什么是物理学？现代观点认为，物理学是研究物质结构和基本运动规律的科学。也有人认为，它是研究自然界基本规律的科学，这是因为英文词physics 来源于希腊文，愿意就是自然。而中文的物理有两个含义，一是“物”的成分，即物质的结构和性质；二是“理”的成分，即物质的运动、变化规律，中文的含义与现代物理学定义颇为吻合。因此，自然界中的所有物质均在物理学的研究范围之内。把对物质的结构与性质的研究称为“物性”的研究，也有人称为物质科学；对机械运动、热运动、电磁运动以及原子与原子核等物理运动规律的研究称为“理性”研究，由此诞生了力学、热学、电磁学等分支学科及一些交叉学科。
一． 质点力学
质点的概念
质点的概念是：如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状，或者可以只考虑其平动，那么，我们就可以把物体当作是一个有一定质量的点，这样的点通常叫做质点。这我们可以通过以下三个方面来理解：
第一、 点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型，一个物体能否当作质点来处理 ，由
该物体的大小决定的。
第二、 点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型，一个物体能否当作质点来处理 ，是
由该物体的运动性质决定的。
第三、分子体积很小，可以将其视为质点；地球体积很大，不能将其当作质点。
很显然都是错的 位移和路程的区别
质点的位移和路径是两个完全不同的概念。当质点经一闭和路径回到原来的起始位置时，其位移为零，而路程则不为零。但在t ?取极限，即0→?t 的情况下，位移的大小与路程可视为没有区别。像“物体作直线运动时，位移的大小与路程一定相等。”这句话就显然是错误的。
瞬时速度和瞬时速率的区别
瞬时速度表示质点在某时刻的速度，它是一个矢量，既有大小又有方向，它的表达式为 v=dr/dt ，瞬时速度表示该时刻速度的大小，它是一个标量，它的表达式为v=ds/dt ，即路程对时间的导数。
牛顿第一定律的独立性问题
有人认为牛顿第一定律是第二定律的推论。牛顿第一定律是在实验事实的基础上加以外延而得到的。因为任何物体都不是孤立的，它必然会受到外界的某种作用，即受到力的作用，如果在实验中尽可能的减少物体受到的外力，发现物体的运动状态（即速度）改变较小。加俐略假设：如果物体在运动中不受任何外力作用时，那么它的速度将不会发生任何变化。这就是牛顿第一定律。牛顿第一定律是无法用实验直接验证的。而牛顿第二定律完全是实验事实的总结。牛顿第二定律并未说明物体不受力的情况。
另外，牛顿第一定律有它自身的物理意义和地位。在牛顿第一定律中引入了物体惯性的概念，物体企图保持原有运动状态的性质，称为惯性。又引入了力的概念，力是物体间的相互作用。
牛顿第一定律: 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。 几点说明：
（1）任何物体都具有惯性,牛顿第一定律又叫惯性定律。 （2）当物体受到其他物体作用时才会改变其运动状态,即其他物体的作用是物体改变运动状态的原因。
（3）此定律也称惯性定律，它是理想化抽象思维的产物，不能用实验严格验证；此定律仅适用于惯性系。
（4）惯性系：在一个参考系观察，一个不受力作用或处于平衡状态的物体，将保持静止或匀速直线运动的状态，这个参考系叫惯性系。 牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。
两点说明：
(1) 作用力、反作用力，分别作用于二物体，各产生其效果； (2) 作用力和反作用力是性质相同的力。 加速度
若物体原来静止，则不受力时一定保持静止状态；若原来处于运动状态，则以原来的速度沿直线运动。加速度是反映速度变化快慢的物理量，物体作匀速率运动时，其加速度不一定为零，若物体作直线运动，则其加速度为零，但在圆周运动中，加速度分为切向加速度和法向加速度，前者由速度变化大小引起，方向与速度方向相同，后者方向垂直于切向，所以只有法向加速度的运动一定是圆周运动。显然以下两种说法就是错误的：
第一、 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零。 第二、若物体的加速度为恒矢量，它一定作匀变速率运动。
例题：
1、一质点沿x 轴方向作直线运动，加速度a ＝常数，已知t = 0时，0x x =，0v v = 。 试证明：at v v +=0 ， 2002
1at t v x x ++= ， )(202
2x x a v v -=- 。 证明 由 dt
dv
a =
??=t v v adt dv 00
at v v +=0
由 dt
dx
v =
??+=t x x dt at v dx 00)(0
2
002
1at t v x x ++=
又由dx
dv
v dt dv a == ??=x x v v adx vdv 00
所以 )(202
02x x a v v -=-
2、 一质量为 m 的质点在力 F = F 0 － k t （式中F 0 和k 是常数）的作用下，沿x 轴作直线运动 。设t = 0时，质点位于x 0 = 0处，其初速度v 0 = 0，求质点在任意时刻的速度v 和位置x 。
解 dt dv m kt F =-0 ??-=t
v dt kt F m dv 0
00)(1
)2
1(12
0kt t F m v -=
F F '
-=
由 dt dx v = ??-=t x dt kt t F m dx 02
00)21(1
得 )6
121(132
0kt t F m x -=
3、一质点在半径为r = 0.10 m 的圆周上运动，其角坐标随时间变化的函数关系为342t +=θ.（θ的单位为rad ，t 的单位为s ）
（1）求 t = 2 s 时质点的法向加速度和切向加速度.（2）当切向加速度的大小恰等于总加速度大小的一半时，θ值为多少？
（3）t 为多少时，法向加速度和切向加速度的值相等？ 解 (1) 角速度 212t dt
d ==
θ
ω 在t = 2.0s 时，法向加速度和切向加速度的数值分别为 2222n s m 1030.2-=??==ωr a s
t 22s m 8.4-=?==dt
d r
a s
t t ω
（2）当22n 2
12/t t a a a a +=
=时， 有2
n
23a a t =， 即 [][]4
222
12243t r t r =
s 29.0s 3
21==t
此时刻的角位置为
rad 15.3423
=+=t θ (3)要使t a a =n , 则有 []
)24(122
2
t r t r = t = 0.55s
4、 质量为m = 2 kg 的质点，在力F = 12 t + 4 牛顿的作用下，沿x 轴作直线运动 ，已知t =
0时，质点位于x = 3 m 处，其初速度v 0 = 2 m .s －
1 。求质点在任意时刻的速度和位置 。 解 dt
dv m
t =+412 []dt t dv v
v t
?
?+=0
26
所以 2232
++=t t v 又由v = d x / d t ，有
dt t t dx x
x t
?
?++=0
2)223(
所以 322
3
+++=t t t x
5、一质点在oxy 平面内运动，其运动方程为
j t t i t r )2()2(2
+++=
其中r 和 t 的单位分别为m 和s .
试求：（1）质点的轨迹方程；（2）最初2 s 内的位移 ；（3）第2秒末的速度、加速度。 解 (1) x x y 22
-=
(2) t 1 = 0 时， i r 21= t 2 = 2 时， j i r
842+=
j i t r v 4+=??=
(3) j t i dt
r d v
)22(++== j a 2=
t = 2时， j i v
6+= j a 2=
练习：
1. 一质点在oxy 平面内运动，其运动方程为 j t i t r
)219(22
-+=
其中r 和 t 的单位分别为m 和s ，最初2 s 内的平均速度是多少？
2. 质点沿一半径为R 的圆周运动，当它运动一圈返回出发点后，其位移是多少？
3. 在半径R ＝ 1 m 的圆周上运动的质点，其速率与时间的函数关系为2
ct v =，其中c 为常数。求1s 末质点的切向加速度。
4. 一质点在xoy 平面内运动，其运动学方程为t v x 0=，2
2
1gt y =；则t 时刻质点的位置矢量=)(t r
？
5. 一质点沿半径为R 的圆周运动，当它运动一圈返回出发点后，其路程为多少？
6. 在半径R ＝ 2 m 的圆周上运动的质点，其速率与时间的关系为 ct v 2=，其中c 为常速数。求2 s 末质点的法向加速度。
7. 表示物体速度方向变化的加速度是什么?
8. 在半径R ＝ 2 m 的圆周上运动的质点，其角速度与时间的函数关系为3ct =ω，其中c 为常数。求1 s 末质点的切向加速度为
9. 以初速0v 竖直上抛一物体，已知在1t 秒末和2t 秒末物体两次通过同一高度h 处，求0v 。 10. 河宽为d ，靠岸处水流速度为零，中流的速度最快为0v ，从岸边到中流，流速按正比增大，某人以不变的划速u 垂直于流水方向离岸划去，求船的运动方程。
答案：1. j i 42-；2.0；3. 2 c ；4. j gt i t v r
202
1+=；5. 2πR ；6. 8c 2 ；7.法向加度；
8.6c ;9.
()212
1
t t g +;10.20t d u v x =，ut y =；
二．动量定理.动能定理.守恒定律
物质和能量之间的关系
物质是独立于人们意识之外，并能为人们的意识所反映的客观存在。它具有不灭性和可认识性。在自然界里，没有不运动的物质，也没有脱离物质的运动，运动是物质固有的属性。能量是物质相互作用和转化的量度。能量既不会产生，也不会消灭，而只能由一种形式转换为另一种形式。
自然界的物质之所以处于永恒的运动之中，就是由于物质间的相互作用支配着自然界的千变万化，形成了多种多样的物质运动形式。物理学作为自然科学的基础，以物质和能量作为起研究对象，旨在揭示自然界最基本和最普遍的规律。
因此，物质是能量的载体，能量是物质相互作用和转化的量度。物质和能量相互依存、相互等效。
动量守恒定律的应用
当质点系受的合外力恒为零时，质点系在任一时刻的总动量保持不变，质点系的内力不能改变质点系的总动量。在碰撞问题中，通常运用动量守恒定律。动量守恒定律运用到平动问题中。
动量和动能都与质量和速度有关，都是物体运动的量度，两者有何不同？
物体的动量和动能都是物体机械运动的一种量度，但每种量度适用于不同的范畴。当物体以机械运动的方式进行运动的传递，用动量来量度。如碰撞问题中，一物体失去动量的同时，另一物体获得相等的动量。物体动量的转移，反映了物体机械运动的转移。
若物体运动形式并不局限在机械运动的范畴，而是从一种运动形式转换为另一种运动形式，例如机械运动转换为热运动、或电磁运动时，物体的动能表示作机械运动的物体转换成其他形式运动的能力。
动量及动量定理、动能及动能定理、动量矩及动量矩定理是否与所选的参考系有关？
动量、动量矩、动能的大小与参考系的选择有关，因为在不同的参考系中运动质点的位置矢量、速度不同，因而动量、动量矩、动能的值就不同。
动量定理、动量矩定理、动能定理及其守恒条件都是由牛顿定律推导出来的结论。所以它们只能在惯性系中成立。在非惯性系中运用它们时，必须考虑惯性力的影响，否则在非惯性系中这些定理均失效。
功与动能之间的区别与联系
对于动量守恒定律应注意：动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的定律之一，它只在惯性参考系中成立；系统所受合外力必须为零。动量定理和动量守恒定律一样也只在惯性参考系中才成立且物体的动量都应相对于同一参考系。
功与动能之间的区别与联系：内力可以改变质点系的总动能，但内力不能改变质点系的总动量，只有外力作用才改变系统的总动量。内力虽不能改变质点系的总动量，但内力作用可改变系统内任一部分的动量
力与做功
万有引力作的功与重力作的功只与质点的起始和终了位置有关，而与所经过的路径无关。弹性力所做的功只有弹簧起始和终了的位置决定，而与弹性形变的过程无关。做功是否与路径有关是保守力与非保守力的本质区别。物体沿任意闭合路径运动一周时，保守力对它所作的功为零。
势能的值与位置的选取
势能的值与位置的选取有关。一般选地面的重力势能为零，引力势能的零点选在无穷远处，水平放置的弹簧处于平衡位置时，其弹性势能为零。弹性势能是由于各物体间具有保守力作
用而产生的，因而它是属于系统的，单独谈单个物体的势能是没有意义的。
例题：
1、如图所示，质量为m 的弹丸A ，穿过摆锤B 后，速率由v 减小为2
v
。已知摆锤的质量为m '=3m ，摆线长度为l ，如果摆锤能在铅直平面内完成一个完全的圆周运动，弹丸A 的速率v 至少应为多少？
解 碰 v m v
m
mv ''+=2 m ’作圆周运动 2
22
1)2(21v m l g m v m '''+'=''
m ’
在圆周最高点 l
v m g m 2'''='
可解得 gl v 56=
2、一人从10 m 深的井中提水，开始时，桶及桶中水的总质量为10 kg ，由于水桶漏水，每升高1 m 要漏去0.2 kg 的水。试求：（1）水桶被匀速地从井中提到井口，人所做的功；（2）若以a = 1 m.s -2的加速度将水桶从井中提到井口，人所做的功。 解 （1） F = 10g - 0.2gy 882)2.010(10
=-=
?
dy gy g W (J)
(2) m = 10 - 0.2y F – mg = ma 972)2.010()(10
10
=-+==
??
dy y g a Fdy W (J)
3、 如图所示，在弹簧原长位置处，质量为M 的物体具有向右的速度0V ，设弹簧的倔强系数为k ,物体与桌面之间的摩擦系数为k u ，问物体移动距离l 时
（1） 摩擦力作功多少？
（2） 作用在物体上的弹性力作功多少？ （3） 作用在物体上的其它力作功多少？ （4） 对物体作的总功是多少？
（5） 若已知M 、0v 、k u 、g 及k ，求l 的最大可能值。
解 （1）Mgl u Nl u A k k f -==θcos
（2）222
1210kl kl A k -=-
= （3）除摩擦力、弹性力以外，尚有重力和地面对物体的正压力，但它们都不作功。 （4）??
? ?
?
+-=+=221kl Mgl u A A A k k f 总 （6） 由动能原理得
2
022212121Mv Mv kl Mgl u k -=??
? ??+-
在上式中令0=v ，得 022
02=-+Mv Mgl u kl k
由此可算最大l 值 k
k M v
g M u Mg u l k k 24422
0222++-=
k
Mg
u kM v g M u k k -+=
20222
练习：
1. 在弹性限度内，将劲度系数为k 的轻弹簧，从原长开始缓慢拉伸长度l ，求系统的弹性势能.
2. 长度为l 的细绳上端系在天花板上，细绳下端系一质量为m 小球，把小球移至使细绳与竖直向下方向成0
60角的位置，然后由静止放开。当小球经过最低位置时，求重力所做的功。 3. 质量为m 的质点以初速度0v 沿半径为R 的圆周运动，当它运动二分之一个圆周后，求其动量增量的大小。
4. 将一质量为m 的质点以速度0v 水平抛出，求最初2 s 内质点动量增量的大小。
5. 长度为l 的细绳上端系在天花板上，细绳下端系一质量为m 小球，把小球移至使细绳处于水平位置，然后由静止放开。当小球经过最低位置时，重力做功的功率是多少？
6. 将一质量为m 的质点以速度0v 抛出，0v 与水平方向的夹角为 α ，最初2 s 内作用在 质点上合力的冲量方向是什么？
7. 在弹性限度内，将劲度系数为k 的轻弹簧，从原长开始缓慢拉伸长度l ,求系统的弹性势能的增量.
8. 将一质量为m 的质点以速度0v 水平抛出，从t = 1 s 到 t = 2 s 时间内质点动量增量的大小为多少？
9. 弹性势能为零的点一般选在弹簧处于原长状态，在弹性限度内，将劲度系数为k 的轻弹
簧，从原长开始缓慢拉伸长度l ，求系统的弹性势能. 答案： 1.
221kl ；2. mgl 2
1
；3. 2 m v 0 ；4. 2mg ;5. 0 ；6.竖直向下； 7. 221kl ; 8. mg ；9. 221kl .
题目：浅谈物理学与科学技术的关系姓名：李焘 专业：物理学类 学号：20112200207
浅谈物理学与现代科学技术的关系 摘要：科学技术的发展对我们的生活水平、生活方式、文化教育等方面的影响是极为深刻的．从日常的衣食住行中，处处可以感受到科学技术给我们生活带来的变化。各种合成纤维大大丰富了人们的衣着面料；农业的增产提供了丰富的食品，改善了人民的食品结构；至于汽车、飞机的发明和普及带给人们交通的方便、快捷；医学的进步提高了人民的健康水平，延长了平均寿命；教育的普及提高了人民的文化水平；电灯、电话、家用电器的普及大大方便了我们的生活……这样的例子不胜枚举。而这些发展却离不开物理学…… 关键词：物理学科学技术关系 一、物理学在现代科学技术发展中的作用与地位 现代科学技术正以惊人的速度发展。而在物理学中每一项科学的发现都成为了新技术发明或生产 方法改进的基础。 在18世纪以蒸汽机为动力的生产时 代，蒸汽机的不断提高改进，物理 学中的热力学与机械力学是起着相 当重要的作用的。 19世纪中期开始，电力在生产技术 中日益发展起来了，这是与物理中 电磁学理论建立与应用分不开的。 20世纪初相对论和量子力学的建立，诞生了近代物理，开创
了微电子技术的时代。半导体芯片,电子计算机等随之应运而生。可以毫不夸张的说，没有量子力学也就没有现代科技。 20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破，为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代，我国高温超导的研究走在世界的前列。 20世纪90年代发展起来的纳米技术，使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。 在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，使人类实现了飞天的梦想。 激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。 生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸（DNA）是存在于细胞核中的一种重要物质，它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许（著名实验物理学家）的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。 …… 物理学本身就是以实验为基础的科学，物理学实验既为物理学发展创造了条件，同时也为了现代工农业生产技术的研究打下了物质基础。
一． 狭 义相对论 1． 爱因斯坦的两个基本原理 2． 时空坐标变换 3． 45（1（2）0 m m γ= v = （3）0 E E γ= v =（4） 2222 C C C C v Pv Pv Pv P E E E E ==== 二． 量子光学基础 1． 热辐射 ① 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的辐射都能完全吸收的物体。 吸收比：(T)1B αλ、＝ 反射比：(T)0B γλ、＝ ② 基尔霍夫定律(记牢) ③ 斯特藩-玻尔兹曼定律 -vt x C v = β
B B e e ：单色辐射出射度 B E ：辐出度，单位时间单位面积辐射的能量 ④ 唯恩位移定律 m T b λ?= ⑤ 普朗克假设 h εν= 2． 光电效应 （1） 光电效应的实验定律： a 、n I ∝光 b 、 0 00a a a a e U ek eU e U ek eU e U ek eU e U ek eU νννν----＝＝＝＝ （23、 4 三． 1 ② 三条基本假设 定态，，n m n m h E E h E E νν=-=- ③ 两条基本公式 2210.529o n r n r n A == 12213.6n E E eV n n -== 2． 德布罗意波 20,0.51E mc h E MeV ν=== 22 mc mc h h νν== 电子波波长：
h mv λ= 微观粒子的波长： h h mv mv λλ= === 3． 测不准关系 x x P ???≥h 为什么有？会应用解题。 4．波函数 ① 波函数的统计意义： 例1① ② 例2．① ② 例3．π 例4 例5，，设 S 系中粒子例6 例7． 例8． 例9． 例10． 从钠中移去一个电子所需的能量是2.3eV ，①用680nm λ=的橙光照射，能否产生光电效应？②用400nm λ=的紫光照射，情况如何？若能产生光电效应，光电子的动能为多大？③对于紫光遏止电压为多大？④Na 的截止波长为多大？ 例11． 戴维森革末实验中，已知电子束的动能310k E MeV =，求①电子波的波长；②若电子束通过0.5a mm =的小孔，电子的束状特性是否会被衍射破坏？为什么？ 例12． 试计算处于第三激发态的氢原子的电离能及运动电子的德布罗意波长。 例13． 处于基态的氢原子，吸收12.5eV 的能量后，①所能达到的最高能态；②在该能态上氢原子的电离能？电子的轨道半径？③与该能态对应的极限波长以及从该能态向低能态跃迁时，可能辐射的光波波长？
海洋科学导论复习题 第一章绪论 2.海洋科学的研究对象和特点是什么？ 海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。 它们至少有如下的明显特点。首先是特殊性与复杂性。 其次，作为一个物理系统，海洋中水—汽—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星球上所未发现的。 第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。 3.海洋科学研究有哪些特点？ 海洋科学研究也有其显著的特点。首先，它明显地依赖于直接的观测。 其次是信息论、控制论、系统论等方法在海洋科学研究中越来越显示其作用。 第三，学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。 5.中国海洋科学发展的前景如何？ 新中国建立后不到1年，1950年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，1959年扩建为海洋研究所。1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。1959年在青岛建立山东海洋学院，1988年更名为青岛海洋大学。1964年建立了国家海洋局。此后，特别是80年代以来，又陆续建立了一大批海洋科学研究机构，分别隶属于中国科学院、教育部、海洋局等，业已形成了强有力的科研技术队伍。目前国内主要研究方向有海洋科学基础理论和应用研究，海洋资源调查、勘探和开发技术研究，海洋仪器设备研制和技术开发研究，海洋工程技术研究，海洋环境科学研究与服务，海水养殖与渔业研究等等。在物理海洋学、海洋地质学、海洋生物学、海洋化学、海洋工程、海洋环境保护及预报、海洋调查、海洋遥感与卫星海洋学等方面，都取得了巨大的进步，不仅缩短了与发达国家的差距，而且在某些方面已跻身于世界先进之列。 第二章地球系统与海底科学 3.说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。 地表海陆分布：地球表面总面积约5.1×108km2，分属于陆地和海洋。 地球上的海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋；而陆地是相互分离的，故没有统一的世界大陆。在地球表面，是海洋包围、分割所有的陆地，而不是陆地分割海洋。
高中物理运动学公式总结 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
高中物理运动学公式总结 一、质点的运动——直线运动。 1）匀变速直线运动。 1、平均速度；t x V =定义式平均速率；t s V = 2、有用推理ax Vo Vt 222=- 3、中间时刻速度；202V Vt V Vt +==平 4、末速度Vt=V0+at 5、中间位置速度2 2220Vt V Vx += 6、位移 t 2t 2a t 0t t 2V V V s =+==平 7、加速度t V Vt a 0 +=（以V0为正方向，a 与V0同向[加速]a ?0,反向则a ＜0） 8、实验推论；S1-S2=S3-S2=S4-S3= =?x=a t 2 9、初速度为0n 个连续相等的时间内s 的比；s1:s2:s3 :Sn=1:3:5 :（2n-1） 10、初速度为0的n 个连续相等的位移内t 之比； t1:t2:t3 :tn=1:（12-0）:（23-）: :（1--n n ） 11、a=t n m Sn Sm 2--（利用上个段位移，减少误差---逐差法） 12、主要物理量及单位：初速度V0= s m ；加速度a=s m 2；末速度Vt= s m 1s m =h k m 注； 1平均速度是矢量， 2物体速度大，加速度不一定加大 2)自由落体运动 1初速度V0=0 2末速度Vt=gt 23下落高度）位置向下计算从00(22V g h t = 4推论t 2V =2gh 注； 1自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律。
现代物理学在航天技术中的应用 我国航天技术持续的不断发展，为我国空间科学的发展以及空间探测奠定坚实的基础。空间的物理学研究将不仅带动我国基础科学研究，而且将引领我国航天技术水平的进一步提高，有效促进空间科学与航天科技水平的协调发展。自上世纪90年代开始，我国利用“神舟”号飞船和返回式卫星，在空间材料和流体物理以及空间技术研究等领域开展了大量实验研究，取得一批重要成果。根据我国空间科学中长期发展规划，将利用返回式卫是进行微重力科学实验，同时探讨进行引力理论验证的专星方案。空间的物理学研究涉及空间基础物理、微重力流体物体、微重力燃烧、空间材料科学和空间生物技术等学科领域。空间基础物理涉及当今物理学的许多前沿的重大基础问题，在科学上极为重要，在我国还是薄弱领域。随着我国经济实力的增长，应该适时地安排引力理论家验证的专星研究。一、空间引力实验与引力波探测基础物理实验研究检验现有引力理论的假设和预言、寻找新的相互作用和引力波探测将为认识引力规律和四种相互作用的统一理论提供实验依据。加强空间引力实验和空间天文观测对于我国在空间基础科学领域参与国际竞争和发展高新空间技术具有重要牵引意义。与会专家认为应开展如下研究工作: 1、空间等效原理实验检验(TEPO); 2、空间微米作用程下非牛顿引力实验检验(TISS); 3、激光天文动力学空间计划(ASTROD); 4、空间引力波探测。 二、空间的冷原子物理和原子钟研究 冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。为了突破地面实验的温度极限和空间尺度，增加测量时间，以便进行更高精度的测量和探索新的物理现象，在微重力环境下进行冷原子物理实验是非常必要的。专家建议开展如下研究工作: 1、空间实验室中的物质波及其相干性研究; 2、微重力条件下用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚探索物理极限; 3、空间超高精度微波原子钟; 4、空间高精度光钟。 三、微重力流体物理 微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺
现代物理基础丛书 1《现代声学理论基础》马大猷著 2《物理学家用微分几何》（第二版）侯伯元、侯伯宇著 3《数学物理方程及其近似方法》程建春编著 4《计算物理学》马文淦编著 5《相互作用的规范理论》（第二版）戴元本著 6《理论力学》张建树、孙秀泉、张正军编著 7《微分几何入门与广义相对论》（上册）（第二版）梁灿彬、周彬著8《物理学中的群论》（第二版）马中骐著 9《辐射和光场的量子统计理论》曹昌祺著 10《实验物理中的概率和统计》（第二版）朱永生著 11《声学理论与工程应用》何琳、朱海潮、邱小军、杜功焕编著12《高等原子分子物理学》（第二版）徐克尊著 13《大气声学》（第二版）杨训仁、陈宇著 14《输运理论》（第二版）黄祖洽、丁鄂江著 15《量子统计力学》（第二版）张先蔚编著 16《凝聚态物理的格林函数理论》王怀玉著 17《激光光散射谱学》张明生著 18《量子非阿贝尔规范场论》曹昌祺著 19《狭义相对论》（第二版）刘辽、费保俊、张允中编著 20《经典黑洞和量子黑洞》王永久著
21《路径积分与量子物理导引—现代高等量子力学初步》侯伯元、云国宏、杨战营编著22《量子光学导论》（第二版）谭维翰著 23《全息干涉计量——原理和方法》熊秉衡、李俊昌编著 24《实验数据多元统计分析》朱永生编著 25《微分几何入门与广义相对论》（中册）（第二版）梁灿彬、周彬著 26《中子引发轻核反应的统计理论》张竞上著 27《工程电磁理论》张善杰著 28《微分几何入门与广义相对论》（下册）（第二版）梁灿彬、周彬著 29《经典电动力学》曹昌祺著 30《经典宇宙和量子宇宙》王永久著 31《高等结构动力学》（第二版）李东旭编著 32《粉末衍射法测定晶体结构(上册)X射线衍射结构晶体学基础》（第二版）梁敬魁编著32《粉末衍射法测定晶体结构(下册)X射线衍射在材料科学中的应用》（第二版）梁敬魁编著 33《量子计算与量子信息原理》[意] Giuliano Benenti、Giulio Casati、Giuliano Strini 著王文阁李保文译 34《近代晶体学》（第二版）张克从著 35《引力理论》王永久著 36《低温等离子体——等离子体的产生、工艺、问题及前景》[俄]В. М. 弗尔曼、[俄]И. М. 扎什京编著邱励俭译 37《量子物理新进展》（第二版）梁九卿、韦联福著 38《电磁波理论》葛德彪、魏兵著
第一部分：运动学公式 第一章 1、平均速度定义式：t x ??=/υ ① 当式中t ?取无限小时，υ就相当于瞬时速度。 ② 如果是求平均速率，应该是路程除以时间。请注意平均速率是标量；平均速 度是矢量。 2、两种平均速率表达式（以下两个表达式在计算题中不可直接应用） ③ 如果物体在前一半时间内的平均速率为1υ，后一半时间内的平均速率为2υ， 则整个过程中的平均速率为2 2 1υυυ+= ④ 如果物体在前一半路程内的平均速率为1υ，后一半路程内的平均速率为2υ， 则整个过程中的平均速率为2 12 12υυυυυ+= ⑤ ??? ????====t x t x 路 位时间路程平均速率时间位移大小平均速度大小 3、加速度的定义式：t a ??=/υ ⑥ 在物理学中，变化量一般是用变化后的物理量减去变化前的物理量。 ⑦ 应用该式时尤其要注意初速度与末速度方向的关系。 ⑧ a 与υ同向，表明物体做加速运动；a 与υ反向，表明物体做减速运动。 ⑨ a 与υ没有必然的大小关系。
第二章 1、匀变速直线运动的三个基本关系式 ⑩ 速度与时间的关系at +=0υυ ? 位移与时间的关系2 02 1at t x + =υ (涉及时间优先选择，必须注意对于匀减速问题中给出的时间不一定就是公式中的时间，首先运用at +=0υυ，判 断出物体真正的运动时间) ? 位移与速度的关系ax t 22 02=-υυ （不涉及时间，而涉及速度） 一般规定0v 为正，a 与v 0同向，a ＞0(取正)；a 与v 0反向，a ＜0（取负) 同时注意位移的矢量性，抓住初、末位置，由初指向末，涉及到x 的正负问题。 注意运用逆向思维： 当物体做匀减速直线运动至停止，可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。 （1）深刻理解： ?? ?要是直线均可。运动还是往返运动，只轨迹为直线，无论单向 指大小方向都不变加速度是矢量，不变是 加速度不变的直线运动 （2）公式 （会“串”起来） 222122 022 02200t x t t v v v ax v v t at t v x at v v += ?=-??? ???+=+=得消去基本公式 ① 根据平均速度定义V =t x =??? ??? ?=?++=++=+=+2000002 02122)(2121t t v t a v v v at v v at v t at t v ∴V t/2 =V = V V t 02 +=t x ② 推导： 第一个T 内 2021aT T v x +=I 第二个T 内 212 1 aT T v x +=∏ 又aT v v +=01 ∴?x =x Ⅱ-x Ⅰ=aT 2 故有，下列常用推论： a ，平均速度公式：()v v v += 02 1 b ，一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度：()v v v v t += =02 2 1
高中物理运动学公式总结 一、质点的运动——直线运动。 1）匀变速直线运动。 1、平均速度；t x V =定义式平均速率；t s V = 2、有用推理ax Vo Vt 222=- 3、中间时刻速度；202V Vt V Vt +==平 4、末速度Vt=V0+at 5、中间位置速度2 2220Vt V Vx += 6、位移 t 2t 2a t 0t t 2V V V s =+==平 7、加速度t V Vt a 0 +=（以V0为正方向，a 与V0同向[加速]a ?0,反向则a ＜0） 8、实验推论；S1-S2=S3-S2=S4-S3=ΛΛ=?x=a t 2 9、初速度为0n 个连续相等的时间内s 的比；s1:s2:s3ΛΛ:Sn=1:3:5ΛΛ:（2n-1） 10、初速度为0的n 个连续相等的位移内t 之比； t1:t2:t3ΛΛ:tn=1:（12-0）:（23-）:ΛΛ:（1--n n ） 11、a=t n m Sn Sm 2--（利用上个段位移，减少误差---逐差法） 12、主要物理量及单位：初速度V0= s m ；加速度a=s m 2；末速度Vt=s m 1s m =h k m 注； 1平均速度是矢量， 2物体速度大，加速度不一定加大 2)自由落体运动 1初速度V0=0 2末速度Vt=gt 23下落高度）位置向下计算从00(22 V g h t = 4推论t 2V =2gh 注； 1自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律。
2a=g=s 2m ≈10s 2m (重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平底小，方向竖直向下）3) 竖直上抛运动 1位移S=Vot-22 gt 2末速度Vt=Vo-gt 3有理推论02 2V Vt -=-2gs 4上升最大高度Hm= g Vo 22（从抛出到落回原位置的时间） 5往返时间g t Vo 22= 注； 1全过程处理：是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值。 2分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性。 称性上升与下落过程具有对3：1如在同点，速度等值反向。 2上升过程经过两点所用时间与下落过程经过这两点所 用时间相等。 物理规律汇总 1）相互作用力 1重力 【1】方向竖直向下，但不一定与接触面垂直，不一定指向地心。（除赤道与两级） 【2】重力是由地球的引力而产生，但重力≠引力(除两级) 2弹力 【1】绳子的拉力方向总是沿着绳，且指向绳子收缩的方向。、 【2】同一根绳子上的力相同。 【3】杆的力可以是拉力，也可以是推力。方向可以沿各个方向。 3摩擦力 【1】摩擦力不一定是阻力，也可以使动力。 【2】受滑动摩擦力的物体也可能是静止的。 【3】受静摩擦力的物体也可能是运动的。 2）牛顿运动定律 1力是改变物体运动状态的原因， 2力是产生加速度的原因， 3物体具有加速度，则物体一定具有加速度，物体具有加速度，则一定受力。 4质量是惯性大小的唯一量度， 5物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态， 6物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态。 打点计时器
《现代科学技术概论》题库及答案 一、填空题 1. 按照研究过程的不同可将研究分为__________、__________和开发研究。 2. 古希腊数学的最高成就体现在亚历山大时期的___________，他的不朽著作_____________，把前人的数学成果用公理化的方法加以系统的整理和总结。 3. 古代中国的四大发明是指造纸、______、印刷和______。 4. 近代科学革命是以________创立的日心说为开端，宣告了神学宇宙观的破产，比利时的解剖学家维萨里的___________一书，揭开了医学领域的革命序幕。 5. 拓扑学是用________研究几何图形在_____________下保持不变的性质。 6. 狭义相对论的两条基础原理分别是________________和_________________。 7. 德国物理学家海森堡和奥地利物理学家薛定谔分别于1925年和1926年创立了两种不同形式的量子力学____________和____________。 8. ____和______，揭开了原子能时代的序幕，标志着原子核物理学进入了一个新的发展阶段。 9. 广义相对论表明：在引力场中，空间的弯曲程度取决于__________________，物质密度大的地方，引力场也大，空间的弯曲也__________。 10. 计算机系统由________和________组成。 11. 迄今为止的计算机都是基于匈牙利数学家___________的___________思想设计而成的。 12. 网络拓扑结构是指网络中计算机之间物理连接的方式，较常见的拓扑结构有___________、总线结构、环形结构、___________和树形结构。 13. 对应于研究的种基本类型可以将科学分为基础科学、_________和_________。 14. 古希腊成就最伟大的物理学家是___________，被誉为“力学之父”，他在静力学方面的主要成果是用逻辑方法证明了_____________并给出了数学表达式、发现浮体定律、提出计算物体重心的方法等，这在当时达到世界的最高水平。 15. 我国古代著名的数学家_____________发现了圆周率，比欧洲早近1000年。明代时的李时珍著有_____________一书，记载有1892种药物，方剂11000个。 16. 中国古代著名的三大技术是指陶瓷技术、_________和__________。 17. 牛顿是提出了运动三定律和______________，使力学成为一个完整的理论体系，他________________________，被誉为近代科学史上最伟大的著作。 18. 法国的科学家拉瓦锡提出了燃烧的_________学说，牛顿和___________发明了微积分。 19. __________发明了蒸汽机，把人类带入“蒸汽时代”，意大利的___________发明了电池。 20. 1755年，康德和拉普拉斯提出了关于太阳系起源的___________。第一个提出生物进化论的是法国动物学家___________。 21. 新达尔文主义的代表人物是_________，他提出种质选择论，19世纪50-60年代，奥地利的科学家_________发现了遗传定律。 22. 突变理论主要以_________和奇点理论为工具，通过对稳定性和_________的研究，提出系列数学模型，以解释自然社会现象中所发生的不连续的变化过程。 23. 化学键主要有_________、共价键和_________。 24. 蛋白质的基本结构单位是__________，核酸的基本结构单位是___________。 25. 生殖细胞包括__________和_____________。
高中物理运动学公式总结 一、质点的运动——直线运动。 1）匀变速直线运动。 1、平均速度； t x V = 定义式平均速率； t s V = 2、有用推理ax Vo Vt 22 2 =- 3、中间时刻速度；2 2V Vt V Vt += =平 4、末速度Vt=V0+at 5、中间位置速度2 2 2 2 Vt V Vx += 6、位移 t 2t 2 a t 0t t 2 V V V s = +==平 7、加速度t V Vt a 0 += （以V0为正方向，a 与V0同向[加速]a ?0,反向则a ＜0） 8、实验推论； S1-S2=S3-S2=S4-S3= =? x=a t 2 9、初速度为0n 个连续相等的时间内s 的比；s1:s2:s3 :Sn=1:3:5 :（2n-1） 10、初速度为0的n 个连续相等的位移内t 之比； t1:t2:t3 :tn=1:（12-0）:（23- ）: :（ 1-- n n ） 11、a= t n m Sn Sm 2 --（利用上个段位移，减少误差---逐差法） 12、主要物理量及单位：初速度V0=s m ；加速度a=s m 2 ；末速度Vt= s m 1 s m =3.6 h km 注； 1平均速度是矢量， 2物体速度大，加速度不一定加大 2)自由落体运动 1初速度V0=0 2末速度Vt=gt 23下落高度 ） 位置向下计算 从00(2 2 V g h t = 4推论t 2 V =2gh
注； 1自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律。 2a=g=9.8s 2 m ≈10s 2 m (重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平底小，方向竖直向下） 3)竖直上抛运动 1位移S=V o t- 22 gt 2末速度Vt=V o-gt 3有理推论0 2 2 V Vt -=-2gs 4上升最大高度H m= g Vo 22 （从抛出到落回原位置的时间） 5往返时间g t Vo 2 2= 注； 1全过程处理：是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值。 2分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性。 称性上升与下落过程具有对 3：1如在同点，速度等值反向。 2上升过程经过两点所用时间与下落过程经过这两点所 用时间相等。 物理规律汇总 1）相互作用力 1重力 【1】方向竖直向下，但不一定与接触面垂直，不一定指向地心。（除赤道与两级） 【2】重力是由地球的引力而产生，但重力≠引力(除两级) 2弹力 【1】绳子的拉力方向总是沿着绳，且指向绳子收缩的方向。、 【2】同一根绳子上的力相同。 【3】杆的力可以是拉力，也可以是推力。方向可以沿各个方向。 3摩擦力 【1】摩擦力不一定是阻力，也可以使动力。 【2】受滑动摩擦力的物体也可能是静止的。 【3】受静摩擦力的物体也可能是运动的。 2）牛顿运动定律 1力是改变物体运动状态的原因， 2力是产生加速度的原因， 3物体具有加速度，则物体一定具有加速度，物体具有加速度，则一定受力。 4质量是惯性大小的唯一量度， 5物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态， 6物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态。
1.物理学与现代科技 物理学（physics）一词起源于古希腊，拉丁文原意是“自然”。自公元前七世纪，物理 学就以自然哲学的形式从人类的生产劳动中萌芽出来，先后经历了古代物理学、经典物理学、近代物理学和现代物理学四个阶段。物理学是研究物质的最基本、最普遍的运动形式以及物 质的基本结构的科学。 20世纪50年代以来的当代物理学已经发展成为一个相当庞大的学 科群，包括了高能物理（粒子物理）、原子核物理、等离子体物理、凝聚态物理、原子分子 物理、光物理、声学、计算物理和理论物理等主体学科以及难以数计的分支学科。物理学内 部各个分支学科的渗透和交叉，物理学和化学、生物学、材料科学、天文学等其他学科的渗 透和交叉，又产生了许多新的、富有生命力的边缘学科，形成了众多极有发展前途的科学前沿。当代物理学还呈现出高速发展的趋势，现代物理学中90%的知识是1950年以后取得的。其发展之快，分支之多，变化之大，已使人们很难及时作出全面的概括。近、现代物理学革 命带来了科学图景的巨大变革：相对论打破了经典力学的绝对时空观，量子力学打破了可控 测量过程的梦想，混沌粉碎了拉普拉斯的机械决定论……。无论从外延还是从内涵上看，当 今物理均处于较高地位，从经典物理不能线性导出当今物理。这其间的范式转换，不仅涉及 具体科学知识的变化，更主要的体现在基本思想、基本观念的变革。 当代物理学研究的综合性、深入性、复杂性、创新性和可应用性，都呈现出鲜明的时代特点。物理学在21世纪发展的全景，人们无法作出全面的预测。只能根据我们目前的认识水平，根据当代物理学发展的状况和特点，对21世纪最初几十年的发展趋势作“豹斑之窥”。大体说来，在科学技术整体发展的推动下，物理学仍将加速地发展和分化，同时又会出现更多的渠道，增强各个分支之间的交叉和非线性作用，导致更为广泛和深刻的综合，朝着各个分支学科不断深入而整体领域综合交叉的整体化方向进展。p.c.w戴维斯指出：“物理学是最自负的一门科学，物理学家把理解宇宙的奥秘视为自己的职责。而其他科学家只局限于研究一些具体的东西……像神学家一样，物理学家不承认任何系统在原则上处于他们的研究范围之外。” 物理学作为精密科学的典范，并以其探索视野的广阔性、研究层次的广谱性、理论适用的广泛性，在今后很长时期内仍将发挥其中心科学和基础科学的作用。它也仍将不断地推出新思想、新原理和新方法，孕育出功能奇特、威力巨大的新技术，成为新技术和新兴产业部门的源泉和生长点。物理学与未来高新技术将更加紧密地发生融合，互相促进，协同发展，成为科学技术革命深入发展的主旋律；物理科学技术领域愈来愈频繁出现的突破性进展，将会更加吸引社会公众对物理学事业发展的热切关注。 近10多年来，关于非平衡统计物理学的研究前景也十分诱人，非平衡相变、耗散结构、协
一、填空题（每空2分,总20分，） 1．宇宙大爆炸理论最令人信服的证据是__ _____。 2．19世纪末由物理学领域所谓“两朵乌云”引发的革命，最终产生了和两大理论。 3．光年是一个量度宇宙恒星之间距离的单位，记作LY。1光年等于光在1年内走过真空的路程，约为万亿km。 4．人类基因组计划于年开始实施，中国科学家承担了1%的测序任务。 5．火星密度与地球差不多，但其赤道半径差不多是地球赤道半径的倍，它要比地球小许多，引力也小许多，因此这是它大气稀薄的重要原因。6．2005年10月我国的号飞船顺利升空和安全着陆，首次进行了多人多天的飞行，标志着我国航天技术又迈出重要一步。 7．基因是分子上具有效应的特殊片段。 8．达尔文于年出版了划时代的着作《物种起源》。 9．基因工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程统称为。 10．地核又分为外核E层和内核G层，其中E层是态，中间是一个过渡的F层。海底扩张的速率大约是每年。 11．复合材料中一种材料作为，另一种材料作为。与第一、二代复合材料相比，第三代复合材料主要是在方面作了改进。12．一纳米(nanometer)等于米。 13．通常用于测定年代方法的放射性同位素是。 14、以光谱或温度为横坐标，光度或绝对星等为纵坐标的图谱叫图。处在该图左上方到右下方的对角线狭窄带区内的恒星为星。 15、核反应有和两种方式，都能产生巨大的原子能。 16、是标志集成电路水平的一项重要指标，即指在一定面积的硅片上所集成的晶体管元件的。 17、2005年10月我国的号飞船顺利升空和安全着陆，首次进行了多人多天的飞行，标志着我国航天技术又迈出重要一步。 18、从DNA上取出单个基因所使用的特殊“手术刀”叫。 19、彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙大爆炸理论所预言的，他们因此而获得1978年度的诺贝尔物理学奖。 20、α粒子就是带有电荷的核。1911年卢瑟福曾用它轰击金箔，发现了原子核的存在，在此基础上他提出了的原子模型。 21、初始质量在~倍太阳质量之间的恒星最终将演化成。 22、科学是反映客观事物本质和运动规律的；技术既有属性，又有属性。 23、1543年波兰天文学家哥白尼在《》中提出日心说，把从宗教神学的束缚下解放出来。 24、近代实验物理学的奠基者是，他倡导了
第一章 1、平均速度定义式：t x ??=/υ ① 当式中t ?取无限小时，υ就相当于瞬时速度。 ② 如果是求平均速率，应该是路程除以时间。请注意平均速率与平均速度在大小上面的区别。 2、两种平均速率表达式（以下两个表达式在计算题中不可直接应用） ③ 如果物体在前一半时间内的平均速率为1υ，后一半时间内的平均速率为2υ，则整个过程中的 平均速率为2 2 1υυυ+= ④ 如果物体在前一半路程内的平均速率为1υ，后一半路程内的平均速率为2υ，则整个过程中的 平均速率为2 12 12υυυυυ+= ⑤ ??? ????====t x t x 路位时间路程平均速率时间位移大小平均速度大小 3、加速度的定义式：t a ??=/υ ⑥ 在物理学中，变化量一般是用变化后的物理量减去变化前的物理量。 ⑦ 应用该式时尤其要注意初速度与末速度方向的关系。 ⑧ a 与υ同向，表明物体做加速运动；a 与υ反向，表明物体做减速运动。 ⑨ a 与υ没有必然的大小关系。 第二章 1、匀变速直线运动的三个基本关系式 ⑩ 速度与时间的关系at +=0υυ ? 位移与时间的关系2 02 1at t x + =υ (涉及时间优先选择，必须注意对于匀减速问题中给出的时间不一定就是公式中的时间，首先运用at +=0υυ，判断出物体真正的运动时间) 一般规定0v 为正，a 与v 0同向，a ＞0(取正)；a 与v 0反向，a ＜0（取负) 同时注意位移的矢量性，抓住初、末位置，由初指向末，涉及到x 的正负问题。 注意运用逆向思维： 当物体做匀减速直线运动至停止，可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。 （1）深刻理解： ? ??要是直线均可。运动还是往返运动，只轨迹为直线，无论单向指大小方向都不变 加速度是矢量，不变是加速度不变的直线运动 （2）公式 （会“串”起来）
2、现代物理学的辉煌成就 二十世纪物理学对人类的思维方式和社会发展做出了三方面的重要贡献：第一，相对论、量子力学和它们相结合产生的量子场论从根本上改变了人类对时空和宇宙万物的看法，使人们从绝对的决定论的宇宙观变为辩证的唯实的宇宙观。第二，二十世纪物理学是带头的学科，它带动了化学、天文、材料、能源、信息等学科的发展，它为生物、医疗、地学、农业提供了强大的探测手段和研究方法。物理学在半导体、集成电路、激光、磁性、超导等方面的发现奠定了信息革命的科学基础。它推动了高技术产业的发展，引发了以微电子、光电子和微光机电技术为核心的工业革命，由物理学研究衍生的新技术和新产品层出不穷，从根本上改变了人们的生产方式和生活方式。第三，通过计算机的帮助，应用古典物理理论讨论流体运动和气象预报时，发现了自组织、混沌和分形等现象。随后发现，这是普遍存在于非线性相互作用的开放系统中的现象，生命系统和社会系统也不例外。物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸，二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器，实验得出的结果。物理学从研究角度及观点不同，可分为微观与宏观两部分，宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果，是最早期就已经出现的，微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。现今物理学（狭义与广义相对论、量子力学和量子场论及其发展如标准模型（包含弱电统一理论和量子色动力学））已经把目前实验能触及到的领域都涵盖进去了。从尺度讲，包含从10-17米的极微观到1026米的宇观范围；从能量角度讲，已经到达现在LHC的TeV能标。所以现在的新物理，都只能出现在：（1）10-17米以下尺度（检验超对称、超弦是否存在，检验超引力及量子引力）；（2）从星系尺度到1026米的宇观尺度（检验所谓的暗物质、暗能量是否存在及其本质）；（3）在LHC的TeV 能标之上，解决标准模型（弱电统一理论和量子色动力学）中出现的一些疑难。虽然标准模型整个框架已经确定，应该也不存在什么问题，但模型本身提出了不少更为本质的疑问，暗示着新的发展路线。标准模型现在的情况就好比1900－1926年的旧量子论，未来还将存在TeV能标以上的新物理，包括弱、电、强力三者的统一（大统一理论）。（4）超低能低温下的丰富的对称破缺。这是凝聚态物理的事情。能量标度上升，对称性增高及得以恢复，各种力都走向同一，物理学趋向统一，所以大统一理论（弱、电、强力三者的统一）以及四种力（弱、电、强、引力）的统一，都必然是在极高能标下完成的；能量标度下降，对称破缺产生，四种力（弱、电、强、引力）都逐渐分离，表现不同行为。总之，高能量标度使得对称性恢复，物理世界变得简单及统一；能量标度下降，世界变得复杂，丰富多彩。超低能低
惠水民族中学高一年级针对有关物理公式、规律的归类（部分） 第一部分：运动学公式 第一章 1、平均速度定义式：t x ??=/υ ① 当式中t ?取无限小时，υ就相当于瞬时速度。 ② 如果是求平均速率，应该是路程除以时间。请注意平均速率与平均速度在大 小上面的区别。 2、两种平均速率表达式（以下两个表达式在计算题中不可直接应用） ③ 如果物体在前一半时间内的平均速率为1υ，后一半时间内的平均速率为2υ， 则整个过程中的平均速率为2 2 1υυυ+= ④ 如果物体在前一半路程内的平均速率为1υ，后一半路程内的平均速率为2υ， 则整个过程中的平均速率为2 12 12υυυυυ+= ⑤ ??? ? ? ? ?====t x t x 路位时间路程平均速率时间位移大小平均速度大小 3、加速度的定义式：t a ??=/υ ⑥ 在物理学中，变化量一般是用变化后的物理量减去变化前的物理量。 ⑦ 应用该式时尤其要注意初速度与末速度方向的关系。 ⑧ a 与υ同向，表明物体做加速运动；a 与υ反向，表明物体做减速运动。 ⑨ a 与υ没有必然的大小关系。 第二章 1、匀变速直线运动的三个基本关系式 ⑩ 速度与时间的关系at +=0υυ ? 位移与时间的关系2 02 1 at t x + =υ (涉及时间优先选择， 必须注意对于匀减速问题中给出的时间不一定就是公式中的时间，首先运用at +=0υυ，判 断出物体真正的运动时间)
例1：火车以h km v /54=的速度开始刹车，刹车加速度大小2/3s m a =，求经过 3s 和6s 时火车的位移各为多少？ ? 位移与速度的关系ax t 2202=-υυ （不涉及时间，而涉及速度） 一般规定0v 为正，a 与v 0同向，a ＞0(取正)；a 与v 0反向，a ＜0（取负) 同时注意位移的矢量性，抓住初、末位置，由初指向末，涉及到x 的正负问题。 注意运用逆向思维： 当物体做匀减速直线运动至停止，可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。 例2：火车刹车后经过8s 停止，若它在最后1s 内通过的位移是1m ，求火车的加速 度和刹车时火车的速度。 （1）深刻理解： ?? ?要是直线均可。 运动还是往返运动，只 轨迹为直线，无论单向 指大小方向都不变加速度是矢量，不变是加速度不变的直线运动 （2）公式 （会“串”起来） 2 2212 2022 02200t x t t v v v ax v v t at t v x at v v += ?=-??? ???+=+=得消去基本公式 根据平均速度定义V = t x = ??? ? ? ? ?=?++=++=+=+ 2000002 02122) (2121t t v t a v v v at v v at v t at t v ∴V t/ 2 =V = V V t 02 += t x 例3、物体由静止从A 点沿斜面匀加速下滑，随后在水平面上做匀减速直线运动，最后停止于C 点，如图所示，已知AB=4m ，BC=6m ，整个运动用时10s ，则沿AB 和BC 运动的加速 度a1、a2大小分别是多少？ C B
信息商务学院《近代物理基础》 期末练习题 计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev 电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s 一、填空题（共30分，每题3分） 1．狭义相对论的两条基本原理是； 和。 2．电介质的极化有两种，一是； 二是。 3．在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫 4．频率为ν 的光子的能量ε = ，动量p = ，静质量m0= 。5．在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。 （1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔 6．在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是m。 7．放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。8．光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为nm。9．在布喇菲晶体点阵分类中，三维晶格的布喇菲胞共有种。 10．氢原子中的电子处于量子数为n=4，l=3的量子态，则该电子角动量L的值为 二、分析与计算题（共50分，每题10分） 1．一静止长度为l0的火箭（可看作S’系）以恒定速度u相对参考系S运动，某时刻从火箭头部A发出一光信号。 (1)对火箭上的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？ (2)对S系中的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？
2、一电子与光子的波长都为0.2nm ，不考虑相对论效应，他们的动量和能量各为多少？ 3、设粒子在一维无限深势阱中运动，波函数为； 求粒子在第一激发态（n=2）中，几率最大的位置。 （1）写出密度函数； （2）求几率最大的位置。 4、在氦氖激光器中，从氖的5s 到3p 能级跃迁时辐射632.8nm 的激光，已知将氖原子从基态激发到3p 能级需吸收18.8eV 的能量，求将氖原子从基态激发到5s 能级需要多大的抽运能量？ 5、一维原子链，链上原子等间距分布，最近邻原子间的力常数相间地为β和10β，各原子质量相等为m 。 (1)画出一维单原子链模型图（要求表示出原子位移及力常数）； （2）写出第2n 个原子的振动方程 二、应用题（10分） 1．1932年，科可洛夫赫瓦尔顿用加速后的质子轰击锂（Li 73）原子发生裂变反应，产 生了两个完全相同的粒子，并放出大量能量。 （1）写出此裂变反应式 （2）求反应放出的能量（单位取Mev ）。（锂核（Li 73）质量7.016005u ，氦核(He 4 2)质量 4.002603u ，质子(H 11)质量1.007825u ） 四、综述题（10分） 按要求写出本学期学过的量子力学部分所满足的下列物理规律。
?基本公式： ?①速度公式：v t=v0+at ?②位移公式：s=v0t+at2 ?③速度位移公式：v t2-v02=2as ?推导公式： ?①平均速度公式：V= ?②某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度： ?③某段位移的中间位置的瞬时速度公式： ?无论匀加速还是匀减速，都有 ?④匀变速直线运动中，在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量， ?即ΔS=S n+l–S n=aT2=恒量。 ?⑤初速为零的匀变速直线运动中的比例关系（设T为相等的时间间隔，s为相等的位移间隔）： ?Ⅰ、T末、2T末、3T末……的瞬时速度之比为：v1：v2：v3：……：v n=1：2：3：……：n ?Ⅱ、1T内、2T内、3T内……的位移之比为：s1：s2：s3：……：s n=1：4：9：……：n2
?Ⅲ、第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比为：sⅠ：sⅡ：sⅢ：……：s N=1：3：5：……：(2N-1) ?Ⅳ、前一个s、前两个s、前三个s……所用的时间之比为：t1：t2：t3：……：t n=1：……： ?Ⅴ、第一个s、第二个s、第三个s……所用的时间之比为tⅠ、t Ⅱ、tⅢ：……：t N=1：……： ?追及相遇问题： ?①当两个物体在同一直线上运动时，由于两物体的运动情况不同，所以两物体之间的距离会不断发生变化，两物体间距会越来越大或越来越小，这时就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。 ?②追及问题的两类情况： ?Ⅰ、速度大者减速（如匀减速直线运动）追速度小者（如匀速运动）： Ⅱ、速度小者加速（如初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（如
匀速运动）： ?③相遇问题的常见情况： ?Ⅰ、同向运动的两物体追及即相遇 ?Ⅱ、相向运动的物体，当各自发生的位移大小和等于开始时两物体的距离时即相遇