁移性。整体性形成物质世界的整体物理图象，注意掌握知识的结构和联系。避免：只见树木，不见森林。只得到一堆支离破碎的公式。

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学物理学的基本框架（二）

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学1.掌握正确的学习方法学习物理知识要注意整体性、发展性和迁移性。整体性形成物质世界的整体物理图象，注意掌握知识的结构和联系。避免：只见树木，不见森林。发展性不断从新的角度审视和理解物理概念和规律，关注其内涵的丰富，应用的扩展，相互关系的变化。只得到一堆支离破碎的公式。

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学[例]质量初中：循环定义？前沿：质量究竟是什么？是如何产生的？大学：高中：—惯性质量—引力质量？

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学迁移性注意提高应用物理知识理解、解决实际问题的能力

发展独立思考和独立判断的一般能力，应该始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立地思考和工作，他必定会找到他自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培养内容的人来说，他一定会更好地适应进步与变化。

——阿尔伯特.爱因斯坦

——大学物理学——绪论三、如何学三、如何学

——大学物理学——绪论抓住基本问题（基本概念、基本规律、基本理论）a.

仔细观察物理现象，深刻理解物理概念；b.

牢固掌握物理规律对文字描述：要逐字逐句的仔细推敲，深刻理解其内涵。对数学表达式：结合物理模型搞清其来龙去脉及物理意义，c.

多做练习，深入理解并熟练应用所学基本理论。索末菲告诫海森堡：“要勤奋地去做练习，只有这样，你才会发现，哪些你理解了，哪些你还没有理解”。杨振宁：“我们那时所念的课，一般老师的课准备得很好，学生习题做得很多”。注意适用条件和单位。三、如何学三、如何学

——大学物理学——绪论业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随。

——韩愈Ihear,Iforget.Isee,Iremember.Ido,Iunderstand.Learningbydoing----MIT三、如何学三、如何学

——大学物理学——绪论国防科学技术大学《大学物理学》学习资源1.教材《大学物理学》（上、下）李承祖等主编2.参考教材《基础物理学》（上、中、下）李承祖等主编3.辅助教材《大学物理学学习指导与习题全解》江遴汉等编4.演示实验室5.网上学习系统提供电子课件、授课视频,可网上提问与答疑，网上交流园地.三、如何学三、如何学

——大学物理学——绪论(1).上课认真听