大学物理学0502讲人:杜泉 University physics 银河系 力学篇
主讲人：杜 泉 银河系 力学篇 C 大学物理学 2005.02 .22 University physics
绪论( Introduction) 物理学的研究对象 物理学的研究方法 为什么要学习物理学? 四、如何学好物理学? 五、矢量运算 六、参考书
绪论（Introduction） 一、物理学的研究对象 二、物理学的研究方法 三、为什么要学习物理学？ 四、如何学好物理学？ 五、矢量运算 六、参考书
绪论( ntroduction) 物理学的研究对象 物理学是研究物质的基本结构,物质之间的相互 作用以及它们的最基本的最普遍的运动规律。 1、世界是物质的,物质是永恒不断地运动着的 物质的存在形式有哪些?(实物、场 从9.10-31KG电子-10×1030KG的太阳系 间断的物体与传递相互作用的场都是物质
一、物理学的研究对象 1、世界是物质的,物质是永恒不断地运动着的. 物质的存在形式有哪些?(实物、场) 物理学是研究物质的基本结构，物质之间的相互 作用以及它们的最基本的最普遍的运动规律。 + 间断的物体与传递相互作用的场都是物质 从9.1110-31KG电子---101030 KG的太阳系 绪论(Introduction)
2、物质之间相互作用分类 ①万有引力:宏观物体之间的相互作用 ②电磁力:带电物体之间的相互作用 ③强相互作用力:强子之间的相互作用(质子 中子和各种介子之间)。力程<101m ④弱相互作用力:广泛存在于轻子与轻子之间, 轻子与强子之间,强子与强子之间。 力程<1017m 注意:“基本粒子”都有其反粒子(如电子的反 粒子就是正电子)。物体间的相互作用力都是 由场粒子来传递的 传递引力相互作用一引力子传递电磁相互作用一光子 传递强相互作用一胶子传递弱相互作用一中间玻色子
2、 物质之间相互作用分类： 万有引力:宏观物体之间的相互作用 电磁力:带电物体之间的相互作用 注意:“基本粒子”都有其反粒子（如电子的反 粒子就是正电子）。物体间的相互作用力都是 由场粒子来传递的。 强相互作用力:强子之间的相互作用（质子、 中子和各种介子之间）。力程<10-15m 弱相互作用力:广泛存在于轻子与轻子之间， 轻子与强子之间，强子与强子之间。 力程<10-17m. 传递引力相互作用 —引力子 传递电磁相互作用 —光子 传递强相互作用 —胶子 传递弱相互作用 —中间玻色子
3、运动是物质的固有属性 自然界中没有不运动的物质, 也没有无物质的运动。 运动形式是多样的,如机械运动 电磁运动、分子热运动 物理学研究物质运动中最基本,最普遍的运动形式 4、时间和空间是物质存在的形式 两个转变: ①人们从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对 论时空观的转变。 ②从时空的有限、无限哲学思辩到用科学的方 法去研究
3、运动是物质的固有属性 自然界中没有不运动的物质， 也没有无物质的运动。 运动形式是多样的，如机械运动、 电磁运动、分子热运动 ….. 物理学研究物质运动中最基本,最普遍的运动形式 4 、时间和空间是物质存在的形式 两个转变: 人们从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对 论时空观的转变。 从时空的有限、无限哲学思辩到用科学的方 法去研究
范围 空间:微观粒子101m(夸克等)--宇宙尺寸 1027m(哈勃半径)-大小跨越42个数量 级 的 时间:微观粒子寿命1024s; 宇宙年龄--1018s
范围： 微观粒子10-15m（ ）---宇宙尺寸 1027m（ ）---大小跨越42个数量 级 时间： 空间： 夸克等 哈勃半径 宇宙年龄---1018s 微观粒子寿命10-24s ;
物理学的研究方法 观察、实验、假设、理论 观察--对现象的考察和研究 1581年伽利略在 教堂作礼拜,司事 灌注油灯后,观察 灯摆动的等时性, 丹麦科学家第谷布拉赫观察天上的 星星达二十年之久,为开普勒发现行 星三大定律奠定了基础。 目前哈勃望远镜也是为了观察宇宙哈勃望远镜 星系的变化
二、 物理学的研究方法 观察 、 实验 、 假设 、 理论 观察----对现象的考察和研究 1581年伽利略在 教堂作礼拜，司事 灌注油灯后，观察 灯摆动的等时性， 丹麦科学家第谷布拉赫观察天上的 星星达二十年之久，为开普勒发现行 星三大定律奠定了基础。 哈勃望远镜 目前哈勃望远镜也是为了观察宇宙 星系的变化
实验:把自然界的现象经过人为简化 (乃至建立模型)在实验室重 现,或进行计算机模拟等,然 后进行反复研究 例如:电磁感应定律是 法拉第经过实验室中10 年反复研究得到的。 荣获诺贝尔奖的 第三位华裔学者 1974年11月16日丁肇9 中发现粒子也是在实=1飞 验室发现。 观察和实验主要是我们获得第一手材料
实验： 例如：电磁感应定律是 法拉第经过实验室中10 年反复研究得到的。 1974年11月16日丁肇 中发现 J粒子也是在实 验室发现。 N S 把自然界的现象经过人为简化 （乃至建立模型）在实验室重 现，或进行计算机模拟等，然 后进行反复研究 荣获诺贝尔奖的 第三位华裔学者 观察和实验主要是我们获得第一手材料
假说:在事实较少和有限的情况下,提出的一种 假说。但假说不等于瞎说。 很多理论往往是通过多次假说,依据新 的实验事实逐渐修正得到的。 如光的理论、量子理论等等。 理论在有充分实验事实的基础上归纳出来的原理、 定律、规律等。 当然,理论应当足够准确地反映物质运动的规律. 当假说上升为理论后就停止研究了吗?否! 还应在实验中进一步检验,当发现新事实,还要 不断修正、完善理论。实际上经历了一个实践 认识、再实践、再认识循环往复的过程
假说：在事实较少和有限的情况下，提出的一种 假说。但假说不等于瞎说。 很多理论往往是通过多次假说，依据新 的实验事实逐渐修正得到的。 如光的理论、量子理论等等。 理论：在有充分实验事实的基础上归纳出来的原理、 定律、规律等。 当然，理论应当足够准确地反映物质运动的规律. 还应在实验中进一步检验，当发现新事实，还要 不断修正、完善理论。实际上经历了一个实践、 认识、再实践、再认识----循环往复的过程。 当假说上升为理论后就停止研究了吗？ 否!
人类正是在这循环往复的认识过程中,创造出 辉煌的成就 Laser亮度32倍 HeNe激光器 大功率激光器Ⅰ=109-1027Wcm2sxr-1 可使一切金属熔化 可使一切非金属化为 缕青烟
32倍 人类正是在这循环往复的认识过程中，创造出 辉煌的成就。 He — Ne激光器 Laser亮度 大功率激光器 9 17 2 1 10 10 − − I = − Wcm sr 可使一切金属熔化 可使一切非金属化为 一缕青烟