绪论 一.什么是物理学 物理学( Physics) 物质结构 物质相互作用物质运动规律 物理学是研究物质世界最基本形态的科学 物理学研究的范围—物质世界的层次和数量级 微观粒子 介观物质 宏观物质 宇观物质 Microscopic mesoscopIc macroscopIc cosmological 空间尺度:质子10-15m 类星体1026m 时间尺度:基本粒子寿命1025s 宇宙寿命1018s
一. 什么是物理学 ⚫物理学是研究物质世界最基本形态的科学 ⚫物理学研究的范围 —— 物质世界的层次和数量级 物理学 (Physics) 质子 10-15 空间尺度： m 物 质 结 构 物质相互作用 物质运动规律 微观粒子 Microscopic 介观物质 mesoscopic 宏观物质 macroscopic 宇观物质 cosmological 类星体 1026 m 时间尺度：基本粒子寿命 10-25 s 宇宙寿命 1018 s
哈勃半径 基本粒子 超星系团 E+27 星系团 原子核 E+24 银河系 E+21 E-12 原子 E+18 最近恒 星的距离 最小 E+15 的细胞 E+12 E-03 E+09 太阳系 DNA长度 E+06 E+03 太阳 蛇吞尾图,形象地表示了物质空间尺寸的层次
E-15 E-12 E-09 E-06 E-03 1m E+03 E+06 E+09 E+12 E+15 E+18 E+21 E+24 E+27 最小 的细胞 原子 原子核 基本粒子 DNA长度 星系团 银河系 最近恒 星的距离 太阳系 太阳 山 哈勃半径 超星系团 人 蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次
按客体大小分: 按空间尺度划分: 微观系统 量子力学 一宏观系统 经典物理学 物理现象 宇宙物理学 按运动速度划分: 按速率大小分 低速现象 高速现象引 三相论物理学 物理学的发展 物理/+理论 实验 物理/+计算 物理 → 今日物理学
物理现象 按空间尺度划分： 量子力学 经典物理学 宇宙物理学 按速率大小划分： 相对论物理学 非相对论物理学 按客体大小划分： 微观系统 宏观系统 按运动速度划分： 低速现象 高速现象 实验 物理 理论 物理 计算 物理 今日物理学 ⚫ 物理学的发展
物理学的五大基本理论 牛顿力学( Mechanics 研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 电磁学( Electromagnetism) 研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 热力学( hermodynamics 研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 相对论( Relativity 研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律 量子力学( Quantum mechanics) 研究微观物质运动现象以及基本运动规律 物理学是一门最基本的科学;是最古老、但发展最 快的科学;它提供最多、最基本的科学研究手段
●牛顿力学 (Mechanics) 研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 ●电磁学 (Electromagnetism) 研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 ●热力学 (Thermodynamics) 研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 ●相对论 (Relativity) 研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律 ●量子力学 (Quantum mechanics) 研究微观物质运动现象以及基本运动规律 二.物理学的五大基本理论 物理学是一门最基本的科学;是最古老、但发展最 快的科学;它提供最多、最基本的科学研究手段
物理学是构成自然科学的理论基础 物理学是一切自然科学的基础 物理学构成了化学、生物学、材料科学 地球物理学等学科的基础,物理学的基本 概念和技术被应用到所有自然科学之中。 物理学派生出来的分支及交叉学科 离数原原 等 宇 子平字子固凝 物物体鬟激 地生天宙 体量物按分 物 态 光 球物体射 理学理物理物物 物物目物线 学理学埋埋 理理理物 学学学理 学 学 学 学 物理学与数学之间有着深刻的内在联系
⚫物理学是一切自然科学的基础 ⚫ 物理学派生出来的分支及交叉学科 物理学构成了化学、生物学、材料科学、 地球物理学等学科的基础，物理学的基本 概念和技术被应用到所有自然科学之中。 ⚫物理学与数学之间有着深刻的内在联系 粒 子 物 理 学 原 子 核 物 理 学 原 子 分 子 物 理 学 固 体 物 理 学 凝 聚 态 物 理 学 激 光 物 理 学 等 离 子 体 物 理 学 地 球 物 理 学 生 物 物 理 学 天 体 物 理 学 宇 宙 射 线 物 理 学 三. 物理学是构成自然科学的理论基础