文档介绍：物理学概论
(物理专题)
2005——世界物理年
爱因斯坦奇迹年
主题:物理学与社会
(4) 质能关系
让物理走进大众
让世界拥抱物理
在三个领域作出了四个有划时代意义的贡献:
(1) 光量子论
(2) 分子动理论
(3) 创立狭义相对论
2017/11/1
3
2000年美国工程院选择了二十项二十世纪最伟大的工程
首先是电气化**、汽车*、飞机*、自来水系统、
微电子***、无线电广播和电视**
其次是农业机械化*、计算机**、电话**、
空调和冰箱*、高速公路、卫星*、
因特网**、摄影**。
最后是家用电器**,医疗技术**,石油和石油化工,
激光和光纤***,核技术***,高性能材料***,
主要原因:物理学研究对象十分广泛且发展迅速.
第一章人类社会为什么变化这么快?
——物理学改变世界
2017/11/1
4
粒子物理
天体物理
物理学最前沿
研究最小的对象
研究最大的对象
物质结构层次
宇宙演化和起源
粒子标准模型
宇宙标准模型
纳米技术
宏观
介观
微观
宇观
物理学研究对象十分广泛:
1、从虚无到无所不有
2、从简单到复杂
§ 物理学在改变着世界
三次工业(技术)革命的物理学基础:
第一次工业革命(17-18世纪)
建立在牛顿力学和热力学发展的基础上
第二次工业革命(19世纪)
建立在电磁理论发展和热力学发展的基础上
第三次工业革命(20世纪)
建立在相对论和量子力学发展的基础上
第一次工业革命使英国成为世界近代文明的中心
到1860年,当时仅占世界人口2%的英国,工业品已占世界总量的45%,还拥有世界出口总额的1/4和进口总额的1/3。
第二次工业革命使美国成为世界经济的霸主
到1890年,美国工业产值跃居世界第一位。1900年,人均收入超过欧洲。1913年,成为世界经济的霸主。
第三次技术革命使全球经济得以迅速发展
到20世纪末,世界GDP达30万亿美元,%,人均3万美元。世界财富约达50万亿美元。
每一次科学技术革命不仅提高了劳动生产率,促进了全球化进程。而每一次技术革命都源于物理学的创新成果。
一、物理学加速社会经济的发展
2017/11/1
7
19世纪的物理学把20世纪的人类社会带进了电气化时代
19世纪物理学的主要成就:
1820年,奥斯特
电流的磁效应;
安培定律
1831年,法拉第
电磁感应定律
1888年,赫兹用振荡偶
极子产生电磁波
1862年,麦克斯韦
电磁理论
二、物理学改善人们的生活方式
1926年开始了第一次电视图像的传输;
1928年第一次完成了跨大西洋的图像
无线的传输;
1938年发现硒在光照底下变成良导体,
第一台复印机问世;
1936年又发明了磁带录音;
1937年发明了雷达;
1939年开始调频广播;
1949年用X光分析了盘尼西林的晶体结构;
1958年超声技术开始在医疗中间应用;
1967年家用微波炉上市。
1895年,马可尼、波波夫发明无线电
2017/11/1
8
相对论
狭义相对论
广义相对论
量子力学
(包括量子论)
核能、
核技术
航空、航天
宇宙学
爱因斯坦受激辐射理论(1917)
现代光学
激光技术
信息技术
生物技术
纳米技术
新材料科学
20世纪的高新技术与物理学
物理学
与计算机
物理学
与经济学
所谓物理:观物明理,悟物穷理
§ 什么是物理学?
即:悟理
物理学是研究物质的结构、相互作用和物质基本的、普遍的运动形式及其相互转化规律的科学。
Physics is what physicists do !
狭义定义:
广义定义:
一、物理学研究的对象和范围
2、空间尺度(相差 1046)
1026 m(约150亿光年)(宇宙)——10-20 m(夸克)
1、时间尺度(相差1045 )
1018 s(150亿年)(宇宙年龄)——10-27 s(硬射线周期)
3、速率范围
0(静止)——3108 m/s(光速)
10-38kg(中微子)—— 21030kg(太阳)
4、质量范围