‘壹’ 物理学分为哪些类我要全面的
1、牛顿力学(Newton mechanics)与分析力学(analytical mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律
2、电磁学(electromagnetism)与电动力学(electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
3、热力学(thermodynamics)与统计力学(statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
4、狭义相对论(special relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律。
5、广义相对论(general relativity)研究在大质量物体附近,物体在强引力场下的动力学行为。
6、量子力学(quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律
此外,还有:粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
(1)原泊物理包括是什么意思扩展阅读:
物理学的六大性质
1、真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2、和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。
牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3、简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4、对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5、预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
物理学的发展:
应用物理学专业的毕业生主要在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开 发工作包括新特性物理应用材料如半导体等,应用仪器的研制如医学仪器、生物仪器、科研仪器等。
应用物理专业的就业范围涵盖了整个物理和工程领域,融物理理 论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。
应用物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。
我国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。
‘贰’ 古代的“物理”什么意思
1元古到西周(公元前770年以前)
人类从会用火到石器时代.又从石器时代
过渡到青铜时代,西周时代手工业特别发达,
出现了“百工匠”;如造车轮的“轮匠”,造车
轴的“轴匠”,造箭的“矢匠”等.在这些手
工技术中有丰富的物理学知识,但人们没有认
识.
2奴隶社会向封建社会过渡期(公元前770
年—前221年)
此时期对物理学知识有了系统研究和论
述,主要着作有:《墨经》和《考工记》等.对
力、热、光等都有论述.
2. 1力学方面
《墨经》最早对力下了定义:“力荆之所以
奋也”.意思是力是使物体运动状态改变的原
因.《墨经》第114. 116条对时间和空间最早
作出了正确定义:“宇或徒,说在长宇久”;
“行修以久,说在先后”.意思是说物体位置改
变是空间随着时间自近而远的持续增长.“墨
经”还最早论述了“杠杆原理”和“浮体平衡
原理”
2. 2热学方面
《考工记》中:“凡铸金之状,金(铜)与
锡;黑蚀之气竭,黄白次之;黄白气竭,青白
次之;青白之气竭,青气次之.然后可铸也”
是我国最早对温度的认识,这段大意是在熔炼
金属过程中,根据物体颜色判断物体冷热程度.
2. 3磁学方面
春秋末期(约公元前5世纪)《管子
·地数篇》有:“山上有慈石,其下有铜金".
约公元前239年的《吕氏春秋·精通》中有:
“慈石召铁,或引之也”.这是世界上最早对磁
现象的认识.
2. 4光学方面
《墨经》着作中有八条对几何光学的专门
论述,这八条主要论述了:光的直进性和小孔
成像,平面镜反射及成像,球面镜成像.
3从秦、汉到隋唐五代(公元前 221年—
公元960年)
这个时期制造了许多大型复杂机械:西汉
初的指南车和记里鼓车;张衡(78年—139
年)的浑天仪和地动仪:毕岚的“翻车”(即
龙骨水车)和名为“渴乌”的虹吸管;(公元
2世纪)唐僧一行梁令珑的水运浑仪.(公元
725年)此时期主要科学代表着有:东汉王充
(27年—约79年)所着的《论衡》,东汉
C25年—220)年的《淮南万毕术》
3. 1力学方面
《论衡.状留篇》中的:“是故车行于陆,
船行于沟,其满而重者行迟,空而轻者行疾".
“任重,其进取疾速,难矣”.意即在一定外力
条件下,较重的物体运动较慢,其开始运动和
加快运动也难.《论衡》中:“古之多力者、身
能负荷千钧.手能决角伸钧,使之自举,不能
离地”.最早提出系统的内力不能使物体运动
的结论.
3. 2感学方面.《淮南万毕术》道:“磁石柜
茶”.说明了人们已经认识了磁石(磁极)之
间存在着相互推斥力作用.《论衡·是应篇》
道:“司南之构,投之于地,其抵指南”.人们
制造了指南针(句状司南).
3. 3热学方面
《论衡》中:“云雾、雨之徽也,夏则为露,
冬则为霜,温则为雨,寒则为雪,雨露冻凝者,
皆由地发,不从天降也”的论述,是世界上最
早分析一年四季物态变化形成的原因.《论稀
.寒温篇》中的论述:“夫近水则寒,近火则温,
远则渐微.何则?气之所加,远近有差也”.是
世界上最早对热传导的论述.
3. 4声学方面
《论衡·变虚篇》中:“令人操行变气远近,
宜与鱼等;气应而变,宜与水均”,意思是人
的行动(包括说话)使其周围的“气”发生振
动,并能向外传播,如同鱼使水振动的水波一
样向外传播.
3. 4光学方面
《论衡·率性篇》中:“取火于天,五月丙
午日中之时,消炼五石(五石可能指石英石).
铸以为器,磨砺生光,仰以向日,则火来至”
《淮南万毕术》载道:削冰为圆,举以向日,以
艾承其影,则火生”.以上说明用透镜聚光取
火,即叫“阳隧”.《淮南万毕术》中的“取大
镜高悬,盛水盆于其下,则见四邻矣”记述了
我国最早创制的开管式潜望镜.
3. 5电学方面
《论衡》中的“顿牟掇芥慈石级缄”.(顿
牟:墟泊;芥:=种很轻草木;械:针;缀:
吸引);说明人们已经对电、磁有了相当深刻
的认识.
4宋,元时期(960年—1369年)
这个时期创制了大型机械和大型生产工
具.撰写出五本科学着作:北宋沈括(1031年
—1095年)着的《梦溪笔谈》;北宋曾公亮
(999年—1078年)着的《武经总要》;北宋
李诫(1035— 1110年)着的《营造法式);北
宋苏颂(1020年·- 1101年)、韩公廉(生卒
年代不详)着的《新仪象法要》;元代赵友钦
(1279年—1368年)着的《革象新书》,我
国四大发明中的三大发明火药、指南针和活字
印刷术也是这个时期产生的.
4. 1力学方面
《营造法式》一书,全书36卷,其中图样
6卷,系统地总结了历代建筑经验,有丰富的
材料力学和建筑力学知识.《新仪象法要》一
书中,记载了苏颂和韩公廉在1092年创制一
架大型水运仪象台,即天文钟,这台机器应用
了很多力学知识.
4. 2磁学方面
《梦溪笔谈》第58条:“以磁石磨针锋,则
锐处指南,亦有指北者,恐石性不同”,这段
话说明当时已发现了磁铁有两极;《梦溪笔
谈》第437记载的:“方家以磁石磨针锋,则
能指南,然常微偏东,不全南也”.记述的磁
偏角,比西方发现地磁偏角早了四百多年.
《梦溪笔谈》中还介绍了指南针四种安装法:水
浮法;指甲法;碗唇法;悬丝法.
4. 3光学方面
《梦溪笔谈》记述的:“阳艘向日照之.则
光聚向内,离镜一二寸,光聚为一点,大如麻
寂,着物则火发”.“阳健面洼,以一指迫而照
之则正,渐远则无所见,过此遂倒”.这是说
手指在镜面与焦点之间处成正立像.在焦点处
无像,在焦点以外成倒立像.说明当时对凸透
镜聚光及球面镜成像已进行相当成功的研究.
宋末元初赵友钦用上千只炽光作为光源进行
小孔成像的大型光学实验,证明了光源大小、
强度与小孔的大小、距离以及像的大小、亮度
三者之间的关系.说明了当时物理学研究已经
进人实验科学时代.
4. 4声学方面
《梦溪笔谈》中:“欲知其应者,先调其弦,
先调其弦令声和,乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,
则纸人跃,它弦即不动”.这是沈括以纸游码
实验证明了声的共振现象,比英国的诺布尔所
做的“纸游码”实验早500年.
5明、清时期(1368年—1911年)
由于时代中叶以后,维护封建伦理的官方
教育后来发展为“八股”的科举取士制,严重
阻碍科学技术发展,是我国科学发展的落后时
期.但是个别的有关物理学方面也有独创发
现:明代朱载育(1536年—约1614年)发
明的十二平均律,用以公比攀 Z的等比级数
平均分配音律,成为近代平均音阶的鼻祖;明
末宋应星(1587 - ?)的《天工开物》在
《论气·气声》是集发声、传播、接收为一体
的一部系统的声学大着.
‘叁’ 物理学的含义是什么包括什么知识
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。主要研究领域包括:声,光,电,热,力,磁等。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
物理学研究的领域可分为下列四大方面:
1.凝聚态物理——研究物质宏观性质,这些物相内包含极大数目的组元,且组员间相互作用极强。最熟悉的凝聚态相是固体和液体,它们由原子间的键和电磁力所形成。更多的凝聚态相包括超流和波色-爱因斯坦凝聚态(在十分低温时,某些原子系统内发现);某些材料中导电电子呈现的超导相;原子点阵中出现的铁磁和反铁磁相。凝聚态物理一直是最大的的研究领域。历史上,它由固体物理生长出来。1967年由菲立普·安德森最早提出,采用此名。
2.原子,分子和光学物理——研究原子尺寸或几个原子结构范围内,物质-物质和光-物质的相互作用。这三个领域是密切相关的。因为它们使用类似的方法和有关的能量标度。它们都包括经典和量子的处理方法;从微观的角度处理问题。原子物理处理原子的壳层,集中在原子和离子的量子控制;冷却和诱捕;低温碰撞动力学;准确测量基本常数;电子在结构动力学方面的集体效应。原子物理受核的影晌。但如核分裂,核合成等核内部现象则属高能物理。 分子物理集中在多原子结构以及它们,内外部和物质及光的相互作用,这里的光学物理只研究光的基本特性及光与物质在微观领域的相互作用。
3.高能/粒子物理——粒子物理研究物质和能量的基本组元及它们间的相互作用;也可称为高能物理。因为许多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中与其它粒子高能碰撞下才出现。据基本粒子的相互作用标准模型描述,有12种已知物质的基本粒子模型(夸克和轻粒子)。它们通过强,弱和电磁基本力相互作用。标准模型还预言一种希格斯-波色粒子存在。现正寻找中。
4.天体物理——天体物理和天文学是物理的理论和方法用到研究星体的结构和演变,太阳系的起源,以及宇宙的相关问题。因为天体物理的范围宽。它用了物理的许多原理。包括力学,电磁学,统计力学,热力学和量子力学。1931年卡尔发现了天体发出的无线电讯号。开始了无线电天文学。天文学的前沿已被空间探索所扩展。地球大气的干扰使观察空间需用红外,超紫外,伽玛射线和x-射线。物理宇宙论研究在宇宙的大范围内宇宙的形成和演变。爱因斯坦的相对论在现代宇宙理论中起了中心的作用。20世纪早期哈勃从图中发现了宇宙在膨胀,促进了宇宙的稳定状态论和大爆炸之间的讨论。1964年宇宙微波背景的发现,证明了大爆炸理论可能是正确的。大爆炸模型建立在二个理论框架上:爱因斯坦的广义相对论和宇宙论原理。宇宙论已建立了ACDM宇宙演变模型;它包括宇宙的膨胀,黑能量和黑物质。 从费米伽玛-射线望运镜的新数据和现有宇宙模型的改进,可期待出现许多可能性和发现。尤其是今后数年内,围绕黑物质方面可能有许多发现。
物理学包括了
●牛顿力学(Mechanics)与理论力学(Rational mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律
●电磁学(Electromagnetism)与电动力学(Electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
●热力学(Thermodynamics)与统计力学(Statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
●相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律
●量子力学(Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律
此外,还有:
粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
‘肆’ 原动力是什么源动力是什么
源动力指的是动力的根源,而原动力则指的是动力的根底。
原动力粘度是指液体受外力作用移动时,分子间产生的内摩擦力的量度。
运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比,在国际单位制中以㎡/s(米平方每秒)表示。习惯用厘斯(cSt)为单位。1厘斯=10^(-6)米^(2)/秒=1毫米^(2)/秒。
原动力系数计算:
度量流体粘性大小的物理量。又称粘性系数、动力粘度,比例系数,粘性阻尼系数,记为μ。
牛顿粘性定律指出,在纯剪切流动中相邻两流体层之间的剪应力(或粘性摩擦应力)为式中dv/dy为垂直流动方向的法向速度梯度。粘度数值上等于单位速度梯度下流体所受的剪应力。
速度梯度也表示流体运动中的角变形率,故粘度也表示剪应力与角变形率之间比值关系。按国际单位制,粘度的单位为帕·秒。有时也用泊或厘泊(1泊=10^(-1)帕·秒,1厘泊= 10^(-2)泊)。
粘度是流体的一种属性,不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显着地与温度有关,而与压强几乎无关。气体的粘度随温度升高而增大,液体则减小。
‘伍’ 物理性质是什么意思
物理性质释义:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,如状态、颜色、气味、密度、硬度、沸点、溶解性等。
物质的物理性质如:颜色、气味、状态、是否易融化、凝固、升华、挥发,还有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、延展性等,可以利用仪器测知。还有些性质,通过实验室获得数据,计算得知,如溶解性、密度等。在实验前后物质都没有发生改变。这些性质都属于物理性质。
如水的蒸发;蜡烛质软,不易溶于水,一般石蜡成白色;纸张破碎等。不通过化学变化就可以表现出来的性质就是物理性质。经过化学变化表现出来的性质就是化学性质。
(5)原泊物理包括是什么意思扩展阅读:
物理性质属于统计物理学范畴,即物理性质是大量分子所表现出来的性质,不是单个原子或分子所具有的。
例如:物质的颜色是大量分子集体所具有的性质,是单个分子所不具有的。
通常用观察法和测量法来研究物质的物理性质,如可以观察物质的颜色、状态、熔点和溶解性;可以闻气味(实验室里的药品多数有毒,未经教师允许绝不能用鼻子闻和口尝);也可以用仪器测量物质的熔点、沸点、密度、硬度、导电性、导热性、延展性、溶解性和挥发性、吸附性、磁性。
‘陆’ 高中物理包括哪几大部分
高中物理包括必修一、必修二、选修1-1、选修1-2、选修2-1、选修2-2、选修2-3、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5
必修一的知识为:(1)运动的描述、(2)相互作用与运动规律
必修二的知识为:(1)机械能和能源(2)抛体运动与圆周运动(3)经典力学的成就与局限性
选修1-1的知识为:(1)电磁现象与规律(2)电磁技术与社会发展(3)家用电器与日常生活
选修1-2的知识为:(1)热现象与规律(2)热与生活(3)能源与社会发展
选修2-1的知识为:(1)电路与电工(2)电磁波与信息技术
选修2-2的知识为:(1)力与机械(2)热与热机
选修2-3的知识为:(1)光与光学仪器(2)原子结构与核技术
(6)原泊物理包括是什么意思扩展阅读:
学习物理常用的方法:
一、观察的几种方法
1、顺序观察法:按一定的顺序进行观察。
2、特征观察法:根据现象的特征进行观察。
3、对比观察法:对前后几次实验现象或实验数据的观察进行比较。
4、全面观察法:对现象进行全面的观察,了解观察对象的全貌。
二、过程的分析方法
1、化解过程层次:一般说来,复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此,分析物理过程的最基本方法,就是把复杂的问题层次化,把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。
2、探明中间状态:有时阶段的划分并非易事,还必需探明决定物理现象从量变到质变的中间状态(或过程)正确分析物理过程的关键环节。
‘柒’ 物理学包含哪些东西
物理学包含了以下几方面:
1. 牛顿力学(Mechanics)与理论力学(Rational mechanics)---研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律;
2. 电磁学(Electromagnetism)与电动力学(Electrodynamics)---研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律;
2. 热力学(Thermodynamics)与统计力学(Statistical mechanics)---研究物质热运动的统计规律及其宏观表现;
3. 相对论(Relativity)---研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律;
4. 量子力学(Quantum mechanics)----研究微观物质运动现象以及基本运动规律;
此外,还有:
粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
‘捌’ 物理学的都是什么
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
物理学研究的领域可分为下列四大方面:
1. 凝聚态物理:研究物质宏观性质,这些物相内包含极大数目的组元,且组员间相互作用极强。最熟悉的凝聚态相是固体和液体,它们由原子间的键和电磁力所形成。更多的凝聚态相包括超流和波色-爱因斯坦凝聚态(在十分低温时,某些原子系统内发现);某些材料中导电电子呈现的超导相;原子点阵中出现的铁磁和反铁磁相。凝聚态物理一直是最大的的研究领域。历史上,它由固体物理生长出来。1967年由菲立普·安德森最早提出,采用此名。
2. 原子、分子和光学物理:研究原子尺寸或几个原子结构范围内,物质-物质和光-物质的相互作用。这三个领域是密切相关的。因为它们使用类似的方法和有关的能量标度。它们都包括经典和量子的处理方法;从微观的角度处理问题。原子物理处理原子的壳层,集中在原子和离子的量子控制;冷却和诱捕;低温碰撞动力学;准确测量基本常数;电子在结构动力学方面的集体效应。原子物理受核的影晌。但如核分裂,核合成等核内部现象则属高能物理。 分子物理集中在多原子结构以及它们,内外部和物质及光的相互作用,这里的光学物理只研究光的基本特性及光与物质在微观领域的相互作用。
3. 高能/粒子物理:粒子物理研究物质和能量的基本组元及它们间的相互作用;也可称为高能物理。因为许多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中与其它粒子高能碰撞下才出现。据基本粒子的相互作用标准模型描述,有12种已知物质的基本粒子模型(夸克和轻粒子)。它们通过强,弱和电磁基本力相互作用。标准模型还预言一种希格斯-波色粒子存在。
4. 天体物理:天体物理和天文学是物理的理论和方法用到研究星体的结构和演变,太阳系的起源,以及宇宙的相关问题。因为天体物理的范围宽。它用了物理的许多原理。包括力学,电磁学,统计力学,热力学和量子力学。1931年卡尔发现了天体发出的无线电讯号。开始了无线电天文学。天文学的前沿已被空间探索所扩展。地球大气的干扰使观察空间需用红外,超紫外,伽玛射线和x-射线。物理宇宙论研究在宇宙的大范围内宇宙的形成和演变。爱因斯坦的相对论在现代宇宙理论中起了中心的作用。20世纪早期哈勃从图中发现了宇宙在膨胀,促进了宇宙的稳定状态论和大爆炸之间的讨论。1964年宇宙微波背景的发现,证明了大爆炸理论可能是正确的。大爆炸模型建立在二个理论框架上:爱因斯坦的广义相对论和宇宙论原理。宇宙论已建立了ACDM宇宙演变模型;它包括宇宙的膨胀,黑能量和黑物质。 从费米伽玛-射线望运镜的新数据和现有宇宙模型的改进,可期待出现许多可能性和发现。
物理学(Physics):物理现象、物质结构、物质相互作用、物质运动规律
物理学研究的范围 ——物质世界的层次和数量级
空间尺度:
原子、原子核、基本粒子、DNA长度、最小的细胞、太阳山哈勃半径、星系团、银河系、恒星的距离、太阳系、超星系团等。人蛇吞尾图形象地表示了物质空间尺寸的层次。
微观粒子Microscopic:质子 10⁻¹⁵ m
介观物质mesoscopic
宏观物质macroscopic
宇观物质cosmological 类星体 10²⁶m
时间尺度:
基本粒子寿命 10⁻²⁵s
宇宙寿命 10¹⁸s
按空间尺度划分:量子力学、经典物理学、宇宙物理学
按速率大小划分: 相对论物理学、非相对论物理学
按客体大小划分:微观、介观、宏观、宇观
按运动速度划分: 低速,中速,高速
按研究方法划分:实验物理学、理论物理学、计算物理学
分类简介
●牛顿力学(Mechanics)与理论力学(Rational mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律
●电磁学(Electromagnetism)与电动力学(Electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
●热力学(Thermodynamics)与统计力学(Statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
●相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律
●量子力学(Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律
此外,还有:
粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
研究领域
物理学研究的领域可分为下列四大方面:
1.凝聚态物理——研究物质宏观性质,这些物相内包含极大数目的组元,且组员间相互作用极强。最熟悉的凝聚态相是固体和液体,它们由原子间的键和电磁力所形成。更多的凝聚态相包括超流和波色-爱因斯坦凝聚态(在十分低温时,某些原子系统内发现);某些材料中导电电子呈现的超导相;原子点阵中出现的铁磁和反铁磁相。凝聚态物理一直是最大的的研究领域。历史上,它由固体物理生长出来。1967年由菲立普·安德森最早提出,采用此名。
2.原子,分子和光学物理——研究原子尺寸或几个原子结构范围内,物质-物质和光-物质的相互作用。这三个领域是密切相关的。因为它们使用类似的方法和有关的能量标度。它们都包括经典和量子的处理方法;从微观的角度处理问题。原子物理处理原子的壳层,集中在原子和离子的量子控制;冷却和诱捕;低温碰撞动力学;准确测量基本常数;电子在结构动力学方面的集体效应。原子物理受核的影晌。但如核分裂,核合成等核内部现象则属高能物理。 分子物理集中在多原子结构以及它们,内外部和物质及光的相互作用,这里的光学物理只研究光的基本特性及光与物质在微观领域的相互作用。
3.高能/粒子物理——粒子物理研究物质和能量的基本组元及它们间的相互作用;也可称为高能物理。因为许多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中与其它粒子高能碰撞下才出现。据基本粒子的相互作用标准模型描述,有12种已知物质的基本粒子模型(夸克和轻粒子)。它们通过强,弱和电磁基本力相互作用。标准模型还预言一种希格斯-波色粒子存在。现正寻找中。
4.天体物理——天体物理和天文学是物理的理论和方法用到研究星体的结构和演变,太阳系的起源,以及宇宙的相关问题。因为天体物理的范围宽。它用了物理的许多原理。包括力学,电磁学,统计力学,热力学和量子力学。1931年卡尔发现了天体发出的无线电讯号。开始了无线电天文学。天文学的前沿已被空间探索所扩展。地球大气的干扰使观察空间需用红外,超紫外,伽玛射线和x-射线。物理宇宙论研究在宇宙的大范围内宇宙的形成和演变。爱因斯坦的相对论在现代宇宙理论中起了中心的作用。20世纪早期哈勃从图中发现了宇宙在膨胀,促进了宇宙的稳定状态论和大爆炸之间的讨论。1964年宇宙微波背景的发现,证明了大爆炸理论可能是正确的。大爆炸模型建立在二个理论框架上:爱因斯坦的广义相对论和宇宙论原理。宇宙论已建立了ACDM宇宙演变模型;它包括宇宙的膨胀,黑能量和黑物质。 从费米伽玛-射线望运镜的新数据和现有宇宙模型的改进,可期待出现许多可能性和发现。尤其是今后数年内,围绕黑物质方面可能有许多发现。
物理学史
●伽利略·伽利雷(1564年-1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。
● 1900-1926年 建立了量子力学。
● 1926年 建立了费米狄拉克统计。
● 1927年 建立了布洛赫波的理论。
● 1928年 索末菲提出能带的猜想。
● 1929年 派尔斯提出禁带、空穴的概念,同年贝特提出了费米面的概念。
● 1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。
● 1957年 皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。
● 1958年杰克.基尔比发明了集成电路。
● 20世纪70年代出现了大规模集成电路。
物理与物理技术的关系:
● 热机的发明和使用,提供了第一种模式:技术—— 物理—— 技术
● 电气化的进程,提供了第二种模式:物理—— 技术—— 物理
当今物理学和科学技术的关系两种模式并存,相互交叉,相互促进“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。例如:核能的利用、激光器的产生、层析成像技术(CT)、超导电子技术、粒子散射实验、X 射线的发现、受激辐射理论、低温超导微观理论、电子计算机的诞生。几乎所有的重大新(高)技术领域的创立,事先都在物理学中经过长期的酝酿。
物理学的方法和科学态度:提出命题 → 理论解释 → 理论预言 → 实验验证 →修改理论。
现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学,它的产生过程如下:
①物理命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来,或从已有原理中推演出来;
②首先尝试用已知理论对命题作解释、逻辑推理和数学演算。如现有理论不能完美解释,需修改原有模型或提出全新的理论模型;
④新理论模型必须提出预言,并且预言能够为实验所证实;
⑤一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则,当一个理论与实验事实不符时,它就面临着被修改或被推翻。
● 怎样学习物理学?
着名物理学家费曼说:科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,了解到了什么程度,如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则;如何思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象?着名物理学家爱因斯坦说:发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把专业知识放在首位.如果一个人掌握了他的学科的基础理论,并且学会了独立思考和工作,他必定会找到自己的道路,而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来,他一定会更好地适应进步和变化 。
● 学习的观点:从整体上逻辑地,协调地学习物理学,了解物理学中各个分支之间的相互联系。
● 物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。
以物理学为基础的相关科学:化学,天文学,自然地理学等。
学科性质
基本性质
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
其次,物理又是一种智能。
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝。
大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!
总之,物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。
六大性质
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。