该课程主要介绍了几百年来,尤其是近一个世纪以来物理学的重大进展及其与人类文明的关系。主要内容包括:经典物理(力学、热学、电磁学、波动光学、原子物理)、量子力学、粒子物理、相对论、宇宙学及材料物理与其它学科的关系;以及由此带来的现代高科技的重大突破以及当今热门现象(例如:激光、光纤、能源与环保、大型对撞机、不明飞行物和伪科学、核武器与和平……)。通过分析经典物理和近现代物理学中奥妙无穷的现象和规律,阐述物理学发展规律、科学思维以及研究方法,说明物理学即是人类文明开始的基础,也是人类文明的推动力。
1. 课堂作业(20%):共5次,每次4分,共20分。
2. 课堂讨论(30%):有效发帖数量达到5条及以上为满分,共30分。
3. 期末测试(50%):1次,共50分。
绪论
第一章: 经典物理学与人类文明
介绍经典力学、热学、电磁学、波动光学的诞生经过、思考方式、主要原理以及对人类工业革命和现实生活的重要影响。 (6学时)
第二章: 量子力学
介绍量子力学的产生背景、适用范围、基本原理、思维方式以及对人类哲学观念的影响。(4学时)
第三章:天体物理
介绍现代宇宙学模型、大爆炸模型、宇宙的起源、演化及命运,黑洞等对人类文明的正面和负面的影响。(2学时)
第四章: 物质结构。
介绍构成物质的基本单元及其之间的基本相互作用。 (2学时)
第五章: 材料科学
介绍材料科学的产生背景以及在纳米材料、燃料电池、太阳能发电等方面的科技应用。 (2学时)
书籍:
1.物理学与人类文明,盛正卯、叶高翔,浙江大学出版社。
2.物理学与人类文明16讲,赵峥,高等教育出版社,2008年。
3. 普通人的物理世界,罗杰.S.琼斯,明然、黄海元译,江苏人民出版社,1998年。
4. 改变世界的物理学,倪光炯,复旦大学出版社,1999年。
5. 物理与文化——物理思想与人文精神的融合(第二版),倪光炯、王炎森,
高等教育出版社,2009年。
6. 物理学史,郭奕玲,沈慧君,清华大学出版社,2005年。
7. 激光技术——照亮21世纪之光,乐俊维等编著,中国科学技术出版社,1994年。
8. 20世纪物理学,V.F.维斯科夫著,杨福家等译,科学出版社,1979年。
9. 探求上帝的秘密——从哥白尼到爱因斯坦,赵峥,北京师范大学出版社,1997年。10.三体,刘慈欣,重庆出版社,2008年。
网络资源:
1、自然 https://www.nature.com/
2、科学 https://www.sciencemag.org
3、Physics(美国物理学会) https://physics.aps.org/
4、Science now科学时刻 https://sciencenow.sciencemag.org/
5、粒子物理 https://www.particleadventure.org/
6、大爆炸理论https://hepwww.rl.ac.uk/public/Phil/bigbang/part1.html
7、我们的科学 www.oursci.org
8、北京科普 www.bjkp.gov.cn
9、 Google学术搜索 https://scholar.google.com.hk
10、预印本文库 https://arxiv.org/
11、微信公众号:星创客科学思维训练
12、微信公众号:中科院高能所
13、微信公众号:中国科普博览
14、微信公众号:中科院物理所