大学物理绪论.ppt

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1、第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应大学物理大学物理绪论绪论一一 物理学的研究对象物理学的研究对象三三 物理学与技术物理学与技术四四 大学物理综述大学物理综述二二 研究范围研究范围第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应一 物理学的研究对象物理学的研究对象 物理学物理学是研究是研究物质物质的的基本结构、基本结构、相互相互作用作用和和运动运动的学科。的学科。 1999年年3月月16-21日，在美国亚特兰大市召开的日，在美国亚特兰大市召开的第第23届国际纯粹物理与应

2、用物理联合会大会上通过届国际纯粹物理与应用物理联合会大会上通过的的“决议五决议五”中十分精辟地指出：中十分精辟地指出：第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应物质存在的基本形式物质存在的基本形式 - 实物和场实物和场1 1 世界的物质性世界的物质性第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应2 2 物质之间存在相互作用物质之间存在相互作用引力相互作用引力相互作用电磁相互作用电磁相互作用强相互作用强相互作用 弱相互作用弱相互作用也是粒子间的短程力也是粒子间的短程力2 2rmMGf 引引弱电统一理论（弱电统一理论（60年代）年代）遗留的问题遗

3、留的问题：大统一理论？大统一理论？是否存在第五种力？是否存在第五种力？+2 2rqQkf 电电电力电力102 N引力引力10-34N凝聚力凝聚力？ 强子间的作用力强子间的作用力 强力强力104N！原子核原子核? 分 子原夸 克 强原大 分 子 细 胞 物 种 群 体 社 会子轻 子 子子凝 聚 态 岩 石 恒 星 星 系 宇 宙 ？核第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应3 3 运动是物质的固有属性运动是物质的固有属性机械运动机械运动热运动热运动电磁运动电磁运动光运动光运动粒子运动粒子运动力学力学热力学和统计力学热力学和统计力学电磁学电磁学光学光学量子力学量子力

4、学第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应宇观宇观宏观宏观介观介观微观微观天体物理天体物理粒子物理粒子物理- 两大尖端科学两大尖端科学 紧密衔接紧密衔接空间尺度空间尺度42个台阶个台阶二二 研究范围研究范围 - 非常广泛非常广泛1026 m（约（约150亿光年）（宇宙）亿光年）（宇宙） 1020 m（夸克）（夸克）第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应宇宙年龄：宇宙年龄：130 200亿年亿年s1810 地球年龄地球年龄s10106 . 4179 年年时间尺度时间尺度横横跨跨45个个数数量量级级硬硬 射线周期射线周期 10-27s大

5、爆炸大爆炸地球地球速率范围速率范围0 （静止）（静止） 3 108 m/s （光速）（光速）第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应三三 物理学与技术物理学与技术 2000年年12月月15-16日，在德国柏林召开的第三次日，在德国柏林召开的第三次世界物理学会大会上，指出：世界物理学会大会上，指出： 物理学物理学是我们认识世界的是我们认识世界的基础基础， 是其他是其他科学和绝大部分技术发展的直接的或不可缺科学和绝大部分技术发展的直接的或不可缺少的少的基础基础，物理学，物理学曾经曾经是、是、现在现在是、是、将来将来也也是全球技术和经济发展的是全球技术和经济发展的主要驱

6、动力主要驱动力。 每一次重要物理规律的发现都推动了整个自然科每一次重要物理规律的发现都推动了整个自然科学和应用技术的伟大变革。学和应用技术的伟大变革。第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应瓦特与蒸气机瓦特与蒸气机 第一次工业革命（第一次工业革命（1718世纪）世纪）：建立在牛顿力：建立在牛顿力学和热力学发展的基础上，其标志是以学和热力学发展的基础上，其标志是以蒸汽机蒸汽机为代为代表的一系列机械的产生和应用。表的一系列机械的产生和应用。第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应发电机发电机 第二次工业革命（第二次工业革命（19世纪）世纪

7、）：建立在：建立在电磁理论电磁理论发发展的基础上，其标志是发电机、电动机、电讯设备展的基础上，其标志是发电机、电动机、电讯设备的出现和应用。的出现和应用。手机手机第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应激光器激光器第三次工业革命（第三次工业革命（20世纪）世纪）：建立在：建立在相对论相对论和和量子量子力学力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一系列新材料、新能源、新技术的兴起和发展。系列新材料、新能源、新技术的兴起和发展。纳米技术纳米技术第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应十九世纪末

8、形成三种较为成熟的重大理论十九世纪末形成三种较为成熟的重大理论:(1)(1)经典力学经典力学(2)热力学与经典统计物理学热力学与经典统计物理学(3)电磁学电磁学二十世纪初形成两种比较成熟的重大理论二十世纪初形成两种比较成熟的重大理论:(1) 狭义相对论狭义相对论(2) 量子力学量子力学近代物理的理论基础近代物理的理论基础原子核物理原子核物理 粒子物理粒子物理 等离子体物理等离子体物理 凝聚态物理凝聚态物理激光物理激光物理 介观物理介观物理 天体物理等新分支。天体物理等新分支。 物理学的发展物理学的发展第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应四四 大学物理学综述大学

9、物理学综述大学物理大学物理- 物理学的初级阶段物理学的初级阶段机械机械运动运动规律规律分子分子运动运动规律规律电磁电磁运动运动规律规律光运光运动的动的规律规律高速高速领域领域的运的运动规动规律律微观微观领域领域的运的运动规动规律律相对论相对论力学力学光学光学热学热学电磁学电磁学量子物理学量子物理学一学年，一学年，112学时学时第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应 物理学的研究方法物理学的研究方法提出命题提出命题应应用用修改理论修改理论实验检验实验检验理论预言理论预言 物理学是一门理论和实验高度结合的精确物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学，科学，其研究方法

10、可概括为：其研究方法可概括为：观测、实验观测、实验推测答案推测答案第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应 对称性分析对称性分析 守恒量的利用守恒量的利用 简化模型的选取简化模型的选取 概念和方法的类比概念和方法的类比 物理学还有许多有特色的方法，物理学还有许多有特色的方法， 定性和半定量分析定性和半定量分析 量纲分析量纲分析 能量分析能量分析 比如：比如：物理的直觉和想象力及物理的直觉和想象力及洞察力也常常产生重大洞察力也常常产生重大突破和发现突破和发现第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应中学物理是学习大学物理的基础；大学物理是

11、中学中学物理是学习大学物理的基础；大学物理是中学物理的提升与扩展，但不是简单的重复。物理的提升与扩展，但不是简单的重复。研究的对象不同：研究的对象不同：由简单到复杂，由特殊到一般。由简单到复杂，由特殊到一般。 如：匀速到变速，恒力到变力，均匀到非均匀，如：匀速到变速，恒力到变力，均匀到非均匀，质点到刚体等。质点到刚体等。 研究的方法和使用的工具不同：研究的方法和使用的工具不同： 如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量等。如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量等。研究的目的不同：研究的目的不同： 如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应用知识等。用知识

12、等。条件不同，定义不同条件不同，定义不同计算复杂计算复杂大学物理与中学物理的关系与差别大学物理与中学物理的关系与差别第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应要求要求1 学习和掌握物理学的基本规律和研究方法，学习和掌握物理学的基本规律和研究方法， 能够拓宽技术人员眼界，提高知识层次，能够拓宽技术人员眼界，提高知识层次， 发展后劲足。发展后劲足。2 培养抽象思维能力、自学能力、分析问题和培养抽象思维能力、自学能力、分析问题和 解决问题的能力。解决问题的能力。3 培养求是、创新的科学品质，点燃求知的火培养求是、创新的科学品质，点燃求知的火种。种。 不仅仅是为后续课程服务

13、、为专业服务，不仅仅是为后续课程服务、为专业服务，更是立足于提高自身科学素质，有益于终身学更是立足于提高自身科学素质，有益于终身学习和发展。习和发展。第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应 参考书目（全学年用）参考书目（全学年用）大学物理学大学物理学（一套五册），（一套五册）， 普通物理学普通物理学（第五版，共第五版，共三册）三册） 程守洙、江之永程守洙、江之永, , 高等教育出版社高等教育出版社张三慧张三慧, 清华大学出版社清华大学出版社物理学物理学（第四版（第四版, 共三册）共三册） 马文蔚马文蔚, 高等教育出版社高等教育出版社第十五章第十五章 机械波机械波15 15 8 8 多普勒效应多普勒效应1999年英国年英国BBC举行了第二个一千年最伟举行了第二个一千年最伟大思想家的网上评选活动。大思想家的网上评选活动。1 马克思马克思-永不熄灭的圣火点燃者永不熄灭的圣火点燃者2 爱因斯坦爱因斯坦-相对论之父和新思维首倡者相对论之父和新思维首倡者3 牛顿牛顿-照亮宇宙的智慧之光照亮宇宙的智慧之光9 麦克斯韦麦克斯韦-破解电磁场奥秘的天才破解电磁场奥秘的天才