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skja10
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普通物理实验课程!
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绪论课内容
1.物理学与生、数化关系浅述
2.物理实验课程的一些特点
3.本学期实验须知
4.误差的普遍性,误差分析与不确定度估计的重要性
5.《物理测量…》第2、3章提要
理学院平台课程
基础物理实验
物理学与生物学
李政道在“物理学的挑战”讲演中说:
物理学所处理的对象比生物学的要单纯一点,所以我们容易集中目标。
物理学的研究有一套手法,即极强的计算精密度、理论预测和实验观测。
它们都应满足高度的精密要求.……
物理学的应用常引发科学广泛的发展,……
物理学也影响生物学,1950年代克里克和沃森研究DNA的分子结构,后来基因研究大发展,也是沿着20世纪物理学的简化、归纳方向展开的。
“物理学跟生物学以及其他学科有极密切的关系,20世纪物理学和生物学相辅相成,我相信21世纪也一样,生物学不单基因研究很重要,也要了解什么是生命,这是整体。
物理学与生物学的合作又可以更进一步地发展21世纪的科学文明,也将产生21世纪新的应用。
”
我校生物学科的崛起,
主要是生物物理学的崛起
饶子和——分子生物学家(科大物理系毕业)
赵南明、随正芳——物理学学者转生物
……
物理实验的数据处理与实验设计
生物(统计)学家共不可没
初创
回归理论回归(regression)英GaltonF首用
试验设计理论试验设计三原则费歇(FisherRA)
为实验物理学提供了
重要的数学工具和方法
数学与物理学的关系
尤其是与实验物理学的关系
刘博文:
《物理写与数学的比较》——
物理学与数学有不同的地方,只要物理方程的结论与实验结果‘在一定精度上’或‘在误差允许范围内’相符,人们就接受它。
------《解析时空理论
(一)》作者:
崔思珑博士
周光召:
为什么20世纪最重要的物理学发现又恰恰在德国的土地上发生?
首先德国人非常重视实验和实验数据的分析.从普朗克开始分析黑体辐射到后来原子物理中玻尔提出他的原子论,最关键的就是对光谱的分析.当时德国对光谱的分析可能是最多的,包括海森伯就是从光谱分析而提出矩阵力学的.他们的理论是和实验密切地结合在一起的.这是德国物理最大的一个特点.
第二个特点就是德国有很强的数学传统.当时德国尽管其他学科不怎么发达,数学已经超过英国了,在上个世纪,德国就有黎曼、高斯、希尔伯特,本世纪初就成为世界的第一位,哥廷根一直是世界的数学中心.
第三个是德国有非常强的哲学传统.
这三个条件:
理论紧密地和实验结合在一起,非常强的数学传统和打破哲学上的机械论,对于德国能在这种环境下产生20世纪最伟大的科学发现起了决定性的作用.
皮埃尔.迪昂华夏出版社,1999
《物理学理论的目的和结构》
理论物理学是数学物理学
物理系李惕培院士
《实验的数学处理》
科学出版社
杨振宁
让我补充一点关于数学和物理的关系。
我曾经把二者的关系表示为两片在茎处重叠的叶片。
重叠的地方同时是二者之根,二者之源。
比如微分方程、偏微分方程、希尔伯特空间、黎曼几何和纤维丛等,今天都是二者共用的基本观念。
这是惊人的事实,因为首先达到这些观念的物理学家与数学家曾遵循完全不同的路径,完全不同的传统。
……
必须注意的是在重叠的地方,共用的基本观念虽然如此惊人地相同,但是重叠的地方并不多,只占二者各自的极少部分。
比如实验1与唯象理论2都不在重叠区,而绝大部分的数学工作也在重叠区之外。
另外值得注意的是即使在重叠区,虽然基本观念物理与数学共用,但是二者的价值观与传统截然不同,而二者发展的生命力也各自遵循不同的茎脉流通,如图3所示。
我们至少可以说:
与哲学一样,数学是物理学的工具,是物理科学建立的重要基础,对物理科学体系与理论的发展起到了十分重要的作用。
反过来物理学的发展也在很大程度上推动、促进了数学不少分支学科的发展。
周光召:
我们全国名校、名研究所应该形成自己独特的风格:
有的应以理论和实验结合,达到世界最高水平,像索末菲那样;有的应与数学高度结合,能够把最新的数学和物理学发展联系在一起.另外必须研究哲学。
———战略性的建议
物理系8位院士
大多数理论物理学:
“数学物理学”
计算物理
科学馆——数学系与物理系共同的风水宝地
顾秉林校长提出
理科平台要求,
加强基础
化学与物理学的关系
尤其是与实验物理学的关系
从百年诺贝尔化学奖看,得主名单中
1.化学与物理学
结合、交叉的学科
数十位晶体学
量子化学
物理化学
放射化学&核化学等方面的专家
如:
HCUrey(尤里.1934年获奖)1893年4月发现了稀有重氢同位素氘,对核结构和分子结构理论作出T重大贡献。
2.物理学家兼化学家
双重身份十余人
19111903年获物理奖,玛丽·居里,
1904拉姆齐;1920能斯特,W.H
1922阿斯顿,F.W.;1926斯韦德贝里,T
1935约里奥-居里夫妇;1966马利肯,RS
1969昂萨格,L.;1977普里高金,I.
1981霍夫曼,R.;1985豪普特曼,H.A
1991恩斯特
3.主要是物理学家5人
1908卢瑟福;1926朗缪尔,l
1936德拜,P.J.W.;1971赫茨伯格
1985卡尔勒
4.同一研究、同年分获物理奖&化学奖瑞利——由不同方法的测量误差—发现惰性气体氩元素
—1904物理奖 J.W.瑞利(英国人)从事气体密度的研究并发现氩元素
拉姆齐1894年和瑞利合作发现氩1904化学奖WilliamRamsay,1852~1916英国化学家
国家基金委文件中论述
化学与物理学关系:
“多年来,化学与物理学之间有着紧密的联系。
在本世纪初,居里夫人发现了元素的放射性获得了诺贝尔物理学奖,随后,她在放射性元素方面的工作又获得了诺贝尔化学奖。
物理学家爱因斯坦发现了光化学基本定律。
化学家HCUrey(尤里1934年化学奖)发现了稀有重氢同位素氘,对核结构和分子结构理论作出T重大贡献。
化学家Peter.J.w.Debye和williamF.Giauque发现了如何借助一定化学品的磁性能达到不超过绝对温度的lK温度,对低温物理的发展作出了贡献。
量子化学是物理学对化学作出贡献而诞生的学科,而半导体、超铀元素却是化学对物理学贡献的礼物。
望远镜是德国化学家R.W.Bunse与物理学家G.R.Kirhhoff于1860年合作发明的产物。
现在我们知道在光谱图上的任一部分的每一条谱线对应于原子或分子从一个运动状态到另一能级的运动状态的跃进。
用现代仪器我们能够检测所有电磁辐射,从高能极端的x—射线到低能电磁频率。
这样的测量已经是一种方价值的信息来源,无论是对从事量子力学等物理学理论研究与原子、分子结构研究,或是对从事分子结构研究与特殊化学意义上光谱研究都具有重要的意义。
化学与物理学的相互关系通过光谱理论与实验很好处得到了说明。
近年来、高温超导体的理论与实验更加紧密了化学与物理学的联系。
高温超导材料的研制离不开化学家而超导机理的研究却离不开物理学家。
”
LC研究,清华一度领先是物理&化学系合作,诺贝尔物、化得主对LC物理的贡献,新液晶物理学会委员中近1/3化学系所。
清华化学系的崛起、尽量缩小与北大吉大的差距,相当一部分担子可能要落到数理基础扎实的新一代化学系的同学身上。
总之,
一流大学建设的重头戏在理学院,
理学院教改是重头戏中重要一幕。
2A课程特点.ppt
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