2018-12-17 23:43:41

物理 - 物理学 免费编辑 修改义项名

所属类别 :
词条暂无分类
编辑分类

物理学(physics)即万物皆有理,指事物的内在规律,事物的道理,是研究物质(质量)结构、物质相互作用和运动规律的自然科学,是一门以实验和观察为基础的自然科学。指示在科学界中事物的道理。

基本信息

  • 中文名

    物理

  • 外文名

    Physics

  • 研究内容

    物质相互作用和运动规律

  • 分支

    声、光、热、力、电

  • 释义

    万物皆有理

  • 最早出现时间

    战国时期

  • 学生接触时间

    八年级

折叠 编辑本段 基本概念

物理学(physics)是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学是一门以实验为基础的自然科学。

物理学的一个永恒主题是寻找各种(Orders)、对称性(Symmetry)和对称破缺(Symmetry-breaking)、守恒定(Conservation laws)或不变性(Invariance)。

折叠 编辑本段 由来

中文里的"物理"一词,最早出现在战国时期,《鹖冠子·王鈇》一文中最早出现:"庞子云:'愿闻其人情物理',意思是事物的道理,之后被广泛运用,在《淮南子》,《庄子》,《荀子》等中国典籍中都有运用。

而外语中的"物理"(physics)一词最早出现于古希腊文φυσικ,原意是指自然。

折叠 编辑本段 历史发展

早在石器时代前 ,人们就尝试着理解这个世界:为什么物体会往地上掉、为什么不同的物质有不同的性质等等。宇宙的性质同样是一个谜,譬如地球、太阳以及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动,并且是什么力量决定着这些规律。人们提出了各种理论试图解释这个世界,然而其中的大多数都是错误的。这些早期的理论在今天看来更像是一些哲学理论,它们不像今天的理论通常需要被有系统的实验证明。像托勒密(Ptolemy)和亚里士多德(Aristotle)提出的理论,其中有些与我们日常所观察到的事实是相悖的。当然也有例外,譬如印度的一些哲学家和天文学家在原子论和天文学方面所给出的许多描述是正确的,再举例如古希腊的思想家、哲学家、数学家、物理学家阿基米德(Archimedes)在力学方面导出了许多正确的结论,像我们熟知的阿基米德定律

在十七世纪末期,由于人们乐意对原先持有的真理提出疑问并寻求新的答案,最后导致了重大的科学进展,被称为科学革命。科学革命的前兆回溯到在印度及波斯所做出的重要发展,包括:印度数学暨天文学家Aryabhata以日心的太阳系引力为基础所发展而成的行星轨道之椭圆的模型、哲学家Hindu及Jaina发展的原子理论基本概念、由印度佛教学者Dignāga及Dharmakirti所发展之光即为能量粒子之理论,电磁学方面,发现了摩擦起电,由穆斯林科学家Ibn al-Haitham(Alhazen)所发展的光学理论、由波斯的天文学家Muhammad al-Fazari所发明的星象盘,以及波斯科学家Nasir al-Din Tusi所指出托勒密体系之重大缺陷。

折叠 萌芽时期

在古代,由于生产水平的低下,人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察,和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测,来把握自然现象的一般性质,因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。那时,物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。在这个时期,首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学,如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。在《墨经》中,有力的概念("力,形之所以奋也")的记述;光学方面,积累了关于光的直径、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述,并且对光的折射现象也作了一定的研究。发现磁石吸铁等现象,并在此基础上发明了指南针。声学方面,由于音乐的发展和乐器的创造,积累了不少乐律、共鸣方面的知识。物质结构和相互作用方面,提出了原子论、以太等假设。

在这个时期,观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法,但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。例如,我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声音共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验,以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。

总之,从远古直到中世纪,由于生产的发展,虽然积累了不少物理知识,也为实验科学的产生准备了一些条件并做了一些实验,但是这些都还称不上系统的自然科学研究。在这个时期,物理学尚处在萌芽阶段。

折叠 发展时期

十五世纪末叶,资本主义生产关系的产生,促进了生产和技术的大发展;席卷西欧的文艺复兴运动,解放了人们的思想,激发起人们的探索精神。近代自然科学就在这种物质的和思想的历史条件下诞生了。系统的观察实验和严密的数学演绎相结合的研究方法被引进物理学中,导致了十七世纪主要在天文学和力学领域中的"科学革命"。牛顿力学体系的建立,标志着近代物理学的诞生。整个十八世纪,物理学处在消化、积累、准备的渐进阶段。新的科学思想、方法和理论,得到了传播、完善和扩展。牛顿力学完成了解析化工作,建立了分析力学;光学、热学和静电学也完成了奠基性工作,成为物理学的几门基础学科。人们以力学的模型去认识各种物理现象,使机械论的自然观成为十八世纪物理学的统治思想。到了十九世纪,物理学获得了迅速和重要的发展,各个自然领域之间的联系和转化被普遍发现,新数学方法被广泛引进物理学,相继建立了波动光学、热力学和分子运动论、经典电磁场理论等完整的、解析式的理论体系,使经典物理学于完善。由物理学的巨大成就所深刻揭示的自然界的统一性,为辨证唯物主义的自然观提供了重要的科学依据。

折叠 现代

十九世纪末叶,物理学上一系列重大发现,使经典物理学理论体系本身遇到了不可克服的危机,从而引起了现代物理学革命。由于生产技术的发展,精密、大型仪器的创制以及物理学思想的变革。这一时期的物理学理论呈现出高速发展的状况,研究对象由低速到高速,由宏观到微观,深入到广垠的宇宙深处和物质结构的内部,对宏观世界的结构、运动规律和微观物质的运动规律的认识,产生了重大的变革。

相对论和量子力学的建立,克服了经典物理学的危机,完成了从经典物理学到现代物理学的转变,使物理学的理论基础发生了质的飞跃,改变了人们的物理世界图景。1927年以后,量子场论、原子核物理学、粒子物理学、天体物理学和现代宇宙学,得到了迅速的发展。

物理学向其它学科领域的推进,产生了一系列物理学的新部门和边缘学科,并为现代科学技术提供了新思路和新方法。现代物理学的发展,引起了人们对物质、运动、空间、时间、因果律乃至生命现象的认识的重大变化,对物理学理论的性质的认识也发生了重大变化。

越来越多的事实表明,物理学在揭开微观和宏观深处的奥秘方面,正酝酿着新的重大突破。现代物理学的理论成果应用于实践,出现了像原子能、半导体、计算机、激光、宇航等许多新技术科学。这些新兴技术正有力地推动着新的科学技术革命,促进生产的发展。而随着生产和新技术的发展,又反过来有力地促进物理学的发展。这就是物理学的发展与生产发展的辩证关系。

折叠 编辑本段 分支

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、原子物理学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。

阅读全文

热点资讯