研究物理光学一般用什么方法

❶ 物理学的研究方法有哪些

一、控制变量法：通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.

二、等效法：将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态（过程）,用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法.

三、模型法：以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型.

四、转换法（间接推断法）把不能观察到的效应（现象）通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应.

五、类比法：根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法.

六、比较法：找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.

七、归纳法：从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法.

(1)研究物理光学一般用什么方法扩展阅读：

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。

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。

对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。

人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。

在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上，物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质，其它性质则是群聚的想象和组合。

通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应，但一个实验不能对应多种关系。也就是说，一个规律可以体现在多个实验中，但多个实验不一定只反映一个规律。

❷ 物理实验的方法有哪些

1 控制变量法：这个应该是最常见的实验方法。

例如，在“探究压强与哪些因素有关”、“探究电流与电阻的关系”、“研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系”等实验中都用到了该实验方法。

2 类比法：例如，在学习电流时，为了更好地理解，与生活中熟悉的水流作类比。

实验+推理法：有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出，此时，我们可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。

例如，在初二我们学过牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。我们知道，物体在运动过程中必定会受到阻力作用，但是我们通过多次实验，可以推出这一结论。

3 描述法：例如，在生活中是不存在光线的，我们为了更好地学习光，才引进了“光线”这一词。

4 转换法：例如，我们在学习“声音是振动产生的”这一知识时，我们把音叉的微小振动转换为乒乓球的摆动。使实验现象更为明显。

5 模型法：我们在学习原子结构时，为了更好地认识原子的内部结构，用太阳系模型代表原子结构。

(2)研究物理光学一般用什么方法扩展阅读：

物理实验是初高中阶段物理课程中包含的相关实验，包括电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等，常用于验证物理学科的定理定律。

实验物理是相对于理论物理而言，理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。

理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。而实验物理主要是从实验上来探索物质世界和自然规律。

实验室使用守则

1、为保护实验仪器和保持环境卫生，学生必须脱鞋进入实验室。

2、实验室是全校师生进行实验教学和科研活动的场所，学生进入实验室后要保持肃静，遵守纪律。

3、做实验前，认真听教师讲解实验目的、步骤、仪器的性能操作、方法和注意事项，认真检查所需仪器设备是否完好齐全，如有缺损要及时向教师报告。

4、实验时要遵守操作规程，按照实验步骤认真操作。

5、实验时要注意安全，防止意外发生。

6、爱护实验室仪器设备。

7、实验完毕要认真清理仪器设备，关闭水源电源。

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。

❸ 初中物理光学实验怎么做

光学：
一凸透镜成像：凸透镜成像规律是指物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小
在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏呈接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。 也有些时候是特殊的，比如但U（物距）＞2F时，它将会是实像且缩小幷倒立！
)二倍焦距以外，倒立缩小实像；〈这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚的那一点到透镜中心的距离,那么两倍焦距就是指2倍远的地方〉
一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；
一倍焦距不成像；
一倍焦距以内，正立放大虚像；
成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。
(2)
一倍焦距分虚实
两倍焦距分大小
物近像远像变大
物远像近像变小
凸透镜成像规律表格
物体到透镜中心的距离u 像的大小 像的正倒 像的虚实 像到透镜中心的距离v 应用实例
u是物距 v是像距 f是焦距
u>2f，倒立缩小的实像 2f>v>f 照相机
u=2f, 倒立等大的实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距
2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机,幻灯机，投影机
u=f 不成像 平行光源：探照灯
u<f正立放大的虚像 无 虚像在物体同侧 放大镜
为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验。
蜡烛的焰心，凸透镜中心，光屏中心应尽量保持在同一条高度上。
（3）凸透镜成像还满足1/v+1/u=1/f
利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：
（1）物体处于2倍焦距以外
（2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间
（3）物体处于焦点以内
（4）凹透镜成像光路
实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。
该实验就是为了研究证实这个规律。实验中，有下面这个表：
物 距 u 像的性质 像的位置
正立或倒立 放大或缩小虚像或实像 与物同侧与异侧像距v
u>2f 倒立缩小 实像异侧 f<v<2f
u=2f 倒立等大 实像异侧 v=2f 此时物体与像的距离是最小的，既4倍焦距。
f<u<2f 倒立放大 实像异侧 v>2f
u=f 不成像 平行光源：探照灯
u<f 正立 放大 虚像 同侧 u,v同侧
这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满足透镜成像公式：
1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）
照相机运用的就是凸透镜的成像规律
镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕
照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上
胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上
至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样
物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。
物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
凸透镜成像规律表：

实像，物近像远像变大
虚像，物远像近像变小

(4)当成虚像时，物、像的左右一致，上下一致；当成实像时，物、像的左右相反，上下相反.。
【规律记忆】
1.u>2f，倒立缩小的实像 2f>v>f 照相机
简记为：外中倒小实（或物远像近像变小）
2.u=2f, 倒立等大的实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距
简记为：两两倒等实
3.2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机,幻灯机，投影机
简记为：中外倒大实（或物近像远像变大）
4.u=f 不成像 平行光源：探照灯
简记为：点上不成像
5.u<f正立放大的虚像 无 虚像在物体同侧 放大镜
简记为：点内正大虚
注：u大于2f简称为远——离凸透镜远一些；u小于2f且大于f简称为近——离凸透镜近一些
记忆口诀：
物三像二 小实倒 物二像三 倒大实 物一像同侧 正大虚
1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小，物远像近，像变小，像的大小相距定，像儿跟着物体跑。
二光的折射
反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角 。
可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。
特殊情况：
垂直入射时，入射角反射角都是零度， 法线、入射光线、反射光线合为一线。
可理解为：“两角零度，三线合一”。三线分别指：入射光线、反射光线、法线。
理解：
由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头 。
发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中 。
反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度 。

❹ 物理的几种科学研究方法

一、理想模型法
实际中的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，常需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型。有实体模型：质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧、理想变压器、（3-3）液片、理想气体、（3-5）原子核式结构模型和玻尔原子模型等；过程模型：匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动等。
采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
二、控制变量法
就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。
滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；探究加速度、力和质量的关系（牛顿第二定律 ）；导体的电阻与哪些因素有关（电阻定律 ）；电流的热效应与哪些因素有关(焦耳定律 )；研究安培力大小跟哪些因素有关（ ）；研究理想气体状态变化（理想气体状态方程 ）等均应用了这种科学方法。
三、理想实验法（又称想象创新法，思想实验法）
是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证，是科学家们为了解决科学理论中的某些难题，以原有的理论知识（如原理、定理、定律等）作为思想实验的“材料”，提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标，并在想象中给出这些实验“材料”产生“相互作用”所需要的条件，然后，按照严格的逻辑思维操作方法去“处理”这些思想实验的“材料”，从而得出一系列反映客观物质规律的新原理，新定律，使科学难题得到解决，推动科学的发展。又称推理法。
伽利略斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律等。

三、微量放大法
物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度，常需要采用合适的放大方法，选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
1）累计放大法：在被测物理量能够简单重叠的条件下，将它展延若干倍再进行测量的方法，称为累计放大法(叠加放大法)。如测量纸的厚度、金属丝的直径等，常用这种方法进行测量；累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下，将被测量扩展若干倍后再进行测量，从而增加测量结果的有效数字位数，减小测量的相对误差。
2）形变放大法：形变是力作用的效果，在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。而显示形变的方法可用力学的方法，也可用电学、光学的方法，如：体积的变化：由液柱的长度的变化显示；热膨胀：杠杆放大法显示。
3）光学放大法：常用的光学放大法有两种，一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像，便于观察判别，从而提高测量精度。例如放大镜、显微镜、望远镜等。另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大，通过测量放大了的物理量来获得微小物理量。例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法，就是一种常用的光学放大法。
卡文迪许通过扭秤装置测量引力常量就采用了多种放大方法。
四、模拟法
模拟法和类比法很近似。它是在实验室里先设计出于某被研究现象或过程（即原型）相似的模型，然后通过模型，间接的研究原型规律性的实验方法。先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
如在描绘电场中等势线实验中用直流电流场模拟静电场。
五、类比与归纳
所谓类比，是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。如万有引力公式 和库仑力公式 从形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。
等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。例如我们学过的等效电路、等效电阻、电压表等效为电流表、电流表等效为电压表、测电阻中的替代法、分力与合力等效、分运动与合运动等效、环形电流与小磁体的等效、通电螺线管与条形磁铁的等效等等。
七、比值定义法
比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如速度、加速度、密度、压强、功率、电场强度、电势、电势差、磁感应强度、电阻、电容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ；
电场强度E=F/q ；电容C=Q/U ；电阻R=U/I ；电流I=q/t ；电动势，ε=W/q；电势差U=W/q；磁感应强度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
（一）“比值法”的特点：
1、比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。应用比值法定义物理量，往往需要一定的条件；一是客观上需要，二是间接反映特征属性的的两个物理量可测，三是两个物理量的比值必须是一个定值。
2.两类比值法及特点
一类是用比值法定义物质或物体属性特征的物理量，如：电场强度E、磁感应强度B、电容C、电阻R等。它们的共同特征是；属性由本身所决定。定义时，需要选择一个能反映某种性质的检验实体来研究。比如：定义电场强度E，需要选择检验电荷q，观测其检验电荷在场中的电场力F，采用比值F/q就可以定义。
另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义，如速度v、加速度a、角速度ω等。这些物理量是通过简单的运动引入的，比如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动。这些物理量定义的共同特征是：相等时间内，某物理量的变化量相等，用变化量与所用的时间之比就可以表示变化快慢的特征。
（二）“比值法”的理解
1.理解要注重物理量的来龙去脉。为什么要研究这个问题从而引入比值法来定义物理量（包括问题是怎样提出来的），怎样进行研究（包括有哪些主要的物理现象、事实，运用了什么手段和方法等），通过研究得到怎样的结论（包括物理量是怎样定义的，数学表达式怎样），物理量的物理意义是什么（包括反映了怎样的本质属性，适用的条件和范围是什么）和这个物理量有什么重要的应用。
2.理解要展开类比与想象，进行逻辑推理。所有的比值法定义的物理量有相同的特点，通过展开类比与想象，进行逻辑推理、抽象思维等活动，从而引起思维的飞跃，知识的迁移，在类比中加深理解。如在重力场、电场、磁场的教学中，相同的是都需要选择一个检验场性质的实体，用检验实体的受力与检验实体的有关物理量的比来定义。但也存在区别，重力场的比值中，分母是质量最简单，电场定义时，要考虑电荷的电性，而磁场定义最复杂，不仅与考虑电流元I，而且要考虑电流元的放置方位与有效长度。
3.不能将比值法的公式纯粹的数学化。在建立物理量的时候，交代物理思想和方法，搞清概念表达的属性，从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内容，切忌被数学符号形式化，忽视了物理量的丰富内容，一定要从量度公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系和物理过程，防止死记硬背和乱用。另一方面，在数学形式上用比例表示的式子，不一定就应用比值法。如公式a=F/m，只是数学形式上象比值法，实际上不具备比值法的其它特点。所以不能把比值法与数学形式简单的联系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解决物理问题中的常用方法，也是从部分到整体的思维方法。用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决，使所求的问题简单化。在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题求解。使用此方法会加强我们对已知规律的再思考，从而引起巩固知识、加深认识和提高能力的作用。
在高中物理中，由于数学学习上的局限，对于高等数学中可以使用积分来进行计算的一些问题，在高中很难加以解决。例如对于求变力所做的功或者对于物体做曲线运动时某恒力所做的功的计算；又如求做曲线运动的某质点运动的路程，这些问题对于中学生来讲，成为一大难题。但是如果应用积分的思想，化整为零，化曲为直，采用“微元法”，可以很好的解决这类问题。“微元法”通俗地说就是把研究对象分为无限多个无限小的部分，取出有代表性的极小的一部分进行分析处理，再从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法，在这个方法里充分的体现了积分的思想。
九、极限法
极限法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极左和极右，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。
1.由平均值得瞬时值用到极限法 一般由比值定义式定义出的物理量均为平均值，如 ，当 取趋近于零时的平均速度可看做瞬时速度
2.极限法在进行某些物理过程分析时，具有独特作用，恰当应用极限法能提高解题效率，使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确。因此要求解题者，不仅具有严谨的逻辑推理能力，而且具有丰富的想象能力，从而得到事半功倍的效果。

❺ 研究物理学的基本方法是什么

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学的基本性质及光与物质在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。

❻ 物理研究方法有哪些

物理研究方法，收集齐全的物理知识，一起来看看：

一、控制变量法：通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题。控制变量法是指在研究几个物理量的关系时，每次只改变一个物理量，保持其他一些物理量不变，探究这一物理量与研究对象之间的关系。这是物理研究最常用的一种方法，几乎贯穿物理学习的始终。

二、等效法：将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态（过程）,用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法。在保证效果相同的前提下，将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的方法。 例如：研究串、并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念。在研究力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法，即可以用一个力的作用效果代替几个力的作用效果。研究平面镜成像特点时，用镜后未点燃的蜡烛代替镜前点燃蜡烛的像。

三、模型法：以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型。物理模型法是一种高度抽象的理想客体和形态，便于想象、思考和研究问题。研究物理的过程就是建立物理模型的过程。

四、转换法（间接推断法）把不能观察到的效应（现象）通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应。物理学中有的物理现象不便于直接观察和直接测量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量进行间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

五、类比法：根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法。简言之，相同或相似的东西放在一起进行比较，以达到 “举一反三”的效果。它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。

六、比较法：找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法。

七、归纳法：从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法。

八、观察法。观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划地对自然发生条件下所显现的有关 事物进行考察的一种方法，是人们收集获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 研究物理现象一般有哪些方法

研究物理的常用方法

研究物理的科学方法有许多，经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等。

研究某些物理知识或物理规律，往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时，我们同时用到了观察法（观察电流表的示数）、转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小）、归纳法（将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起）、和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法。可见，物理的科学方法题无法细致的分类。只能根据题意看题中强调的是哪一过程，来分析解答。下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析。

一、控制变量法

物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。

可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。

如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系，分别得出实验结论。通过学生实验，让学生在动脑与动手，理论与实践的结合上找到这“两个关系”，最终得出欧姆定律I＝U/R。

为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关， 控制导体的长度和材料不变，研究导体电阻与横截面积的关系。

为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，保证压力相同时，研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。

利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习。

中学物理课本中，蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些因素有关；动能、重力势能大小与哪些因素有关；导体的电阻与哪些因素有关；研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流和电阻的关系；研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；电流的热效应与哪些因素有关；研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。

二、转换法

一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如：分子的运动，电流的存在等，

如：空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它；分子看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究墨水的扩散现象去认识它；电流看不见、摸不到，判断电路中是否有电流时，我们可以根据电流产生的效应来认识它；磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它。

再如，有一些物理量不容易测得，我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值，如电功率（我们无法直接测出电功率只能通过P＝UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P）、电阻、密度等。

中学物理课本中，测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积；我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度；在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小；大气压强的测量（无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起的水银柱的压强）测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度；测液体压强（我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化）；通过电流的效应来判断电流的存在（我们无法直接看到电流）；通过磁场的效应来证明磁场的存在（我们无法直接看到磁场）；研究物体内能与温度的关系（我们无法直接感知内能的变化，只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化）；在研究电热与电流、电阻的因素时，我们将电热的多少转换成液柱上升的高度；在我们研究电功与什么因素有关的时候，我们将电功的多少转换成砝码上升的高度；密度、功率、电功率、电阻、压强（大气压强）等物理量都是利用转换法测得的；在我们回答动能与什么因素有关时，我们回答说小球在平面上滑动的越远则动能越大，就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。

例题分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”。下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（）

A．利用磁感应线去研究磁场问题

B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定

C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系：然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系

D．研究电流时，将它比做水流

解析：选B．

三、放大法

在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。 比如音叉的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。

四、积累法

在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候，我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。

要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间，测量出导线的直径，均可用积累法来完成。

五、类比法

在我们学习一些十分抽象的，看不见、摸不着的物理量时，由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成，水压使水管中形成了水流进行类比，从而得出电压是形成电流的原因的结论。学生在学习电学知识时，在老师的引导下，联想到：水压迫使水沿着一定的方向流动，使水管中形成了水流；类似的，电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。抽水机是提供水压的装置；类似的，电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的动能；类似的，电流通过电灯时，消耗的电能转化为内能。

我们学习分子动能的时候与物体的动能进行类比；学习功率时，将功率和速度进行类比。

例题某同学在学习电学知识时，在老师的引导下，联想力学实验现象，进行比较并找出了一些相类似的规律，其中不准确的是( )

A．水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流

B．抽水机是提供水压的装置；类似地，电源是提供电压的装置

C．抽水机工作时消耗水能；类似地，电灯发光时消耗电能

D．水流通过涡轮时消耗水能转化为涡轮的动能。类似地，电流通过电灯时，消耗电能转化为内能和光能

解析：选C。通过类比，用大家熟悉的水流、水压的直观认识，使得看不见、摸不着的抽象的电流、电压等知识跃然纸面，栩栩如生。

六、理想化物理模型

实际现象和过程一般都十分复杂的，涉及到众多的因素，采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。

中学课本中很多知识都应用了这个方法，比如有：

液柱、（比如在求液体对竖直的容器底的压强的时候，我们就选了一个液柱作为研究的对象简化，简化后的模型依然保留原来的特点和知识）；光线、（在我们学习光线的时候光线是一束的，而且是看不见的，我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化，利用了理想化模型）；液片、（在我们研究连通器的特点，求大气压时我们都在某一位置取了一个液面，研究该液面所受到的压强和压力，也是将问题简化，利用理想化模型法）；光沿直线传播（在我们学习中我们知道真正的空气是各处都不均匀的，比如越往上空气越稀薄，在比如因为空气各处不均匀形成了风，而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化，只取一个简单的模型，一条光线在均匀的介质中传播）。

匀速直线运动；（生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动，在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型）

磁感线（磁感线是不存在的一条线，但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一条线，将我们研究的问题简化。）

例题在我们学习物理知识的过程中，运用物理模型进行研究的是（）

A．建立速度概念B．研究光的直线传播C．用磁感应线描述磁场D．分析物体的质量

解析：B、C．

七、科学推理法

当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理，或说是在做出推论，例如当你家的狗在叫的时，你可能会推想有人在你家的门外，要做出这一推论，你就需要把现象（狗的叫声）与以往的知识经验，即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样才能得出符合逻辑的答案

如：在进行牛顿第一定律的实验时，当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出，如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。

如：在做真空不能传声的实验时，当我们发现空气越少，传出的声音就越小时，我们就推理出，真空是不能传声的。

八、等效替代法

比如在研究合力时，一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的，那么这一个力就替代了两个力所以叫等效替代法，在研究串、并联电路的总电阻时，也用到了这样的方法。在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同，因为我们无法真正的测出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。

九、归纳法

是通过样本信息来推断总体信息的技术。要做出正确的归纳，就要从总体中选出的样本，这个样本必须足够大而且具有代表性。在我们买葡萄的时候就用了归纳法，我们往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜的，就放心的买上一大串。

比如铜能导电，银能导电，锌能导电则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理，反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。

在阿基米德原理中，为了验证F浮＝G排，我们分别利用石块和木块做了两次实验，归纳、整理均得出F浮＝G排，于是我们验证了阿基米德原理的正确性，使用的正是这种方法。

在验证杠杆的平衡条件中，我们反复做了三次实验来验证F1×L1＝F2×L2也是利用这种方法。

一切发声体都在振动结论的得出（在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时），都要用到这一方法。

在验证导体的电阻与什么因素有关的时候，经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度，材料，横截面积，温度有关，也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。

在所有的科学实验和原理的得出中，我们几乎都用到了这种方法。

十、比较法（对比法）

当你想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，我们主要从中寻找它们的不同点和相同点，从而进一步揭示事物的本质属性。

如，比较蒸发和沸腾的异同点；如，比较汽油机和柴油机的异同点 ；如，电动机和热机；如，电压表和电流表的使用。

利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别，使同学们很快地记住它们，还能发现一些有趣的东西。

十一、分类法

把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。

十二、观察法

物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。着名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。在教学中，可以根据教材中的实验，如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中，要求学生认真细致的观察，进行规范的实验操作，得到准确的实验结果，养成良好的实验习惯，培养实验技能。大部分均利用的是观察法。

十三、比值定义法

例：密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法。

十四、多因式乘积法

例：电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法。

十五、逆向思维法

例：由电生磁想到磁生电

❽ 物理研究方法有哪些

物理研究主要方法如下所示。

1、控制变量法。控制变量法是指在研究几个物理量的关系时，每次只改变一个物理量，保持其他一些物理量不变，探究这一物理量与研究对象之间的关系。这是物理研究最常用的一种方法，几乎贯穿物理学习的始终。

2、物理模型法。物理模型法是一种高度抽象的理想客体和形态，便于想象、思考和研究问题。研究物理的过程就是建立物理模型的过程。

3、等效替代法。在保证效果相同的前提下，将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的方法。

4、类比法。简言之，相同或相似的东西放在一起进行比较，以达到举一反三的效果。它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。

5、转换法。物理学中有的物理现象不便于直接观察和直接测量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量进行间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

6、实验推理法。这种方法主要利用理想实验，理想实验又叫假想实验，抽象的实验或思想上实验它是人们在思想中塑造的实验过程，是一种逻辑推理的理论研究方法。

7、图像法。图像法是数学方法在物理研究领域的运用。它是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一，它具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能把物理问题简化明了，有效、简捷地解决问题。

8、比较法。比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的物理研究方法，各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。

9、归纳法。在大量经验、实验、现象的基础上，从具体事物中抽象出共同本质，概括出一般物理规律的推理方法。

❾ 研究光学主要有哪三类方法

光学领域有它自己的分类特征，协会以及学术会议。光的纯科学领域，通常被称为光学或光学物理。应用光学通常被称为光学工程。光学工程中涉及到照明系统的部分，被特别称为照明工程。每一个分支在应用、技术、焦点以及专业关联上，都有很大不同。在光学工程中，比较新的发现，通常被归类为光子学。而区分这些定义的界限并不明显，经常因在世界的不同地区，以及工业的不同领域而异。