(5.2)--第1章 力学绪论力学.ppt

第一章物理学和力学欢迎大家进入物理世界

物理学是你理解观察世界的一种方式世界就是物理的最大实验室物理学的核心是简洁对称美

大学水准的物理方程七个，大学水准的数学方程两个，中学水准的生化方程两个。Thisishowscientistsseetheworld

第一个奇迹年:1666年微积分（流数）完成了光分解的实验分析对于万有引力定律的开创性思考在那一年，他为数学、力学和光学三大学科分别打下了基础。自然与自然规律在黑夜中隐藏着，上帝说，让牛顿去搞吧！于是，一切都光明了。

再一次的辉煌：电磁学的建立伟大的法拉第为它打下了地基，伟大的麦克斯韦建造了它的主体，伟大的赫兹--为这座大厦封了顶。麦克斯韦方程组的简洁、深刻、对称使得每一个科学家都陶醉在其中。

“难道是上帝写的这些吗？”—歌德

牛顿开普勒伽利略他们为经典力学的建立做出贡献。

他们为经典电磁理论的建立做出贡献

玻尔兹曼他们为经典热力学统计物理的建立做出贡献

X射线、电子、放射性的发现，使物理学的研究由宏观转向微观.伦琴发现X射线J.J.Thomson发现电子

物理学已经终结，所有的问题都可以用这个集大成的体系来解决，而不会再有任何真正激动人心的发现了。物理学的未来，将只有在小数点第六位后面去寻找。普朗克的导师甚至劝他不要再浪费时间去研究这个已经高度成熟的体系。

二十世纪的两朵乌云：年迈的开尔文爵士做了演讲：“动力学理论断言，热和光都是运动的方式。但现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽，显得黯然失色了……”

经典物理（18－19世纪）牛顿力学热力学经典统计力学经典电磁理论迈克尔逊莫雷实验?相对论革命的爆发黑体辐射?量子论革命的爆发20世纪MODERNPHYSICS

爱因斯坦他们奠定了现代物理学基础

第二个奇迹年：19053月18日，是关于光电效应的文章，这成为了量子论的奠基石之一。4月30日，关于测量分子大小的论文，这为他赢得了博士学位。5月11日和后来的12月19日，两篇关于布朗运动的论文，成了分子论的里程碑。6月30日，题为《论运动物体的电动力学》的论文，这个不起眼的题目后来被加上了一个如雷贯耳的名称，叫做狭义相对论“9月27日，关于物体惯性和能量的关系，这是狭义相对论的进一步说明，并且在其中提出了著名的质能方程。

ModernPhysicsOutlineSpecialandGeneralRelativitySpaceandtime,thenatureoflight,E=mc2,matter

andanti-matter,curvedspace-time,thebigbang,

blackholesandwormholes,usesofrelativityinthemodernworld.QuantumPhysicsWave-particleduality,theuncertaintyprinciple,

probabilitywaves,atomsandnuclei,technologicalapplications,unificationofforces.

物理学有许多分支学科，如力学、热学、电磁学、光学、统计物理学、量子力学、原子和原子核物理学、凝聚态(固态和液态)物理学、粒子物理学(高能物理)等等。物理学的研究对象

从时间尺度来看：

物理学的研究对象——物质物质是无限可分的吗?什么是场物质?微电子学\光电子学介观物理与纳电子学

大型强子对撞机，用来探索新的粒子和微观量化粒子的“新物理”机制。

介观物理学与单原子操做ironatomsonacoppersurface

TheScanningTunnelingMicroscopeTheNobelPrizeinPhysics1986fortheirdesignofthescanningtunnelingmicroscope

物理学的研究对象——运动机械运动（力学的研究对象）

分子热运动Bose-Einsteincondensate(BEC)NobelPrizeinPhysicsin2001

电磁运动（Maxwell方程组）

原子及原子核内部运动FusionPowerstheSunandOtherStars

物理学的研究对象——宇宙

绝对时空观与相对时空观时间是绝对的均匀的吗?空间是平直的还是弯曲的?质量与运动无关吗?

弯曲时空与黑洞

从空间尺度来看粒子物理学的研究对象，数量级约为10-1