大學(xué)物理學(xué)歡迎來到大學(xué)物理學(xué)課程。本課程將帶領(lǐng)你探索自然界的基本規(guī)律，從微觀粒子到宏觀宇宙。讓我們一起開啟這段激動(dòng)人心的物理學(xué)之旅。課程簡(jiǎn)介1課程目標(biāo)掌握物理學(xué)基本概念和原理，培養(yǎng)科學(xué)思維方法。2課程內(nèi)容涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)等領(lǐng)域。3學(xué)習(xí)方法理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，注重問題解決能力的培養(yǎng)。4考核方式平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試相結(jié)合。物理學(xué)的定義和分類定義物理學(xué)是研究物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用的自然科學(xué)。經(jīng)典物理學(xué)包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等領(lǐng)域。現(xiàn)代物理學(xué)涉及相對(duì)論、量子力學(xué)、粒子物理和宇宙學(xué)等前沿領(lǐng)域。物理學(xué)的研究方法觀察現(xiàn)象仔細(xì)觀察自然現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)。提出假說基于觀察結(jié)果，提出可能的解釋。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假說。建立理論根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，建立或修正理論。物理學(xué)的重要作用科技創(chuàng)新推動(dòng)新技術(shù)發(fā)展，如量子計(jì)算和納米技術(shù)。航天探索為航天工程提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。醫(yī)學(xué)應(yīng)用促進(jìn)醫(yī)學(xué)影像和放射治療等技術(shù)進(jìn)步。能源開發(fā)助力清潔能源和核能等新能源開發(fā)。國(guó)際單位制基本單位符號(hào)物理量米m長(zhǎng)度千克kg質(zhì)量秒s時(shí)間安培A電流開爾文K溫度摩爾mol物質(zhì)的量坎德拉cd發(fā)光強(qiáng)度長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間的測(cè)量長(zhǎng)度測(cè)量使用米尺、游標(biāo)卡尺、千分尺等工具。精確度可達(dá)微米級(jí)。質(zhì)量測(cè)量天平是常用工具。電子天平可精確到毫克級(jí)。時(shí)間測(cè)量原子鐘是最精確的計(jì)時(shí)器，誤差可小于一秒/百萬年。物體的平衡1合力為零2力矩平衡3重心位置4穩(wěn)定性分析物體平衡是力學(xué)的基本概念。理解平衡條件對(duì)工程設(shè)計(jì)至關(guān)重要。圓周運(yùn)動(dòng)1角速度描述旋轉(zhuǎn)快慢的物理量，單位為弧度/秒。2向心加速度指向圓心，大小為v2/r。3向心力提供向心加速度的力，如地球繞太陽運(yùn)動(dòng)中的引力。機(jī)械能動(dòng)能與物體質(zhì)量和速度平方成正比。E=?mv2勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。U=mgh機(jī)械能守恒在無外力做功時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變。動(dòng)量和動(dòng)量守恒動(dòng)量定義質(zhì)量與速度的乘積。p=mv沖量力與作用時(shí)間的乘積，等于動(dòng)量變化量。動(dòng)量守恒封閉系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變。機(jī)械功和功率功的定義力沿位移方向的分量與位移的乘積。W=F·s功率單位時(shí)間內(nèi)做功的多少。P=W/t功效率有用功與總功的比值。η=W有用/W總熱量與溫度熱量熱量是能量的一種形式，可以通過熱傳遞。單位是焦耳(J)。溫度反映物體冷熱程度的物理量。常用攝氏度(℃)和開爾文(K)。熱容物體升高單位溫度所需的熱量。C=Q/ΔT熱力學(xué)第一定律內(nèi)能系統(tǒng)所有粒子動(dòng)能和勢(shì)能的總和。功系統(tǒng)與外界的機(jī)械能交換。熱量系統(tǒng)與外界的非機(jī)械能交換。定律表述ΔU=Q-W，能量守恒的具體體現(xiàn)。熱力學(xué)第二定律1熱機(jī)效率永遠(yuǎn)小于100%2熱量傳遞總是從高溫到低溫3熵增加孤立系統(tǒng)熵總增加4不可逆過程自發(fā)過程不可逆電場(chǎng)和靜電電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，單位為N/C。電勢(shì)單位正電荷在電場(chǎng)中的勢(shì)能，單位為伏特(V)。高斯定律描述電場(chǎng)與電荷分布關(guān)系的基本定律。靜電力遵循庫侖定律，與距離平方成反比。電流和電路電源提供電動(dòng)勢(shì)和電流的裝置。電阻阻礙電流通過的元件。電容儲(chǔ)存電荷的元件。電感儲(chǔ)存磁能的元件。直流電路歐姆定律I=U/R，描述電流、電壓和電阻的關(guān)系。基爾霍夫電流定律節(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和為零。基爾霍夫電壓定律回路電壓降代數(shù)和為零。串并聯(lián)理解串聯(lián)和并聯(lián)電路的特性。磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，單位為特斯拉(T)。安培力磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用力。F=BILsinθ洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。F=qvBsinθ電磁感應(yīng)1法拉第定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比。2楞次定律感應(yīng)電流的方向總是阻礙磁通量的變化。3自感和互感描述線圈中電流變化引起的感應(yīng)現(xiàn)象。光波的傳播波長(zhǎng)相鄰兩個(gè)波峰或波谷的距離。頻率每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)。波速波在介質(zhì)中傳播的速度。v=λf惠更斯原理解釋波的傳播、反射和折射現(xiàn)象。光的反射和折射反射定律入射角等于反射角。應(yīng)用：平面鏡成像。折射定律斯涅爾定律：n?sinθ?=n?sinθ?全反射光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)可能發(fā)生。應(yīng)用：光纖通信。光的干涉與衍射干涉兩列相干光波疊加產(chǎn)生的明暗條紋現(xiàn)象。衍射光波繞過障礙物邊緣傳播的現(xiàn)象。應(yīng)用光學(xué)薄膜、光柵光譜儀、激光全息技術(shù)等。原子結(jié)構(gòu)1原子核2電子層3質(zhì)子4中子5電子原子是物質(zhì)的基本組成單位。了解原子結(jié)構(gòu)對(duì)理解化學(xué)反應(yīng)和材料性質(zhì)至關(guān)重要。原子能級(jí)基態(tài)原子最低能量狀態(tài)。激發(fā)態(tài)電子躍遷到高能級(jí)。躍遷電子在不同能級(jí)間的轉(zhuǎn)換。光譜原子吸收或發(fā)射特定波長(zhǎng)的光。量子論普朗克常數(shù)h≈6.626×10?3?J·s，量子物理的基本常數(shù)。波粒二象性微觀粒子既具有波動(dòng)性又具有粒子性。不確定性原理粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)被精確測(cè)量。薛定諤方程描述量子系統(tǒng)狀態(tài)演化的基本方程。原子核結(jié)構(gòu)核子質(zhì)子和中子的統(tǒng)稱，構(gòu)成原子核的基本粒子。核力結(jié)合核子的強(qiáng)相互作用力，超短程、大強(qiáng)度。核能核反應(yīng)釋放的能量，來源于質(zhì)能轉(zhuǎn)換。核反應(yīng)核裂變重核分裂成較輕核，釋放能量。應(yīng)用：核電站。核聚變輕核結(jié)合成重核，釋放能量。應(yīng)用：氫彈、可控核聚變。放射性衰變不穩(wěn)定核素自發(fā)衰變。應(yīng)用：放射性測(cè)年。基本粒子理論基