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1、电子教案下载：电子教案下载：1：http:/www. 修改）。绪绪 论论 0-1 什么是物理学什么是物理学(physics) 物：物质结构、性质物：物质结构、性质 理：物质运动、变化规律理：物质运动、变化规律 研究范围：研究范围：* *空间尺度空间尺度(相差相差 ):150亿光年亿光年(宇宙宇宙) (夸克夸克)* *时间尺度时间尺度(相差相差 ):150亿年亿年(宇宙年龄宇宙年龄) (硬硬 射线周期射线周期)标标准准宇宇宙宙模模型型给给出出的的宇宇宙宙生生成成发发展展人人类类通通过过实实验验认认识识物物质质组组成成的的历历程程依靠高能粒子加速器的发展依靠高能粒子加速器的发展依靠高能粒子加速器
2、的发展依靠高能粒子加速器的发展 分支分支意义：意义：知识之树知识之树物物理理定性定性的定的定量的量的人类人类理解理解土木工程土木工程医学医学化工化工机械工程机械工程电气工程电气工程建筑学建筑学应应用用数数学学结构学结构学生物化学工程生物化学工程航空学航空学自然法则自然法则汽车学汽车学核能核能0-2 物理学上的重大事件物理学上的重大事件 1687 自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理(Newton) 1850s 热力学、麦克斯韦方程组热力学、麦克斯韦方程组 1905,1916 狭义、广义相对论狭义、广义相对论 (Einstein) 1920s 量子力学量子力学 1950 Parity(1956,
3、Lee&Yang) DNA(1953,Watson&Crick) Yang-Mills Theory(1954) 1960s Electro-weak(Weinberg,Salam,Glashow) 1965 Microwave background radiation 1980 Quantum Hall effect(Klitzing) 1982 Fractional QHE(Tsui) 1986 High Temperature Superconductivity(Muller) 1990 New Solution of Einstein Equation 1995 Bose-Einste
4、in Condensation 1996 Blackhole Alpha magnetoscopy1998 Mass of neutrino 0-3 Top 10 Most Beautiful Experiments in PhysicsA poll of the Robert P Crease reported, Sept 20021 Youngs 双缝实验用于单个电子的干涉 2 Galileos 自由落体实验 (1600s) 3 Millikans 油滴实验 (1910s) 4 Newtons 三棱镜分解阳光 (1665-1666) 5 Youngs 光干涉实验 (1801) 6 Cave
5、ndishs 扭摆实验 (1798) 7 Eratosthenes 测量地球周长 (3rd century BC) 8 Galileos 斜面上滚动球实验 (1600s) 9 Rutherfords 背散射 (1911) 10 Foucaults 摆 (1851) 1. Youngs double-slit experiment applied to the interference of single electrons 2. Galileos experiment on falling bodies (1600s) 3. Newtons decomposition of sunlight
6、with a prism (1665-1666)4. Millikans oil-drop experiment Robert A Millikan(1910s) 5. Youngs double slit light-interference experimentThomas Young (1801)6 Cavendishs torsion-bar experiment (1798) Henry Cavendish7 Eratosthenes measurement of the Earths circumference (3rd century BC) 8 Galileos experim
7、ents with rolling balls down inclined planes (1600s) 9 Rutherfords discovery of the nucleus (1911) Ernest Rutherford 10. Foucault pendulum Jean Bernard Leon Foucault to demonstrate the spin of earthThe first Foucault pendulum exhibited to the public was in 1851, suspended a 28 Kg bob by a 67 metre w
8、ire from the dome of the Pantheon (先哲祠)in Paris第一章第一章 质点运动学质点运动学 1-1 矢量代数矢量代数一一、标量和矢量标量和矢量 标量：标量： m,t,q等等 矢量：大小、方向、平行四边形法则，矢量：大小、方向、平行四边形法则，平行四边形法则平行四边形法则:三角形法则：三角形法则：多边形法则：多边形法则：矢量之差：矢量之差：矢量之点积：矢量之点积：矢量之叉积：矢量之叉积：大小：大小：方向：方向：右螺旋右螺旋二二、解析运算解析运算xyz三三 、矢量函数的导数矢量函数的导数改变方向改变方向改变大小改变大小 1-2 质点运动的描述质点运动的描述3.
9、一个事实：运动描述的相对性和运动的绝对性一个事实：运动描述的相对性和运动的绝对性se1-3 位矢方程位矢方程xyzop极坐标系极坐标系：por二二 自然坐标系自然坐标系ops 1-4 位移位移 速度速度一一、位移位移ABo ABCxyz2.与路程不同与路程不同 二二 速度速度ABABB 大小（速率）：大小（速率）： 2. 自然坐标系自然坐标系:P10 10 例例1-2: 1-2: 如图示小船在绳如图示小船在绳子的牵引下运动，求船靠岸子的牵引下运动，求船靠岸的速率。的速率。解：解：或：或：由：由：和和得到船的靠岸速率：得到船的靠岸速率：sh1-5 加速度加速度AB2. 自然坐标系自然坐标系:op
10、 特例：圆周运动特例：圆周运动Rs 1-6 运动学两类问题运动学两类问题P17 例例1-3 xy例 一质点沿x轴作直线运动，其加速度为在t=0时，v=0，x=A，其中A、 都为正的常数。求质点的运动方程。解：p 1-7 相对运动相对运动绝对时空观绝对时空观xyop例：P24 1.6 如质点限于在平面上运动, 指出符合下列条件的各应是什么样的运动?P24 1.7 一质点作斜抛运动, 代表落地时刻。说明下面积分的意义。oAB例：质点在水平面内沿半径为例：质点在水平面内沿半径为R的圆轨道运动。的圆轨道运动。已知质点在已知质点在P点的加速度为点的加速度为 ,式中式中 为为质点相对质点相对O点的位矢，点
11、的位矢，A为常系数，分别计算为常系数，分别计算质点在质点在P点处的点处的op2Rs分子人巨鹰星云：新生星体的摇篮欧洲将上演欧洲将上演“宇宙大碰撞宇宙大碰撞” 搜寻搜寻“上帝粒子上帝粒子” 对撞机将把两束质子加速到接近光速然后释放，并使质子高达对撞机将把两束质子加速到接近光速然后释放，并使质子高达14 万亿电子伏的能量在隧道中相互碰撞，每秒钟约有万亿电子伏的能量在隧道中相互碰撞，每秒钟约有8亿次，亿次，这将重现约这将重现约140亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。亿年前诞生宇宙的大爆炸后的情形。 在瑞士日内瓦的地下，一个长达在瑞士日内瓦的地下，一个长达27公里的科学设备正在逐渐成公里的科学设备正在逐
12、渐成型型（大型强子对撞机（大型强子对撞机LHC），将于将于2008年年9月投入试用。一旦正月投入试用。一旦正式投入运行，可能在几个星期内揭开式投入运行，可能在几个星期内揭开“上帝粒子上帝粒子”（希格斯玻色（希格斯玻色子）是否存在之谜。子）是否存在之谜。 We still have a long way to go.TheoristExperimentalist February 18, 2001 SEARCH Scientists Bring Light to Stop By D News Jan. 18, 2001 Researchers have stopped light in its
13、tracks, then released it again, a feat that could ultimately accelerate the speed of computing. Two independent teams of physicists reined in light, reports Thursdays New York Times. One team was led by Lene Vestergaard Hau of Harvard University and the Rowland Institute for Science in Cambridge, Mass., and the other by Ronald L. Walsworth and Mikhail D. Lukin of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, in Cambridge
