什麽是物理學
物理學是研究自然界的物質結構、物體間的相互作用和物體運動最壹般規律的自然科學。物理學研究的範圍 —— 物質世界的層次和數量級物理學 (Physics)質子 10-15 m空間尺度:物 質 結 構物質相互作用物質運動規律微觀粒子Microscopic介觀物質mesoscopic宏觀物質macroscopic宇觀物質cosmological類星體 10 26 m時間尺度:基本粒子壽命 10-25 s宇宙壽命 1018 s緒 論E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的細胞原子原子核基本粒子DNA長度星系團銀河系最近恒 星的距離太陽系太陽山哈勃半徑超星系團人蛇吞尾圖,形象地表示了物質空間尺寸的層次物理現象按空間尺度劃分:量子力學經典物理學宇宙物理學按速率大小劃分: 相對論物理學非相對論物理學按客體大小劃分: 微觀系統宏觀系統 按運動速度劃分: 低速現象高速現象 實驗物理理論物理計算物理今日物理學物理學的發展
● 牛頓力學 (Mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律
● 電磁學 (Electromagnetism)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律
● 熱力學 (Thermodynamics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現
● 相對論 (Relativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律
● 量子力學 (Quantum mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律二.物理學的五大基本理論物理學是壹門最基本的科學;是最古老,但發展最快的科學;它提供最多,最基本的科學研究手段.物理學是壹切自然科學的基礎物理學派生出來的分支及交叉學科物理學構成了化學,生物學,材料科學,地球物理學等學科的基礎,物理學的基本概念和技術被應用到所有自然科學之中.物理學與數學之間有著深刻的內在聯系粒子物理學原子核物理學原子分子物理學固體物理學凝聚態物理學激光物理學等離子體物理學地球物理學生物物理學天體物理學宇宙射線物理學三. 物理學是構成自然科學的理論基礎四. 物理學與技術20世紀,物理學被公認為科學技術發展中最重要的帶頭學科
● 熱機的發明和使用,提供了第壹種模式:
● 電氣化的進程,提供了第二種模式:核能的利用激光器的產生層析成像技術(CT)超導電子技術技術—— 物理—— 技術物理—— 技術—— 物理粒子散射實驗X 射線的發現受激輻射理論低溫超導微觀理論電子計算機的誕生
● 1947年 貝爾實驗室的巴丁,布拉頓和肖克來發明了晶體管,標誌著信息時代的開始
● 1962年 發明了集成電路
● 70年代後期 出現了大規模集成電路
● 1925 26年 建立了量子力學
● 1926年 建立了費米 狄拉克統計
● 1927年 建立了布洛赫波的理論
● 1928年 索末菲提出能帶的猜想
● 1929年 派爾斯提出禁帶,空穴的概念同年貝特提出了費米面的概念
● 1957年 皮帕得測量了第壹個費米面超晶格材料納米材料光子晶體晶體管的發明大規模集成電路電子計算機信息技術與工程
● 幾乎所有的重大新(高)技術領域的創立,事先都在物理學中經過長期的醞釀.
● 當今物理學和科學技術的關系兩種模式並存,相互交叉,相互促進"沒有昨日的基礎科學就沒有今日的技術革命". —— 李政道量子力學能帶理論人工設計材料五. 物理學的方法和科學態度提出命題推測答案理論預言實驗驗證修改理論現代物理學是壹門理論和實驗高度結合的精確科學從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來,或從已有原理中推演出來建立模型;用已知原理對現象作定性解釋,進行邏輯推理和數學演算新的理論必須提出能夠為實驗所證偽的預言壹切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為準則當壹個理論與實驗事實不符時,它就面臨著被修改或被推翻 六. 怎樣學習物理學著名物理學家費曼說:科學是壹種方法.它教導人們:壹些事物是怎樣被了解的,什麽事情是已知的,現在了解到了什麽程度,如何對待疑問和不確定性,證據服從什麽法則;如何思考事物,做出判斷,如何區別真偽和表面現象 .著名物理學家愛因斯坦說:發展獨立思考和獨立判斷地壹般能力,應當始終放在首位,而不應當把專業知識放在首位.如果壹個人掌握了他的學科的基礎理論,並且學會了獨立思考和工作,他必定會找到自己的道路,而且比起那種主要以獲得細節知識為其培訓內容的人來,他壹定會更好地適應進步和變化 .
● 學習的觀點:從整體上邏輯地,協調地學習物理學,了解物理學中各個分支之間的相互聯系.
● 物理學的本質：物理學並不研究自然界現象的機制（或者根本不能研究），我們只能在某些現象中感受某些自然界的規則，並試圖以這規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然，並試圖改變自然，這是我們物理，甚至是所有學科，所***同追求的目標