新编基础物理学课件

新编基础物理学课件本课件旨在帮助您深入理解基础物理学原理，涵盖了经典力学、电磁学、热力学和现代物理等重要主题物理学的基本概念物质运动能量物理学研究物质及其运动规律，物质是构物体的位置和状态随时间变化称为运动，能量是物质运动的一种度量，是物质做功成宇宙万物的基本单元运动是物质存在的一种普遍形式的能力经典力学基础牛顿运动定律1描述物体运动规律功和能2研究物体运动过程中的能量转化机械波和声波3探究波的传播和性质牛顿运动定律第一定律第二定律第三定律123惯性定律静止的物体将保持静止，加速度定律物体的加速度与其所受作用力和反作用力定律两个物体之运动的物体将保持匀速直线运动，除合外力成正比，与物体的质量成反比间的相互作用力总是大小相等，方向非受到外力的作用相反物体的平衡平衡状态平衡种类物体处于平衡状态时，其合外力为零，且合外力矩也为零力平衡物体处于静止或匀速直线运动状态力矩平衡物体保持静止或匀速转动机械能和能量守恒动能势能能量守恒物体由于运动而具有的能量，与物体的质物体由于位置或形状而具有的能量，包括能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，量和速度的平方成正比重力势能、弹性势能等它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体功和功率功功率力在物体运动方向上做的功，等于力的大小乘以物体在力的方向单位时间内所做的功，等于功的大小除以时间上移动的距离机械波和声波机械波1由介质振动而产生的波，需要介质才能传播，例如声波、水波声波2由空气或其他介质的振动产生的纵波，人耳能够听到的声波频率范围为20Hz到20000Hz声波的特性3声波具有波长、频率、波速等特性，它们之间存在着一定的联系光的基本性质光的本质光的传播光的颜色光是一种电磁波，具有波粒二象性，既表光在真空中以光速传播，速度约为每秒30白光是由各种颜色的光混合而成的，不同现出波的特性，也表现出粒子的特性万公里光在不同介质中传播的速度不同的颜色对应不同的波长，导致光的折射现象光的反射和折射光的反射光遇到两种介质的界面时，部分光线反射回原来的介质中的现象反射定律反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射角等于入射角光的折射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折射定律折射光线、入射光线和法线在同一平面内，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，称为折射率光的干涉和衍射光的干涉1两束相干光波相遇时，波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，振动加强；波峰与波谷相遇，振动减弱的现象光的衍射2光波遇到障碍物或孔隙时，会偏离直线传播路径，绕过障碍物或孔隙继续传播的现象应用3干涉和衍射现象是光的波动性的重要表现，在光学仪器和光通信中有着广泛的应用电场和电势电场1由静止电荷产生的空间，具有对其他电荷的作用力的性质电场强度2电场中某一点的电场强度等于该点单位正电荷所受到的力电势3电场中某一点的电势等于将单位正电荷从该点移至参考点所做的功电势差4电场中两点之间的电势差等于将单位正电荷从一点移至另一点此做的功静电场中的电荷正电荷负电荷静电带正电的物体，在电场中受到力的方向与电带负电的物体，在电场中受到力的方向与电静止的电荷产生的电场，静电现象在生活中场方向相同场方向相反很常见，例如摩擦起电电场中的工作和能量电场力做功1电荷在电场中运动时，电场力对其做的功等于电荷电势能的变化量电势能2电荷在电场中由于其位置而具有的能量，电势能越高，电荷所具有的能量就越大电场力做功与路径无关3电场力做功只与电荷的起点和终点位置有关，与电荷运动的路径无关电容器和电容123电容器电容电容的计算储存电荷的元件，由两个相互靠近的导体组电容器储存电荷的能力，单位为法拉（F）电容的大小取决于电容器的形状、尺寸和介成，导体之间绝缘质电流和电路电流电路电阻电荷定向移动形成电流，电流的大小等于由电源、负载、导线和开关等元件组成的导体对电流的阻碍作用，单位为欧姆（Ω单位时间内通过导体横截面的电荷量闭合回路，电流在电路中流动形成电流回）路欧姆定律与电阻欧姆定律导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比电阻导体对电流的阻碍作用，电阻越大，导体对电流的阻碍作用就越强电阻的因素电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关磁场及其规律磁场磁场强度磁感应强度由运动电荷或磁体产生的空间，具有对磁场中某一点的磁场强度等于该点单位磁场中某一点的磁感应强度等于该点单其他运动电荷或磁体作用力的性质正电荷所受到的力位磁偶极矩所受到的力矩电磁感应定律法拉第电磁感应定律1闭合电路中，当穿过电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电流楞次定律2感应电流的方向总是试图阻止引起它的磁通量的变化应用3电磁感应定律是发电机、电动机、变压器等重要电磁元件工作原理的基础电磁波的性质电磁波的传播电磁波的特性12电磁波是由周期性变化的电场电磁波具有频率、波长、能量和磁场相互耦合而产生的，能等特性，不同的频率对应不同够在真空中传播，速度等于光的电磁波种类速电磁波的应用3电磁波在无线通信、广播、雷达、医疗等领域有着广泛的应用热力学基本定律热力学第一定律能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一1种形式，或者从一个物体转移到另一个物体热力学第二定律2熵增加原理，孤立系统的熵总是随着时间的推移而增加，直到达到最大值，即平衡状态热力学第三定律3绝对零度不可达到，当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于零热机和制冷机热机制冷机将热能转化为机械能的装置，例如蒸汽机、内燃机将低温物体中的热量转移到高温物体中的装置，例如冰箱、空调温度和热量温度热量热传递方式物体冷热程度的度量，是描述物体内部微热量是热传递过程中的能量变化量，是描热传递主要有三种方式传导、对流和辐观粒子平均动能的物理量述物体内部能量变化的物理量射理想气体的状态方程理想气体理想气体是假设气体分子之间没有相互作用力的模型，在一定条件下，实际气体可以近似看作理想气体状态方程描述理想气体状态变化规律的方程，其表达式为pV=nRT应用理想气体状态方程是热力学中的重要方程，可以用来计算气体的压强、体积、温度和摩尔数之间的关系相变和熵相变熵物质在不同温度和压强下可以存系统混乱程度的度量，熵越大，在不同的状态，例如固态、液态系统越混乱、气态熵增加原理孤立系统的熵总是随着时间的推移而增加，直到达到最大值，即平衡状态现代物理概述相对论量子论爱因斯坦提出的关于时空、引力、质量和能量之间关系的理论关于微观世界中能量、动量等物理量量子化的理论，解释了原，打破了经典物理学中的绝对时空观子结构、光的波动性等现象相对论和量子论狭义相对论1描述了时间、空间、质量和能量之间的关系，提出了光速不变原理和相对性原理广义相对论2描述了引力场的本质，将引力解释为时空弯曲的结果量子力学3描述了微观粒子的运动规律，提出了波粒二象性、不确定性原理等概念原子结构和原子核12原子结构原子核原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是原子的核心，其大小远小于原子核由质子和中子组成原子，但集中了原子的绝大部分质量3核力原子核中质子和中子之间存在着强烈的吸引力，称为核力粒子物理与宇宙学粒子物理宇宙学研究物质的微观结构和基本粒子的性质，发现了许多基本粒子，例研究宇宙的起源、演化、结构和命运，探索宇宙的奥秘如夸克、轻子等总结与展望总结展望物理学是研究物质及其运动规律的科学，其发展史就是人类对自物理学研究不断深入，未来将继续探索宇宙的奥秘，寻找新的物然界认识不断深化的历程理规律，为人类社会发展做出更大的贡献答疑与讨论如有任何疑问，请随时提出，我们将共同探讨，共同进步。