01 大学物理绪论.doc

第1页：什么是物理学

一、什么是物理学？物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学。

physics 的词源

源于希腊文，意为「自然」。

「物」与「理」

「物」指物质的结构、性质；「理」指物质的运动和变化规律。

1、物质世界的质量尺度：下表给出从基本粒子到已观测宇宙的质量量级。

注：源文本中指数与尾数粘连（如「6.0×1024kg」「1.7×10-27kg」），表中按标准物理常数还原为 6.0×10²⁴ kg、1.7×10^-27 kg 等标准写法。

2、四种基本的相互作用：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。

3、运动是永恒的：复杂的运动由最基本的运动形式构成，基本粒子（轻子、夸克、光子等）构成了物质世界间断性与连续性的统一。

4、时间和空间：时间和空间是物质运动的舞台，同时也是物理学的研究对象；对时空的认识从量度开始，历经牛顿经典时空观到爱因斯坦相对论时空观的转变。

5、物理学的永恒话题：寻找各种序、对称性与对称破缺、守恒律或不变性。

6、物理学与其它科学的关系：物理学是最基本、最古老、发展最快、提供科学研究手段最多的科学。

第2页：物理学的发展与研究方法

物理学最基本性的表现：

• 天文学、地学、化学、生命科学都包含着物理过程或现象；
• 任何理论都不能与物理学的定律相抵触。

7、物理学的发展：经典物理与近代物理学

经典物理学特别是力学仍然是整个物理学的基石：力学中的概念、量和方法常被其它分支或其它学科直接运用或作为参数，这是因为机械运动是最基本的运动，也有历史与认识上的原因。

物理学中最重大的基本理论：

• 牛顿力学（经典力学）：研究物体的机械运动；
• 热力学：研究温度、热、能量守恒以及熵原理等；
• 电磁学：研究电、磁以及电磁辐射等；
• 相对论：研究高速运动、引力、时间和空间等；
• 量子力学：研究微观世界。

目前，物理学已形成实验物理、理论物理、计算物理三足鼎立的科学格局。

二、物理学的发展与对人类社会进步所起的作用

三、物理学的研究方法：实验 — 理论 — 实验 — 新的理论。

1. 通过观察、实验、计算机模拟得到事实和数据；
2. 用已知的、可用的原理分析事实和数据；
3. 形成假说和理论，解释事实；
4. 预言新的事实和结果；
5. 修正更新旧的理论，形成新的理论。

第3页：物理学习中应注意的几点

注：预言、直觉、预感在物理学研究中会起到相当的作用。

四、物理学习中应该注意的几点

1. 除学习物理规律和解题技巧外，还必须从整体上掌握物理学，了解各分支间的联系，从整体上逻辑的、协调地把握物理学；
2. 对于基本物理定律的优美、简洁、和谐以及辉煌应有所体会，了解其普适程度和适用范围；
3. 学会区别理论和应用、物理思想和数学工具、一般规律和特殊事实、主要和次要矛盾、传统和现代的推理方式等；
4. 物理学是辩证唯物主义的坚实自然科学基础，学习物理必须以辩证唯物主义为指导，同时也有助于树立辩证唯物主义的世界观。