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大学物理基本概念第一讲第一讲 物理学的根本概念范畴物理学的根本概念范畴一、物理学的概念范畴一、物理学的概念范畴1、、总范畴总范畴物质存在的根本形态：实物与场〔粒子与场〕物质存在的根本形态：实物与场〔粒子与场〕物质的根本属性物质的根本属性：：运动的绝对性、运动描述的相对性、运动的绝对性、运动描述的相对性、 各种低级的运动形式各种低级的运动形式物质存在的根本形式：时间和空间物质存在的根本形式：时间和空间←光延性光延性2、、具体学科的范畴具体学科的范畴比方，力学：力、质量、惯性、碰撞、参照系比方，力学：力、质量、惯性、碰撞、参照系…二、物理学的研究对象二、物理学的研究对象 物质的构造以及各种低级的运动形式物质的构造以及各种低级的运动形式比方，电磁学：电场强度、电势差、位移电流、涡旋电场比方，电磁学：电场强度、电势差、位移电流、涡旋电场…比方，热学：温度、内能、理想气体、熵、比方，热学：温度、内能、理想气体、熵、…比方，光学：干预、衍射、偏振、双折射比方，光学：干预、衍射、偏振、双折射…根本概念根本概念——导出概念导出概念8/20/202421、实物与场、实物与场三、大学物理学根本概念范畴的简单讨论三、大学物理学根本概念范畴的简单讨论物质的定义物质的定义：：客观实在性客观实在性……——无论无论实物实物还是还是场场…… 实物的实物的〔到目前〕〔到目前〕 十种形态十种形态日常条件日常条件 固、液、气、非晶态、液晶态固、液、气、非晶态、液晶态超高温超高温 等离子态：等离子态：恒星内部恒星内部…超高压超高压 超固态：恒星后期的超固态：恒星后期的“白矮星〞，原子被压碎白矮星〞，原子被压碎 中子态：恒星后期的中子态：恒星后期的“中子星〞中子星〞 ，原子核被压碎，原子核被压碎 黑洞黑洞…… 超低温超低温 超导态：比方，水银的温度将到超导态：比方，水银的温度将到4.173K，即，即 — 269℃℃时时… 超流态：比方，液态氦的温度将到超流态：比方，液态氦的温度将到2. 17K，， 出现超流动态出现超流动态…描述实物运动规律的理论：描述实物运动规律的理论：成熟的经典力学、热力学、电动力学；成熟的经典力学、热力学、电动力学； 不完全成熟的量子力学、不完全成熟的量子力学、不成熟不成熟现代宇宙学现代宇宙学⑴ ⑴ 关于实物关于实物8/20/20243量子力学的缺乏量子力学的缺乏①①主要侧重于实物粒子的波粒二象性，甚至没有把光当作粒子处理；主要侧重于实物粒子的波粒二象性，甚至没有把光当作粒子处理；②②在粒子的根底上谈其波动性在粒子的根底上谈其波动性——概率波概率波——波、粒二象性地位不平等；波、粒二象性地位不平等；③③实物粒子的波动性实物粒子的波动性——概率波概率波——不是真正物理波场；不是真正物理波场；④④不能描述粒子的产生与消失不能描述粒子的产生与消失——微观粒子的转化；微观粒子的转化；①①传递实物间相互作用的一种形态；传递实物间相互作用的一种形态；②②场是物质存在的根本形态；场是物质存在的根本形态；③③场可以量子化场可以量子化—— 波粒二象性波粒二象性④④场与实物并无定性区别：场与实物并无定性区别：—— 质能守恒质能守恒目前对场目前对场的认识的认识描述场运动规律的理论：描述场运动规律的理论：成熟的电动力学、不完全成熟的量子场论成熟的电动力学、不完全成熟的量子场论⑵ ⑵ 关于场关于场8/20/20244⑶⑶实物与场的统一：量子场论关于物质存在形式的根本观点：实物与场的统一：量子场论关于物质存在形式的根本观点： ① ①场是物质存在更根本的形态场是物质存在更根本的形态: : 场处于基态时场处于基态时————无能量、信无能量、信号释放；号释放； 实物粒子实物粒子————是场量子的激发是场量子的激发态；态； ② ②两种场两种场: : 实物粒子场实物粒子场—— —— 场量子是实物粒场量子是实物粒子：电子场、中子场子：电子场、中子场………… 相互作用场相互作用场—— —— 场量子是媒介粒场量子是媒介粒子：引力场、电磁场子：引力场、电磁场………… ③ ③真空是各种量子场的基态真空是各种量子场的基态————零零点振动和虚粒子点振动和虚粒子…… …… ④ ④实物粒子之间的相互作用表现为场实物粒子之间的相互作用表现为场之间的相互作用；之间的相互作用；实物粒子场实物粒子场 相互作用场相互作用场引力引力相互作用相互作用 电磁电磁相互作用相互作用 弱弱相互作用相互作用 强强相互作用相互作用 量子几何动力学量子几何动力学(引力场、实物粒子场引力场、实物粒子场) 量子电动力学量子电动力学(电磁场、电子场电磁场、电子场) 量子色动力学量子色动力学(胶子场、夸克场胶子场、夸克场) 统一场论统一场论〔引力场与电磁场的统一〕〔引力场与电磁场的统一〕 大统一理论大统一理论四种相互作用四种相互作用超统一理论，超对称理论超统一理论，超对称理论实物粒子场与实物粒子场与 相互作用场相互作用场 两种量子场的统一两种量子场的统一 量子味动力学量子味动力学(电磁场、电子场电磁场、电子场)8/20/20245狄拉克方程狄拉克方程 引力引力场场 电磁电磁场场 弱弱相互作用场相互作用场 强强相互作用场相互作用场 引力场方程引力场方程 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组 量子色动力学量子色动力学 相对论粒子方程相对论粒子方程 普罗卡方程普罗卡方程⑶⑶实物与场的统一：量子场论关于场的特性和实物粒子的特性实物与场的统一：量子场论关于场的特性和实物粒子的特性 ①①一切微观粒子一切微观粒子(实物粒子和媒介粒子实物粒子和媒介粒子 )都对应其量子场都对应其量子场(实物实物 粒子场和媒介粒子场粒子场和媒介粒子场) ②②实物粒子场实物粒子场(电子场电子场……)—— 没有经典场概念与其对没有经典场概念与其对应量应量; ③③相互作用场相互作用场(电磁场、引力场电磁场、引力场……)——有经典场概念有经典场概念与其对与其对 应量，是相互量子场的极限；应量，是相互量子场的极限； ④④任何量子场都是真实的物理波场，可以用波动方程描述；任何量子场都是真实的物理波场，可以用波动方程描述； 用算符进展描述其运动规律用算符进展描述其运动规律 ⑤⑤量子场的基态：量子场的基态：“真空态〞，彻底否认了脱离物质的绝真空态〞，彻底否认了脱离物质的绝对时空观；对时空观；实物实物粒子场粒子场8/20/20246⑷⑷ 大学物理学概念体系的尝试大学物理学概念体系的尝试1——“实物与场〞的角度实物与场〞的角度第一篇第一篇 宏观力学宏观力学第第1 1章章 低速范围的宏观力学低速范围的宏观力学————牛顿力学牛顿力学第第2 2章章 高速范围的宏观力学高速范围的宏观力学————狭义相对论狭义相对论第第3 3章章 万有引力场与天体力学万有引力场与天体力学第第4 4章章 广义相对论与宇宙学根底广义相对论与宇宙学根底第二篇第二篇 电磁场电磁场第第5章章 电荷与电场电荷与电场第第6章章 电流与磁场电流与磁场第第7章章 电磁感应电磁感应第第8章章 麦克斯韦方程组与电磁辐射麦克斯韦方程组与电磁辐射附录附录 高速运动的电荷与电场的磁场统一性高速运动的电荷与电场的磁场统一性8/20/20247⑴⑴两类粒子两类粒子⑵⑵ 两类波两类波 微观粒子微观粒子〔正、反粒子〕〔正、反粒子〕实物粒子实物粒子媒介粒子媒介粒子质子、中子、质子、中子、轻子〔电子、中微子〕轻子〔电子、中微子〕夸克夸克…引力子？引力子？光子光子中间玻色子中间玻色子… 介质波介质波 概率波概率波机械波：机械波：声波、水波声波、水波… 波粒二象性波粒二象性 ：光波、物质波〔德布罗意波〕：光波、物质波〔德布罗意波〕…●介质波：需要介质〔媒质〕，介质粒子的振动介质波：需要介质〔媒质〕，介质粒子的振动——能量的能量的传播，介质粒子没有迁移传播，介质粒子没有迁移……是一种经典的机械波；是一种经典的机械波；●概率波：无需介质〔媒质〕，波动场粒子可以脱离波源独立概率波：无需介质〔媒质〕，波动场粒子可以脱离波源独立的传播的传播——能量的传播；波强弱并非是波动场粒子的真实行能量的传播；波强弱并非是波动场粒子的真实行为，只是波动场粒子的可能出现的时空几率为，只是波动场粒子的可能出现的时空几率……是一种不完是一种不完备的量子观点、波粒二象性的描述；备的量子观点、波粒二象性的描述；2、粒子与波、粒子与波8/20/20248●介质波〔机械波〕波动方程介质波〔机械波〕波动方程★★平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数●对波函数求时间对波函数求时间t 的偏导数，得的偏导数，得●对波函数求传播空间对波函数求传播空间x 的偏导数，得的偏导数，得●综合，得综合，得 ←波动方程波动方程 物理学的典型方程之物理学的典型方程之一；一；麦克斯韦据此推麦克斯韦据此推断出光的电磁说断出光的电磁说★★设原点的扰动函数设原点的扰动函数——简谐运动简谐运动8/20/20249●概率波〔波粒二象性〕的薛定谔方程概率波〔波粒二象性〕的薛定谔方程●将该波函数对时间求导，得将该波函数对时间求导，得●将波函数求空间将波函数求空间x的偏导数，得的偏导数，得★★自由粒子的波函数自由粒子的波函数——平面波平面波同理可得同理可得★★自由粒子的能量和动量的关系自由粒子的能量和动量的关系三式相加得三式相加得8/20/202410★★算符算符●设力场的势能函数为，设力场的势能函数为， 那么那么●薛定谔方程薛定谔方程★★改写〔改写〔1〕〔〕〔2〕式〕式 近代物理学的典型近代物理学的典型方程之一；波恩解方程之一；波恩解释释——概率波概率波8/20/202411●目前大学物理〔普通物理学〕的概念体系目前大学物理〔普通物理学〕的概念体系力学；热学；电磁学；力学；热学；电磁学；波动与光学波动与光学——概念体系的错误；概念体系的错误；量子物理量子物理——伯克利物理教程伯克利物理教程——张三惠张三惠——分科的分科的……● 高中物理新课程标准体系高中物理新课程标准体系3-4 〔一〕机械振动与机械波；〔二〕电磁振荡与电磁波；〔一〕机械振动与机械波；〔二〕电磁振荡与电磁波；〔三〕光〔三〕光——干预、衍射和偏振；〔四〕相对论干预、衍射和偏振；〔四〕相对论⑶⑶ 关于两类波关于两类波( (介质波与概率波介质波与概率波) )科学思维科学思维⑷⑷关于两类波关于两类波( (介质波与概率波介质波与概率波) ) 研究方法研究方法●虽然宏观电磁波与机械波所遵从的数学规律是一样的，但虽然宏观电磁波与机械波所遵从的数学规律是一样的，但是其本质完全不同；是其本质完全不同；● 外表上降低了高中甚至大学生的学习难度，实际上可能殆外表上降低了高中甚至大学生的学习难度，实际上可能殆误了这些人才的终身创造力。

误了这些人才的终身创造力8/20/202412⑸⑸大学物理学概念体系的尝试大学物理学概念体系的尝试2——“2——“粒子与波〞的角度粒子与波〞的角度第三篇第三篇 振动与波振动与波第第9 9章章 振动振动————机械机械振动与电磁振荡振动与电磁振荡第第10章章 波动波动——机械波与电磁波机械波与电磁波第第11章章 光的波动性光的波动性第四篇第四篇 物质的波粒二象性物质的波粒二象性第第1212章章 光的二象性光的二象性第第1313章章 物质波物质波————量子力学根底量子力学根底第第1414章章 原子物理学原子物理学第五篇第五篇 大量粒子运动的宏观规律大量粒子运动的宏观规律第第1515章章 热力学热力学第第1616章章 统计物理学根底统计物理学根底8/20/202413⑴⑴ 单位单位秒：秒：①①一个一个“平太阳日〞的平太阳日〞的1/86400为为1秒；秒；1967年，铯年，铯-133 原子基态，在零磁场跃迁周期：原子基态，在零磁场跃迁周期：1秒秒=9192631770T。

米：米：②② 经过巴黎子午线经过巴黎子午线1/4千万为千万为1米；米；1米米=光在真空中经历光在真空中经历 1/299792458秒所经过的距离秒所经过的距离 〔在真空中的光速为普适〔在真空中的光速为普适 常数〕常数〕⑵⑵ 物理学的旧时空观物理学的旧时空观盖天说盖天说—地心说地心说：：①① 唯物地解释自然、生产实践、时间的无限性；唯物地解释自然、生产实践、时间的无限性；②② 绝对静止的存在、被宗教神学利用〔托马斯绝对静止的存在、被宗教神学利用〔托马斯·阿奎那阿奎那[TAguinas]〕〕代表人物：托勒密代表人物：托勒密 应当指出应当指出……旧时空模型旧时空模型 主要观点主要观点 ①① 成认时间、空间是客观存在的成认时间、空间是客观存在的②② 空间的空间的“上〞、上〞、“下〞观念是相对的；宇宙空间有限有中心，下〞观念是相对的；宇宙空间有限有中心，③③ 成认时间的无限性；成认时间的无限性；意义意义 ③③ 没有说明时间与空间、时空与物质、时空与物质运动之关系没有说明时间与空间、时空与物质、时空与物质运动之关系3、时间与空间、时间与空间8/20/202414⑶⑶ 物理学的经典时空观物理学的经典时空观哥白尼哥白尼—日心说：日心说：伽利略的主要奉献伽利略的主要奉献伽利略变换伽利略变换牛顿的主要奉献牛顿的主要奉献①① 成认时间、空间的客观实在性成认时间、空间的客观实在性将实验方法、数学方法引入物理学的研究将实验方法、数学方法引入物理学的研究惯性定律惯性定律低速宏观低速宏观伽利略相对性原理伽利略相对性原理经典时空模型经典时空模型 代表人物：哥白尼、代表人物：哥白尼、 伽利略、牛顿伽利略、牛顿哥白尼的主要奉献哥白尼的主要奉献“太阳中心说〞太阳中心说〞 取代取代“ 地球中心说〞地球中心说〞数学表达越简单越接近自然；数学表达越简单越接近自然；②② 建立了绝对的时空观建立了绝对的时空观(ⅰⅰ) 时间、空间彼此无关，各自独立；时间、空间彼此无关，各自独立；(ⅱⅱ) 时间一维单向时间一维单向——有始无终，有始无终，(ⅲⅲ) 空间三维的均匀性、各向同性和无限性空间三维的均匀性、各向同性和无限性; 超距、质点超距、质点……③③ 创造了微积分；发现了万有引力定律；建立了动力学三定律；创造了微积分；发现了万有引力定律；建立了动力学三定律；8/20/202415绝对时空观的功过是非绝对时空观的功过是非功功时间的均匀性时间的均匀性——能量守恒定律能量守恒定律空间的均匀性空间的均匀性——动量守恒定律动量守恒定律空间的各向同性空间的各向同性——角动量守恒定律角动量守恒定律过过时间与空间时间与空间——彼此无关彼此无关时间与空间时间与空间——与物质的运动状态无关与物质的运动状态无关同时性的绝对性同时性的绝对性——超距作用超距作用抛弃了旧的时空观；抛弃了旧的时空观；惯性系是等价的惯性系是等价的绝对静止的空间；绝对静止的空间；特殊的惯性系特殊的惯性系——以太以太⑷⑷ 狭义相对论的时空观〔高速、宏观、惯性系等价狭义相对论的时空观〔高速、宏观、惯性系等价〕〕①① 继承绝对时空观：继承绝对时空观： 时间的一维、均匀、无限；时间的一维、均匀、无限； 空间的三维、均匀、无限；空间的三维、均匀、无限；②② 开展了开展了“宇宙无中心〞的观点宇宙无中心〞的观点——时空对称原理时空对称原理③③ 建立建立四维时空坐标四维时空坐标——8/20/202416④ ④ 抛弃了绝对时时空观抛弃了绝对时时空观——相对时空观相对时空观洛仑兹变换洛仑兹变换时间与空间时间与空间皆与皆与物质的运动状态物质的运动状态有关有关空间空间间隔是间隔是相对的相对的时间时间间隔是间隔是相对的相对的同时性同时性是是相对的相对的光速不变原理光速不变原理爱因斯坦火车理想实验爱因斯坦火车理想实验←←运动的时间变慢运动的时间变慢←←运动尺子收缩运动尺子收缩8/20/202417由由 得得当当 时，有时，有⑥⑥ 同时性同时性不不同时同时的简单理论证明的简单理论证明⑤⑤ 同时性同时性不不同时同时的理想实验证明：的理想实验证明：爱因斯坦火车理想实验爱因斯坦火车理想实验8/20/202418⑦⑦ 四维四维时空间隔不变性时空间隔不变性时空相对、时空相对、赝欧几何、赝欧几何、惯性系等价惯性系等价注注1：： 狭义相对论的两条根本假定狭义相对论的两条根本假定光速不变原理光速不变原理相对性原理相对性原理注注2：： 狭义相对论的实验根底狭义相对论的实验根底迈克尔逊迈克尔逊—莫雷实验莫雷实验实验第一步实验第一步实验第二步实验第二步时间差时间差附加光程差附加光程差两步实验的条纹应当移动两步实验的条纹应当移动N=0.37个条纹，但是实验结果个条纹，但是实验结果N=08/20/202419第一束光在以太参照系的时间第一束光在以太参照系的时间t1〔光程〔光程 〕〕光束由分光板光束由分光板P射向射向M2需时间需时间1光束由光束由M2返回分光板返回分光板P需时间需时间2⑦⑦ 迈克尔逊迈克尔逊—莫雷实验的原理及其结果证明莫雷实验的原理及其结果证明 迈克尔逊干预仪迈克尔逊干预仪 8/20/202420第二束光在以太参照系的的时间第二束光在以太参照系的的时间t2t2〔光程〔光程 〕〕所以所以 8/20/202421所以得所以得实验第一步实验第一步同理得同理得实验第二步实验第二步时间差时间差对应附加光程差对应附加光程差两步实验的条纹位置，应当移动两步实验的条纹位置，应当移动N=0.37个条纹，个条纹，相当于明暗条纹互换位置，但是实验结果相当于明暗条纹互换位置，但是实验结果N=0此时，会有一个稳定的条纹分布此时，会有一个稳定的条纹分布此时，亦会有一个稳定的条纹分布此时，亦会有一个稳定的条纹分布8/20/202422⑸⑸ 广义相对论的时空观〔非惯性系与引力广义相对论的时空观〔非惯性系与引力场等价〕场等价〕①① 进一步开展了进一步开展了“宇宙无中心〞的观点宇宙无中心〞的观点——等效原理等效原理②② 补充了时空观念补充了时空观念依赖于依赖于物质分布的相对性物质分布的相对性——引力场方程引力场方程广义相对性原理：广义相对性原理：一切物理规律在任意参考系间等价一切物理规律在任意参考系间等价。

—— 运动的绝对性运动的绝对性③③ 补充了时空构造与物质分布的关系补充了时空构造与物质分布的关系—— 空间弯曲空间弯曲物质密度越大的地方物质密度越大的地方——统一时空弯曲的曲率越大统一时空弯曲的曲率越大空间越弯曲空间越弯曲时间流逝越慢时间流逝越慢引力张量；引力张量； 黎蔓曲率张量；黎蔓曲率张量； 时空度规张量时空度规张量 ；； 宇宙半径宇宙半径关于非关于非惯性系惯性系等效原理等效原理：：加速场与引力场等效；加速场与引力场等效；——无法区分无法区分8/20/202423⑹⑹ 广义相对论的近代引力理论广义相对论的近代引力理论——②② 宇宙宇宙空间空间是有限的还是无限的是有限的还是无限的——有限无边有限无边小小 尺度宇宙：尺度宇宙：渺观渺观——轻子、光子、夸克以下的层次轻子、光子、夸克以下的层次 微观微观——光子、质子、中子、原子核、原子、分子、有机物光子、质子、中子、原子核、原子、分子、有机物③③ 时间时间有始有终，还是无始无终？有始有终，还是无始无终？物理学物理学“宇宙〞的宇宙〞的“生死〞交替，构成了哲学生死〞交替，构成了哲学“宇宙〞的时间的无限性宇宙〞的时间的无限性……大尺度宇宙：大尺度宇宙： 宏观宏观——行星、恒星、恒星系统〔太阳系〕行星、恒星、恒星系统〔太阳系〕 宇观宇观——银河系、星系群、星系团之间的暗物质银河系、星系群、星系团之间的暗物质 胀观胀观——超星系团、总星系超星系团、总星系……无限宇宙无限宇宙…①① 大爆炸宇宙模型大爆炸宇宙模型——无限膨胀，直至消亡；无限膨胀，直至消亡；无限膨胀；无限膨胀；膨胀一定阶段，转化为收缩。

膨胀一定阶段，转化为收缩宇宙辐射背景；宇宙辐射背景；氦丰度氦丰度天体年龄天体年龄物理学的，物理学的，…？哲学的，？？哲学的，？……现代宇宙学现代宇宙学的理论根底的理论根底8/20/202424①① 时间和空间可能存在着一个最小限度时间和空间可能存在着一个最小限度——时间、空间量子化时间、空间量子化普朗克时间普朗克时间普朗克长度普朗克长度美国物理学家古斯〔美国物理学家古斯〔guth〕〕的暴胀宇宙模型：的暴胀宇宙模型：宇宙起源于物理点，而非数学点宇宙起源于物理点，而非数学点——超过以上范围，现今物理学理论已不适用超过以上范围，现今物理学理论已不适用假真空态假真空态——黑格斯场，黑格斯场， 其能量密度是原子核密度的其能量密度是原子核密度的 倍倍②② 宇宙并非起源于时间、空间和没有物质的宇宙并非起源于时间、空间和没有物质的“虚无〞虚无〞——假真空态假真空态③③ 真空也有复杂的构造真空也有复杂的构造真空真空——各种基态量子场各种基态量子场……⑺⑺ 量子理论的时空观及其现代宇宙学的时空观量子理论的时空观及其现代宇宙学的时空观秒秒④④ 量子理论的时空观在处理量子理论的时空观在处理渺观和胀观物质领域渺观和胀观物质领域遇到了困难，遇到了困难，……米米8/20/202425⑴⑴ 运动是绝对的运动是绝对的①① 哲学上的意义：哲学上的意义：物质与运动是不可分割的物质与运动是不可分割的③③ 相对性原理：相对性原理：一切一切动力学动力学规律的形式都规律的形式都 不因参照系的选择而改变不因参照系的选择而改变。

⑵⑵ 运动描述的相对性运动描述的相对性运动学运动学规律的形式会因不同参照系的选规律的形式会因不同参照系的选择而不同择而不同⑶⑶ 物理学只研究物质低级物理学只研究物质低级运动的形式运动的形式①① 低级运动形式的含义：机械运动和物理运动低级运动形式的含义：机械运动和物理运动——最根本的最根本的②② 低级运动形式的具体学科：低级运动形式的具体学科： 力学、热学、电磁学、光学力学、热学、电磁学、光学 原子物理学、原子核物理学原子物理学、原子核物理学 粒子物理学粒子物理学——量子物理学量子物理学大学物理学〔普通物理学〕大学物理学〔普通物理学〕②② 质能守恒质能守恒——广义的运动广义的运动 狭义的运动狭义的运动 参照系的本质特征是什么？参照系的本质特征是什么？4、运动与静止、运动与静止8/20/202426 2004年诺贝尔物理学奖三科学家分享共约年诺贝尔物理学奖三科学家分享共约136万美元万美元美国人：戴维美国人：戴维·格罗斯格罗斯 ，戴维，戴维·波利泽和弗兰克波利泽和弗兰克·维尔泽克维尔泽克 ●表彰他们表彰他们“对夸克的研究使科学更接近于实现对夸克的研究使科学更接近于实现它为它为“所有的事情构建理论〞的梦想所有的事情构建理论〞的梦想 〞。

〞瑞典国王于瑞典国王于10月月10日在斯德哥尔摩颁奖日在斯德哥尔摩颁奖诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中理学领域中 取得过最重要的发现或创造取得过最重要的发现或创造维尔泽克维尔泽克格罗斯格罗斯格罗斯格罗斯8/20/202427 2002年诺贝尔物理学奖三科学家分享共约年诺贝尔物理学奖三科学家分享共约100万美元万美元1、美国、美国2人：雷蒙德人：雷蒙德-戴维斯戴维斯 ，里卡多，里卡多-贾科尼贾科尼 2、日本、日本1人：小柴昌俊人：小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)●小雷蒙德－戴维斯来自于美国宾夕法尼亚大小雷蒙德－戴维斯来自于美国宾夕法尼亚大学物理天文学系，学物理天文学系，●小柴是日本东京大学初级粒子物理国际研究小柴是日本东京大学初级粒子物理国际研究中心已经东京大学的科学家，瑞典皇家科学院中心已经东京大学的科学家，瑞典皇家科学院认为他们认为他们“在天体物理学在天体物理学 领域做出卓越奉献，领域做出卓越奉献，尤其是他们发现了宇宙中的微中子〞尤其是他们发现了宇宙中的微中子〞●里卡多里卡多-贾科尼是另一位获奖的美国华盛顿特贾科尼是另一位获奖的美国华盛顿特区联合大学的科学家，表彰他区联合大学的科学家，表彰他“在天体物理学领在天体物理学领域取得的卓越成就，尤其是他的研究引导发现域取得的卓越成就，尤其是他的研究引导发现了宇宙了宇宙X射线源〞。

射线源〞3、瑞典国王于、瑞典国王于10月月10日在斯德哥尔摩颁奖日在斯德哥尔摩颁奖4、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中物理学领域中 取得过最重要的发现或创造取得过最重要的发现或创造8/20/202428 2005年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖 由美、德三个科学家共同获得，由美、德三个科学家共同获得， 分享共约分享共约130万美元万美元1、美国人：约翰、美国人：约翰·霍尔，罗伊霍尔，罗伊·格劳伯格劳伯2、德国人：特奥多尔、德国人：特奥多尔·亨施亨施●罗伊罗伊·格劳伯得一半，成就是对格劳伯得一半，成就是对“光粒子的特性光粒子的特性进展了理论描进展了理论描 述述——光学相干的量子理论〞光学相干的量子理论〞●约翰约翰·霍尔，特奥多尔霍尔，特奥多尔·亨施得另外一半，成就亨施得另外一半，成就是对是对“开发了基开发了基 于激光的高精度光谱技术，即以极高的精度于激光的高精度光谱技术，即以极高的精度确定原子和分子确定原子和分子 的光线颜色的光线颜色——光频梳技术，其以光频梳技术，其以15位的准位的准确度来衡量光确度来衡量光 频率成为可能；〞频率成为可能；〞●他们成就他们成就“可以构建非常鲜艳色彩〔单色〕的可以构建非常鲜艳色彩〔单色〕的激光，可以开激光，可以开 发高精度发高精度 的时钟，可以改进全球定位系统〞。

的时钟，可以改进全球定位系统〞3、瑞典国王于、瑞典国王于10月月10日在斯德哥尔摩颁奖日在斯德哥尔摩颁奖4、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中物理学领域中 取得过最重要的发现或创造取得过最重要的发现或创造8/20/202429 2006年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖 由两个美国科学家共同获得，由两个美国科学家共同获得， 分享共约分享共约140万美元万美元美国人：约翰美国人：约翰·马瑟：冲动和吃惊马瑟：冲动和吃惊……乔治乔治· 斯穆斯穆特：我很惊讶特：我很惊讶……●他们成就：他们成就：“发现了宇宙背景辐射的黑体形式和发现了宇宙背景辐射的黑体形式和各向异性〞：各向异性〞： 有助于研究早期宇宙有助于研究早期宇宙,并能帮助人们更多地了解并能帮助人们更多地了解星系和恒星的起源星系和恒星的起源 瑞典国王于瑞典国王于10月月10日在斯德哥尔摩颁奖日在斯德哥尔摩颁奖诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中学领域中 取得过最重要的发现或创造。

取得过最重要的发现或创造约翰约翰··马瑟马瑟 乔治乔治··斯穆特斯穆特 诺贝尔诺贝尔8/20/202430END-12、介质波与物质波的讨论、介质波与物质波的讨论3、物理学时空观的演变和开展物理学时空观的演变和开展问题与讨论问题与讨论1、现代物理学与经典物理学的根本区别、现代物理学与经典物理学的根本区别4、大学物理学概念表达的思考大学物理学概念表达的思考主要参考书目主要参考书目1、李忠，齐淑静、李忠，齐淑静 物理学概念教学研究物理学概念教学研究 清华大学出版社清华大学出版社2、牛顿、牛顿 自然哲学之数学原理自然哲学之数学原理 北京大学出版社北京大学出版社3、熊荣先、林辉，相对论与近代时空观、熊荣先、林辉，相对论与近代时空观 辽宁教育出版社辽宁教育出版社4、胡盘新等、胡盘新等 普通物理学思考题分析与拓展普通物理学思考题分析与拓展 高等教育出版社高等教育出版社 5、倪光炯，李洪芳、倪光炯，李洪芳 近代物理近代物理 上海科技出版社上海科技出版社6、、刘银春刘银春 大学物理教程大学物理教程————波与粒子波与粒子 机械工业出版社机械工业出版社 8/20/202431谢谢大家！谢谢！。