近代物理學(xué)，近代物理學(xué)包括哪些內(nèi)容

物理
2023-04-18

目錄
近代物理學(xué)主要講些什么
近代物理學(xué)徐克尊第四版
近代物理學(xué)的事件
近代物理學(xué)包括哪些內(nèi)容
近代物理專業(yè)

近代物理學(xué)主要講些什么

1、近代物理學(xué)時(shí)期又稱經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期，這一時(shí)期是從16世紀(jì)至19世紀(jì)，是經(jīng)典物理學(xué)的誕生、發(fā)展和完善時(shí)期。

近代物理學(xué)是從天文學(xué)的突破開始的。早在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德就已提出了“地心說”，即認(rèn)為地球位于宇宙的中心。公元140年，古希臘天文學(xué)家托勒密發(fā)表了他的13卷巨著《天文學(xué)大成》，在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上地確立了地心說。

這一學(xué)說從表觀上解釋了日月星辰每天東升西落、周而復(fù)始的現(xiàn)象，又符合上帝創(chuàng)造人類、地球必然在宇宙中居有至高無(wú)上地位的宗教教義，因而流傳時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1300余年。

公元15世紀(jì)，哥白尼經(jīng)過多年關(guān)于天文學(xué)的研究，創(chuàng)立了科學(xué)的日心說，寫出“自然科學(xué)的獨(dú)立宣言”——《天體運(yùn)行論》，對(duì)地心說發(fā)出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。

16世紀(jì)初，開普勒通過從第谷處獲得的大量精確的天文學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，先后提出了行星運(yùn)動(dòng)三定律。開普勒的理論為牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立提供了重要基礎(chǔ)。從開普勒起，天文學(xué)真正成為一門精確科學(xué)，成為近代科學(xué)的開路先鋒。

近代物理學(xué)之父伽利略，用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天文現(xiàn)象，使日心說的觀念深入人心。他提出落體定律和慣性運(yùn)動(dòng)概念，并用理想實(shí)驗(yàn)和斜面實(shí)驗(yàn)駁斥了亞里士多德的“重物下落快”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自由落體定律。

16世紀(jì)，牛頓總結(jié)前人的研究成果，李派的提出了力學(xué)三大運(yùn)動(dòng)定律，完成了經(jīng)典力學(xué)的大一統(tǒng)。16世紀(jì)后期創(chuàng)立萬(wàn)有引力定律，樹立起了物理學(xué)發(fā)展史上一座偉大的里程碑。

之后兩個(gè)世紀(jì)，是電學(xué)的大發(fā)展時(shí)期，法拉第用實(shí)驗(yàn)的方法，完成了電與磁的相互轉(zhuǎn)化，并創(chuàng)造性地提出了場(chǎng)的概念。19世紀(jì)，麥克斯韋在法拉第研究的基礎(chǔ)上，憑借其高超的數(shù)學(xué)功底，創(chuàng)立了了電磁場(chǎng)方程組，在數(shù)學(xué)形式上完成了電與磁的完美統(tǒng)一，完成了電磁學(xué)的大一統(tǒng)。

與此同時(shí)，熱力學(xué)與光學(xué)也得到迅速發(fā)展，經(jīng)典物理學(xué)逐漸趨于完善。

擴(kuò)展資料：

近代物理學(xué)發(fā)展越發(fā)緩慢，主要是因?yàn)閿?shù)學(xué)模型的復(fù)雜度和詮釋的難度的提高造成的吧，或者換句話說，并不是物理學(xué)的發(fā)展變慢了，只是想把它簡(jiǎn)單的表述給人們變得越來(lái)越難。人們無(wú)從了解，自然就覺得是學(xué)科不發(fā)展。

早在經(jīng)典物理比如經(jīng)典力學(xué)和熱力學(xué)，雖然數(shù)學(xué)模型也不簡(jiǎn)單但是詮釋是很直觀的。就是說數(shù)學(xué)符號(hào)對(duì)應(yīng)的物理實(shí)際是很顯而易見的。

而現(xiàn)代的，比如量子場(chǎng)論和弦論，甚至廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)模型比經(jīng)典物理要復(fù)雜的多。而且很多數(shù)學(xué)模型還不完備，這些其實(shí)都不是大問題。猛敏關(guān)鍵是如何詮釋，如何理解量子場(chǎng)論中的量子場(chǎng)的物哪知賀理實(shí)際，甚至更低級(jí)別一些，量子力學(xué)中的波函數(shù)是什么，目前雖有一些公認(rèn)的解釋但是很不令人滿意。

而且對(duì)于物理過程的概率詮釋從一方面直接從理論層面阻礙了對(duì)更基礎(chǔ)的物理結(jié)構(gòu)的研究，這也跟我們的實(shí)驗(yàn)觀察能力的限制有關(guān)。我們不能建立超越我們觀察能力的理論，或者我們可以建立任何理論但是對(duì)于超越觀察能力的部分我們不能做任何研究。

綜上所述，其實(shí)物理學(xué)現(xiàn)在的發(fā)展并不慢，只是人們的認(rèn)知問題而已。

參考資料：-經(jīng)典物理學(xué)

近代物理學(xué)徐克尊第四版

近代意義的物理學(xué)誕生于歐洲15—17世紀(jì)。人們一般將歐洲歷史作為物理學(xué)史的社會(huì)背景。從遠(yuǎn)古到公元5世紀(jì)屬古代史時(shí)期；5—13世紀(jì)為中世紀(jì)時(shí)期；14—16世紀(jì)為文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)時(shí)期；16—17世紀(jì)為科學(xué)革命時(shí)期，以N.哥白尼、伽利略、牛頓為代表的近代科學(xué)在此時(shí)期產(chǎn)生。

從此之后，科學(xué)隨各個(gè)世紀(jì)的更替而發(fā)展。近半個(gè)世紀(jì)，人們按照物理學(xué)史特點(diǎn)，將其發(fā)展大致分期如下：從遠(yuǎn)古到中世紀(jì)屬古代時(shí)期。從文藝復(fù)興到19世紀(jì)，是經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期。牛頓力學(xué)在此時(shí)期發(fā)展到頂峰，其時(shí)空觀、物質(zhì)觀和因果關(guān)系影響了光、聲、熱、電磁的各學(xué)科。

甚而影響到物理學(xué)以外的自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)。隨著20世紀(jì)的到來(lái)，量子論和相對(duì)論相繼出現(xiàn)；新的時(shí)空觀、概率論和不確定度關(guān)系等在宇觀和微觀領(lǐng)域取代牛頓力學(xué)的相關(guān)概念，人們稱此時(shí)期為近代物理學(xué)時(shí)期。

擴(kuò)展資料：

伽利略·伽利雷（1564~1642年）人類現(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)始人，奠定了人類現(xiàn)代物理科學(xué)的發(fā)展基礎(chǔ)。1900~1926年建立了量子力學(xué)。1926年建立了費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì)。1927年建立了布洛赫波的理論。1928年索末菲提出能帶的猜想。1929年派爾斯提出禁帶、空穴的概念。

同年貝特提出了費(fèi)米面的概念。1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克萊發(fā)明了晶體管，標(biāo)志著信息時(shí)代的開始。1957年皮帕得測(cè)量了第一個(gè)費(fèi)米面超晶格材料納米材料光子。1958年杰克.基爾比發(fā)明了集成電路。20世紀(jì)70年代迅銷出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路。

發(fā)展前景：

應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生主要在物理學(xué)或相關(guān)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中從事科研、教學(xué)、技術(shù)開發(fā)和相關(guān)的管理工作。科研工作包括物理前沿問題的研究和應(yīng)用，技術(shù)開發(fā)工作包括新特性物理應(yīng)用材料如半導(dǎo)體等，應(yīng)用儀器的研制如醫(yī)學(xué)儀器、生物儀器、科研儀器等。

應(yīng)用物理專業(yè)的就業(yè)范圍涵蓋了整個(gè)物理和工程領(lǐng)域，融物理理論和實(shí)踐于畝李游一體，并與多門學(xué)科相互滲透。應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生如具有扎實(shí)的物理理論的功底和應(yīng)用方面的經(jīng)驗(yàn)，能夠在很多工程技術(shù)擾行領(lǐng)域成為專家。我國(guó)每年培養(yǎng)本科應(yīng)用物理專業(yè)人才約12000人。

和該專業(yè)存在交叉的專業(yè)包括物理專業(yè)，工程物理專業(yè)，半導(dǎo)體和材料專業(yè)等。人才需求方面，我國(guó)對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)的人才需求仍舊是供不應(yīng)求。

參考資料來(lái)源：-物理學(xué)史

近代物理學(xué)的事件

物理學(xué)家力圖尋找一切物理現(xiàn)象的基本規(guī)律，從而統(tǒng)一地理解一切物理現(xiàn)象。這種努力雖然逐步有所進(jìn)展，但現(xiàn)在離實(shí)現(xiàn)這—目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)。看來(lái)人們對(duì)客觀世界的探索、研究是無(wú)窮無(wú)盡的。

經(jīng)典力學(xué)

經(jīng)典力學(xué)是研究宏觀物體做低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和規(guī)律的學(xué)科。宏觀是相對(duì)于原子等微觀粒子而言的；低速是相對(duì)于光速而言慧亂的。物體的空間位置隨時(shí)間變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。人們?nèi)粘Ｉ钪苯咏佑|到的并首先加以研究的都是宏觀低速的機(jī)械運(yùn)動(dòng)

自遠(yuǎn)古以來(lái)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要確定季節(jié)，人們就進(jìn)行天文觀察。16世紀(jì)后期，人們對(duì)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)、精密的觀察。17世紀(jì)開普勒從這些觀察結(jié)果中總結(jié)出了行星繞日運(yùn)動(dòng)的三條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。差不多在同一時(shí)期，伽利略進(jìn)行了落體和拋物體的實(shí)驗(yàn)研究，從而提出關(guān)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的初步理論。

牛頓深入研究了這些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和初步的現(xiàn)象性理論，發(fā)現(xiàn)了宏觀低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，為經(jīng)典力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。亞當(dāng)斯根據(jù)對(duì)天王星的詳細(xì)天文觀察，并根據(jù)牛頓的理論，預(yù)言了海王星的存在，以后果然在天文觀察中發(fā)現(xiàn)了海王星。于是牛頓所提出的力學(xué)定律和萬(wàn)有引力定律被普遍接受了。

經(jīng)典力學(xué)中的基本物理量是質(zhì)點(diǎn)的空間坐標(biāo)和動(dòng)量：一個(gè)力學(xué)在某一時(shí)刻的狀態(tài)，由它的某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在這一時(shí)刻的空間坐標(biāo)和動(dòng)量表示。對(duì)于一個(gè)不受外界影響，也不影響外界，不包含其他運(yùn)動(dòng)形式(如熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)等)的力學(xué)來(lái)說，它的總機(jī)械能就是每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的空間坐標(biāo)和動(dòng)量的函數(shù)，其狀態(tài)隨時(shí)間的變化由總能量決定。

在經(jīng)典力學(xué)中，力學(xué)的總能量和總動(dòng)量有特別重要的意義。物理學(xué)的發(fā)展表明，任何一個(gè)孤立的物理，無(wú)論怎樣變化，其總能量和總動(dòng)量數(shù)值是不變的。這種守恒性質(zhì)的適用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)并慶超出了經(jīng)典力學(xué)的范圍，現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)它們的局限性。

早在19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)就已經(jīng)成為物理學(xué)中十分成熟的分支學(xué)科，它包含了豐富的內(nèi)容。例如：質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、分析力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、流體力學(xué)等。經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用范圍，涉及到能源、航空、航天、機(jī)械、建筑、水利、礦山建設(shè)直到安全防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)然，工程技術(shù)問題常常是綜合性的問題，還需要許多學(xué)科進(jìn)行綜合研究，才能完全解決。

械運(yùn)動(dòng)中，很普遍的一種運(yùn)動(dòng)形式就是振動(dòng)和波動(dòng)。聲學(xué)就是研究這種運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生、傳播、轉(zhuǎn)化和吸收的分支學(xué)科。人們通過聲波傳遞信息，有許多物體不易為光波和電磁波透過，卻能為聲波透過；頻率非常低的聲波能在大氣和海洋中傳播到遙遠(yuǎn)的地方，因此能迅速傳遞地球上任何地方發(fā)生的地震、火山爆發(fā)或核爆炸的信息；頻率很高的聲波和聲表面波已經(jīng)用于固體的研究、微波技術(shù)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域；非常強(qiáng)的聲波已經(jīng)用于工業(yè)加工等。

熱學(xué)、熱力學(xué)和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)

熱學(xué)是研究熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)，研究物質(zhì)處于熱狀態(tài)下的性質(zhì)及其變化的學(xué)科。人們很早就有冷熱的概念。對(duì)于熱現(xiàn)象的研絕碧握究逐步澄清了關(guān)于熱的一些模糊概念(例如區(qū)分了溫度和熱量)，并在此基礎(chǔ)上開始探索熱現(xiàn)象的本質(zhì)和普遍規(guī)律。關(guān)于熱現(xiàn)象的普遍規(guī)律的研究稱為熱力學(xué)。到19世紀(jì)，熱力學(xué)已趨于成熟。

物體有內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，因此就有內(nèi)部能量。19世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)研究證明：熱是物體內(nèi)部無(wú)序運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，稱為內(nèi)能，以前稱作熱能。19世紀(jì)中期，焦耳等人用實(shí)驗(yàn)確定了熱量和功之間的定量關(guān)系，從而建立了熱力學(xué)第一定律：宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量與內(nèi)能可以互相轉(zhuǎn)化。就一個(gè)孤立的物理來(lái)說，不論能量形式怎樣相互轉(zhuǎn)化，總的能量的數(shù)值是不變的，因此熱力學(xué)第一定律就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的一種表現(xiàn)。

在卡諾研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，克勞修斯等科學(xué)家提出了熱力學(xué)第二定律，表達(dá)了宏觀非平衡過程的不可逆性。例如：一個(gè)孤立的物體，其內(nèi)部各處的溫度不盡相同，那么熱就從溫度較高的地方流向溫度較低的地方，最后達(dá)到各處溫度都相同的狀態(tài)，也就是熱平衡的狀態(tài)。相反的過程是不可能的，即這個(gè)孤立的、內(nèi)部各處溫度都相等的物體，不可能自動(dòng)回到各處溫度不相同的狀態(tài)。應(yīng)用熵的概念，還可以把熱力學(xué)第二定律表達(dá)為：一個(gè)孤立的物理的熵不會(huì)著時(shí)間的流逝而減少，只能增加或保持不變。當(dāng)熵達(dá)到最大值時(shí)，物理就處于熱平衡狀態(tài)。

深入研究熱現(xiàn)象的本質(zhì)，就產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)力學(xué)。統(tǒng)計(jì)力學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)中統(tǒng)計(jì)分析的方法，研究大量粒子的平均行為。統(tǒng)計(jì)力學(xué)根據(jù)物質(zhì)的微觀組成和相互作用，研究由大量粒子組成的宏觀物體的性質(zhì)和行為的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是理論物理的一個(gè)重要分支。

非平衡統(tǒng)計(jì)力學(xué)所研究的問題復(fù)雜，直到20世紀(jì)中期以后才取得了比較大的進(jìn)展。對(duì)于一個(gè)包含有大量粒子的宏觀物理來(lái)說，處于無(wú)序狀態(tài)的幾率超過了處于有序狀態(tài)的幾率。孤立物理總是從比較有序的狀態(tài)趨向比較無(wú)序的狀態(tài)，在熱力學(xué)中，這就相應(yīng)于熵的增加。

處于平衡狀態(tài)附近的非平衡的主要趨向是向平衡狀態(tài)過渡。平衡態(tài)附近的主要非平衡過程是弛豫、輸運(yùn)和漲落，這方面的理論逐步發(fā)展，已趨于成熟。近20～30年來(lái)人們對(duì)于遠(yuǎn)離平衡態(tài)的物理，如耗散結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了廣泛的研究，取得了很大的進(jìn)展，但還有很多問題等待解決。

在一定時(shí)期內(nèi)，人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)總是有局限性的，認(rèn)識(shí)到的只是相對(duì)的真理，經(jīng)典力學(xué)和以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)也是這樣。經(jīng)典力學(xué)應(yīng)用于原子、分子以及宏觀物體的微觀結(jié)構(gòu)時(shí)，其局限性就顯示出來(lái)，因而發(fā)展了量子力學(xué)。與之相應(yīng)，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)也發(fā)展成為以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的量子統(tǒng)計(jì)力學(xué)。

經(jīng)典電磁學(xué)、經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)

經(jīng)典電磁學(xué)是研究宏觀電磁現(xiàn)象和客觀物體的電磁性質(zhì)的學(xué)科。人們很早就接觸到電和磁的現(xiàn)象，并知道磁棒有南北兩極。在18世紀(jì)，發(fā)現(xiàn)電荷有兩種：正電荷和負(fù)電荷。不論是電荷還是磁極都是同性相斥，異性相吸，作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上，力的大小和它們之間的距離的平方成反比。在這兩點(diǎn)上和萬(wàn)有引力很相似。18世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)電荷能夠流動(dòng)，這就是電流。但長(zhǎng)期沒有發(fā)現(xiàn)電和磁之間的聯(lián)系。

19世紀(jì)前期，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使小磁針偏轉(zhuǎn)。而后安培發(fā)現(xiàn)作用力的方向和電流的方向，以及磁針到通過電流的導(dǎo)線的垂直線方向相互垂直。不久之后，法拉第又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁棒插入導(dǎo)線圈時(shí)，導(dǎo)線圈中就產(chǎn)生電流。這些實(shí)驗(yàn)表明，在電和磁之間存在著密切的聯(lián)系。

在電和磁之間的聯(lián)系被發(fā)現(xiàn)以后，人們認(rèn)識(shí)到電磁力的性質(zhì)在一些方面同萬(wàn)有引力相似，另一些方面卻又有差別。為此法拉第引進(jìn)了力線的概念，認(rèn)為電流產(chǎn)生圍繞著導(dǎo)線的磁力線，電荷向各個(gè)方向產(chǎn)生電力線，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了電磁場(chǎng)的概念。

現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到，電磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種特殊形式。電荷在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)又以力作用于其他電荷。磁體和電流在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，而這個(gè)磁場(chǎng)又以力作用于其他磁體和內(nèi)部有電流的物體。電磁場(chǎng)也具有能量和動(dòng)量，是傳遞電磁力的媒介，它彌漫于整個(gè)空間。

19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，并引進(jìn)位移電流的概念。這個(gè)概念的核心思想是：變化著的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)；變化著的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上他提出了一組偏微分方程來(lái)表達(dá)電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律。這套方程稱為麥克斯韋方程組，是經(jīng)典電磁學(xué)的基本方程。麥克斯韋的電磁理論預(yù)言了電磁波的存在，其傳播速度等于光速，這一預(yù)言后來(lái)為赫茲的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。于是人們認(rèn)識(shí)到麥克斯韋的電磁理論正確地反映了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，肯定了光也是一種電磁波。

由于電磁場(chǎng)能夠以力作用于帶電粒子，一個(gè)運(yùn)動(dòng)中的帶電粒子既受到電場(chǎng)的力，也受到磁場(chǎng)的力，洛倫茲把運(yùn)動(dòng)電荷所受到的電磁場(chǎng)的作用力歸結(jié)為一個(gè)公式，人們就稱這個(gè)力為洛倫茨力。描述電磁場(chǎng)基本規(guī)律的麥克斯韋方程組和洛倫茨力就構(gòu)成了經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。

事實(shí)上，發(fā)電機(jī)無(wú)非是利用電動(dòng)力學(xué)的規(guī)律，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電磁能：電動(dòng)機(jī)無(wú)非是利用電動(dòng)力學(xué)的規(guī)律將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電報(bào)、電話、無(wú)線電、電燈也無(wú)一不是經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物。經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)對(duì)生產(chǎn)力的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，從而對(duì)社會(huì)產(chǎn)生普遍而重要的影響。

光學(xué)和電磁波

光學(xué)研究光的性質(zhì)及其和物質(zhì)的各種相互作用，光是電磁波。雖然可見光的波長(zhǎng)范圍在電磁波中只占很窄的一個(gè)波段，但是早在人們認(rèn)識(shí)到光是電磁波以前，人們就對(duì)光進(jìn)行了研究。

17世紀(jì)對(duì)光的本質(zhì)提出了兩種假說：一種假說認(rèn)為光是由許多微粒組成的；另一種假說認(rèn)為光是一種波動(dòng)。19世紀(jì)在實(shí)驗(yàn)上確定了光有波的獨(dú)具的干涉現(xiàn)象，以后的實(shí)驗(yàn)證明光是電磁波。20世紀(jì)初又發(fā)現(xiàn)光具有粒子性，人們?cè)谏钊肴胙芯课⒂^世界后，才認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性。

光可以為物質(zhì)所發(fā)射、吸收、反射、折射和衍射。當(dāng)所研究的物體或空間的大小遠(yuǎn)大于光波的波長(zhǎng)時(shí)，光可以當(dāng)作沿直線進(jìn)行的光線來(lái)處理；但當(dāng)研究深入到現(xiàn)象細(xì)節(jié)，其空間范圍和光波波長(zhǎng)差不多大小的時(shí)候，就必須要考慮光的波動(dòng)性。而研究光和微觀粒子的相互作用時(shí)，還要考慮光的粒子性。

光學(xué)方法是研究大至天體、小至微生物以至分子、原子結(jié)構(gòu)的非常有效的方法。利用光的干涉效應(yīng)可以進(jìn)行非常精密的測(cè)量。物質(zhì)所放出來(lái)的光攜帶著關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要信息，例如：原子所放出來(lái)原子光譜的就和原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

近年來(lái)利用受激輻射機(jī)制所產(chǎn)生的激光能夠達(dá)到非常大的功率，且光束的張角非常小，其電場(chǎng)強(qiáng)度甚至可以超過原子內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度。利用激光已經(jīng)開辟了非線性光學(xué)等重要研究方向，激光在工業(yè)技術(shù)和醫(yī)學(xué)中已經(jīng)有了很多重要的應(yīng)用。

現(xiàn)在用人工方法產(chǎn)生的電磁波的波長(zhǎng)，長(zhǎng)的已經(jīng)達(dá)幾千米，短的不到一百萬(wàn)億分之一厘米，覆蓋了近20個(gè)數(shù)量級(jí)的波段。電磁波傳播的速度大，波段又如此寬廣已成為傳遞信息的非常有力的。

在經(jīng)典電磁學(xué)的建立與發(fā)展過程中，形成了電磁場(chǎng)的概念。在物理學(xué)其后的發(fā)展中，場(chǎng)成了非常基本、非常普遍的概念。在現(xiàn)代物理學(xué)中，場(chǎng)的概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了電磁學(xué)的范圍，成為物質(zhì)的一種基本的、普遍的存在形式。

狹義相對(duì)論和相對(duì)論力學(xué)

在經(jīng)典力學(xué)取得很大成功以后，人們習(xí)慣于將一切現(xiàn)象都?xì)w結(jié)為由機(jī)械運(yùn)動(dòng)所引起的。在電磁場(chǎng)概念提出以后，人們假設(shè)存在一種名叫“以太”的媒質(zhì)，它彌漫于整個(gè)宇宙，滲透到所有的物體中，絕對(duì)靜止不動(dòng)，沒有質(zhì)量，對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生任何阻力，也不受萬(wàn)有引力的影響。可以將以太作為一個(gè)絕對(duì)靜止的參照系，因此相對(duì)于以太作勻速運(yùn)動(dòng)的參照系都是慣性參照系。

近代物理學(xué)包括哪些內(nèi)容

17世紀(jì)，伽利略研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)，打開了通向近代物理學(xué)的大門。

牛頓“站在巨人們的肩膀上”，把地面上物體的運(yùn)動(dòng)和天體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，揭示了天上地下一切物體的普遍運(yùn)動(dòng)規(guī)律，建立了經(jīng)典力學(xué)體系，實(shí)空握現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大綜合。

18世紀(jì)，經(jīng)過邁爾、焦耳、卡諾、克勞修斯等人的研究，經(jīng)典熱力學(xué)和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)正斗搭慶式確立，從而把熱與能、熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)與微觀機(jī)制統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第二次大綜合。

19世紀(jì)，麥克枝橋斯韋在庫(kù)侖、安培、法拉第等物理學(xué)家研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過深入研究，把電、磁、光統(tǒng)一起來(lái)，建立了經(jīng)典電磁理論，預(yù)言了電磁波的存在，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第三次大綜合。

至此，經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)和經(jīng)典電磁理論形成了一個(gè)完整的經(jīng)典物理學(xué)體系，一座金碧輝煌的物理學(xué)大廈巍然聳立。