物理上福州大学教学之窗.pptx
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1、1一、物理学的研究方法一、物理学的研究方法1.对象 物理学是研究物质运动普遍规律和物质基本结构的科学,是自然界最基本的学科之一。经典物理:经典力学,经典电动力学,经典统计力学。近代物理:原子物理、原子核物理、基本粒子物理,凝聚态物理,等离子体物理,相对论.第1页/共33页22、范围典型物理现象的空间尺度(单位:米)相差44个数量级第2页/共33页3五个层次五个层次微观世界:量子理论宏观世界:经典理论宇观世界:相对论理论胀观世界:渺观世界:最新领域,有可能为统一场论提供希望第3页/共33页4典型物理现象的时间尺度典型物理现象的时间尺度(s s)宇宙年龄 1018太阳系年龄1.41017原始人10
2、13地球公转3.2107地球自转8.6104心脏跳动周期1声波周期10-3原子震动周期10-15最短粒子寿命10-23相差41个数量级常用词冠10 18 艾 E1015 拍 P1012 太 T109 吉 G106 兆 M10-3 毫 m10-6 微 10-9 纳 n10-12 皮 p10-15 飞 f10-18 阿 a第4页/共33页53.方法演绎法:以基本定律为基础推理演算新结论归纳法:以实验观测为基础提出假设建立模型新理论李政道说:没有实验家,理论家就会迷失方向没有理论家,实验家就会迟疑不前19011996:诺贝尔物理奖实验:76项103人理论:32项44人理论+实验:3项3人97年:3人
3、;98年:3人;99年:2人。00年:3人;01年:3人;02年:3人。第5页/共33页6诺贝尔物理奖获得者中的华人杨振宁57年李政道57年丁肇中76年朱棣文97年崔琦98年第6页/共33页7二、物理与科学技术的关系二、物理与科学技术的关系 物理学建立的新的概念和方法以及为物理学研究所发展起来的各种特殊材料和测量手段不仅大大的深化了人们对自然界的认识,而且为工程技术的发展开辟了新的道路。牛顿力学和热力学:第一次技术革命蒸汽机的广泛应用电磁学理论:第二次技术革命电力、无线电的广泛应用相对论和量子力学:第三次技术革命原子能、电子计算机、激光的广泛应用。当前引人注目的高技术信息技术、能源技术、材料技
4、术、生物技术、空间技术、海洋技术。很难举出哪一个高技术领域是和物理无关的。现代科学技术已经发展到如此复杂的程度,如果没有物理学、数学、化学、生物学等基础学科的深入研究,是无法取得突破的。第7页/共33页8三、物理思想的价三、物理思想的价值值 物理学是一种高层次、高品位的文化,是现代文明的一个重要组成部分。它不仅奉献给人们各种丰富多彩的知识,更重要的是使人们接受科学思想方法的训练。古今中外,对人类作出杰出贡献的科学家们无不显示出他们丰富的物理思想。那么,什么是物理思想呢?广义地说,就是人们分析问题解决问题的科学思想方法,灵活的技巧,独立创新的意识,提高效率的物理窍门等。通过物理思想方法的训练,能
5、够使人们通过各种方式体察前人的科学精神与实事求是的作风。第8页/共33页9杨振宁总结物理工作成功的要素为三个PPerception眼光,看准了什么东西,就要抓住不放;Persistence坚持,看对了要坚持;Power力量,有了力量能够闯过关,遇到困难你要闯过去。爱因斯坦有一句名言。有人问他成功的秘诀,他写了一个公式:A=X+Y+ZA代表成功,X代表艰苦的劳动,Y代表正确的方法,Z代表少说空话。这个公式概括了爱因斯坦的科学生涯。第9页/共33页10现代工程师大致可以分为四种类型:1.工程科学家型工程乐队的作曲家2.革新发明家型工程乐队的乐器发明家3.现场工程专家型工程乐队的演奏家4.管理、规划
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