物理学的基本概念范畴教学课件.ppt

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1、 第一讲第一讲 物理学的基本概念范畴物理学的基本概念范畴 大学物理专题讲座大学物理专题讲座12/13/20221第一讲第一讲 物理学的基本概念范畴物理学的基本概念范畴一、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基本形态物质存在的基本形态：实物与场（粒子与场）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基本形式物质存在的基本形式：时间和空间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如，力学比如，力学：力、质量、惯性、碰撞、参照系力、质量、惯性、碰

2、撞、参照系二、物理学的研究对象二、物理学的研究对象 物质的结构以及各种低级的运动形式物质的结构以及各种低级的运动形式比如，电磁学比如，电磁学：电场强度、电势差、位移电流、涡旋电场电场强度、电势差、位移电流、涡旋电场比如，热学比如，热学：温度、内能、理想气体、熵、温度、内能、理想气体、熵、比如，光学比如，光学：干涉、衍射、偏振、双折射干涉、衍射、偏振、双折射基本概念基本概念导出概念导出概念12/13/202221、实物与场、实物与场三、大学物理学基本概念范畴的简单讨论三、大学物理学基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）

3、（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：超固态：恒星后期的恒星后期的“白矮星白矮星”，原子被压碎，原子被压碎 中子态：中子态：恒星后期的恒星后期的“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：超导态：比如，水银的温度将到比如，水银的温度将到4.173K，即，即 269时时 超流态：超流态：比如，液态氦的温度将到比如，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

4、、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 关于实物关于实物12/13/20223量子力学的不足量子力学的不足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；在粒子的基础上谈其波动性在粒子的基础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；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；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；传递实物间相互作用的一种形

5、态；传递实物间相互作用的一种形态；场是物质存在的基本形态；场是物质存在的基本形态；场可以场可以量子化量子化 波粒二象性波粒二象性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 关于场关于场12/13/20224实物与场的统一实物与场的统一：量子场论关于物质存在形式的基本观点量子场论关于物质存在形式的基本观点：场是物质存在更基本的形态场是物质存在更基本的形态:场处于基态时场处于基态时无能量、信号释放；无能量、信号释放；实物实物粒子粒子是场量

6、子的激发态；是场量子的激发态；两种场两种场:实物粒子场实物粒子场 场量子是实物粒子：电子场、中子场场量子是实物粒子：电子场、中子场 相互作用场相互作用场 场量子是媒介粒子：引力场、电磁场场量子是媒介粒子：引力场、电磁场 真空真空是各种量子场的基态是各种量子场的基态零点振动和虚粒子零点振动和虚粒子 实物粒子实物粒子之间的相互作用表现为之间的相互作用表现为场场之间的相互作用；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

7、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)12/13/20225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

8、相对论粒子方程相对论粒子方程 普罗卡方程普罗卡方程实物与场的统一：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量子场论关于场的特性和实物粒子的特性 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)实物粒子场实物粒子场(电子场电子场)没有没有经典场经典场概念与其对应量概念与其对应量;相互作用场相互作用场(电磁场、引力场电磁场、引力场)有经典场概念与其对有经典场概念与其对 应量，是相互应量，是相互量子场的极限；量子场的极限；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

9、波场，可以用波动方程描述；用算符进行描述其运动规律用算符进行描述其运动规律 量子场量子场的基态：的基态：“真空态真空态”，彻底否定了脱离物质的绝对时空观；，彻底否定了脱离物质的绝对时空观；实物实物粒子场粒子场12/13/20226 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“实物与场实物与场”的角度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章章 广义相对论与宇宙学基础广义相对论与宇宙学基础第二篇第二篇

10、 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12/13/20227两类粒子两类粒子 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）

11、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12/13/20

12、228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12/13/20229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

13、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12/13/202210算符算符设力场的势能函数为，设力场的势能函数为，则则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12/13/202211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

14、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）光干涉、衍射和偏振；（四）相对论干涉、衍射和偏振；（四）相对论 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相同的，但虽然宏观电磁波与机械波所遵从的数学规律是相同的，但是其本质完全不同；是其本质完全不同；表面上降低了高中甚至大学生的学习难度，实际上可能殆表面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

15、造力。误了这些人才的终身创造力。12/13/202212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“粒子与波粒子与波”的角度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12章章 光的二象性光的二象性第第13章章 物质波物质波量子力学基础量子力学基础第第14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15章章 热力学热力学第第16章章 统计物理学基础统计物理学基

16、础12/13/202213 单位单位秒：秒：一个一个“平太阳日平太阳日”的的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：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）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：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；绝对静止的存在、被宗教神学利用（

17、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 承认时间、空间是客观存在的承认时间、空间是客观存在的 空间的空间的“上上”、“下下”观念是相对的；宇宙空间有限有中心，观念是相对的；宇宙空间有限有中心，承认时间的无限性；承认时间的无限性；意义意义 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12/13/202214 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：伽利略伽利略的

18、主要贡献的主要贡献伽利略变换伽利略变换牛顿牛顿的主要贡献的主要贡献 承认时间、空间的客观实在性承认时间、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、牛顿哥白尼哥白尼的主要贡献的主要贡献“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；建立了绝对的时空观建立了绝对的时空观()时间、空间彼此无关，各自独立；时间、空间彼此无关，各自独立；()时间一维单向时

19、间一维单向有始无终，有始无终，()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 发明了微积分；发现了万有引力定律；建立了动力学三定律；发明了微积分；发现了万有引力定律；建立了动力学三定律；12/13/202215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

20、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 狭义相对论的时空观狭义相对论的时空观（高速、宏观、惯性系等价）（高速、宏观、惯性系等价）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；发展了发展了“宇宙无中心宇宙无中心”的观点的观点时空对称原理时空对称原理 建立建立四维时空坐标四维时空坐标12/13/202216 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

21、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12/13/202217由由 得得当当 时，有时，有 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 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12/13/202218 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：狭义相对论的两条基本假定狭义相对论的两条基

22、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：狭义相对论的实验基础狭义相对论的实验基础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=012/13/202219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2 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 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉

23、仪 12/13/202220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t2（光程（光程 ）所以所以 12/13/202221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12/13/202222 广义相对论的时空观广义相对论的时空观（非惯性系与引力场

24、等价）（非惯性系与引力场等价）进一步发展了进一步发展了“宇宙无中心宇宙无中心”的观点的观点等效原理等效原理 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 补充了时空结构与物质分布的关系补充了时空结构与物质分布的关系 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

25、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12/13/202223 广义相对论的近代引力理论广义相对论的近代引力理论 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 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“宇宙宇宙”的的“生死生死”交替，构成了哲学交替，构成了哲学“宇宙宇宙”的时间的无限性的时间

26、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 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基础的理论基础12/13/202224 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

27、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。宇宙并非起源于时间宇宙并非起源于时间、空间和没有物质的、空间和没有物质的“虚无虚无”假真空态假真空态 真空也有复杂的结构真空也有复杂的结构真空真空各种基态量子场各种基态量子场。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

28、空观及其现代宇宙学的时空观秒秒 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12/13/202225 运动是绝对的运动是绝对的 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 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。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。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 低级运动形式的含义：低级运动形式的含义

29、：机械运动和物理运动机械运动和物理运动最基本的最基本的 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）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12/13/202226 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：美国人：戴维戴维格罗斯格罗斯，戴维，戴维波利泽和弗

30、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它为对夸克的研究使科学更接近于实现它为“所有的事所有的事情构建理论情构建理论”的梦想的梦想”。瑞典国王瑞典国王于于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：诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中给人类带来最大的利益，在物理学领域中 取得过最重要的发现或发明取得过最重要的发现或发明。维尔泽克维尔泽克格罗斯格罗斯格罗斯格罗斯12/13/202227 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：人：雷蒙德雷蒙德-戴维斯

31、戴维斯 ，里卡多，里卡多-贾科尼贾科尼 2、日本、日本1人：人：小柴昌俊小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)小雷蒙德戴维斯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，来自于美国宾夕法尼亚大学物理天文学系，小柴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，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，瑞典皇家科学院认为他们瑞典皇家科学院认为他们“在天体物理学在天体物理学 领域做出卓越贡献，尤领域做出卓越贡献，尤其是他们发现了宇宙中的微中子其是他们发现了宇宙中的微中子”。里卡多里卡多-贾科尼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，表是另

32、一位获奖的美国华盛顿特区联合大学的科学家，表彰他彰他“在天体物理学领域取得的卓越成就，尤其是他的研究引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了宇宙导发现了宇宙X X射线源射线源”。3、瑞典国王、瑞典国王于于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：、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中给人类带来最大的利益，在物理学领域中 取得过最重要的发现或发明取得过最重要的发现或发明。12/13/202228 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：

33、、美国人：约翰约翰霍尔，罗伊霍尔，罗伊格劳伯格劳伯2、德国人：、德国人：特奥多尔特奥多尔亨施亨施罗伊罗伊格劳伯格劳伯得一半，成就是对得一半，成就是对“光粒子的特性进行了理论光粒子的特性进行了理论描描 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，特奥多尔亨施亨施得另外一半，成就是对得另外一半，成就是对“开发开发了基了基 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 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位的精确度来衡量光位的精确度来衡量光 频率成为可能；频率成为可能；”他们成就他们成就“可以构

34、建非常鲜艳色彩（单色）的激光，可以开可以构建非常鲜艳色彩（单色）的激光，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、瑞典国王于于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：、诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中给人类带来最大的利益，在物理学领域中 取得过最重要的发现或发明取得过最重要的发现或发明。12/13/202229 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：美国人：约翰约翰马瑟：马瑟：激动和吃惊激动和吃

35、惊乔治乔治 斯穆斯穆特：特：我很惊讶我很惊讶他们成就：他们成就：“发现了宇宙背景辐射的黑体形式和各向异性发现了宇宙背景辐射的黑体形式和各向异性”：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星系和恒星的起源。并能帮助人们更多地了解星系和恒星的起源。瑞典国王瑞典国王于于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：诺贝尔的遗嘱：给人类带来最大的利益，在物理学领域中给人类带来最大的利益，在物理学领域中 取得过最重要的发现或发明取得过最重要的发现或发明。约翰约翰马瑟马瑟 乔治乔治斯穆特斯穆特 诺贝尔诺贝尔12/13/202230END-12、介质波与物质波的讨论、介

36、质波与物质波的讨论。3、物理学时空观的演变和发展、物理学时空观的演变和发展。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、大学物理学概念体现的思考、大学物理学概念体现的思考。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 清华大学出版清华大学出版社社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 高等教育出版高等教育出版社社 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 12/13/202231