大学物理绪论1

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1、大学物理绪论 发展独力思考和独立创新的一般能发展独力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，并且学会了独立的学科的基础理论，并且学会了独立 思考与工作，他必定会找到自己的道思考与工作，他必定会找到自己的道 路，而且比起那主要以获取细节知识路，而且比起那主要以获取细节知识 为其训练内容的人来，他一定会更为为其训练内容的人来，他一定会更为 适应进步和变化。适应进步和变化。 爱因斯坦爱因斯坦内容提要物理学的研究范围和研究方法不断发展的物理学物理与技术为什么要学物理关于

2、学习方法和学风的要求 参考书参考书： 大学大学 物理学，张三慧主编（第物理学，张三慧主编（第 二版）二版） 普通普通 物理学，程守洙物理学，程守洙 江之永江之永 （第五版）（第五版） 物理物理 学，瑞斯尼克学，瑞斯尼克哈里德哈里德 经典经典 与近代物理学，高物译与近代物理学，高物译 物理物理 学教程，陆果学教程，陆果 新概新概 念物理教程念物理教程力学、力学、 热学热学 赵凯华赵凯华 罗罗 蔚茵蔚茵一一 、物理学研究对象和研究方法：、物理学研究对象和研究方法：物理学是探讨物质结构和运动基本 规律的学科。 物理学的研究对象十分广泛： 1. 不同尺度：时间、 空间、质量以及速 度。不同范围有为 不

3、 同的物理学规律 。时间、长度的测量跨越了时间、长度的测量跨越了10104040量级，质量的测量跨戟了量级，质量的测量跨戟了10108080量级量级2. 2. 物理学的研究方法物理学的研究方法 现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确学科现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确学科 。其研究方法概括为：。其研究方法概括为： 提出命题推测答案理论理论预言实验检验修改理论应用原理 实验定性 定量直觉、顿悟具体的研究方法直觉的方法（定性和半定量方法）： 对称对称 性的考虑；性的考虑； 守恒守恒 量的利用；量的利用； 量纲量纲 分析；分析； 数量数量 级估算；级估算； 极限极限 和特例的讨论；和特例的

4、讨论； 简化简化 模型的选取；模型的选取； 概念概念 、方法的类比、方法的类比；演绎法：以基本定律为基础进行逻辑推理、演 算新结论。 归纳法：总结、归纳实验和观测事实提出假设模 型新理论。二、不断发展的物理学二、不断发展的物理学经典物理也在发展：经典物理也在发展： 波波 动光学动光学信息光学信息光学 牛牛 顿力学的决定性顿力学的决定性内在内在 随机性随机性 线线 性物理性物理非线性物理非线性物理前沿：前沿： 粒子物理，高温超导，光子学，粒子物理，高温超导，光子学， 微结微结 构物理构物理, ,团簇，团簇，天体物理天体物理三、物理学与技术三、物理学与技术本世纪两种模式并存，所有重大的新技术的创立

5、 都是以物理学的发展为先导的。所以，人们认为物 理学是新技术诞生摇篮 物理学的基本规律渗透在自然科学的一切领域，应用与生 产技术的各个部门。它既是许多自然科学的基础，也是工程 技术特别是高新科技的基础。 历史上，物理和技术的关系大致有两种模式： 以解决动力机械为主导的第一次工业革命所标志 技术物理技术； 以电气化进程为标志 物理技术物理。物理与技术关系之例物理与技术关系之例激光技术的物理基础 1860 Maxwell建立光的电磁理论。 1900 Planck提出光量子假说。 1917 Eisetein提出受激辐射理论。 1953 Towns建立第一台微波激射器(maser)。 1958 Tow

6、ns,Shawlow开始研制激光器。 1960 Maiman制成第一台红宝石激光器。 1961-65 激光光谱,用于大气污染分析;半导体激光器 ，用于激光通讯；CO2激光器，用于激光熔炼、激光切 割、激光钻孔。 1968-69 月球上设置激光反射器;地面与卫星联系。 1982 激光全息木。 80-现代 激光外科手术，通讯、光盘、激光武器等电子和信息技术的物理基础 1925-26 量子力学的建立。 1926 Fermi一Dirac统计法的提出，得知固体中的电子服从 Pauli原理 1927 Bloch理论的建立,得知理想晶格中电子无散射。 1928 Sommerfeld提出能带的猜想. 1929

7、 Peiels提出禁带、空穴的猜想；wilson和Bloch从理论上 解释了导体、绝缘体和半导体的性质和区别；Mott和Jones用电 子轰击、X射线发射和吸收等方法验证了能带理论。Bethe提出 Fermi面的概念；Landau提出Fermi面可测量。 1947 Bardeen，Shockley，Brattain发明晶体管（获1956年诺 贝尔物理奖）。 1957 Pipperd测量了第一个Fermi面（铜的），尔后，剑桥学 派建立Fermi面编目. 1962 制成集成电路（LC）。 70年代后 制成大规模集成电路（VLlC）；尔后，超大规模集成 电路；集成度以每十年一千倍的速度增长。四 四

8、 为什么要学习物理为什么要学习物理 科学素质对一个现代工程技术人员来说是至关重科学素质对一个现代工程技术人员来说是至关重 要的。现代工业技术的工程师大致可以分为四种要的。现代工业技术的工程师大致可以分为四种 类型：类型： 工程工程 科学家型科学家型 革新革新 发明家型 发明家型 现场现场 工程专家型工程专家型 管理管理 规划专家型规划专家型 系统地打好学习其他学科所必要的物理基础。 提高科学素养以适应高新技术发展和市场经济 发展的需要（转产、转行）（89%、70%）。您想成为哪种类型的工程师您想成为哪种类型的工程师？革新发明家型：是指那些力求创造性地运用当代知识来发明 、创造或建造工程系统的工

9、程师，利用已有的科技知识创造 ，发明好的产品，好的方法。 工程科学家型：要善于从战略思想上把当代科学成就（物理 成就）和工程技术联系起来；善于发现现有工程系统或装备能 力的缺陷；善于把一些抽象的、彼此似乎毫不相干的概念，用 新的方法联系起来，以求达到工程实用的目的。 他们主要是出概念，出思想，而不是创造某个具体产品。 要具有深厚的物理理论基础和抽象思维的才能。 “工程乐队”的“作曲家”管理规划型：在领导或管理部门工作，但活动仍以 技术为背景的工程师们 往 往在一些科学的边缘领域 工作，如工程学和管理学 ，政治学与环境科学，经 济学和计算机技术等。所 以知识面要宽。 对 新技术，生产发展的新方

10、向具有敏锐的鉴察力和识 别力。 对 国家，企业的方针政策有 深刻的理解。 工 程乐队的“指挥者”。 现场工程专家型：在现场从事建造，操作和维护复 杂设备和使工程系统正常工作的工程师们。必须具备 现代科学知识。其才能，主要表现在工程实践中。 工程乐队的“演奏者”物理素质是科学素质的主要方面。工程技物理素质是科学素质的主要方面。工程技 术人员的物理素质主要表现在术人员的物理素质主要表现在： 掌握物理学的思想、观点：如理想化模型，守 恒（对称）的思想，“场”的观点，能量的观 点，不同专业之间的交流，主要是思想、观点 的交流。 掌握物理概念、规律，能从物理本质上提出问 题，研究问题。在一个工程技术问题

11、面前首先 要能判断它是不是个物理问题，那些物理概念 和规律能用进来？ 工程技 术中约十分之一是纯物理 问题具有运用物理学的知识、方法综合分析和想象、创新的能力。物理学由于研究对象的泛，涉及多种运动形式。所以在体现综合、概括、联系、对比等方面没有任何一门其它学科能比拟。物理学的发展充满了大胆的探索与创新，以及由此而形成的科学的思维方式。 “我们要创造一批有中国自己的知识产权的产品去占领世界市场”。在一定的物理知识基础上，根据工程技术发展的需求，自行更新知识，把物理学的新成果引入工程技术中。总结学习大学物理就要着眼于以上几 个方面，不要单纯地学一些知识，更不 要把物理课当专业课来对待，急功近利 。

12、 物理学不仅仅是一门基础科学，而且 是一种高层次、高品位的文化，是现代 文明的一个重要组成部分。可以使我们 形成一种科学的世界观。五、关于学习方法和学风的要求五、关于学习方法和学风的要求 要适应有重点、有针对性、信息量较大的“粗线条式”讲 课。注意培养自学能力。 提高听课效率，学会记笔记（记思路、方法、要点和有 特色的内容）。 用好教学日历（预习、复习），用心看书（粗读与精读 相结合），勤于思考（保持旺盛的研究、思考问题的兴趣 ），反对应试观点。 高质量地及时完成作业。 严格课堂纪律。 学习物理不能仅仅掌握一些知识、定律、公式。更不要 把注意力仅集中在解题上，应注意从整体上理解物理的内 容、方法、概念、物理图象和工作语言。 学习物理关键是精读勤思，悟物穷理建立自己 的物理图象。