研究物理光學一般用什麼方法

❶ 物理學的研究方法有哪些

一、控制變數法：通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.

二、等效法：將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態（過程）,用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.

三、模型法：以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.

四、轉換法（間接推斷法）把不能觀察到的效應（現象）通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.

五、類比法：根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.

六、比較法：找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.

七、歸納法：從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.

(1)研究物理光學一般用什麼方法擴展閱讀：

物理學的本質：物理學並不研究自然界現象的機制（或者根本不能研究），我們只能在某些現象中感受自然界的規則，並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然，並試圖改變自然，這是物理學，甚至是所有自然科學共同追求的目標。

六大性質

1.真理性：物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘，反映出物質運動的客觀規律。

2.和諧統一性：神秘的太空中天體的運動，在開普勒三定律的描繪下，顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一，也顯示出美的感覺。

牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立，又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。

3.簡潔性：物理規律的數學語言，體現了物理的簡潔明快性。如：牛頓第二定律，愛因斯坦的質能方程，法拉第電磁感應定律。

4.對稱性：對稱一般指物體形狀的對稱性，深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如：物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。

5.預測性：正確的物理理論，不僅能解釋當時已發現的物理現象，更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在，盧瑟福預言中子的存在，菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑，狄拉克預言電子的存在。

6.精巧性：物理實驗具有精巧性，設計方法的巧妙，使得物理現象更加明顯。

對於物理學理論和實驗來說，物理量的定義和測量的假設選擇，理論的數學展開，理論與實驗的比較是與實驗定律一致，是物理學理論的唯一目標。

人們能通過這樣的結合解決問題，就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想，其實是物理學理論的目的和結構。

在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上，物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質，其它性質則是群聚的想像和組合。

通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應，但一個實驗不能對應多種關系。也就是說，一個規律可以體現在多個實驗中，但多個實驗不一定只反映一個規律。

❷ 物理實驗的方法有哪些

1 控制變數法：這個應該是最常見的實驗方法。

例如，在「探究壓強與哪些因素有關」、「探究電流與電阻的關系」、「研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系」等實驗中都用到了該實驗方法。

2 類比法：例如，在學習電流時，為了更好地理解，與生活中熟悉的水流作類比。

實驗+推理法：有些理論只有在理想空間里才能通過實驗得出，此時，我們可以在現實條件實驗的基礎上推導出來這些理論。

例如，在初二我們學過牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。我們知道，物體在運動過程中必定會受到阻力作用，但是我們通過多次實驗，可以推出這一結論。

3 描述法：例如，在生活中是不存在光線的，我們為了更好地學習光，才引進了「光線」這一詞。

4 轉換法：例如，我們在學習「聲音是振動產生的」這一知識時，我們把音叉的微小振動轉換為乒乓球的擺動。使實驗現象更為明顯。

5 模型法：我們在學習原子結構時，為了更好地認識原子的內部結構，用太陽系模型代表原子結構。

(2)研究物理光學一般用什麼方法擴展閱讀：

物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗，包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等，常用於驗證物理學科的定理定律。

實驗物理是相對於理論物理而言，理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。

理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等，幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規律。

實驗室使用守則

1、為保護實驗儀器和保持環境衛生，學生必須脫鞋進入實驗室。

2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所，學生進入實驗室後要保持肅靜，遵守紀律。

3、做實驗前，認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項，認真檢查所需儀器設備是否完好齊全，如有缺損要及時向教師報告。

4、實驗時要遵守操作規程，按照實驗步驟認真操作。

5、實驗時要注意安全，防止意外發生。

6、愛護實驗室儀器設備。

7、實驗完畢要認真清理儀器設備，關閉水源電源。

性質

1.真理性：物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘，反映出物質運動的客觀規律。

2.和諧統一性：神秘的太空中天體的運動，在開普勒三定律的描繪下，顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一，也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。

麥克斯韋電磁理論的建立，又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。

3.簡潔性：物理規律的數學語言，體現了物理的簡潔明快性。如：牛頓第二定律，愛因斯坦的質能方程，法拉第電磁感應定律。

4.對稱性：對稱一般指物體形狀的對稱性，深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如：物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。

5.預測性：正確的物理理論，不僅能解釋當時已發現的物理現象，更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在，盧瑟福預言中子的存在，菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑，狄拉克預言電子的存在。

6.精巧性：物理實驗具有精巧性，設計方法的巧妙，使得物理現象更加明顯。

❸ 初中物理光學實驗怎麼做

光學：
一凸透鏡成像：凸透鏡成像規律是指物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實像越大。物體放在焦點之內，在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越小，像距越小，虛像越小
在光學中，由實際光線匯聚成的像，稱為實像，能用光屏呈接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師，在講述實像和虛像的區別時，往往會提到這樣一種區分方法：「實像都是倒立的，而虛像都是正立的。」所謂「正立」和「倒立」，當然是相對於原物體而言。 也有些時候是特殊的，比如但U（物距）＞2F時，它將會是實像且縮小幷倒立！
)二倍焦距以外，倒立縮小實像；〈這里所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡匯聚的那一點到透鏡中心的距離,那麼兩倍焦距就是指2倍遠的地方〉
一倍焦距到二倍焦距，倒立放大實像；
一倍焦距不成像；
一倍焦距以內，正立放大虛像；
成實像物和像在凸透鏡異側，成虛像在凸透鏡同側。
(2)
一倍焦距分虛實
兩倍焦距分大小
物近像遠像變大
物遠像近像變小
凸透鏡成像規律表格
物體到透鏡中心的距離u 像的大小 像的正倒 像的虛實 像到透鏡中心的距離v 應用實例
u是物距 v是像距 f是焦距
u>2f，倒立縮小的實像 2f>v>f 照相機
u=2f, 倒立等大的實像 v=2f 可用來測量凸透鏡焦距
2f>u>f 倒立放大的實像 v>2f 放映機,幻燈機，投影機
u=f 不成像 平行光源：探照燈
u<f正立放大的虛像 無 虛像在物體同側 放大鏡
為了研究各種猜想，人們經常用光具座進行試驗。
蠟燭的焰心，凸透鏡中心，光屏中心應盡量保持在同一條高度上。
（3）凸透鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f
利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路：
（1）物體處於2倍焦距以外
（2）物體處於2倍焦距和1倍焦距之間
（3）物體處於焦點以內
（4）凹透鏡成像光路
實驗研究凸透鏡的成像規律是：當物距在一倍焦距以內時，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像；在二倍焦距以外時，得到倒立、縮小的實像。
該實驗就是為了研究證實這個規律。實驗中，有下面這個表：
物 距 u 像的性質 像的位置
正立或倒立 放大或縮小虛像或實像 與物同側與異側像距v
u>2f 倒立縮小 實像異側 f<v<2f
u=2f 倒立等大 實像異側 v=2f 此時物體與像的距離是最小的，既4倍焦距。
f<u<2f 倒立放大 實像異側 v>2f
u=f 不成像 平行光源：探照燈
u<f 正立 放大 虛像 同側 u,v同側
這就是為了證實那個規律而設計的表格。其實，透鏡成像滿足透鏡成像公式：
1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透鏡焦距）
照相機運用的就是凸透鏡的成像規律
鏡頭就是一個凸透鏡，要照的景物就是物體，膠片就是屏幕
照射在物體上的光經過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最後的膠片上
膠片上塗有一層對光敏感的物質，它在曝光後發生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上
至於物距、像距的關系與凸透鏡的成像規律完全一樣
物體靠近時，像越來越遠，越來越大，最後再同側成虛像。
物距增大，像距減小，像變小；物距減小，像距增大，像變大。
一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小。
凸透鏡成像規律表：

實像，物近像遠像變大
虛像，物遠像近像變小

(4)當成虛像時，物、像的左右一致，上下一致；當成實像時，物、像的左右相反，上下相反.。
【規律記憶】
1.u>2f，倒立縮小的實像 2f>v>f 照相機
簡記為：外中倒小實（或物遠像近像變小）
2.u=2f, 倒立等大的實像 v=2f 可用來測量凸透鏡焦距
簡記為：兩兩倒等實
3.2f>u>f 倒立放大的實像 v>2f 放映機,幻燈機，投影機
簡記為：中外倒大實（或物近像遠像變大）
4.u=f 不成像 平行光源：探照燈
簡記為：點上不成像
5.u<f正立放大的虛像 無 虛像在物體同側 放大鏡
簡記為：點內正大虛
註：u大於2f簡稱為遠——離凸透鏡遠一些；u小於2f且大於f簡稱為近——離凸透鏡近一些
記憶口訣：
物三像二 小實倒 物二像三 倒大實 物一像同側 正大虛
1倍焦距分虛實，2倍焦距分大小，物遠像近，像變小，像的大小相距定，像兒跟著物體跑。
二光的折射
反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側；反射角等於入射角 。
可歸納為：「三線共面，兩線分居，兩角相等」。
特殊情況：
垂直入射時，入射角反射角都是零度， 法線、入射光線、反射光線合為一線。
可理解為：「兩角零度，三線合一」。三線分別指：入射光線、反射光線、法線。
理解：
由入射光線決定反射光線，敘述時要「反」字當頭 。
發生反射的條件：兩種介質的交界處；發生處：入射點；結果：返回原介質中 。
反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當入射角為零時，反射角也變為零度 。

❹ 物理的幾種科學研究方法

一、理想模型法
實際中的事物都是錯綜復雜的，在用物理的規律對實際中的事物進行研究時，常需要對它們進行必要的簡化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化，便可得到一系列的物理模型。有實體模型：質點、點電荷、輕桿、輕繩、輕彈簧、理想變壓器、（3-3）液片、理想氣體、（3-5）原子核式結構模型和玻爾原子模型等；過程模型：勻速直線運動、勻變速直線運動、勻變速曲線運動、勻速圓周運動等。
採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
二、控制變數法
就是把一個多因素影響某一物理量的問題，通過控制某幾個因素不變，只讓其中一個因素改變，從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。
這種方法在實驗數據的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相同，若兩次試驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關，則應只使該因素不同，而其他因素均應相同。控制變數法是中學物理中最常用的方法。
滑動摩擦力的大小與哪些因素有關；探究加速度、力和質量的關系（牛頓第二定律 ）；導體的電阻與哪些因素有關（電阻定律 ）；電流的熱效應與哪些因素有關(焦耳定律 )；研究安培力大小跟哪些因素有關（ ）；研究理想氣體狀態變化（理想氣體狀態方程 ）等均應用了這種科學方法。
三、理想實驗法（又稱想像創新法，思想實驗法）
是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。但得出的規律卻又不能用實驗直接驗證，是科學家們為了解決科學理論中的某些難題，以原有的理論知識（如原理、定理、定律等）作為思想實驗的「材料」，提出解決這些難題的設想作為理想實驗的目標，並在想像中給出這些實驗「材料」產生「相互作用」所需要的條件，然後，按照嚴格的邏輯思維操作方法去「處理」這些思想實驗的「材料」，從而得出一系列反映客觀物質規律的新原理，新定律，使科學難題得到解決，推動科學的發展。又稱推理法。
伽利略斜面實驗、推導出聲音不能在真空中傳播、推導出牛頓第一定律等。

三、微量放大法
物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度，常需要採用合適的放大方法，選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。
1）累計放大法：在被測物理量能夠簡單重疊的條件下，將它展延若干倍再進行測量的方法，稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等，常用這種方法進行測量；累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下，將被測量擴展若干倍後再進行測量，從而增加測量結果的有效數字位數，減小測量的相對誤差。
2）形變放大法：形變是力作用的效果，在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法，也可用電學、光學的方法，如：體積的變化：由液柱的長度的變化顯示；熱膨脹：杠桿放大法顯示。
3）光學放大法：常用的光學放大法有兩種，一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像，便於觀察判別，從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大，通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法，就是一種常用的光學放大法。
卡文迪許通過扭秤裝置測量引力常量就採用了多種放大方法。
四、模擬法
模擬法和類比法很近似。它是在實驗室里先設計出於某被研究現象或過程（即原型）相似的模型，然後通過模型，間接的研究原型規律性的實驗方法。先依照原型的主要特徵，創設一個相似的模型，然後通過模型來間接研究原型的一種形容方法。根據模型和原型之間的相似關系，模擬法可分為物理模擬和數學模擬兩種。
如在描繪電場中等勢線實驗中用直流電流場模擬靜電場。
五、類比與歸納
所謂類比，是根據兩個（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。如萬有引力公式 和庫侖力公式 從形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科學思維方法。等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代，而保證結論不變。
等效的方法是指面對一個較為復雜的問題，提出一個簡單的方案或設想，而使它們的效果完全相同，從而將問題化難為易，求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、電壓表等效為電流表、電流表等效為電壓表、測電阻中的替代法、分力與合力等效、分運動與合運動等效、環形電流與小磁體的等效、通電螺線管與條形磁鐵的等效等等。
七、比值定義法
比值定義法，就是在定義一個物理量的時候採取比值的形式定義。用比值法定義的物理概念在物理學中佔有相當大的比例，比如速度、加速度、密度、壓強、功率、電場強度、電勢、電勢差、磁感應強度、電阻、電容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ；
電場強度E=F/q ；電容C=Q/U ；電阻R=U/I ；電流I=q/t ；電動勢，ε=W/q；電勢差U=W/q；磁感應強度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
（一）「比值法」的特點：
1、比值法適用於物質屬性或特徵、物體運動特徵的定義。應用比值法定義物理量，往往需要一定的條件；一是客觀上需要，二是間接反映特徵屬性的的兩個物理量可測，三是兩個物理量的比值必須是一個定值。
2.兩類比值法及特點
一類是用比值法定義物質或物體屬性特徵的物理量，如：電場強度E、磁感應強度B、電容C、電阻R等。它們的共同特徵是；屬性由本身所決定。定義時，需要選擇一個能反映某種性質的檢驗實體來研究。比如：定義電場強度E，需要選擇檢驗電荷q，觀測其檢驗電荷在場中的電場力F，採用比值F/q就可以定義。
另一類是對一些描述物體運動狀態特徵的物理量的定義，如速度v、加速度a、角速度ω等。這些物理量是通過簡單的運動引入的，比如勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動。這些物理量定義的共同特徵是：相等時間內，某物理量的變化量相等，用變化量與所用的時間之比就可以表示變化快慢的特徵。
（二）「比值法」的理解
1.理解要注重物理量的來龍去脈。為什麼要研究這個問題從而引入比值法來定義物理量（包括問題是怎樣提出來的），怎樣進行研究（包括有哪些主要的物理現象、事實，運用了什麼手段和方法等），通過研究得到怎樣的結論（包括物理量是怎樣定義的，數學表達式怎樣），物理量的物理意義是什麼（包括反映了怎樣的本質屬性，適用的條件和范圍是什麼）和這個物理量有什麼重要的應用。
2.理解要展開類比與想像，進行邏輯推理。所有的比值法定義的物理量有相同的特點，通過展開類比與想像，進行邏輯推理、抽象思維等活動，從而引起思維的飛躍，知識的遷移，在類比中加深理解。如在重力場、電場、磁場的教學中，相同的是都需要選擇一個檢驗場性質的實體，用檢驗實體的受力與檢驗實體的有關物理量的比來定義。但也存在區別，重力場的比值中，分母是質量最簡單，電場定義時，要考慮電荷的電性，而磁場定義最復雜，不僅與考慮電流元I，而且要考慮電流元的放置方位與有效長度。
3.不能將比值法的公式純粹的數學化。在建立物理量的時候，交代物理思想和方法，搞清概念表達的屬性，從這些量度公式中理解它們的物理過程與物理符號的真實內容，切忌被數學符號形式化，忽視了物理量的豐富內容，一定要從量度公式中揭示所定義的概念與有關概念的真實依存關系和物理過程，防止死記硬背和亂用。另一方面，在數學形式上用比例表示的式子，不一定就應用比值法。如公式a=F/m，只是數學形式上象比值法，實際上不具備比值法的其它特點。所以不能把比值法與數學形式簡單的聯系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解決物理問題中的常用方法，也是從部分到整體的思維方法。用該方法可以使一些復雜的物理過程用我們熟悉的物理規律迅速地加以解決，使所求的問題簡單化。在使用微元法處理問題時，需將其分解為眾多微小的「元過程」，而且每個「元過程」所遵循的規律是相同的，這樣，我們只需分析這些「元過程」，然後再將「元過程」進行必要的數學方法或物理思想處理，進而使問題求解。使用此方法會加強我們對已知規律的再思考，從而引起鞏固知識、加深認識和提高能力的作用。
在高中物理中，由於數學學習上的局限，對於高等數學中可以使用積分來進行計算的一些問題，在高中很難加以解決。例如對於求變力所做的功或者對於物體做曲線運動時某恆力所做的功的計算；又如求做曲線運動的某質點運動的路程，這些問題對於中學生來講，成為一大難題。但是如果應用積分的思想，化整為零，化曲為直，採用「微元法」，可以很好的解決這類問題。「微元法」通俗地說就是把研究對象分為無限多個無限小的部分，取出有代表性的極小的一部分進行分析處理，再從局部到全體綜合起來加以考慮的科學思維方法，在這個方法里充分的體現了積分的思想。
九、極限法
極限法是把某個物理量推向極端，即極大和極小或極左和極右，並依此做出科學的推理分析，從而給出判斷或導出一般結論。
1.由平均值得瞬時值用到極限法 一般由比值定義式定義出的物理量均為平均值，如 ，當 取趨近於零時的平均速度可看做瞬時速度
2.極限法在進行某些物理過程分析時，具有獨特作用，恰當應用極限法能提高解題效率，使問題化難為易，化繁為簡，思路靈活，判斷准確。因此要求解題者，不僅具有嚴謹的邏輯推理能力，而且具有豐富的想像能力，從而得到事半功倍的效果。

❺ 研究物理學的基本方法是什麼

物理學研究的領域可分為下列四大方面：
1.凝聚態物理——研究物質宏觀性質，這些物相內包含極大數目的組元，且組員間相互作用極強。最熟悉的凝聚態相是固體和液體，它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態（在十分低溫時，某些原子系統內發現）；某些材料中導電電子呈現的超導相；原子點陣中出現的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態物理一直是最大的的研究領域。歷史上，它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出，採用此名。

2.原子，分子和光學物理——研究原子尺寸或幾個原子結構范圍內，物質-物質和光-物質的相互作用。這三個領域是密切相關的。因為它們使用類似的方法和有關的能量標度。它們都包括經典和量子的處理方法；從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層，集中在原子和離子的量子控制；冷卻和誘捕；低溫碰撞動力學；准確測量基本常數；電子在結構動力學方面的集體效應。原子物理受核的影晌。但如核分裂，核合成等核內部現象則屬高能物理。
分子物理集中在多原子結構以及它們，內外部和物質及光的相互作用，這里的光學物理只研究光學的基本性質及光與物質在在微觀領域的相互作用。

3.高能/粒子物理——粒子物理研究物質和能量的基本組元及它們間的相互作用；也可稱為高能物理。因為許多基本粒子在自然界不存在，只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現。據基本粒子的相互作用標准模型描述，有12種已知物質的基本粒子模型（誇克和輕粒子）。它們通過強，弱和電磁基本力相互作用。標准模型還預言一種希格斯-波色粒子存在。現正尋找中。
4.天體物理——天體物理和天文學是物理的理論和方法用到研究星體的結構和演變，太陽系的起源，以及宇宙的相關問題。因為天體物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學，電磁學，統計力學，熱力學和量子力學。1931年卡爾發現了天體發出的無線電訊號。開始了無線電天文學。天文學的前沿已被空間探索所擴展。地球大氣的干擾使觀察空間需用紅外，超紫外，伽瑪射線和x-射線。物理宇宙論研究在宇宙的大范圍內宇宙的形成和演變。愛因斯坦的相對論在現代宇宙理論中起了中心的作用。20世紀早期哈勃從圖中發現了宇宙在膨脹，促進了宇宙的穩定狀態論和大爆炸之間的討論。1964年宇宙微波背景的發現，證明了大爆炸理論可能是正確的。大爆炸模型建立在二個理論框架上：愛因斯坦的廣義相對論和宇宙論原理。宇宙論已建立了ACDM宇宙演變模型；它包括宇宙的膨脹，黑能量和黑物質。
從費米伽瑪-射線望運鏡的新數據和現有宇宙模型的改進，可期待出現許多可能性和發現。尤其是今後數年內，圍繞黑物質方面可能有許多發現。

❻ 物理研究方法有哪些

物理研究方法，收集齊全的物理知識，一起來看看：

一、控制變數法：通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時，每次只改變一個物理量，保持其他一些物理量不變，探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法，幾乎貫穿物理學習的始終。

二、等效法：將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態（過程）,用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法。在保證效果相同的前提下，將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。 例如：研究串、並聯電路關系時引入總電阻（等效電阻）的概念。在研究力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法，即可以用一個力的作用效果代替幾個力的作用效果。研究平面鏡成像特點時，用鏡後未點燃的蠟燭代替鏡前點燃蠟燭的像。

三、模型法：以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態，便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。

四、轉換法（間接推斷法）把不能觀察到的效應（現象）通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。

五、類比法：根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。簡言之，相同或相似的東西放在一起進行比較，以達到 「舉一反三」的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。

六、比較法：找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。

七、歸納法：從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。

八、觀察法。觀察法是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃地對自然發生條件下所顯現的有關 事物進行考察的一種方法，是人們收集獲取感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。

❼ 研究物理現象一般有哪些方法

研究物理的常用方法

研究物理的科學方法有許多，經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。

研究某些物理知識或物理規律，往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時，我們同時用到了觀察法（觀察電流表的示數）、轉換法（把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小）、歸納法（將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起）、和控制變數法（在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積）等方法。可見，物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程，來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。

一、控制變數法

物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化，最終解決所研究的問題。

可以說任何物理實驗，都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。

如：導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系，中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下，研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，分別得出實驗結論。通過學生實驗，讓學生在動腦與動手，理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」，最終得出歐姆定律I＝U/R。

為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關， 控制導體的長度和材料不變，研究導體電阻與橫截面積的關系。

為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。

利用控制變數法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利於扭轉重結論、輕過程的傾向，有助於培養學生的科學素養，使學生學會學習。

中學物理課本中，蒸發的快慢與哪些因素的有關；滑動摩擦力的大小與哪些因素有關；液體壓強與哪些因素有關；研究浮力大小與哪些因素有關；壓力的作用效果與哪些因素有關；滑輪組的機械效率與哪些因素有關；動能、重力勢能大小與哪些因素有關；導體的電阻與哪些因素有關；研究電阻一定、電流與電壓的關系；研究電壓一定、電流和電阻的關系；研究電流做功的多少跟哪些因素有關系；電流的熱效應與哪些因素有關；研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。

二、轉換法

一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做「轉換法」。如：分子的運動，電流的存在等，

如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據空氣流動（風）所產生的作用來認識它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現象去認識它；電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據電流產生的效應來認識它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據它產生的作用來認識它。

再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過P＝UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P）、電阻、密度等。

中學物理課本中，測不規則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積；我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度；在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小；大氣壓強的測量（無法直接測出大氣壓的值，轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強）測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度；測液體壓強（我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化）；通過電流的效應來判斷電流的存在（我們無法直接看到電流）；通過磁場的效應來證明磁場的存在（我們無法直接看到磁場）；研究物體內能與溫度的關系（我們無法直接感知內能的變化，只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化）；在研究電熱與電流、電阻的因素時，我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度；在我們研究電功與什麼因素有關的時候，我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度；密度、功率、電功率、電阻、壓強（大氣壓強）等物理量都是利用轉換法測得的；在我們回答動能與什麼因素有關時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大，就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。

例題分子運動看不見、摸不著，不好研究，但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它，這種方法在科學上叫做「轉換法」。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中採取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是（）

A．利用磁感應線去研究磁場問題

B．電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定

C．研究電流與電壓、電阻關系時，先使電阻不變去研究電流與電壓的關系：然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系

D．研究電流時，將它比做水流

解析：選B．

三、放大法

在有些實驗中，實驗的現象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。

四、積累法

在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100，這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。

要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間，測量出導線的直徑，均可用積累法來完成。

五、類比法

在我們學習一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流；類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置；類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能；類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉化為內能。

我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比；學習功率時，將功率和速度進行類比。

例題某同學在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想力學實驗現象，進行比較並找出了一些相類似的規律，其中不準確的是( )

A．水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流

B．抽水機是提供水壓的裝置；類似地，電源是提供電壓的裝置

C．抽水機工作時消耗水能；類似地，電燈發光時消耗電能

D．水流通過渦輪時消耗水能轉化為渦輪的動能。類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉化為內能和光能

解析：選C。通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩栩如生。

六、理想化物理模型

實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。

中學課本中很多知識都應用了這個方法，比如有：

液柱、（比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化後的模型依然保留原來的特點和知識）；光線、（在我們學習光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型）；液片、（在我們研究連通器的特點，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法）；光沿直線傳播（在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因為空氣各處不均勻形成了風，而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質中傳播）。

勻速直線運動；（生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型）

磁感線（磁感線是不存在的一條線，但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線，將我們研究的問題簡化。）

例題在我們學習物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是（）

A．建立速度概念B．研究光的直線傳播C．用磁感應線描述磁場D．分析物體的質量

解析：B、C．

七、科學推理法

當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現象（狗的叫聲）與以往的知識經驗，即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案

如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。

如：在做真空不能傳聲的實驗時，當我們發現空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。

八、等效替代法

比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的，那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、並聯電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。

九、歸納法

是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。

比如銅能導電，銀能導電，鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理，反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。

在阿基米德原理中，為了驗證F浮＝G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗，歸納、整理均得出F浮＝G排，於是我們驗證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。

在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1＝F2×L2也是利用這種方法。

一切發聲體都在振動結論的得出（在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時），都要用到這一方法。

在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候，經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關，也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。

在所有的科學實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。

十、比較法（對比法）

當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質屬性。

如，比較蒸發和沸騰的異同點；如，比較汽油機和柴油機的異同點 ；如，電動機和熱機；如，電壓表和電流表的使用。

利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別，使同學們很快地記住它們，還能發現一些有趣的東西。

十一、分類法

把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。

十二、觀察法

物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗，證明了大氣壓強的存在。在教學中，可以根據教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學生認真細致的觀察，進行規范的實驗操作，得到准確的實驗結果，養成良好的實驗習慣，培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。

十三、比值定義法

例：密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。

十四、多因式乘積法

例：電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。

十五、逆向思維法

例：由電生磁想到磁生電

❽ 物理研究方法有哪些

物理研究主要方法如下所示。

1、控制變數法。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時，每次只改變一個物理量，保持其他一些物理量不變，探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法，幾乎貫穿物理學習的始終。

2、物理模型法。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態，便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。

3、等效替代法。在保證效果相同的前提下，將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。

4、類比法。簡言之，相同或相似的東西放在一起進行比較，以達到舉一反三的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。

5、轉換法。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。

6、實驗推理法。這種方法主要利用理想實驗，理想實驗又叫假想實驗，抽象的實驗或思想上實驗它是人們在思想中塑造的實驗過程，是一種邏輯推理的理論研究方法。

7、圖像法。圖像法是數學方法在物理研究領域的運用。它是描述物理過程、揭示物理規律、解決物理問題的重要方法之一，它具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點，能把物理問題簡化明了，有效、簡捷地解決問題。

8、比較法。比較法是確定研究對象之間的差異點和共同點的物理研究方法，各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。

9、歸納法。在大量經驗、實驗、現象的基礎上，從具體事物中抽象出共同本質，概括出一般物理規律的推理方法。

❾ 研究光學主要有哪三類方法

光學領域有它自己的分類特徵，協會以及學術會議。光的純科學領域，通常被稱為光學或光學物理。應用光學通常被稱為光學工程。光學工程中涉及到照明系統的部分，被特別稱為照明工程。每一個分支在應用、技術、焦點以及專業關聯上，都有很大不同。在光學工程中，比較新的發現，通常被歸類為光子學。而區分這些定義的界限並不明顯，經常因在世界的不同地區，以及工業的不同領域而異。