物理学导论课件
材料物理_固体物理导论 教学课件 CHAPT-第六章 金属电子论 6
经典力学对金属中电子的处理
特鲁特—洛伦兹金属电子论：金属体中的电子和分子气体 一样，在一定温度下达到热平衡，电子气体可以用确定的 平均速度和平均自由程来描述。这样不考虑电子与电子之 间、电子与离子之间的相互作用，由此建立起来的是自由 电子模型。
应用经典力学和电子气体服从经典麦克斯韦一玻尔兹曼统 计分布规律，对金属中的电子进行计算。得到了关于金属 的直流电导、金属电子的弛豫时间、平均自由程和金属电 子的热容的结果。
将积分的下限由0改为∞，而并不会影响积分值。 将N改写为I
将Q(E)在E=EF附近展开成Taylor级数：
奇函数 偶函数
利用Taylor展开式：
将Q(EF)按泰勒级数展开，只保留到第二项
，
得
而
,所以
对于近自由电子：
如果
－温度升高，费米能级下降
定性解释
不随时间变化，当温度，T=TK，
：
的状态中，电子填充的几率增大，
f (E) exp[ E EF ] exp( EF ) exp[ E ]
kBT
kBT
kBT
Fermi－Dirac分布过渡到经典的Boltzmann分布
E， f(E)迅速趋于零
E－EF >几个kBT的能态基本上是没有电子占据的空态
EF－ E >几个kBT时， exp{(E－EF)/ kBT} << 1 ，f(E) 1。 这表明， EF－ E >几个kBT的能态基本上是满态。
能量为E的球体中，电子能态总数为
Z E 2
k
4k3
3
2
V
8 3
4
3
(完整版)原子核物理导论(一)PPT文档
7. Nuclear Collisions and Reactions 14. Nuclear and Particle Astrophysics
Nuclear Physics ≠ Nuclear Bomb !!
Aims
•To study the general properties of nuclei •To examine the characteristics of the nuclear force •To introduce the principal models of the nucleus •To discuss the spontaneous decay of nuclei including
those far from the region of stability •To study nuclear reactions, in particular fission and fusion •To introduce detectors •To discuss the practical applications of nuclear physics •To develop problem solving skills in the above areas
原子核物理导论(一) coursename: introduction nuclearphysics原子核物理導論(一)course code 3297instructor:李秉政老師 beginninggod created earthbecame waste broodingupon (genesis1:1 recommendedtextbooks: particlephysics" w.s.c.williams, oxford university press, new york士華圖書公司(02)27033016 "introductorynuclear physics" krane,john wiley sons,inc. "introductorynuclear physics" samuels.m. wong, john wiley sons,inc., new york民權書局有限公司(02)23651662, (02)23657999 "modernatomic nuclearphysics" fujiayang, joseph mcgraw-hillcompanies, inc. contents somequantitative formalities nuclearinstability alphadecay nuclearcollisions nuclearmodels interactions10. hadrons quark-partonmodel 11. electromagneticinteraction 12. weakinteraction 13. particles: summary outlook14. nuclear particleastrophysics nuclear physics nuclearbomb generalproperties nuclearforce principalmodels spontaneousdecay nucleiincluding those far from studynuclear reactions, particularfission introducedetectors practicalapplications nuclearphysics developproblem solving skills abovearea
大学物理课件-力学导论
过程中，动量近似守恒。 过程中，动量近似守恒。
4. 系统动量守恒，但每个质点的动量可能变化。 系统动量守恒，但每个质点的动量可能变化。 5. 定律中的速度应是对同一惯性系的速度，动量 定律中的速度应是对同一惯性系的速度， 之和应是同一时刻的动量之和。 之和应是同一时刻的动量之和。 6.实验表明：在微观高速范围仍适用。如：光 .实验表明：在微观高速范围仍适用。 子与电子的碰撞、衰变、核反应等过程。 子与电子的碰撞、衰变、核反应等过程。
2x
1x
t2
t1
y
2y
− mv1y − mv1z
t2
t1
z
2z
2. 质点系的动量定理： 质点系的动量定理： n n t2 n v v v i i ∫t1 ∑Fi外dt =∑mvi2 - ∑mvi1 i= 1 i= 1 i=1 3. 动量守恒定律： 动量守恒定律：
v 若 F外 = 0 则 : 有 ∑i
v 的方向： 用右手法则判断 M的方向：
O d
v r
P
θ
v F
把右手拇指伸直，其余四指弯曲， 把右手拇指伸直，其余四指弯曲，弯曲的方向 是由矢径r 通过小于180°的角θ转向力 的方向， 是由矢径 通过小于 °的角 转向力F 的方向， 转向力 这时拇指所指的方向就是力矩的方向。 这时拇指所指的方向就是力矩的方向。
β
y
v v v v r = xi + yj + zk
v r = r = x2 + y2 + z2 大小（或模）： 大小（或模）：
方向： 方向：cosα = x / r cos β = y / r cosγ = z / r
cos2 α + cos2 β + cos2 γ = 1
大学物理学绪论ppt课件
物理学的研究对象—物质(二)
➢ 物质是无限可分的 吗?
➢ 什么是场物质? ➢ 微电子学\光电子学 ➢ 介观物理与纳电子
学
J.J. Thomson’s Plum Pudding Model of the Atom (1897)
He proposed that the electrons are embedded in a positively charged ‘pudding’
The Nobel Prize in Physics 1906
Joseph John Thomson United Kingdom University of Cambridge Cambridge, United Kingdom b.1856 d.1940
"in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases"
What is a Galaxy?
太阳系在银河系中不过是沧 海一栗，银河系在宇宙中仅 为天地之一落叶
Sun’s Stellar Region
200,000 light-years
Galaxy ：a massive collection of stars, gas, and dust kept together by gravity
大爆炸宇宙学
➢ 1940s Gamov和Alpher首先 提出宇宙起源于约150亿年 前一次猛烈的巨大爆炸。
➢ 宇宙的爆炸是空间的膨胀， 物质则随着空间膨胀（宇宙 是无中心的）。
➢ 随着宇宙膨胀和温度降低， 构成物质的原初元素相继形 成。
物理必修一第一章第一节课件
物理必修一第一章第一节课件一、教学内容本节课我们将学习物理必修一第一章《物理学导论》的第一节，详细内容主要包括物理学的定义、物理学的研究方法、物理学的发展历程以及物理学的分支。
具体涉及教材1.1节“什么是物理学”和1.2节“物理学的研究方法”。
二、教学目标1. 让学生理解物理学的定义，了解物理学的基本内容和研究范畴。
2. 掌握物理学的基本研究方法，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 了解物理学的发展历程，激发学生学习物理的兴趣和热情。
三、教学难点与重点重点：物理学的定义、研究方法以及物理学的基本分支。
难点：理解并运用物理学的研究方法解决实际问题。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：教材、笔记本、铅笔。
五、教学过程1. 引入：通过展示生活中的物理现象，如苹果落地、水流等，引导学生思考这些现象背后的规律，从而引出物理学的定义。
2. 讲解：详细讲解物理学的定义、研究方法、发展历程和分支，配合多媒体课件展示相关内容。
3. 例题讲解：以牛顿第一定律为例，讲解如何运用物理学研究方法解决实际问题。
4. 随堂练习：让学生运用所学的物理学研究方法，分析并解决生活中的一个物理问题。
六、板书设计1. 板书左侧：物理学的定义、研究方法、发展历程和分支。
2. 板书右侧：牛顿第一定律的例题解析。
七、作业设计2. 答案：地球对人类具有引力，这个引力使我们能够牢固地站在地面上，而不会被甩到太空中。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对于物理学研究方法的掌握程度，以及在实际问题中的应用能力。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后阅读有关物理学家的传记，了解物理学发展史上的重要事件，进一步激发学生学习物理的兴趣。
重点和难点解析1. 教学内容的组织与讲解方式；2. 教学目标的具体化；3. 教学难点与重点的突出；4. 教学过程中的实践情景引入；5. 例题讲解与随堂练习的设置；6. 板书设计的信息结构；7. 作业设计的针对性与答案的解析；8. 课后反思与拓展延伸的实际操作。
大学物理学课件完整ppt全套课件
现代物理学
以相对论和量子力学为代表，揭示了 微观世界和高速运动物体的规律。
经典物理学
以牛顿力学、热力学和电磁学为代表 ，建立了完整的经典物理理论体系。
大学物理学的课程目标
01
掌握物理学的基本概念和基本原理
通过学习大学物理课程，使学生掌握物理学的基本概念和基本原理，为
后续专业课程的学习打下基础。
02
气体动理论
气体分子运动论的基本假设
气体由大量分子组成，分子之间存在间隙；分子在永不停息地做无规则运动；分子之间存 在相互作用的引力和斥力。
气体压强与温度的微观解释
气体压强是由大量分子对容器壁的频繁碰撞产生的；温度是分子平均动能的标志。
气体动理论的应用
气体动理论可以解释许多宏观现象，如气体的扩散、热传导等。同时，它也为研究其他物 质的微观结构提供了重要的思路和方法。
物理学的研究方法
观察和实验
01
通过观察自然现象和进行实验研究，获取物理现象的数据和信
息。
数学建模
02
运用数学工具对物理现象进行描述和建模，以便更深入地理解
物理规律。
理论分析
03
通过逻辑推理和演绎，对物理现象进行深入分析，揭示其内在
规律。
物理学的发展历史
古代物理学
以自然哲学为主要形式，探讨宇宙的 本质和构成。
位置矢量的定义、位移的计算、路程与位移 的区别。
02
速度与加速度
平均速度与瞬时速度、平均加速度与瞬时加 速度、速度与加速度的矢量性。
04
03
01
牛顿运动定律
1 2
牛顿第一定律
惯性定律、力的概念、力的性质。
牛顿第二定律
动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律。
《大学物理学》课件_0 绪论
三、物理学所涵盖的时空范围
宇观、宏观、介观、微观、生命观
空间：微观粒子10-15m（夸克）--宇宙尺寸1027m（哈勃半径）
-- 大小跨越42个数量级
时间：微观粒子寿命10-24s ;宇宙年龄--1018s
四、标准模型
基本的微积分----高等数学
矢量基础知识----附录I
Ԧ = റ 0 = 0
➢ 计算物理是以计算机为基础、采用数学方法解决
物理问题的应用科学。
➢ 计算物理中的“计算”不是做习题时的这种计算
，而是运用计算机对复杂问题的数值计算或实验
模拟，是科学计算。
➢ 计算物理常用计算工具Matlab简介。
科学解决理论问题，技术解决实际问题。科学要解决的问题，是
发现自然界中确凿的事实和现象之间的关系果应用到实际问题中去。科学主要是和未
知的领域打交道，其进展，尤其是重大的突破，是难以预料的；技术
是在相对成熟的领域内工作，可以作比较准确的规划。
矢量基础知识
矢量定义：有大小、方向的量
书写：教材中常用粗体表示
注：矢量的大小亦称矢量的模
1、加法
平行四边形法则
交换律
结合律
2、减法
3、标量积
交换律
分配律
4、矢量积
方向：右手螺旋法则
矢量函数
Ԧ = + + ()
Ԧ = + + ()
一、什么是物理学
物理学是探讨物质结构及运动基本规律的学科。
与其它科学相比，物理学更着重于物质世界普遍而基本的规律的追求。
物质运动和物质间的相互作用是物质的普遍属性。
物理学(绪论)ppt课件
1026 m(约150亿光年)(宇宙)10－20 m(夸克)
➢时间尺度(相差1045)
1018s150亿年(宇宙年龄)10-27s(硬射线周期)
➢速率范围
0(静止)3108 m/s(光速)
➢粒子数目
1(单粒子系统)6.02可1编辑0课2件3以上(复杂系统)
13
9. 物理学不断寻求统一理论的历史:
➢牛顿：力学（地上和天上） ➢麦克斯韦：电学、磁学与光学 ➢温伯格等：弱电统一理论
要与综合系,统的方法相结合 按照研究方式分类：
实验物理: 发现新现象、规律，验证理论
理论物理: 构造理论，解释实验，预言新现象
计算物理: 数值解，数据采集与处理，数学模拟
可编辑课件
22
2. 学习方法
物理概念: 内容,形成，适用范围，成立条件 物理图象: 用于类比、直观化、定性分析
物理思想: 形成过程中的思维方式，充分重视!
可编辑课件
6
• 天下万物生於有，有生於无[40]。
• 道生一。一生二。二生三。三生万物。万 物负阴而抱阳，冲气以为和[42]。
• 天地相合以降甘露[32]
(霍金也说宇宙生于无)
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7
二. 物理学与物质世界
1. 什么是物理学？
早期：自然哲学（Physics = 希腊: 自然）
现在：研究物质结构、相互作用及其基本运动规律。 ➢ 是整个自然科学的基础。
是更高级运动形式的基础(生命、遗传、思维等).
7. 如何描述缤纷复杂的物质世界？
物理学家：
➢物质世界是分层次的
➢自然界是一个内部存在普遍规律的统一体.
理想：探索整个物质世界统一自洽的基本规律.
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物理学导论课件
物理学导论课件
教学内容
•引言和导论
•物理学的起源和发展
•物理学的基本概念和原则
•物理学的分支和研究领域
教学准备
•教室布置
•PowerPoint课件
•白板和黑板
•教学用具（实验仪器等）
教学目标
•了解物理学的定义、作用和重要性
•了解物理学的起源和发展历程
•掌握物理学的基本概念和原则
•了解物理学的分支和各个研究领域
设计说明
本课件旨在介绍物理学导论，帮助学生加深对物理学的认识和理解，培养学生对物理学的兴趣和学习动力。
通过引入物理学的起源和发展来激发学生的求知欲，然后逐步介绍物理学的基本概念和原则，最后介绍物理学的分支和研究领域，让学生对物理学有一个全面的了解。
教学过程
1.引言和导论
–介绍物理学的定义和作用
–引导学生思考物理学在日常生活中的应用和重要性
2.物理学的起源和发展
–概述物理学的历史背景和发展历程
–介绍物理学的重要里程碑和贡献者
3.物理学的基本概念和原则
–解释物理学的基本概念，如时间、空间、质量等
–介绍物理学的基本原则，如相对论等
4.物理学的分支和研究领域
–展示物理学的主要分支，如力学、热学、电磁学等
–简要介绍各个研究领域的重要内容和应用领域
课后反思
本节课我通过引言和导论，分析物理学的起源和发展历程，介绍物理学的基本概念和原则，以及物理学的分支和研究领域。
学生对物理学的认识得到了进一步加深，对物理学的兴趣也有所提升。
然而，在教学过程中，部分学生对物理学的数学背景知识掌握不足，需要提供额外的辅导和练习，以便更好地理解课程内容。
在今后的教学中，我将更注重学生的基础知识教育，使学生在物理学导论课程上能够更好地掌握和应用物理学的基本原理和概念。
教学内容
•引言和导论
•物理学的起源和发展
•物理学的基本概念和原则
•物理学的分支和研究领域
教学准备
•教室布置
–确保教室环境整洁舒适
–预留足够的空间供学生活动和交流
•PowerPoint课件
–准备清晰、简洁的PPT课件，包含必要的图片和图表
–确保PPT内容与教学目标相一致
•白板和黑板
–准备白板和黑板，并确保书写工具充足
–可使用白板进行示意图和重点概念的标注
•教学用具
–准备实验仪器和材料，用于示范实验或观察现象，加强学生对物理概念的理解
教学目标
•了解物理学的定义、作用和重要性，能够解释物理学在日常生活中的应用
•了解物理学的起源和发展历程，熟悉物理学的重要里程碑和贡献者
•掌握物理学的基本概念和原则，能够解释时间、空间和质量等概念
•了解物理学的主要分支和研究领域，能够说明各个领域的重要内容和应用
本次课件设计以引言和导论为绪论，然后依次介绍物理学的起源和发展、物理学的基本概念和原则，最后介绍物理学的分支和研究领域。
采用图文并茂的形式，结合实例和案例，帮助学生更好地理解和应用物理学的知识。
在课堂上，可以结合小组讨论、实验演示、问题解答等形式，加强学生的互动和参与度，提高学习效果。
教学过程
1.引言和导论
–导入课程内容，解释物理学的定义和作用
–引导学生思考物理学在日常生活中的应用和重要性
2.物理学的起源和发展
–讲解物理学的历史背景和发展历程
–引用实例，介绍物理学的重要里程碑和贡献者
3.物理学的基本概念和原则
–解释物理学的基本概念，如时间、空间和质量等
–通过具体案例，帮助学生理解和应用物理学的基本原则4.物理学的分支和研究领域
–展示物理学的主要分支，如力学、热学、电磁学等
–逐一介绍各个研究领域的重要内容和应用领域
通过本节课的设计和教学过程，学生对物理学的理解和兴趣有了明显的提高。
引言和导论部分帮助学生了解物理学的定义和作用，让他们认识到物理学在日常生活中的重要性。
物理学的起源和发展部分帮助学生了解物理学的历史背景和发展历程，增强其对物理学的认同感。
物理学的基本概念和原则部分帮助学生理解时间、空间和质量等概念，培养其抽象思维能力。
物理学的分支和研究领域部分帮助学生了解各个领域的重要内容和应用，激发其探索和学习的动力。
在今后的教学中，我将更注重学生的参与和互动，通过更多实例和案例引导学生思考和探索，提高课堂效果和学习成果。