大學(xué)物理 (2)

1、內(nèi)容提要內(nèi)容提要物理學(xué)的研究范圍和研究方法物理學(xué)的研究范圍和研究方法不斷發(fā)展的物理學(xué)不斷發(fā)展的物理學(xué)物理與技術(shù)物理與技術(shù)為什么要學(xué)物理為什么要學(xué)物理關(guān)于學(xué)習(xí)方法和學(xué)風的要求關(guān)于學(xué)習(xí)方法和學(xué)風的要求 物理學(xué)是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科。 物理學(xué)的研究對象十分廣泛：1.不同尺度：時間、空間、質(zhì)量以及速度。不同范圍有為不 同的物理學(xué)規(guī)律。5010 提出命題推測答案理論理論預(yù)言實驗檢驗修改理論應(yīng)用原理原理實驗實驗定性定性定量定量直覺、頓悟具體的研究方法 直覺的方法（定性和半定量方法）：直覺的方法（定性和半定量方法）：；演繹法：以基本定律為基礎(chǔ)進行邏輯推理、演演繹法：以基本定律為基礎(chǔ)進行邏輯推理、

2、演算算新結(jié)論。新結(jié)論。歸納法：總結(jié)、歸納實驗和觀測事實提出假設(shè)歸納法：總結(jié)、歸納實驗和觀測事實提出假設(shè)模型模型新理論。新理論。 本世紀兩種模式并存，所有重大的新技術(shù)的創(chuàng)立本世紀兩種模式并存，所有重大的新技術(shù)的創(chuàng)立都是以物理學(xué)的發(fā)展為先導(dǎo)的。所以，人們認為都是以物理學(xué)的發(fā)展為先導(dǎo)的。所以，人們認為物理學(xué)是新技術(shù)誕生搖籃物理學(xué)是新技術(shù)誕生搖籃 物理學(xué)的基本規(guī)律滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用與生物理學(xué)的基本規(guī)律滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用與生產(chǎn)技術(shù)的各個部門。它既是許多自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是工程產(chǎn)技術(shù)的各個部門。它既是許多自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是工程技術(shù)特別是高新科技的基礎(chǔ)。技術(shù)特別是高新科技的基礎(chǔ)。

3、歷史上，物理和技術(shù)的關(guān)系大致有兩種模式：歷史上，物理和技術(shù)的關(guān)系大致有兩種模式：以解決動力機械為主導(dǎo)的第一次工業(yè)革命所標志以解決動力機械為主導(dǎo)的第一次工業(yè)革命所標志技術(shù)技術(shù)物理物理技術(shù)；技術(shù)；以電氣化進程為標志以電氣化進程為標志物理物理技術(shù)技術(shù)物理。物理。 激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)激光技術(shù)的物理基礎(chǔ)1860 Maxwell建立光的電磁理論。建立光的電磁理論。1900 Planck提出光量子假說。提出光量子假說。1917 Eisetein提出受激輻射理論。提出受激輻射理論。1953 Towns建立第一臺微波激射器建立第一臺微波激射器(maser)。1958 Towns,Shawlow開始研制激光器。開

4、始研制激光器。1960 Maiman制成第一臺紅寶石激光器。制成第一臺紅寶石激光器。1961-65 激光光譜激光光譜,用于大氣污染分析用于大氣污染分析;半導(dǎo)體激光器，半導(dǎo)體激光器，用于激光通訊；用于激光通訊；CO2激光器，用于激光熔煉、激光切激光器，用于激光熔煉、激光切割、激光鉆孔。割、激光鉆孔。1968-69 月球上設(shè)置激光反射器月球上設(shè)置激光反射器;地面與衛(wèi)星聯(lián)系。地面與衛(wèi)星聯(lián)系。1982 激光全息木。激光全息木。80-現(xiàn)代現(xiàn)代 激光外科手術(shù)，通訊、光盤、激光武器等激光外科手術(shù)，通訊、光盤、激光武器等 電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ)電子和信息技術(shù)的物理基礎(chǔ) 1925-26 量子力學(xué)的建立。 19

5、26 Fermi一Dirac統(tǒng)計法的提出，得知固體中的電子服從Pauli原理 1927 Bloch理論的建立,得知理想晶格中電子無散射。 1928 Sommerfeld提出能帶的猜想. 1929 Peiels提出禁帶、空穴的猜想；wilson和Bloch從理論上解釋了導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的性質(zhì)和區(qū)別；Mott和Jones用電子轟擊、X射線發(fā)射和吸收等方法驗證了能帶理論。Bethe提出Fermi面的概念；Landau提出Fermi面可測量。 1947 Bardeen，Shockley，Brattain發(fā)明晶體管（獲1956年諾貝爾物理獎）。 1957 Pipperd測量了第一個Fermi面（銅的

6、），爾后，劍橋?qū)W派建立Fermi面編目. 1962 制成集成電路（LC）。 70年代后 制成大規(guī)模集成電路（VLlC）；爾后，超大規(guī)模集成電路；集成度以每十年一千倍的速度增長。 系統(tǒng)地打好學(xué)習(xí)其他學(xué)科所必要的物理基礎(chǔ)。系統(tǒng)地打好學(xué)習(xí)其他學(xué)科所必要的物理基礎(chǔ)。 提高科學(xué)素養(yǎng)以適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展和市場經(jīng)濟提高科學(xué)素養(yǎng)以適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展和市場經(jīng)濟 發(fā)展的需要（轉(zhuǎn)產(chǎn)、轉(zhuǎn)行）（發(fā)展的需要（轉(zhuǎn)產(chǎn)、轉(zhuǎn)行）（89%89%、70%70%）。）。 革新發(fā)明家型：是指那些力求創(chuàng)造性地運用當代知識來發(fā)革新發(fā)明家型：是指那些力求創(chuàng)造性地運用當代知識來發(fā)明、創(chuàng)造或建造工程系統(tǒng)的工程師，利用已有的科技知識明、創(chuàng)造或建造工程系

7、統(tǒng)的工程師，利用已有的科技知識創(chuàng)造，發(fā)明好的產(chǎn)品，好的方法。創(chuàng)造，發(fā)明好的產(chǎn)品，好的方法。 工程科學(xué)家型：要善于從戰(zhàn)略思想上把當代科學(xué)成就（物理工程科學(xué)家型：要善于從戰(zhàn)略思想上把當代科學(xué)成就（物理成就）和工程技術(shù)聯(lián)系起來；善于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工程系統(tǒng)或裝備能成就）和工程技術(shù)聯(lián)系起來；善于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工程系統(tǒng)或裝備能力的缺陷；善于把一些抽象的、彼此似乎毫不相干的概念，用力的缺陷；善于把一些抽象的、彼此似乎毫不相干的概念，用新的方法聯(lián)系起來，以求達到工程實用的目的。新的方法聯(lián)系起來，以求達到工程實用的目的。他們主要是出概念，出思想，而不是創(chuàng)造某個具體產(chǎn)品他們主要是出概念，出思想，而不是創(chuàng)造某個具體產(chǎn)品。要具有

8、深厚的物理理論基礎(chǔ)和抽象思維的才能。要具有深厚的物理理論基礎(chǔ)和抽象思維的才能。“工程樂隊工程樂隊”的的“作曲家作曲家” 管理規(guī)劃型：在領(lǐng)導(dǎo)或管理部門工作，但活動仍以管理規(guī)劃型：在領(lǐng)導(dǎo)或管理部門工作，但活動仍以技術(shù)為背景的工程師們技術(shù)為背景的工程師們 往往在一些科學(xué)的邊緣領(lǐng)域工作，如工程學(xué)和往往在一些科學(xué)的邊緣領(lǐng)域工作，如工程學(xué)和管理學(xué)，政治學(xué)與環(huán)境科學(xué)，經(jīng)濟學(xué)和計算機管理學(xué)，政治學(xué)與環(huán)境科學(xué)，經(jīng)濟學(xué)和計算機技術(shù)等。所以知識面要寬。技術(shù)等。所以知識面要寬。 對新技術(shù)，生產(chǎn)發(fā)展的新方向具有敏銳的鑒察對新技術(shù)，生產(chǎn)發(fā)展的新方向具有敏銳的鑒察力和識別力。力和識別力。 對國家，企業(yè)的方針政策有深刻的理解

9、。對國家，企業(yè)的方針政策有深刻的理解。 工程樂隊的工程樂隊的“指揮者指揮者”。 現(xiàn)場工程專家型：在現(xiàn)場從事建造，操作和維護復(fù)現(xiàn)場工程專家型：在現(xiàn)場從事建造，操作和維護復(fù)雜設(shè)備和使工程系統(tǒng)正常工作的工程師們。必須具備雜設(shè)備和使工程系統(tǒng)正常工作的工程師們。必須具備現(xiàn)代科學(xué)知識。其才能，主要表現(xiàn)在工程實踐中?，F(xiàn)代科學(xué)知識。其才能，主要表現(xiàn)在工程實踐中。工程樂隊的工程樂隊的“演奏者演奏者”： 掌握物理學(xué)的思想、觀點：如理想化模型，守掌握物理學(xué)的思想、觀點：如理想化模型，守恒（對稱）的思想，恒（對稱）的思想，“場場”的觀點，能量的觀的觀點，能量的觀點，不同專業(yè)之間的交流，主要是思想、觀點點，不同專業(yè)之間

10、的交流，主要是思想、觀點的交流。的交流。 掌握物理概念、規(guī)律，能從物理本質(zhì)上提出問掌握物理概念、規(guī)律，能從物理本質(zhì)上提出問題，研究問題。在一個工程技術(shù)問題面前首先題，研究問題。在一個工程技術(shù)問題面前首先要能判斷它是不是個物理問題，那些物理概念要能判斷它是不是個物理問題，那些物理概念和規(guī)律能用進來？和規(guī)律能用進來？ 工程技術(shù)中約十分之一是純物理問題工程技術(shù)中約十分之一是純物理問題 具有運用物理學(xué)的知識、方法綜合分析和想象、創(chuàng)具有運用物理學(xué)的知識、方法綜合分析和想象、創(chuàng)新的能力。物理學(xué)由于研究對象的泛，涉及多種運新的能力。物理學(xué)由于研究對象的泛，涉及多種運動形式。所以在體現(xiàn)綜合、概括、聯(lián)系、對比等

11、方動形式。所以在體現(xiàn)綜合、概括、聯(lián)系、對比等方面沒有任何一門其它學(xué)科能比擬。面沒有任何一門其它學(xué)科能比擬。 物理學(xué)的發(fā)展充滿了大膽的探索與創(chuàng)新，以及由物理學(xué)的發(fā)展充滿了大膽的探索與創(chuàng)新，以及由此而形成的科學(xué)的思維方式。此而形成的科學(xué)的思維方式。 “我們要創(chuàng)造一批有中國自己的知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品我們要創(chuàng)造一批有中國自己的知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品去占領(lǐng)世界市場去占領(lǐng)世界市場”。 在一定的物理知識基礎(chǔ)上，根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展的需在一定的物理知識基礎(chǔ)上，根據(jù)工程技術(shù)發(fā)展的需求，自行更新知識，把物理學(xué)的新成果引入工程技求，自行更新知識，把物理學(xué)的新成果引入工程技術(shù)中。術(shù)中?？偨Y(jié) 學(xué)習(xí)大學(xué)物理就要著眼于以上幾學(xué)習(xí)大學(xué)物理就要

12、著眼于以上幾個方面，不要單純地學(xué)一些知識，更個方面，不要單純地學(xué)一些知識，更不要把物理課當專業(yè)課來對待，急功不要把物理課當專業(yè)課來對待，急功近利。近利。 物理學(xué)不僅僅是一門基礎(chǔ)科學(xué)，而且物理學(xué)不僅僅是一門基礎(chǔ)科學(xué)，而且是一種高層次、高品位的文化，是現(xiàn)是一種高層次、高品位的文化，是現(xiàn)代文明的一個重要組成部分?？梢允勾拿鞯囊粋€重要組成部分?？梢允刮覀冃纬梢环N科學(xué)的世界觀。我們形成一種科學(xué)的世界觀。 要適應(yīng)有重點、有針對性、信息量較大的要適應(yīng)有重點、有針對性、信息量較大的“粗線條式粗線條式”講課。注意培養(yǎng)自學(xué)能力。講課。注意培養(yǎng)自學(xué)能力。 提高聽課效率，學(xué)會記筆記（記思路、方法、要點和有提高聽課效率，學(xué)會記筆記（記思路、方法、要點和有特色的內(nèi)容）。特色的內(nèi)容）。 用好教學(xué)日歷（預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)），用心看書（粗讀與精讀用好教學(xué)日歷（預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)），用心看書（粗讀與精讀相結(jié)合），勤于思考（保持旺盛的研究、思考問題的興相結(jié)合），勤于思考（保持旺盛的研究、思考問題的興趣），反對應(yīng)試觀點。趣），反對應(yīng)試觀點。 高質(zhì)量地及時完成作業(yè)。高質(zhì)量地及時完成作業(yè)。 嚴格課堂