大學(xué)物理基礎(chǔ)教程（ 第3版）緒論及矢量知識(shí)

大學(xué)物理基礎(chǔ)教程（第3版）

緒論一、物理學(xué)的研究對(duì)象物理學(xué)是研究物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式、相互作用及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的自然科學(xué).

進(jìn)入科學(xué)技術(shù)的任何一個(gè)領(lǐng)域，都必須敲開物理學(xué)的大門.研究的對(duì)象十分廣泛------宇觀、宏觀、微觀、介觀物理學(xué)(Physics)物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)相互作用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律微觀粒子宏觀物質(zhì)宇觀物質(zhì)

物理學(xué)的分類力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)、核物理學(xué)微觀客體（電子、質(zhì)子、光子等）具有波粒二象性原子簇物理、凝聚態(tài)物理、天體物理、宇宙學(xué)物理

按分支學(xué)科分類：

按物質(zhì)形體大小分類：

按物質(zhì)形態(tài)分類：實(shí)物粒子、場(chǎng)物質(zhì)粒子物理、核物理、原子物理、分子物理

按物理常數(shù)（G、e、k）c、h、分類：相對(duì)論性量子論量子論h≠0相對(duì)論經(jīng)典理論h→0V≈CV≤C

物理世界的認(rèn)識(shí)(層次結(jié)構(gòu))◎空間尺度(相差1045－1046)宇宙半徑1027m(約150億光年)——夸克10－20m目前物理學(xué)界公認(rèn)“夸克”是組成物質(zhì)的最小單位.近來(lái)又有消息稱quark也可分…..認(rèn)識(shí)永無(wú)無(wú)止境.質(zhì)量從銀河系1044——一個(gè)電子的10－20kg數(shù)量級(jí)。從宏觀到微觀，從微觀到宇宙觀，對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)已經(jīng)達(dá)到非常細(xì)微和遙遠(yuǎn)。時(shí)間從宇宙年齡1018S——不穩(wěn)定粒子壽命的10－24S數(shù)量級(jí)1018s:150億年(宇宙年齡)-10-27s(硬

射線周期)◎時(shí)間尺度(相差1045)0(靜止)

-3x108m/s(光速)◎速率范圍10-1510-1210-910-610-31103106109101210151018102110241027最小的細(xì)胞原子原子核基本粒子DNA長(zhǎng)度星系團(tuán)銀河系最近恒星的距離太陽(yáng)系太陽(yáng)山哈勃半徑超星系團(tuán)孩子蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次(單位:m)物理學(xué)的層次

物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)粒子物理學(xué)原子核物理學(xué)原子分子物理學(xué)固體物理學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)激光物理學(xué)等離子體物理學(xué)地球物理學(xué)生物物理學(xué)天體物理學(xué)

物理學(xué)派生出來(lái)的分支及交叉學(xué)科

物理學(xué)的研究方法提出命題修改理論推測(cè)答案理論預(yù)言實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)應(yīng)用●演繹法－推理，演算●歸納法－假設(shè)，模型直覺(jué)想象力洞察力力學(xué)的基本量物理量單位名稱符號(hào)長(zhǎng)度米質(zhì)量千克時(shí)間秒導(dǎo)出量

單位制與量綱物理量單位名稱符號(hào)速度米每秒角速度弧度每秒加速度米每二次方秒七個(gè)基本量：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、電流強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強(qiáng)度輔助量：平面角（rad）、立體角（sr）愛(ài)因斯坦受激輻射理論(1917)－第一臺(tái)激光器(1960)物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)

◎物理學(xué)為其他學(xué)科創(chuàng)立技術(shù)和原理◎重大新技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立總是經(jīng)歷長(zhǎng)期的物理醞釀盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)(1909)－核能利用(40年后)量子力學(xué),費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì),固體能帶理論(20年代)晶體管誕生(1947),集成電路(1962),大規(guī)模集成電路(70年代后期)

學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義

物理素質(zhì)的表現(xiàn)◎物理學(xué)的思想和觀點(diǎn)(如建理想化模型)◎從物理本質(zhì)上提出和研究本專業(yè)問(wèn)題◎在工程技術(shù)中引入物理學(xué)的新成果◎創(chuàng)新能力A線段長(zhǎng)度（大小)；箭頭（方向)。矢尾，矢端手書A印刷（附有箭頭）A（用黑體字，不附箭頭）A3矢量?jī)煞N不同性質(zhì)的量：標(biāo)量和矢量。矢量：具有大小和方向，并滿足平行四邊形法則的量。標(biāo)量：只用數(shù)（包括大小與正負(fù)）即可描述的量。一.矢量補(bǔ)充數(shù)學(xué)知識(shí)A12Aa2A+A1A2A((2A2A反向?yàn)闇p法相當(dāng)于將一矢量反向后再相加。+A1A2A服從平行四邊形法則AA12A、為鄰邊為對(duì)角線二.矢量及其運(yùn)算法則1.矢量的加法和減法2.矢量的數(shù)乘矢量與實(shí)數(shù)的乘積仍是一矢量單位矢量：模為1的矢量。如：與矢量方向相同的單位矢量記為A

BaO兩矢量的標(biāo)積是一個(gè)標(biāo)量，等于兩矢量模的大小與它們夾角余弦的乘積。3.矢量的標(biāo)積（點(diǎn)乘）交換律分配律對(duì)應(yīng)同一點(diǎn)矢量結(jié)合律兩矢量的矢積是一個(gè)矢量，等于以兩矢量為鄰邊的平行四邊形的面積。4.矢量的矢積（叉乘）A

B的方向A

Ba兩矢量所在平面分配律結(jié)合律三.矢量的正交分解*位矢的大小為：位矢的方向：1、矢量在直角坐標(biāo)系中的正交分解單位矢點(diǎn)乘單位矢量的叉乘直角坐標(biāo)表達(dá)式2.利用失