物理学的内容
物理学专业的课程有哪些
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物理学专业的课程有哪些物理学作为自然科学的一门重要学科,旨在研究物质和能量的基本规律。
物理学专业的课程设置涵盖了广泛的内容,既包括理论基础,也包括实践应用。
本文将介绍物理学专业的主要课程。
一、基础课程1. 数学分析:数学分析是物理学专业的基础课程,它涉及微积分、级数、极限等数学概念,为后续的物理学理论和实验打下坚实的数学基础。
2. 线性代数:线性代数是物理学专业中的重要数学工具,它涉及矩阵、向量、线性方程组等内容,用于解决物理计算和推导中的线性问题。
3. 大学物理学:大学物理学是物理学专业的入门课程,包括力学、热学、电磁学等基本物理学理论,培养学生对物质和能量的基本概念和规律的理解。
4. 近代物理学:近代物理学是物理学专业的重要理论课程,介绍了量子力学、相对论以及核物理等领域中的基本概念和理论模型,为学生进一步研究物理学奠定基础。
二、专业课程1. 理论力学:理论力学是物理学专业的核心课程,主要介绍经典力学的基本原理和数学表述,涉及质点力学、刚体力学等内容,培养学生分析和解决物体运动问题的能力。
2. 电动力学:电动力学是物理学专业的重要课程,主要研究电场、电荷分布、电流以及电磁波等现象和理论,为学生理解电磁学原理和应用提供基础。
3. 热力学与统计物理学:热力学与统计物理学是物理学专业的重要课程之一,涉及热力学定律、热力学过程以及统计物理学中的概率与统计等内容,用于理解物质的热性质和统计规律。
4. 量子力学:量子力学是物理学专业的核心理论课程,主要研究微观粒子的行为和性质,包括波粒二象性、不确定性原理、量子力学算符以及量子力学中的测量和态的演化等内容。
5. 实验物理学:实验物理学是物理学专业中实践性较强的课程,通过进行实验和观测,学生可以巩固和应用所学的物理学理论知识,培养实验操作和数据处理的能力。
三、应用课程1. 生物物理学:生物物理学是物理学专业与生物学交叉领域的应用课程,研究生物体内的物理过程和原理,包括生物体的结构与功能、生物分子、细胞生物物理学等内容。
高二物理学的内容是什么
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高二物理学的内容是什么一.高二物理学的内容是什么第一章静电场1、电荷及其守恒定律2、库仑定律3、电场强度4、电势能和电势5、电势差6、电势差与电场强度的关系7、静电现象的应用8、电容器的电容9、带电粒子在电场中的运动其次章恒定电流1、电源和电流2、电动势3、欧姆定律4、串联电路和并联电路5、焦耳定律6、电阻定律7、闭合电路的欧姆定律8、多用电表9、试验:测定电池的电动势和电阻10、简洁的规律电路第三章磁场1、磁现象和磁场2、磁感应强度3、几种常见的磁场4、磁场对通电导线的作用力5、磁场对运动电荷的作用力6、带电粒子在匀强磁场中的运动课题讨论霍尔效应附录游标卡尺和螺旋测微器第四章电磁感应1、划时代的发觉2、探究感应电流的产生条件3、楞次定律4、法拉第电磁感应定律5、电磁感应现象的两类状况6、互感和自感7、涡流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1、交变电流2、描述交变电流的物理量3、电感和电容对交变电流的影响4、变压器5、电能的输送第六章传感器1、传感器及其工作原理2、传感器的应用3、试验:传感器的应用附录一些元器件的原理和使用要点二.怎么学好物理上课专心听讲。
上物理课的时候肯定要跟随老师的思路,不要心思开小差,对不懂的可以在课堂上或下课后请教老师弄明白。
做好学习笔记。
可以将上课的主要内容、复习遇到的问题等全部记录在笔记好,以便复习。
预备好学习资料。
物理学肯定要买肯定的课外学习资料进行学习,不能仅限于课内的学习;同时,学习资料也不宜过多,避开消化不了。
多请教老师同学。
对一些自己不会解答的题目,肯定要虚心请教老师和同学,直到弄懂,且要将不做解的题做成复习题集,以随时练习。
要弄清晰物理学问结构。
要系统的把握物理学问结构,将零散的学问给串并起来,并通过做题综合运用学问。
要做(总结)归纳。
定期将自己所学的物理学问进行归纳总结,比如学习的基本概念、基本规律等,可能通过综合运用进行肯定的反推,从而达到打实物理基本的目的。
大学物理学习知识重点(全)
![大学物理学习知识重点(全)](https://img.taocdn.com/s3/m/ca9e8957a8114431b90dd8e5.png)
y第一章 质点运动学主要内容一.描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程由坐标原点到质点所在位置的矢量r r称为位矢位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动方程()r r t =r r运动方程的分量形式()()x x t y y t =⎧⎪⎨=⎪⎩位移是描述质点的位置变化的物理量△t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=∆+∆r rr r r△,r =r△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ∆是标量。
明确r ∆r 、r ∆、s ∆的含义(∆≠∆≠∆rr r s ) 2. 速度(描述物体运动快慢和方向的物理量)平均速度 x y r x y i j i j t t tu u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt∆→∆==∆r r r(速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ϖϖϖϖϖϖ+=+==,2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛==ϖϖ ds dr dt dt=r 速度的大小称速率。
3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量)平均加速度va t ∆=∆rr 瞬时加速度(加速度) 220limt d d r a t dt dt υυ→∆===∆r r r r △ a r方向指向曲线凹向j dty d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ϖϖϖϖρϖ2222+=+== 2222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=dt y d dt x d dtdv dt dv a a a y x y x ϖ二.抛体运动运动方程矢量式为 2012r v t gt =+r rr分量式为 020cos ()1sin ()2αα==-⎧⎪⎨⎪⎩水平分运动为匀速直线运动竖直分运动为匀变速直线运动x v t y v t gt 三.圆周运动(包括一般曲线运动) 1.线量:线位移s 、线速度dsv dt= 切向加速度t dva dt=(速率随时间变化率) 法向加速度2n v a R=(速度方向随时间变化率)。
什么是物理学
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什么是物理学
物理学是自然科学的一门学科,研究了物质、能量、空间和时间的基本原理和性质。
它试图通过观察、实验和理论推导来理解宇宙的基本规律。
物理学的研究范围非常广泛,可以分为多个分支,包括经典力学、电磁学、热学、光学、相对论、量子力学等。
以下是物理学的一些主要分支:
1. 经典力学:描述物体在力的作用下的运动规律,包括牛顿的运动定律。
2. 电磁学:研究电荷和电磁场的相互作用,包括静电学、电流学和电磁辐射等。
3. 热学:研究热能和温度的性质,包括热传导、热膨胀和热力学等。
4. 光学:研究光的性质和传播,包括折射、反射、干涉、衍射等。
5. 相对论:描述高速运动物体的物理学理论,由爱因斯坦提出。
6. 量子力学:描述微观世界中微粒行为的理论,包括波粒二象性、不确定性原理等。
7. 核物理学:研究原子核的性质和相互作用。
物理学的成果对现代科技和工程领域产生了深远影响,例如电子学、计算机科学、核能技术等。
物理学还与其他科学领域紧密相连,为我们理解自然界提供了基本的框架。
物理学主要研究的内容
![物理学主要研究的内容](https://img.taocdn.com/s3/m/8fb7e353571252d380eb6294dd88d0d233d43cc6.png)
物理学主要研究的内容物理学是一门研究自然界中物质和能量之间相互关系的科学。
它通过实验、观察和理论推导来研究物质的运动规律、能量的转化过程以及宇宙的起源和演化等问题。
下面将介绍物理学主要研究的内容。
1. 力学:力学是物理学的基础,研究物体的运动和力的作用。
其中包括经典力学和相对论力学。
经典力学研究的是宏观物体的运动规律,如牛顿的力学定律;而相对论力学研究的是高速运动物体和强引力场下的运动规律,如爱因斯坦的相对论。
2. 热学:热学研究的是物体的热力学性质和热现象。
它包括热力学和统计物理学。
热力学研究的是宏观物体的热平衡、热力学循环等问题;统计物理学研究的是微观粒子的运动规律和热力学性质,如玻尔兹曼分布和熵增原理。
3. 电磁学:电磁学研究的是电荷和电磁场之间的相互作用。
它包括静电学、电流学和电磁波学等。
静电学研究的是静止电荷和电场之间的关系,如库仑定律;电流学研究的是电流和磁场之间的相互关系,如安培定律;电磁波学研究的是电磁波的传播和特性,如麦克斯韦方程组。
4. 光学:光学研究的是光的传播、反射、折射和干涉等现象。
它包括几何光学和物理光学。
几何光学研究的是光的传播规律和光的成像,如折射定律;物理光学研究的是光的波动性和干涉现象,如杨氏双缝干涉实验。
5. 原子物理学:原子物理学研究的是原子和原子核的性质和相互作用。
它包括量子力学和核物理学。
量子力学研究的是微观粒子的波粒二象性和量子力学原理,如薛定谔方程;核物理学研究的是原子核的结构和核变换等现象,如放射性衰变。
6. 相对论:相对论是研究高速运动和强引力场下的物理学理论。
它包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论研究的是高速运动物体的运动规律和时空结构,如洛伦兹变换;广义相对论研究的是引力和时空的弯曲,如爱因斯坦场方程。
7. 粒子物理学:粒子物理学研究的是基本粒子和宇宙的起源。
它包括强子物理学、电弱物理学和量子色动力学等。
强子物理学研究的是强子的性质和强相互作用,如夸克模型;电弱物理学研究的是电弱相互作用和粒子的统一理论,如魏格纳-萨拉姆模型;量子色动力学研究的是夸克和胶子的相互作用,如量子色动力学方程。
物理学概念
![物理学概念](https://img.taocdn.com/s3/m/b8e2d74f8f9951e79b89680203d8ce2f0066659a.png)
物理学概念物理学概念简述什么是物理学•物理学是自然科学中研究自然现象及其基本规律的学科。
•物理学通过理论和实验方法,致力于解释和预测物质和能量的行为。
物理学的基本概念物质和能量•物质是组成万物的基本单位,包括固体、液体和气体等形态。
•能量是物质具有的做工能力,可表现为动能、势能、热能、电能等形式。
运动和力学•运动是物体位置随时间的变化过程。
•力学研究物体运动的规律,涵盖力、质量、加速度、速度、位移等概念。
电磁学•电磁学研究电荷和电磁场相互作用的规律。
•包含静电学、电流和磁场、电磁感应等内容。
热学•热学研究物体和系统的热现象与能量转移过程。
•包括温度、热量、热传导、热力学等概念。
光学•光学研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象。
•包括几何光学和物理光学两个分支。
原子物理学和量子力学•原子物理学研究原子结构和原子核特性。
•量子力学描述微观领域的物质和辐射。
相对论和量子场论•相对论研究高速运动物体的性质和相互作用。
•量子场论结合了量子力学和相对论,研究基本粒子的相互作用。
物理学的应用领域•物理学在众多领域都有应用,如工程技术、医学、材料科学、地球科学等。
•物理学为科学研究提供了基础,也为现代技术和工业发展做出了贡献。
以上简述了物理学的基本概念和相关内容,展示了物理学在理论和实践中的重要性。
物理学的研究不断推动科学进步和技术创新,对人类社会的发展具有重要影响。
量子力学•量子力学是研究微观粒子行为的物理学分支。
•量子力学描述了微观粒子的性质,如波粒二象性、量子态和量子测量等。
天体物理学和宇宙学•天体物理学研究天体的物理性质和相互作用。
•宇宙学研究宇宙的起源、演化和结构。
核物理学•核物理学研究原子核的性质和核反应过程。
•包括放射性衰变、核能和核裂变等概念。
材料科学与凝聚态物理学•材料科学研究材料的结构、性质和制备方法。
•凝聚态物理学研究固体和液体的性质,如晶体、电子结构和相变等。
流体力学•流体力学研究流体的运动和性质。
什么是物理学
![什么是物理学](https://img.taocdn.com/s3/m/449007084a35eefdc8d376eeaeaad1f34693113f.png)
什么是物理学物理学是一门涉及内容的十分广泛的学科,学习到的知识能够为小伙伴们的日常生活打下良好的基础。
社会上对于物理学有着非常高的要求,一个优秀的物理学家应具备丰富的实践经验、能够探究物理规律和法则以及有一定的理论基础。
现在,小编就就为大家介绍一下物理学的科普:一、物理学概念物理学是研究世界和生活环境中物质和能量的变化以及相互作用规律的学科。
它研究的范围包括空间、时间、物质、能量和信息的变化规律,理解自然界的知识,也是运用理论物理学和实验物理学方法研究物质本质结构及其相互作用的相关学科。
二、物理学研究范围物理学,有着以元物理、原子物理、分子物理、伽玛物理、等离子体物理、固体物理等数百个分支,覆盖了比重轻的基本粒子,如电子、质子、中子和重子,比重重的大摆子,如原子,其实质是电子、质子和中子的数目分布,高温极端状态的能量等级,以及物质凝结、材料的性能研究。
物理学的研究范围可以从宇宙的最小粒子,到地球的运动,从显微到宏观,从静止到变化,到此无不涉及。
三、物理学与其他学科的不同物理学和其他自然科学学科,主要体现在三个方面:1、以定量为基础:物理学侧重定量研究,以量化表示物体的属性,而不是一味追求观察到的现象;2、以具象为导向:物理学注重数学思维,以精确的数学公式把理论变成现实,力图找出物质及其相互作用的本质;3、以科学验证为方式:物理学研究定量具象化原理,以实验观测验证理论,发现新的规律,并以此建立新的定律。
四、物理学对我们的重要意义物理学为现代科技发展发挥了重要作用,不仅促进了医药、石油、冶金等领域的发展,而且还为地球大气环境的改善、航空及航天运输的快捷、电子计算机的发明和应用技术的发展,及其他现代科技发展,提供了有力的支持。
物理学的核心知识点
![物理学的核心知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/2063fd4c4b7302768e9951e79b89680203d86b84.png)
物理学的核心知识点物理学是一门研究物质、能量和宇宙的基本规律的科学。
它涵盖了广泛的领域,包括力学、热学、电磁学、光学、量子力学等等。
在学习物理学的过程中,我们需要掌握一些核心的知识点,下面将介绍其中的几个。
一、力学力学是物理学的基础,研究物体的运动和力的作用。
其中,牛顿三定律是力学的核心概念之一。
第一定律是惯性定律,指出物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动;第二定律是运动定律,描述了物体的加速度与作用力之间的关系;第三定律是作用与反作用定律,说明了相互作用的两个物体之间力的相等和方向相反。
二、热学热学研究物体的热量传递和温度变化。
温度是物体分子热运动的程度的度量,热量是能量的一种形式。
热传递方式有导热、对流和辐射。
热力学第一定律是能量守恒定律,描述了能量的转化和传递过程。
热力学第二定律是熵增定律,说明了自然界中热量只能从高温物体传递到低温物体的方向。
三、电磁学电磁学研究电荷和电磁场的相互作用。
库仑定律描述了两个电荷之间的力与距离的关系。
电流是电荷的流动,电阻是电流受到阻碍的程度。
欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系。
电磁感应定律和法拉第电磁感应定律解释了磁场和电流之间的相互作用。
四、光学光学研究光的传播和光与物质的相互作用。
光的传播方式有直线传播和折射传播。
光的折射定律描述了光在介质中传播时的偏折规律。
光的反射定律说明了光在界面上的反射规律。
光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性质。
五、量子力学量子力学是描述微观世界的物理学理论。
它研究微观粒子的运动和性质。
波粒二象性是量子力学的核心概念,表明微观粒子既具有波动性又具有粒子性。
薛定谔方程是描述微观粒子运动的基本方程。
综上所述,物理学的核心知识点包括力学、热学、电磁学、光学和量子力学。
掌握这些知识点可以帮助我们理解自然界的运行规律,解释物理现象,推动科学技术的发展。
通过深入学习和实践,我们可以进一步探索物理学的奥秘,为人类的进步做出贡献。
大学物理有哪些内容
![大学物理有哪些内容](https://img.taocdn.com/s3/m/f60e592f1fd9ad51f01dc281e53a580216fc50d0.png)
引言概述:大学物理作为一门重要的基础学科,涵盖了丰富而广泛的知识体系。
本文将继续讨论大学物理的内容,并详细阐述其五个主要领域,包括经典力学、电磁学、热学、光学和量子力学。
通过深入探讨每个领域的五至九个小点,我们将进一步了解大学物理的核心知识和重要概念,为我们构建牢固的物理学基础提供帮助。
正文内容:一、经典力学1.牛顿力学:牛顿定律、运动方程等基本理论。
2.质点运动:质点的直线运动、曲线运动和圆周运动等。
3.常见力学问题:例如摩擦力、弹性力和重力等。
4.动量和能量:动量和能量守恒定律等。
5.刚体力学:刚体运动、静力学和动力学等。
二、电磁学1.静电学:电场、电势和电荷等基本概念。
2.电场和电势:电场线、库仑定律和电势能等。
3.电磁感应:法拉第定律、电磁感应现象和感应电动势等。
4.交流电路:交流电路中的电阻、电感和电容等。
5.电磁波:电磁波的概念、性质和传播等。
三、热学1.温度和热量:温度的测量、热传递和热量计算等。
2.热力学定律:热力学第一定律和第二定律等。
3.状态方程:理想气体状态方程和非理想气体状态方程等。
4.热力学过程:等温过程、绝热过程和等压过程等。
5.热机和制冷:卡诺循环、制冷系统和热机效率等。
四、光学1.几何光学:反射、折射和光的成像等。
2.光的衍射和干涉:衍射和干涉现象的基本原理和应用。
3.光的波动性:光的波粒二象性和光的偏振等。
4.光的色散:光的色散现象和光的波长测量等。
5.现代光学:激光、光纤和光学器件等。
五、量子力学1.波粒二象性:波动方程和波粒二象性的基本理论。
2.波函数和薛定谔方程:波函数的性质和薛定谔方程的解析等。
3.粒子在势场中的运动:一维势场和三维势场中的粒子运动等。
4.量子力学中的算符:算符的定义、本征值和本征函数等。
5.微扰理论和矩阵力学:微扰理论的应用和矩阵力学的基本原理等。
总结:大学物理作为一门重要的学科,囊括了经典力学、电磁学、热学、光学和量子力学等多个领域。
物理学专业的主要专业课程及其主要内容
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一、引言在物理学专业中,学生将学习一系列不同程度的专业课程,这些课程旨在为他们提供深度和广度兼具的知识,使他们能够全面理解物理学的各个方面。
本文将深入探讨物理学专业的主要专业课程及其主要内容,以便学生能够更好地了解这一学科领域。
二、基础物理学1. 物理学家概论作为物理学专业的入门课程,学生将学习物理学的基本原理、历史背景以及主要研究领域,为后续深造打下坚实的基础。
2. 力学力学是物理学的核心课程之一,包括经典力学、静力学、动力学等内容,学生将学习牛顿力学、运动学、质点动力学等知识。
3. 电磁学电磁学是物理学的另一个重要领域,学生将学习电场、磁场、电磁感应、电磁波等内容,为理解电磁现象和电路提供理论基础。
4. 热学热学是研究物质的热力学性质和热能转化规律的学科,学生将学习热力学基本规律、热力学过程以及热平衡等知识。
5. 光学光学是研究光和光现象的学科,包括几何光学、波动光学、光的偏振等内容,学生将学习光的传播规律和光学器件等知识。
三、现代物理学1. 相对论物理相对论物理是近代物理学的重要内容,学生将学习相对论的基本原理、相对论力学、相对论电动力学等内容,深入了解能量、动量守恒以及时空结构的奇特性质。
2. 量子力学量子力学是物理学中的另一大突破,学生将学习波粒二象性、量子力学基本原理、量子力学运动方程等内容,深入了解微观粒子的行为规律和量子力学的奇妙世界。
3. 原子物理原子物理向学生介绍了原子的结构、光谱学、原子核结构、原子核物理等内容,为理解原子和分子的性质提供了基础知识。
4. 固体物理固体物理是研究固体材料的物理性质和相互作用规律的学科,学生将学习晶体结构、导电性、磁性等内容,从微观角度理解宏观物体的性质。
四、总结与展望在物理学专业的学习过程中,学生将接触到基础物理学和现代物理学的各个领域,对物质、能量、时空和力的本质进行深入探究。
通过系统学习,学生将培养扎实的物理学基础和学科素养,为日后的科研和实践工作做好充分准备。
物理学科必备知识
![物理学科必备知识](https://img.taocdn.com/s3/m/ba4003bd760bf78a6529647d27284b73f24236fb.png)
物理学科必备知识
物理学科必备知识包括以下几个方面:
1. 基础知识:掌握物理学的基本概念、基本原理和基本规律,包括力学、热学、电磁学、光学、量子力学等方面的知识。
2. 实验技能:能够设计和进行实验,掌握实验器材的使用方法,对实验数据进行处理和分析,得出实验结论。
3. 数学能力:物理学是一门对数学要求很高的学科,需要掌握数学的基本知识,如代数、微积分、微分方程、线性代数等。
4. 计算机技术:物理实验和理论研究需要使用计算机技术,如数值计算、模拟计算、数据可视化等。
5. 自主学习能力:物理学是一门不断发展的学科,需要具备自主学习的能力,不断更新知识,了解最新的研究进展。
6. 解决问题的能力:能够运用物理学知识解决实际问题,对复杂的问题进行分析和推理,得出正确的结论。
7. 科学精神:具备科学精神,保持好奇心和求知欲,追求科学真理,尊重科学事实。
以上是物理学科必备知识的一些方面,具体要求因不同的课程和研究领域而有所不同。
要学好物理学,需要全面掌握这些知识,并不断提高自己的能力和素质。
物理学的基本概念与原理
![物理学的基本概念与原理](https://img.taocdn.com/s3/m/df6ba177e418964bcf84b9d528ea81c758f52e95.png)
物理学的基本概念与原理物理学是自然科学的一门重要学科,研究物质的性质、运动以及与能量和力的相互作用关系。
它是理解世界的基础,对于我们认识自然、应用科学技术具有重要作用。
本文将介绍物理学的基本概念与原理,帮助读者对该学科有一个全面的了解。
研究物理学的基本方法是实验和理论相互配合。
实验提供了观察和测量现象的手段,而理论则用数学语言描述实验所观察到的规律和发现。
物理学的基本概念和原理正是通过实验和理论的相互验证而逐步形成和发展的。
1.空间与时间物理学研究的对象主要是物质的运动与变化。
为了描述物质的运动,我们首先需要认识到物质存在于空间中,并伴随时间的变化。
空间和时间是物理学研究的基本要素。
空间是指我们所处的三维物理空间。
在三维空间中,物体的位置可以用坐标系来描述,常见的坐标系有直角坐标系和极坐标系。
物理学中常以米为单位来度量空间的长度。
时间是物理学研究中的另一个基本要素,用来描述事件的先后和持续的变化。
我们通常以秒为单位来度量时间的长短。
2.运动与力物理学研究的核心是物体的运动和力的相互关系。
运动是物体位置随时间的变化,而力则是使物体产生运动或改变运动状态的原因。
运动可以分为直线运动、曲线运动和循环运动等。
直线运动是物体沿着一条直线进行的运动,曲线运动是物体在曲线轨迹上进行的运动,而循环运动是物体围绕某一中心点做周期性运动。
力是使物体发生运动和变形的原因,是物理学研究力学的核心内容。
常见的力有重力、弹力、摩擦力等。
力的大小通常用牛顿(N)为单位来表示。
3.能量与功能量是物理学研究中的另一个重要概念,是物体进行工作或变化的能力。
物理学中将能量分为动能和势能两种形式。
动能是由于物体的运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
动能的大小可以通过动能定理计算,动能定理表明物体的动能等于其质量乘以速度的平方再除以2。
势能是物体由于其位置或形状而具有的能量。
常见的势能有重力势能、弹性势能等。
根据不同形式的势能,物体在不同的位置具有不同的势能大小。
物理学专业课程有哪些
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物理学专业课程有哪些物理学专业的课程有哪些物理学专业课程高等数学、力学、热学、光学、电磁学、原子物理学、数学物理方法、理论力学、热力学与统计物理、电动力学、量子力学、固体物理学、构造和物性、计算物理学入门等。
物理学主干课程有哪些1、理论力学是物理学专业的必修课程。
本课程阐述了经典力学的根本原理及数学形式,特别着重于准确的理论表述和有关的数学技巧。
内容主要包括质点力学、质点组力学、刚体力学、转动参照系、分析^p 力学五个局部。
2、热学是物理学专业必修的专业根底课。
主要内容包括三局部:以实验为根据,以热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律为根本理论的宏观的热力学理论,研究物质宏观热现象和宏观状态变化规律;以气体分子统计物理学,研究大量分子热运动统计规律和热现象的微观本质;以Vander Waals方程和Clapeyron方程,研究气体状态变化及相变规律;以非平衡态理论的分子动理论,研究输运现象的宏观规律。
3、光学是物理专业必修的根底物理课程。
它主要研究与光有关的物理现象的本质及其规律,如光的本性、光的传播和光与物质的互相作用的规律等。
内容主要包括:几何光学、波动光学的根底原理和根底知识,量子光学和现代光学的根底知识;研究光的传播、光学仪器成像的理论方法。
4、电动力学是物理学专业的必修课程。
它在电磁学的根底上,进一步系统地研究电磁场的根本属性、电磁场的运动规律以及电磁场和带电物质之间的互相作用。
5、热力学与统计物理是物理学专业的必修课。
主要讲授热力学的根本规律、均匀物质的热力学性质、单元系的相变、多元系的复相平衡和化学平衡、近独立粒子的最概然分布、玻耳兹曼统计、玻色统计和费米统计及系综理论。
6、量子力学是物理学专业必修的根底课程。
主要内容为:波函数、薛定谔方程、量子力学中的力学量、态和力学的表象、微扰理论、散射、电子自旋、光的吸收和发射、氨原子和氨分子等。
7、固体物理学是物理学专业必修的专业课。
物理学专业所有课程
![物理学专业所有课程](https://img.taocdn.com/s3/m/cf7718485bcfa1c7aa00b52acfc789eb172d9e20.png)
物理学专业所有课程物理学是一门探究自然现象的科学,涵盖了广泛的领域和专业。
在物理学专业中,学生需要学习一系列的课程,并通过这些课程来掌握物理学的基础知识和技能。
以下是物理学专业所有课程的内容介绍。
1.力学力学是物理学的基础,它研究物体在空间中的运动和相互作用。
学生需要学习牛顿运动定律、动量定理、万有引力定律等内容,以及应用这些理论来解决各种问题。
2.电磁学电磁学是物理学的重要分支,它研究电荷、电场和磁场之间的相互作用。
学生需要学习库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程组等内容,以及应用这些理论来解释电磁现象。
3.光学光学是物理学的分支之一,它研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。
学生需要学习光的波粒二象性、菲涅尔公式、干涉仪、透镜等内容,以及应用这些理论来解释光学现象。
4.热学热学是物理学的分支之一,它研究热量和温度之间的关系,以及热量的传递和转化。
学生需要学习热力学第一、二定律、理想气体定律、热传导、热辐射等内容,以及应用这些理论来解释热学现象。
5.量子力学量子力学是物理学的前沿领域,它研究微观粒子的行为和相互作用。
学生需要学习波粒二象性、薛定谔方程、斯特恩-格拉赫实验等内容,以及应用这些理论来解释量子现象。
6.相对论相对论是物理学的重要分支,它研究物体在高速运动时的行为和相互作用。
学生需要学习洛伦兹变换、能量-动量关系、黑洞等内容,以及应用这些理论来解释相对论现象。
7.天体物理学天体物理学是物理学的分支之一,它研究宇宙中天体的行为和相互作用。
学生需要学习宇宙学原理、黑洞、星系和宇宙射线等内容,以及应用这些理论来解释天体物理学现象。
物理学专业所有课程涵盖了广泛的知识领域和技能要求,学生需要通过不断学习和实践,掌握这些知识和技能,为未来的职业发展打下坚实的基础。
物理学基本原理知识
![物理学基本原理知识](https://img.taocdn.com/s3/m/f2290a205e0e7cd184254b35eefdc8d376ee143e.png)
物理学基本原理知识物理学是一门探究自然界运动、能量变换规律并运用这些规律解释和改变现实的科学。
作为一门最基础的学科,物理学对于我们认识和改造世界都有着至关重要的作用。
那么,读者们是否掌握了物理学基本原理知识呢?本文将针对其中的几个重要原理展开阐述和解释。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为“惯性定律”,是牛顿三大运动定律中的第一条。
它的内容是“一切物体都会保持静止或匀速直线运动,直到外力迫使它发生变化”。
这个定律的核心概念是“惯性”,也就是指物体在缺乏外力的情况下保持运动状态的性质。
比如,一个小球在平地上静止不动,如果不受到任何外力的作用,它就会一直保持静止的状态。
同样的,一个物体在匀速直线运动的时候,如果没有外力阻碍,它也会一直保持这个状态,持续行进下去。
这就是牛顿第一定律的基本表述。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律是牛顿三大运动定律中的第二条,它的内容是“物体所受合力等于物体的质量乘以加速度”。
这个定律比第一定律更为直观,因为它直接描绘了物体运动状态的变化规律。
换句话说,如果一个物体受到某个方向的力,那么它就会朝着这个方向产生加速度。
当力的大小不变的时候,物体的加速度和质量成反比,也就是说,质量越大的物体,受到相同的力后,加速度越小;质量越小的物体,受到相同的力后,加速度越大。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律是牛顿三大运动定律中的最后一条,它的内容是“任何物体间的互相作用力都是相等且方向相反的两个力,它们作用在两个不同的物体上面”。
这个定律与前两个定律不同,它并不着眼于单个物体的运动状态,而是关注物体之间的相互作用。
我们经常使用“作用力与反作用力相等、方向相反”这句话来表述牛顿第三定律。
举个例子,如果我们用两只手往外伸,手掌互相对着,那么我们会感觉到下面有一个力反向作用,阻止我们的手相撞。
这是因为我们的手掌互相作用,施加了相等且方向相反的力。
需要注意的是,牛顿第三定律所描述的“相互作用力”指的是不同物体之间的作用力,而非同一个物体内部的各部分之间产生的力。
基础的物理知识是什么
![基础的物理知识是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/de3d185acd7931b765ce0508763231126edb77de.png)
基础的物理知识是什么物理学是一门研究自然界的基本规律和现象的科学,涉及了多个领域,包括力学、热学、光学、电磁学和量子物理学等。
基础的物理知识是指那些构建起物理学体系的基本概念和原理,它们是我们理解世界的关键。
物质的基本组成物质是构成一切事物的基本元素,它们由原子构成。
原子是由带正电的质子、带负电的电子和电中性的中子组成的。
质子和中子集中在原子核中,而电子围绕原子核运动。
原子是最小的化学单位,不同的原子组合形成了不同的化合物。
运动的基本原理运动是物质的一个基本特征,力学是研究物体运动的学科。
牛顿三定律是力学中的基本定律,其中第一定律讲述了物体在没有受到外力作用时将保持匀速直线运动或静止。
第二定律则描述了一个物体上所受到的外力与其加速度之间的关系,即F=ma。
第三定律阐述了作用与反作用的关系,即任何两个物体之间的相互作用力必相等而方向相反。
能量与运动能量是物体所具有的做功的能力,能够引起物体运动或发生变化。
而根据能量守恒定律,系统内的能量总量是不变的。
动能是物体由于运动而拥有的能量,静能则是由于物体位置而拥有的能量。
在能量守恒的前提下,能量可以在不同形式之间相互转化。
热学基础热学是研究热量、温度和热传递的科学。
热力学第一定律阐述了系统的内能变化等于系统所做的功加热量之和。
热力学第二定律指出了热量不可能自流从低温物体传递到高温物体,也就是热量只能从热量高的物体传递到热量低的物体。
熵则是衡量一个系统无序程度的物理量。
光学基础光学研究的是光和光的传播规律。
光波被认为是矢量电场和磁场的振动传播,具有波粒二象性。
光的传播遵循光的反射、折射、衍射和干涉等规律。
光学深入研究了镜片和透镜如何将光聚焦和成像。
电磁学基础电磁学研究的是电荷之间相互作用所产生的电磁现象。
库仑定律阐述了两个电荷之间的电磁力与电荷大小和距离的平方成反比。
电流在导体中的流动会产生磁场,根据安培环路定律,电流元产生磁场的环绕力线。
而法拉第电磁感应定则描述了磁通量的变化引起感应电动势。
高中物理学什么内容
![高中物理学什么内容](https://img.taocdn.com/s3/m/43cfdfa04bfe04a1b0717fd5360cba1aa8118c81.png)
高中物理学什么内容高中物理学内容。
高中物理学是指在高中阶段所学习的物理知识和理论。
它是一门自然科学,研究物质的运动、能量、力学、热学、电磁学、光学等现象和规律。
高中物理学作为一门基础学科,对于培养学生的科学素养和逻辑思维能力具有重要意义。
首先,高中物理学的内容包括力学。
力学是物理学的基础,它研究物体的运动规律和相互作用。
在高中物理学中,学生将学习牛顿力学的基本原理,包括牛顿三定律、动量守恒定律等。
通过学习力学,学生可以了解物体在外力作用下的运动规律,以及力的性质和相互作用。
其次,高中物理学的内容还包括热学。
热学是研究物体的热现象和热力学定律的科学。
在高中物理学中,学生将学习热传递、热力学定律、热力学过程等内容。
通过学习热学,学生可以了解热量的传递和转化规律,以及热力学定律对于热现象的解释。
另外,高中物理学的内容还包括电磁学。
电磁学是研究电荷和电流所产生的相互作用和现象的科学。
在高中物理学中,学生将学习电荷、电场、电流、磁场等内容。
通过学习电磁学,学生可以了解电磁现象的产生和规律,以及电磁力对于物体的作用和影响。
此外,高中物理学的内容还包括光学。
光学是研究光和光学现象的科学。
在高中物理学中,学生将学习光的传播、折射、反射、光的波动性和粒子性等内容。
通过学习光学,学生可以了解光的特性和规律,以及光在各种介质中的传播和作用。
最后,高中物理学的内容还包括现代物理。
现代物理是指相对论和量子力学等内容。
在高中物理学中,学生将学习相对论的基本原理和量子力学的基本概念。
通过学习现代物理,学生可以了解微观世界和宏观世界的物理规律,以及现代物理对于科学技术的影响和应用。
总之,高中物理学的内容涵盖了力学、热学、电磁学、光学和现代物理等多个方面。
通过学习这些内容,学生可以对物理学的基本理论和现象有所了解,培养科学素养和逻辑思维能力,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
物理学专业学什么内容
![物理学专业学什么内容](https://img.taocdn.com/s3/m/b487fb4330b765ce0508763231126edb6f1a7681.png)
物理学专业学什么内容俗话说“学好数理化,走遍天下都不怕”,物理学专业一直都是热门专业之一,那此专业主要学什么呢。
以下是由小编为大家整理的“物理学专业学什么内容”,仅供参考,欢迎大家阅读。
物理学专业学什么内容物理学专业学习内容综合主要学习:高等数学、力学、热学、光学、电磁学、原子物理学、数学物理方法、理论力学、热力学与统计物理、电动力学、量子力学、固体物理学、结构和物性、计算物理学入门等。
物理学专业大体上可以分为基础学习和专业方向学习:1、基础学习阶段:主要学习普通物理和理论物理,是物理学习的重点内容。
普通物理着重介绍各种物理现象和基本的物理规律,大部分内容属于经典物理学的范围,主要包含力学、热学、光学、电磁学、原子物理学及相应的普通物理(力、热、光、电磁)实验,非经典物理范围内的实验统一归结到近代物理实验中;理论物理常被称为“四大力学”,包含理论力学、热力学和统计物理、电动力学、量子力学。
2、专业方向学习阶段:各个学校设置若干不同的专业方向,例如,理论物理、凝聚态物理、光学、声学、计算物理、材料物理、半导体物理、等离子体物理等,其中个别方向往往设定为独立的专业,但是在基础学习阶段和物理学专业一般没有区别。
每个方向有各自不同的课程,但大部分都会学到固体物理、计算物理等课程物理学专业就业方向本专业学生毕业后可在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关的管理工作。
从事行业:毕业后主要在教育、新能源、电子技术等行业工作,大致如下:1、教育/培训/院校;2、新能源;3、电子技术/半导体/集成电路;4、专业服务(咨询、人力资源、财会);5、互联网/电子商务;6、计算机软件;7、仪器仪表/工业自动化;8、其他行业。
从事岗位:毕业后主要从事老师、光学工程师、研发工程师等工作,大致如下:1、初高中物理老师;2、高中物理老师;3、光学工程师;4、研发工程师;5、销售工程师;6、教师。
拓展阅读:应用物理学专业毕业生获得的知识和能力1.掌握系统的数学、计算机等方面的基本原理、基本知识;2.掌握较坚实的物理学基础理论、较广泛的应用物理知识、基本实验方法和技能;3.具备运用物理学某一专门方向的知识和技能进行技术开发、应用研究、教学和相关管理工作的能力;4.了解相近专业以及应用领域的一般原理和知识;5.了解我国科学技术、知识产权等方面的方针、政策和法规;6.了解应用物理的理论前沿、应用前景和最新发展动态以及相关高新技术产;业的发展状况;7.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取最新参考文献的基本方法;8.具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果.撰写论文,参与学术交流的能力。
物理学的主要课程
![物理学的主要课程](https://img.taocdn.com/s3/m/416e58826037ee06eff9aef8941ea76e58fa4af4.png)
物理学的主要课程物理学是自然科学的一门重要学科,研究物质、能量和它们之间相互作用的规律。
作为一门广泛应用于各个领域的学科,物理学的主要课程内容丰富多样。
本文将从力学、热学、电磁学、光学和量子物理等几个方面介绍物理学的主要课程。
一、力学力学是物理学的基础,研究物体在力的作用下的运动规律。
在力学的课程中,我们学习了牛顿定律、质点运动、刚体力学、万有引力等内容。
通过学习力学,我们能够了解物体的运动规律,预测物体的运动轨迹,进而应用于机械工程、航天航空等领域。
二、热学热学是研究物体热现象和热力学规律的学科。
在热学的课程中,我们学习了热力学定律、热传导、热辐射、理想气体等内容。
通过学习热学,我们能够了解物体的热现象和热力学规律,应用于能源工程、环境科学等领域。
三、电磁学电磁学是研究电荷和电磁场相互作用的学科。
在电磁学的课程中,我们学习了库仑定律、电场和电势、电磁感应、电磁波等内容。
通过学习电磁学,我们能够了解电磁场的产生和作用规律,应用于电子技术、通信技术等领域。
四、光学光学是研究光的传播和光现象的学科。
在光学的课程中,我们学习了光的几何光学、波动光学、光的干涉和衍射等内容。
通过学习光学,我们能够了解光的传播规律和光现象,应用于光学工程、激光技术等领域。
五、量子物理量子物理是研究微观世界的学科。
在量子物理的课程中,我们学习了波粒二象性、量子力学基本原理、量子力学中的算符和态等内容。
通过学习量子物理,我们能够了解微观世界的规律和量子系统的性质,应用于量子计算、材料科学等领域。
除了以上几个主要课程外,物理学的课程还包括实验物理学、统计物理学、天体物理学等内容。
实验物理学培养学生的实验能力和科学精神,统计物理学研究物体的统计行为,天体物理学研究宇宙中的天体和宇宙学。
通过学习这些课程,我们能够全面了解物理学的各个领域,为将来的研究和应用打下坚实的基础。
物理学的主要课程涵盖了力学、热学、电磁学、光学和量子物理等多个方面,通过学习这些课程,我们能够了解物质和能量的规律,并将其应用于各个领域。
中学物理课程的内容
![中学物理课程的内容](https://img.taocdn.com/s3/m/f832ade2f424ccbff121dd36a32d7375a417c63e.png)
中学物理课程的内容
中学物理课程的内容主要包括力学、热学、电学、光学和原子物理等部分。
1.力学:这是物理学的一个重要分支,主要涉及物体的运动和力的作用。
初中力学的内容包括运动学,描述物体的运动状态,包括位移、速度、加速度等概念;力的概念和分类,介绍物体所受到的各种力,如重力、弹力、摩擦力等;牛顿运动定律,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律;动量和能量,介绍动量和动能的概念,以及能量转化和守恒定律。
2.热学:是研究热现象和热力学规律的学科。
初中热学的内容包括温度和热量,介绍温度的概念,以及热量和热量传递的方式;物态变化,介绍物质的三态及其相互转化,以及物质的热力学性质;热力学定律,包括热力学第一定律和第二定律;热机和热效率,介绍热机的基本原理和热效率的概念。
此外,还有光学、原子物理等内容。
具体内容可能会因教材版本和地区差异而有所不同,建议查阅中学物理教科书目录或咨询物理老师以获取更详细的信息。
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物理学的内容物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。
物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。
人对自然界的认识来自于实践,随着实践的扩展和深入,物理学的内容也在不断扩展和深入。
随着物理学各分支学科的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系,于是各分支学科之间开始互相渗透。
物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。
物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而统一地理解一切物理现象。
这种努力虽然逐步有所进展,但现在离实现这—目标还很遥远。
看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。
经典力学经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。
宏观是相对于原子等微观粒子而言的;低速是相对于光速而言的。
物体的空间位置随时间变化称为机械运动。
人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。
自远古以来,由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。
16世纪后期,人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。
17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经验规律。
差不多在同一时期,伽利略进行了落体和抛物体的实验研究,从而提出关于机械运动现象的初步理论。
牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论,发现了宏观低速机械运动的基本规律,为经典力学奠定了基础。
亚当斯根据对天王星的详细天文观察,并根据牛顿的理论,预言了海王星的存在,以后果然在天文观察中发现了海王星。
于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。
经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量:一个力学系统在某一时刻的状态,由它的某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。
对于一个不受外界影响,也不影响外界,不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说,它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数,其状态随时间的变化由总能量决定。
在经典力学中,力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。
物理学的发展表明,任何一个孤立的物理系统,无论怎样变化,其总能量和总动量数值是不变的。
这种守恒性质的适用范围已经远远超出了经典力学的范围,现在还没有发现它们的局限性。
早在19世纪,经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科,它包含了丰富的内容。
例如:质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。
经典力学的应用范围,涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山建设直到安全防护等各个领域。
当然,工程技术问题常常是综合性的问题,还需要许多学科进行综合研究,才能完全解决。
机械运动中,很普遍的一种运动形式就是振动和波动。
声学就是研究这种运动的产生、传播、转化和吸收的分支学科。
人们通过声波传递信息,有许多物体不易为光波和电磁波透过,却能为声波透过;频率非常低的声波能在大气和海洋中传播到遥远的地方,因此能迅速传递地球上任何地方发生的地震、火山爆发或核爆炸的信息;频率很高的声波和声表面波已经用于固体的研究、微波技术、医疗诊断等领域;非常强的声波已经用于工业加工等。
热学、热力学和经典统计力学热学是研究热的产生和传导,研究物质处于热状态下的性质及其变化的学科。
人们很早就有冷热的概念。
对于热现象的研究逐步澄清了关于热的一些模糊概念(例如区分了温度和热量),并在此基础上开始探索热现象的本质和普遍规律。
关于热现象的普遍规律的研究称为热力学。
到19世纪,热力学已趋于成熟。
物体有内部运动,因此就有内部能量。
19世纪的系统实验研究证明:热是物体内部无序运动的表现,称为内能,以前称作热能。
19世纪中期,焦耳等人用实验确定了热量和功之间的定量关系,从而建立了热力学第一定律:宏观机械运动的能量与内能可以互相转化。
就一个孤立的物理系统来说,不论能量形式怎样相互转化,总的能量的数值是不变的,因此热力学第一定律就是能量守恒与转换定律的一种表现。
在卡诺研究结果的基础上,克劳修斯等科学家提出了热力学第二定律,表达了宏观非平衡过程的不可逆性。
例如:一个孤立的物体,其内部各处的温度不尽相同,那么热就从温度较高的地方流向温度较低的地方,最后达到各处温度都相同的状态,也就是热平衡的状态。
相反的过程是不可能的,即这个孤立的、内部各处温度都相等的物体,不可能自动回到各处温度不相同的状态。
应用熵的概念,还可以把热力学第二定律表达为:一个孤立的物理系统的熵不会着时间的流逝而减少,只能增加或保持不变。
当熵达到最大值时,物理系统就处于热平衡状态。
深入研究热现象的本质,就产生了统计力学。
统计力学应用数学中统计分析的方法,研究大量粒子的平均行为。
统计力学根据物质的微观组成和相互作用,研究由大量粒子组成的宏观物体的性质和行为的统计规律,是理论物理的一个重要分支。
非平衡统计力学所研究的问题复杂,直到20世纪中期以后才取得了比较大的进展。
对于一个包含有大量粒子的宏观物理系统来说,系统处于无序状态的几率超过了处于有序状态的几率。
孤立物理系统总是从比较有序的状态趋向比较无序的状态,在热力学中,这就相应于熵的增加。
处于平衡状态附近的非平衡系统的主要趋向是向平衡状态过渡。
平衡态附近的主要非平衡过程是弛豫、输运和涨落,这方面的理论逐步发展,已趋于成熟。
近20~30年来人们对于远离平衡态的物理系统,如耗散结构等进行了广泛的研究,取得了很大的进展,但还有很多问题等待解决。
在一定时期内,人们对客观世界的认识总是有局限性的,认识到的只是相对的真理,经典力学和以经典力学为基础的经典统计力学也是这样。
经典力学应用于原子、分子以及宏观物体的微观结构时,其局限性就显示出来,因而发展了量子力学。
与之相应,经典统计力学也发展成为以量子力学为基础的量子统计力学。
经典电磁学、经典电动力学经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。
人们很早就接触到电和磁的现象,并知道磁棒有南北两极。
在18世纪,发现电荷有两种:正电荷和负电荷。
不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸,作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。
在这两点上和万有引力很相似。
18世纪末发现电荷能够流动,这就是电流。
但长期没有发现电和磁之间的联系。
19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。
而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。
不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。
这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。
在电和磁之间的联系被发现以后,人们认识到电磁力的性质在一些方面同万有引力相似,另一些方面却又有差别。
为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线,电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了电磁场的概念。
现在人们认识到,电磁场是物质存在的一种特殊形式。
电荷在其周围产生电场,这个电场又以力作用于其他电荷。
磁体和电流在其周围产生磁场,而这个磁场又以力作用于其他磁体和内部有电流的物体。
电磁场也具有能量和动量,是传递电磁力的媒介,它弥漫于整个空间。
19世纪下半叶,麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律,并引进位移电流的概念。
这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;变化着的磁场也能产生电场。
在此基础上他提出了一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律。
这套方程称为麦克斯韦方程组,是经典电磁学的基本方程。
麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在,其传播速度等于光速,这一预言后来为赫兹的实验所证实。
于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律,肯定了光也是一种电磁波。
由于电磁场能够以力作用于带电粒子,一个运动中的带电粒子既受到电场的力,也受到磁场的力,洛伦茨把运动电荷所受到的电磁场的作用力归结为一个公式,人们就称这个力为洛伦茨力。
描述电磁场基本规律的麦克斯韦方程组和洛伦茨力就构成了经典电动力学的基础。
事实上,发电机无非是利用电动力学的规律,将机械能转化为电磁能:电动机无非是利用电动力学的规律将电磁能转化为机械能。
电报、电话、无线电、电灯也无一不是经典电磁学和经典电动力学发展的产物。
经典电动力学对生产力的发展起着重要的推动作用,从而对社会产生普遍而重要的影响。
光学和电磁波光学研究光的性质及其和物质的各种相互作用,光是电磁波。
虽然可见光的波长范围在电磁波中只占很窄的一个波段,但是早在人们认识到光是电磁波以前,人们就对光进行了研究。
17世纪对光的本质提出了两种假说:一种假说认为光是由许多微粒组成的;另一种假说认为光是一种波动。
19世纪在实验上确定了光有波的独具的干涉现象,以后的实验证明光是电磁波。
20世纪初又发现光具有粒子性,人们在深入入研究微观世界后,才认识到光具有波粒二象性。
光可以为物质所发射、吸收、反射、折射和衍射。
当所研究的物体或空间的大小远大于光波的波长时,光可以当作沿直线进行的光线来处理;但当研究深入到现象细节,其空间范围和光波波长差不多大小的时候,就必须要考虑光的波动性。
而研究光和微观粒子的相互作用时,还要考虑光的粒子性。
光学方法是研究大至天体、小至微生物以至分子、原子结构的非常有效的方法。
利用光的干涉效应可以进行非常精密的测量。
物质所放出来的光携带着关于物质内部结构的重要信息,例如:原子所放出来原子光谱的就和原子结构密切相关。
近年来利用受激辐射机制所产生的激光能够达到非常大的功率,且光束的张角非常小,其电场强度甚至可以超过原子内部的电场强度。
利用激光已经开辟了非线性光学等重要研究方向,激光在工业技术和医学中已经有了很多重要的应用。
现在用人工方法产生的电磁波的波长,长的已经达几千米,短的不到一百万亿分之一厘米,覆盖了近20个数量级的波段。
电磁波传播的速度大,波段又如此宽广已成为传递信息的非常有力的工具。
在经典电磁学的建立与发展过程中,形成了电磁场的概念。
在物理学其后的发展中,场成了非常基本、非常普遍的概念。
在现代物理学中.场的概念已经远远超出了电磁学的范围,成为物质的一种基本的、普遍的存在形式。
狭义相对论和相对论力学在经典力学取得很大成功以后,人们习惯于将一切现象都归结为由机械运动所引起的。
在电磁场概念提出以后,人们假设存在一种名叫“以太”的媒质,它弥漫于整个宇宙,渗透到所有的物体中,绝对静止不动,没有质量,对物体的运动不产生任何阻力,也不受万有引力的影响。
可以将以太作为一个绝对静止的参照系,因此相对于以太作匀速运动的参照系都是惯性参照系。
在惯性参照系中观察,电磁波的传播速度应该随着波的传播方向而改变。
但实验表明,在不同的、相对作匀速运动的惯性参照系中,测得的光速同传播方向无关。
特别是迈克尔逊和莫雷进行的非常精确的实验,可靠地证明了这一点。