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1、物理学的基本概念范畴教学课件CATALOGUE目录物理学的定义与分类物质的基本属性热力学的基本概念电磁学的基本概念光学的基本概念相对论与量子力学的基本概念物理学的定义与分类01物理学是一门研究物质的基本性质、结构、相互作用以及运动规律的自然科学。物理学通过实验、观察和理论分析，探索自然界中的各种物理现象，并寻求其内在的规律和原理。物理学的研究范围涵盖了从微观粒子到宏观宇宙的各个尺度，包括力、热、光、电、磁等多个领域。物理学的定义经典物理学是物理学发展的早期阶段，主要包括力学、热学、光学和声学等领域。经典物理学近代物理学主要研究微观领域的现象，如原子、分子、光子等，涉及到量子力学和统计物理学等领
2、域。近代物理学相对论物理学主要研究宏观领域的现象，如天体运动、宇宙演化等，涉及到广义相对论和狭义相对论等领域。相对论物理学物理学的分类 物理学与其他学科的关系数学物理学的发展离不开数学的支持，数学为物理学提供了精确的描述和推导工具。工程学物理学在工程学中有着广泛的应用，如机械工程、电子工程、航空航天工程等都涉及到物理学的原理和技术。其他自然科学物理学与化学、生物学、地球科学等自然科学有着密切的联系，它们之间相互渗透、相互促进。物质的基本属性02质量与惯性描述物体运动状态改变难易程度的物理量质量是物体所含物质的多少，是物体的基本属性。惯性是物体保持其静止或匀速直线运动状态的属性，与质量成正比，质
3、量越大，惯性越大。描述物体运动快慢和方向的物理量速度是描述物体运动快慢的物理量，方向是物体运动轨迹的切线方向。动量是描述物体运动状态的物理量，等于质量与速度的乘积。速度与动量能量与动能描述物体做功本领和运动能量的物理量能量是物体做功的本领，包括动能、势能、内能等不同形式。动能是物体由于运动而具有的能量，等于质量与速度平方的一半的乘积。描述物体间相互作用和运动规律关系的物理量力是物体间的相互作用，有推力、拉力、重力等不同类型。牛顿定律是描述力与运动关系的定律，包括惯性定律、加速度定律和作用与反作用定律。力与牛顿定律热力学的基本概念03总结词温度是表示物体热度的物理量，热量是物体之间由于温差而传递
4、的能量。详细描述温度是热力学的基本物理量，用于描述物体的热状态。热量则是在温度不同的物体之间进行能量传递的量。热量传递的方向总是从温度高的物体流向温度低的物体。温度与热量总结词熵是描述系统无序程度的物理量，热力学第二定律指出，孤立系统的熵永不减少。详细描述熵是热力学中的一个重要概念，表示系统的无序程度或混乱度。在一个封闭系统中，如果没有外部能量的输入，那么系统的熵总是不断增加的。热力学第二定律表明，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，也就是说，孤立系统的熵永不减少。熵与热力学第二定律VS热力学过程是指系统状态随时间的变化过程，平衡态是指系统内部各部分处于相对稳定的状态。详细描述热力学过程
5、是指系统状态随时间的变化过程，包括等温过程、等压过程、绝热过程等。平衡态则是指系统内部各部分处于相对稳定的状态，系统各部分之间没有宏观的能量交换和物质交换。在平衡态中，系统的宏观性质达到稳定，熵达到最大值。总结词热力学过程与平衡态电磁学的基本概念04是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。电场表示电场中电场力做功本领大小的物理量，其数值等于单位正电荷在电场中某点所具有的电势能。电势电场与电势电荷的定向移动形成电流，电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻越大，对电流的阻碍作用越大。电流与电阻电阻电流是存在于磁
6、体、运动电荷周围的一种物质，磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。磁场是指磁场对放入其中的磁体和电流的作用力，磁力的方向可以用左手定则来判断。磁力磁场与磁力电磁波与电磁辐射是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传递能量和动量的一种波，其传播方向与电场矢量及磁场矢量的方向互相垂直。电磁波是指能量以电磁波的形式在空间传播的现象，电磁辐射的强度与频率成正比，对人体有一定的影响和危害。电磁辐射光学的基本概念05光在均匀介质中沿直线传播，不受其他物体遮挡。光的直线传播光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。光的折射光遇到障碍物时，会按照一定的角度反射回去。光的反射
7、光在传播过程中，由于空气中的微小颗粒和气体分子的影响，使得光线向四面八方散射的现象。光的散射光线的传播当两束或多束相干光波相遇时，它们相互叠加产生明暗相间的干涉现象。光波遇到障碍物或通过小孔时，会绕过障碍物或小孔边缘，产生衍射现象。光的干涉光的衍射光的干涉与衍射光的偏振光波的振动方向在某一特定方向上，表现为偏振现象。要点一要点二光的吸收光在传播过程中，被物质吸收转化为其他形式的能量的现象。光的偏振与吸收光的量子性光具有粒子性，其能量是一份一份的，表现为光子。光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性，是电磁波的一种表现形式。光的量子性与波粒二象性相对论与量子力学的基本概念06物理定律在所有惯性参考系中都是一样的，即没有绝对的空间和绝对的时间。相对性原理光速不变原理等效原理在任何惯性参考系中，光在真空中的速度都是不变的，即光速是宇宙中最快的速度。在小区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照系。030201相对论的基本原理量子力学中的粒子既具有粒子性，又具有波动性。波粒二象性我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。不确定性原理一个封闭的量子系统的状态随时间演化，遵循薛定谔方程。演化假设量子力学的基本假设描述粒子状态的函数，其模的平方给出粒子在某处出现的概率。波函数描述波函数如何随时间演化的偏微分方程，是量子力学的基本方程之一。薛定谔方程波函数与薛定谔方程THANKS感谢观看