从经典物理到现代物理
物理学发展简史
物理学发展简史摘要：物理学的发展大致经历了三个时期：古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期。
物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。
关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论；量子力学；人类未来发展0 引言物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代，并逐一进行简要介绍其主要成就及特点，使物理学的发展历程显得清晰而明了。
1 古代物理学时期古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。
物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。
人类自从具有意识与思维以来，便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。
因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题，而并非具体物质的定量研究。
这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢。
在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展。
古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为，禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权。
因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。
直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变。
文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。
使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。
科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。
2 近代物理学时期近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。
理论物理学的发展历程及前沿领域
理论物理学的发展历程及前沿领域理论物理学是物理学中最基础也是最深奥的学科之一，它是探究自然界规律的核心领域之一，具有极高的学术价值和研究意义。
自经典物理学时期开始，理论物理学就一直是科学界的热门话题，不断涌现出一批又一批的理论物理学家，无论是在经典物理学到量子物理学的整个过程中，都推动着理论物理学不断发展。
本文将从历史发展的角度探究理论物理学经历了怎样的发展历程、有哪些重要学派和理论贡献，介绍一些当前理论物理学的前沿研究领域。
一、经典物理理论阶段在经典物理理论时期，牛顿力学和电磁学是学界研究的两大重要领域。
牛顿力学通过描述物体在受力作用下的运动规律，建立了自然界的因果关系，对现代物理学具有深刻的影响。
而电磁学的发展则是在麦克斯韦方程体系的基础上，通过验证电磁波的存在性而进一步完善。
二、近代理论物理学阶段随着科学技术不断进步，理论物理学正不断演进，在近代物理学中，狭义相对论和量子力学的发展被认为是最重要的学派和理论贡献。
狭义相对论中的光速不变性和时间和空间的相对性引起了人们对“光速极限”和“时间和空间的相对性”等问题的深入探讨，对之后的宏观理论有着重要影响。
而量子力学则是一种描述微观物理现象的理论系统，它对物理学的发展有着极其重大的贡献。
三、现代理论物理学阶段现代理论物理学是一系列涉及微观和宏观领域的理论，其中包括广义相对论、宇宙学、超弦理论、粒子物理学等等。
广义相对论揭示了引力相互作用的巨大力量，改变了当时整个物理学中人们对引力的认知，成为现代崭新的思维范式。
而宇宙学和微扰理论则被广泛用于解释宇宙的形成和演化。
超弦理论是理论物理学中的新生力量，通过将弦子作为基本粒子，试图将所有基本粒子和力统一于一个数学模型之中。
四、理论物理学前沿领域当前，在理论物理学领域，常常出现开拓新领域或者推动现有领域深入的思想引领者。
理论物理学前沿研究领域，包括黑洞物理学、宇宙学、夸克物理学等。
黑洞物理学则是研究大质量物体的引力效应，与广义相对论联系密切。
物理学发展历程
物理学发展历程一、古代物理学的发展在古代，人们对物质和运动的规律进行了观察和研究。
早期的物理学思想主要由古希腊的哲学家提出，如柏拉图和亚里士多德等。
他们提出了关于天体和物质的各种假设和观点，但缺乏实验证据。
二、实证主义的兴起17世纪，随着实证科学的兴起，物理学开始朝着实证主义的方向发展。
伽利略·伽利莱通过实验和观察，发现了自由落体和摆钟的规律，提出了相对运动的概念。
他的研究方法成为了现代物理学的基础。
三、牛顿力学的建立17世纪末，艾萨克·牛顿提出了力学的基本原理，即牛顿三定律。
他运用数学工具，成功描述了天体运动的规律，并建立了经典力学的体系。
牛顿力学成为了物理学的基石，为后续学科奠定了基础。
四、电磁学和热力学的发展18世纪末到19世纪初，由法拉第、欧姆、安培等科学家的研究，奠定了电磁学的基础。
迈克尔·法拉第提出了电磁感应定律和电磁场的概念，从而建立了电磁学的基本理论。
与此同时，热力学的发展也取得了重要进展。
提出了能量守恒和熵增原理等基本理论，解释了热现象的本质，为工业革命和能源应用做出了贡献。
五、相对论和量子力学的出现20世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，颠覆了牛顿力学的观念，提出了时间和空间的相对性以及引力的几何描述。
此后，量子力学的出现进一步挑战了经典物理学的观念，揭示了微观世界的奇特规律。
六、现代物理学的发展21世纪，物理学正朝着更深入、更广泛和更应用的方向发展。
许多新领域的研究涉及基本粒子物理学、宇宙学、量子计算和纳米技术等。
尽管我们对宇宙和微观世界的理解仍有限，但不断的实验和理论推动着物理学的前进。
物理学发展简史
物理学发展简史物理学是自然科学的一个分支，研究物质、能量和它们之间相互作用的规律。
它起源于古代，经历了漫长的发展过程，形成为了今天我们所熟知的物理学体系。
本文将为您详细介绍物理学的发展历程和里程碑事件。
1. 古代物理学的起源物理学的起源可以追溯到古代文明时期。
古希腊哲学家们对自然现象进行了观察和思量，提出了一些基本概念和理论。
其中最著名的是亚里士多德的自然哲学，他提出了四种元素（地、水、火、气）和天体运动的观点，对后世的物理学发展产生了重要影响。
2. 文艺复兴时期的突破在文艺复兴时期，欧洲浮现了一系列对古代观点的质疑和批评。
特别是哥白尼的日心说和伽利略的地心说的争论，引起了对宇宙结构和运动的重新思量。
这些思想家们通过观察和实验，对物理学的发展做出了重要贡献。
3. 牛顿力学的建立17世纪末，英国科学家牛顿提出了经典力学的基本原理，奠定了物理学的基础。
他的三大定律和万有引力定律成为了后世物理学研究的基石。
牛顿的力学理论不仅解释了天体运动，还对地球上的运动和力的作用提供了重要的解释。
4. 热力学和电磁学的发展19世纪，热力学和电磁学成为物理学的两个重要分支。
卡诺和克劳修斯等科学家对热力学的基本原理进行了研究，提出了热力学第一、第二定律等重要概念。
同时，法拉第和麦克斯韦等科学家对电磁现象进行了深入研究，建立了电磁学的基本理论和方程。
5. 相对论和量子力学的革命20世纪初，爱因斯坦提出了相对论，彻底改变了人们对时空和物质的认识。
相对论的浮现引起了对物理学基本原理的重新思量，并在后续的科学研究中发挥了重要作用。
与此同时，量子力学的发展也引起了物理学界的哄动。
普朗克和波尔等科学家的研究揭示了微观粒子行为的奇妙性，为量子力学的建立奠定了基础。
6. 现代物理学的发展随着科技的进步和实验技术的提高，物理学的研究领域不断扩展。
现代物理学涵盖了粒子物理学、原子物理学、核物理学、凝结态物理学等多个分支。
人们对宇宙起源和结构、基本粒子的性质、物质的特性等问题进行了深入研究，取得了许多重要的发现和突破。
经典物理学与现代物理学的发展简史
经典物理学与现代物理学的发展简史
近代物理学的诞生始于17世纪后半期，伽利略、开普勒和牛顿做出了奠基性的贡献。
1666年，牛顿发现了微积分的基本概念，得到了后来以他名字命名的三的定律，可谓是近代物理学的发端。
18至19世纪是物理学蓬勃发展的时期。
焦耳、迈耶、开尔文和克劳修斯奠定了热力学的基础。
玻尔兹曼和吉布斯则开辟了统计物理学。
库仑、法拉第和麦克斯韦初步建立了电磁学。
以牛顿定律为基础的经典力学、热力学与统计物理学以及电磁学构成了“经典物理学”的大厦，似乎人类对自然的认识以及达到了完美的境地。
但在19世纪和20世纪之交，物理学界有三大发现：伦琴发现x射线、汤姆孙发现电子和贝克勒尔发现放射性。
物理学研究从宏观转向微观，经典物理学在新发现面前遇到困难，现代物理学开始发展。
1905年，德国的爱因斯坦提出狭义相对论。
接着于1915年提出广义相对论。
普朗克、爱因斯坦、玻尔、薛定谔、海森堡和狄拉克共同建立了量子力学。
狭义相对论、广义相对论和量子力学构造了20世纪现
代物理学的基础。
在此基础上，粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理以至于生物物理学皆得到了发展。
物理学发展的三个时期
物理学发展的三个时期物理学是随着人类社会实践的发展而产生、形成和发展起来的，它经历了漫长的发展过程。
纵观物理学的发展史，根据它不同阶段的特点，大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。
(一)物理学萌芽时期在古代，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，积累了关于光的直进、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。
电磁学方面，发现了摩擦起电、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、元气论、阴阳五行说、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(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末，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。
(二)经典物理学时期十五世纪末叶，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。
物理学的发展历程
物理学的发展历程物理学是自然科学的一门重要学科，研究物质的本质、结构、运动以及相互作用规律。
它的发展历程可以追溯到古代的自然哲学时期，经历了数千年的发展和演变。
下面将以物理学的发展历程为主题，简要介绍物理学的发展过程。
一、古代物理学的萌芽古代物理学起源于古希腊，最早的物理学思想可以追溯到古希腊哲学家毕达哥拉斯、亚里士多德等人。
毕达哥拉斯强调数学与自然的联系，提出了宇宙的数学结构理论，奠定了物理学的基础。
亚里士多德则从观察自然现象入手，提出了四元素理论和天地有机体观念，为古代物理学奠定了基础。
二、近代物理学的诞生近代物理学的诞生可以追溯到17世纪的科学革命时期。
伽利略、牛顿等科学家通过实验和观察，提出了力学和引力定律，建立了经典物理学的基础。
伽利略的实验和牛顿的三大定律为物理学的实验方法和数学方法的结合提供了范例，开创了物理学的新纪元。
三、电磁学的发展19世纪，电磁学的发展成为物理学的重要里程碑。
法拉第、麦克斯韦等科学家通过实验和理论的研究，建立了电磁理论，揭示了电磁波的存在和传播规律。
麦克斯韦方程组的发现为电磁学奠定了基础，也为后来的相对论和量子力学的发展提供了重要的理论基础。
四、相对论和量子力学的诞生20世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，彻底改变了人们对时空观念的理解。
狭义相对论揭示了光速不变原理和相对性原理，广义相对论则解释了引力的本质和时空的弯曲。
同时，普朗克、波尔等科学家的量子理论研究，奠定了量子力学的基础，揭示了微观粒子的奇特性质和量子力学的统计规律。
五、现代物理学的发展20世纪以来，物理学发展迅速，涌现出了许多重要的理论和实验成果。
狄拉克方程、量子电动力学、量子色动力学等理论的提出，揭示了微观世界的精细结构和基本相互作用规律。
同时，超导、激光、半导体等新材料和新技术的应用也推动了物理学的发展。
总结起来，物理学的发展历程经历了从古代的自然哲学到近代科学革命，再到现代物理学的诞生和发展的过程。
物理学的经典与现代
物理学的经典与现代本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！物理学的经典与现代经典物理的产生一般认为从文艺复兴时期开始，前期经过许多科学家，特别是伽利略、笛卡尔、惠更斯等先贤的努力，建立起力学的实验基础。
牛顿总结前人的成果，确立了经典力学的基本理论体系，麦克斯韦、玻尔兹曼等确立了经典统计力学和电磁场理论。
经典物理经过几百年的不断发展和完善，形成了自然科学中唯一有完整的理论、思想、数学推理和研究方法体系的学科。
牛顿力学和麦克斯韦电动力学号称经典物理的两大支柱，牛顿和麦克斯韦在物理学界的位置，可以相比于中医学的先圣张仲景。
现代物理从20世纪初始兴起，由爱因斯坦、玻尔为代表的众多科学家的杰出工作，创立了相对论和量子力学，开创了物理学的新局面。
以相对论和量子力学标志的、研究微观、高速物理现象的新的理论和方法体系，统称现代物理学。
现代物理学在原子、分子、固体、原子核、天体力学和宇宙学、等离子体、激光技术、基本粒子、半导体、超导的研究中得到了广泛的应用。
有人称相对论和量子力学的创立是物理学上的一次革命。
更多的局外人则认为现代物理是一种全新的理论，完全推翻和取代了经典物理学，经典物理已经完成了自己的历史使命，现代社会已经不再需要她。
这其实是一种误解。
如果我们从历史和现实的的角度重新审视事实，就会发现，经典物理没有被抛弃，她不仅是现代物理产生的温床、理论与方法的启示、研究的工具，更是现代社会的顶梁柱，仍在现今众多高科技领域中发挥着不可替代的作用。
下面，我从以下三个方面讨论现代物理与经典物理的关系，从而说明重视经典是物理发展的需要，是现代科学、社会发展的需要。
1 现代是经典恰当的扩展爱因斯坦在创立狭义相对论时，提出了两个基本假定：相对性原理和光速不变原理[1]。
首先我们注意到，爱因斯坦的相对性原理与伽利略相对性原理惊人地相似，比较一下就可以看到：伽利略相对本文由论文联盟http://收集整理性原理（由伽利略等人经过反复多次的实验检验而提出）：一个相对于惯性参照系做匀速直线运动的系统，其内部所发生的一切力学过程，都不受系统运动的影响，或一切惯性系统都是等价的。
物理学的历史与发展经典物理与现代物理的转变
物理学的历史与发展经典物理与现代物理的转变物理学是一门研究自然界中物质、能量和它们之间相互作用的科学学科。
物理学的起源可以追溯到古代，但其真正的发展和突破发生在近几个世纪和现代科学的革命中。
本文将探讨物理学的历史及其经典物理与现代物理的转变。
一、物理学的起源与发展物理学的起源可以追溯到古希腊时期，那时人们通过简单的观察和实验开始对自然现象进行研究。
阿基米德的原理和亚里士多德的力学观念为物理学的发展提供了初步的基础。
然而，当时的物理学还缺乏系统和精确的理论。
在17世纪，伽利略和牛顿的贡献使物理学迈向全新的阶段。
伽利略通过实验验证了自由落体的规律，并提出了科学实证的观点。
牛顿则以他的三大定律和万有引力定律为基础，建立了经典力学的理论体系，使物理学进入了一个新的革命时代。
二、经典物理学的基本理论经典物理学是指伽利略和牛顿时代的物理学，它主要以经典力学为基础。
经典力学研究物体的运动规律以及受力的影响等问题。
它的基本假设是物体在受力作用下遵循牛顿的三大定律。
除了力学，经典物理学还包括其他重要的学科，如热力学、电磁学和光学。
热力学研究能量转化和热传递等问题，电磁学研究电荷、电流和电磁场等现象，而光学研究光的传播和折射等现象。
经典物理学的理论丰富而完善，为人们解释了大量的物理现象，极大地推动了科学的发展。
然而，随着科学研究的深入，一些实验结果开始显露出与经典理论相矛盾的问题。
三、经典物理学的限制与现代物理学的崛起20世纪初，随着科学技术的进步，特别是量子力学和相对论的出现，经典物理学的理论开始受到质疑。
量子力学研究微观世界的现象，如原子和分子的结构和行为，揭示了微观粒子的不确定性和波粒二象性。
而相对论则研究高速运动物体和引力场的效应，提出了时空的弯曲以及能量-质量等效应。
这些新的物理学理论和实验结果显示出经典物理学在某些极端条件下的局限性。
经典物理学难以解释微观粒子的行为，也无法完全描述高速运动和强引力场的现象。
现代物理学和经典物理学的差异
现代物理学和经典物理学的差异在我们的日常生活中，我们都已经熟悉了经典物理学的概念和规则。
但是在过去的一个世纪里，现代物理学的发展和进步已经使得经典物理学的许多规则和概念都不再适用。
在本文中，我们将讨论现代物理学与经典物理学的差异。
1.量子力学的出现20世纪初，科学家们开始探索物质和能量的微观结构。
他们尝试着解释原子和分子的表现。
以量子力学为代表的现代物理学的发展，引领着我们走向一个全新的科学世界。
与经典物理学中简单的基本规律不同，现代物理学中的规律充满了神秘和意外性。
2.黑洞和宇宙起源在经典物理学中，我们用爱因斯坦的广义相对论理论来解释引力、电磁力与相互作用。
但当我们进入宇宙学范畴，从宏观角度考察宇宙起源与演化时，广义相对论便不再是完整的宇宙学模型。
现代物理学有一系列针对星系、恒星冷却等问题的解决方案，例如，黑洞的性质和行为。
黑洞是“自己的引力捆绑在一起的区域，甚至连光都无法逃脱”，而它们的行为渊源于极别致、微妙且复杂的物理学。
3.相对论和量子力学的混合理论物理学家们试图将相对论和量子力学结合起来，创造出一种全新的物理学模型。
这种结合创造了一种新型的物质形态，即量子场论。
这种新型物质形态可以复刻真实的物质形态，并为我们说明宇宙核心的粒子。
4.粒子的量子状态现代物理学涉及到超越人类经验和想象的事物，例如，粒子的量子状态。
在经典物理学中，我们常常将物体看做是一个非常简单的实体。
但现代物理学告诉我们，你可以用波形而不只是颗粒形态来描述物体。
例如你可以形容一只猫既是波又是粒子，这样就解释了著名的薛定谔的猫。
5.暗物质与暗能量现代物理学中最被广为人知的是暗物质与暗能量。
科学家们发现我们看到的物质和能量整体仅占据宇宙的五分之一，并认为另外五分之四被称作暗物质和暗能量。
然而，正由于这两个是暗的，科学家们只能通过数学、模拟和其他技术手段去证明它们的存在。
结论总的来说，现代物理学与经典物理学之间的差异已经超出常人的想象。
物理学发展史论文(4000+字)
物理学的发展史及心得体会物理学的发展史归根到底其实就是人类劳动文明的一部发展史，劳动创造了人本身，而劳动是从创造工具开始的人类从开始制作第一把石刀的时候，就认识到它锐利的刃部可以集中较大的压力。
工具的进一步发展和改进，导致简单机械的出现，由于运输举重物的需要，逐步出现了杠杆，滑轮、斜面等装置。
由于古代生产水平的低下，人们对自然规律的认识除了直接的生产经验积累外，就是靠对自然界的观察和在这些观察经验的基础上进行的天才的直觉的思辨的猜测。
在这个时期，静力学包括简单机械、杠杆原理、浮力定律等首先有所发展。
在光学方面积累了光的直进、折射、反射、小孔成象、凹凸面镜等方面的知识，古希腊的欧几里德等的著作中也已经认识到光的直线传播和反射定律，并且研究了光的折射现象。
关于静电和静磁现象，发现了摩擦起电磁石召铁，先发明了司南, 以后又制成了指南针。
声学由于音乐的发展和乐器的制造，积累了不少乐律共鸣方面的知识等等。
关于物质世界的结构和相互作用, 人们提出了诸如原子论、元气论、阴阳五行说、以太等天才的假说, 这对后来物理思想的发展, 产生了深远的影响。
总之, 这个时期的物理学处于萌芽时期, 还没有从自然哲学中分化出来。
观察思辫是这个时期研究的主要方法。
与这种物理学状况相适应,在自然科学家中占统治地位的自然观,是原始的唯物论和朴素的辩证法。
而物理学大体上可以分为两个时期，一个是十九世纪前人类对声光热电力的研究的经典物理学时期，另一个是十九世纪后直至现在的人类对光子量子类的研究的现代物理学时期。
经典物理学经历了一段漫长的时期，由于生产的推动,物理学开始以神奇的速度发展起来。
刚刚在封建社会内部诞生的资产阶级,为了促进生产力的发展, 在文艺复兴的旗帜下,向封建专制制度和宗教神权的统治发动了一场历史上空前规模的政治、经济革命和思想解放运动。
自然科学就在这场伟大的进步的变革中得到突飞猛进的发展。
在中世纪,物理学和其他科学一样,是神学的侍女和奴婶。
一物理学史的分期
绪 论物理学是研究物质运动的最普遍形式的规律以及物质基本结构的科学。
物理学史是研究物理学产生和发展规律的科学。
一.物理学史的分期1.古代物理学时期---科学的萌芽期时间：从远古到16世纪中叶。
特点：主要是对自然现象的观察和记载。
这一时期，自然科学与哲学融合在一起，对自然现象的解释往往是哲理性的。
文化中心：古希腊和古代中国是。
2.经典物理学时期：时间：从16世纪中叶到19世纪末。
15世纪末，资本主义开始萌芽，社会生产力得到发展，有力地推动了科学的进程。
16世纪中叶，哥白尼提出“日心说”。
17世纪晚期，牛顿建立了经典力学体系，标志着近代物理学的诞生。
之后，经典热力学、电磁学相继建立。
到19世纪末，形成了比较完整的经典物理学体系。
标志：牛顿力学、热学、光学、电磁学的建立。
3.现代物理学时期：时间：从19世纪末到现在是现代物理学时期。
19世纪末一系列实验新事实的发现，使经典物理学理论出现了不可克服的危机，从而导致了物理学革命；标志：相对论、量子力学的相继建立，标志着现代物理学的诞生。
20世纪50年代以后，物理学已经发展成为一个相当庞大的学科群，包括高能物理（粒子物理）、原子核物理、等离子体物理、凝聚态物理、计算物理和理论物理等主体学科以及难以计数的分支学科。
物理学与各学科之间相互交叉、相互渗透形成了众多很有发展前途的交叉科学。
三个阶段古 代 经 典 现 代时期 前6.7世纪－1600年 16世纪－19世纪末 19世纪末－20世纪50年代地域 中国、古希腊、阿拉伯欧洲 欧美及亚州代表 人物 亚里士多，《墨经》，阿基米德牛顿，伽利略、法拉弟，麦克斯伟尔。
爱因斯坦、普朗克、波尔主要 成就 基本测量技术冶炼技术杠杆原理，浮力定律指南针发明各种镜的成像日心说，万有引力定律牛顿三定律，能量转换与守恒，热力学定律，电磁场理论，波动光学，及由这些理论引出的大量新技术。
相对论与量子论及其派生出来的各分支理论，如核物理，凝聚态物理，非线性等以及由此而产生的大量高科技，激光，超导、航天等主要 特点 1、开始以“自然”、“物质”作为研究对象。
物理学原理的分类有哪些
物理学原理的分类有哪些
物理学原理的分类可以按照不同的标准进行，以下是一些常见的分类方法：
1. 经典物理学原理和现代物理学原理：经典物理学原理包括牛顿力学、电磁学、热力学等，适用于中小尺度和低速度的物体；现代物理学原理包括量子力学、相对论、量子场论等，适用于微观粒子和高速运动的物体。
2. 基础物理学原理和应用物理学原理：基础物理学原理是研究物质基本性质和运动规律的理论，如牛顿三大定律、能量守恒定律等；应用物理学原理是将基础物理学原理应用于实际问题的理论，如流体力学、电路理论等。
3. 经典力学、电磁学、热力学、光学等：这是按照物理学的不同分支进行的分类，每个分支都有独特的原理和规律。
4. 宏观物理学原理和微观物理学原理：宏观物理学原理研究物质的宏观性质和宏观规律，如牛顿力学；微观物理学原理研究物质的微观性质和微观规律，如量子力学。
5. 统计物理学原理和确定性物理学原理：统计物理学原理是利用概率统计方法研究物质统计行为的原理，如玻尔兹曼分布定律、吉布斯熵；确定性物理学原理是研究物质确定性行为的原理，如牛顿运动定律。
这只是一些常见的分类方法，实际上物理学原理是相互关联、相互渗透的，难以严格划分。
不同的分类方法可以对物理学原理进行不同的划分和组织。
人类物理学史上的三次危机、三场革命和三大时代
人类物理学简史：三次危机、三场革命和三大时代物理学是最古老的科学之一。
在过去的两千年中，物理学与哲学、化学等等经常被混淆在一起，相提并论。
直到十六世纪科学革命之后，才单独成为一门现代科学。
如同人类始终只是自然界的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是自然界的产物和附庸。
即是说，它始终只是对自然界的反映。
如同人脑始终只是人类的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是人类的产物和附庸。
之所以要将“物理学”称为“人类物理学”，只是因为根据事物来描述事物。
如同思维和意识始终只是人脑的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是人脑的产物和附庸。
即是说，它产生于人类的思维，故而始终只是人类思维的产物；它附属于人类的意识，故而始终只是人类意识的附庸。
如同人类历史始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程一样，人类物理学史也始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程。
我们按照社会经济各时期的特点和物理学本身发展的规律，并兼顾其他各种因素（如物理学的不同时期的不同研究方法），指出物理学发展史上的三次危机和三场挽救了危机并推动物理学的进一步发展的伟大革命，把物理学史大体划分为三个时期。
一、经验时代——古代经验物理学时期17世纪以前，中国和古希腊形成两个东西交相辉映的文化中心。
人类社会生产力的最初的发展，初步造就了物理学这一伟大科学体系。
人类物理学的诞生和古代经验物理学时期的开始，成为人类史上第一次物理学革命——“经验革命”的直接成果。
经验科学已从生产劳动中逐渐分化出来。
这一时期物理学研究的主要方法是直觉观察与哲学的猜测性思辨。
所以，与生产活动及人们自身直接感觉有关的天文、力、热、声、光(几何光学)等知识首先得到较多发展。
除希腊的静力学外，中国在以上几方面在当时都处于领先地位。
在这个时期，物理学尚处在萌芽阶段。
二、经典时代——近代经典物理学时期17世纪初—19世纪末，资本主义生产促进了科学技术的发展，推动形成了第二次人类物理学革命——“经典革命”，开创了人类物理学史的崭新时代。
经典物理学和现代物理学
经典物理学和现代物理学经典物理学和现代物理学是物理学研究的两个重要分支，它们各自涵盖了不同的领域和理论。
下面将分别介绍经典物理学和现代物理学的一些重要内容。
一、经典物理学1. 牛顿力学：牛顿力学是经典物理学的基础，主要研究物体的运动和力的作用。
它提出了三大运动定律，描述了物体的匀速直线运动、变速直线运动和曲线运动。
2. 热力学：热力学研究热能的转化和传递，以及与温度、压力、热容等相关的物理性质。
它的基本定律包括热力学第一定律和热力学第二定律，可以解释热能的守恒和热传导等现象。
3. 电磁学：电磁学研究电荷和电磁场的相互作用，包括静电力、电流和电磁波等现象。
它的重要理论有库仑定律、麦克斯韦方程组等，可以解释电荷的运动和电磁波的传播。
4. 光学：光学研究光的传播和与物质的相互作用，包括光的折射、反射、干涉、衍射等现象。
经典光学的重要理论有几何光学和波动光学，可以解释光的传播和成像原理。
5. 统计物理学：统计物理学研究大量粒子的统计规律和热力学性质，它通过统计方法描述微观粒子的行为，并推导出宏观物质的性质。
统计物理学的重要理论有玻尔兹曼方程、吉布斯分布等，可以解释气体的性质和热力学定律。
二、现代物理学1. 相对论：相对论是现代物理学的基础，包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论描述了高速运动物体的时空变换规律，广义相对论描述了引力场中物体的运动规律。
相对论理论解释了光速不变原理和时空弯曲等现象。
2. 量子力学：量子力学研究微观粒子的运动和相互作用，描述了微观世界的规律。
它的基本概念包括波粒二象性、不确定性原理等，可以解释原子、分子和基本粒子的性质和行为。
3. 原子物理学：原子物理学研究原子及其结构和性质，包括原子的能级结构、能量跃迁和辐射等现象。
它的重要理论有波尔模型、量子力学描述的氢原子等，可以解释原子光谱和化学元素周期表。
4. 核物理学：核物理学研究原子核的结构和性质，包括核衰变、核反应和核能的释放等现象。
物理学的经典与现代
物理学的经典与现代经典物理的产生一般认为从文艺复兴时期开始，前期经过许多科学家，特别是伽利略、笛卡尔、惠更斯等先贤的努力，建立起力学的实验基础。
牛顿总结前人的成果，确立了经典力学的基本理论体系，麦克斯韦、玻尔兹曼等确立了经典统计力学和电磁场理论。
经典物理经过几百年的不断发展和完善，形成了自然科学中唯一有完整的理论、思想、数学推理和研究方法体系的学科。
牛顿力学和麦克斯韦电动力学号称经典物理的两大支柱，牛顿和麦克斯韦在物理学界的位置，可以相比于中医学的先圣张仲景。
现代物理从20世纪初始兴起，由爱因斯坦、玻尔为代表的众多科学家的杰出工作，创立了相对论和量子力学，开创了物理学的新局面。
以相对论和量子力学标志的、研究微观、高速物理现象的新的理论和方法体系，统称现代物理学。
现代物理学在原子、分子、固体、原子核、天体力学和宇宙学、等离子体、激光技术、基本粒子、半导体、超导的研究中得到了广泛的应用。
有人称相对论和量子力学的创立是“物理学上的一次革命”。
更多的局外人则认为现代物理是一种全新的理论，完全推翻和取代了经典物理学，经典物理已经完成了自己的历史使命，现代社会已经不再需要她。
这其实是一种误解。
如果我们从历史和现实的的角度重新审视事实，就会发现，经典物理没有被抛弃，她不仅是现代物理产生的温床、理论与方法的启示、研究的工具，更是现代社会的顶梁柱，仍在现今众多高科技领域中发挥着不可替代的作用。
下面，我从以下三个方面讨论现代物理与经典物理的关系，从而说明重视经典是物理发展的需要，是现代科学、社会发展的需要。
1 现代是经典恰当的扩展爱因斯坦在创立狭义相对论时，提出了两个基本假定：相对性原理和光速不变原理。
首先我们注意到，爱因斯坦的相对性原理与伽利略相对性原理惊人地相似，比较一下就可以看到：伽利略相对性原理（由伽利略等人经过反复多次的实验检验而提出）：一个相对于惯性参照系做匀速直线运动的系统，其内部所发生的一切力学过程，都不受系统运动的影响，或一切惯性系统都是等价的。
物理学历史的发展
物理学历史的发展
物理学是一门研究自然界中各种物理现象及其规律的基础科学。
它的发展历程悠久而曲折,经历了人类认识自然的不断进步。
1. 古代物理学
古希腊时期,亚里士多德提出了"质量"和"运动"的概念,奠定了物理学的基础。
后来,托勒密提出了地球为宇宙中心的"天球说"。
2. 经典物理学时期
17世纪,伽利略通过实验研究,确立了惯性定律,开创了实验物理学。
牛顿则在此基础上总结出运动定律和万有引力定理,奠定了经典力学的基础。
3. 现代物理学的诞生
19世纪末20世纪初,量子论和相对论的诞生,标志着现代物理学的开端。
量子力学解释了微观粒子的运动规律,相对论则革新了对时空和质量的认识。
4. 当代物理学的发展
20世纪中叶以来,粒子物理学、宇宙学、固体物理学等分支学科取得了重大进展。
人类对物质本质和宇宙起源有了更深入的认识。
物理学的发展,不仅推动了人类对自然规律的理解,也极大地影响和推
动了技术的进步,对人类文明的进程产生了深远的影响。
物理的通俗理解
物理的通俗理解物理是我们古老而又精妙的共同认知，它穿梭在我们认知和理解的各个领域，它是宇宙中最基本规律的解释，是了解宇宙现象的基础。
当我们遇到宇宙中的一些现象时，例如天气模式、地球磁场、光的折射等，我们往往要引用物理学的原理来解释。
物理学也是理解科学和物质客观原理的学科，它告诉我们，对于宇宙的一些现象，它背后有着严谨的物理学理论。
可是，物理学极其复杂，无论是外表还是内涵，它都是相当抽象且困难的理解。
尽管有着兴趣，大多数人仍然无法受益阅读物理学的完整文献，更不用说学习深入的物理理论了。
然而，随着科学发展的进步，物理的概念也发生了改变。
现代物理的解释可以以通俗的方式呈现在我们面前，使我们更容易理解物理学。
一般来说，物理的通俗理解需要从三个方面入手：第一，从经典物理的历史发展和思想来理解，比如由古希腊一直到微积分、力学、定律和原子理等等；第二，探索物理现象之间的关系，比如力学中各种定律与方程之间的关系，光则从电磁场的角度去理解；第三，从实验的角度去验证物理的一些定律和理论，比如爱因斯坦的相对论等。
在经典物理学的历史发展中，有一些伟大的物理学家，比如笛卡尔、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等，都对于物理学的发展做出了重要的贡献，他们探索过深入的物理理论，也充分利用了实验来验证一些物理定律，让物理学发展至今已经非常完善，被世人赞誉为一门智慧的学科。
物理学引用了一些术语来描述物理现象，这些术语的含义是有相当大的歧义的，比如，“热”通常是指温度的状态，但实际上它还可以在一定条件下指某种动力学系统的活动程度。
另外，“力”也有着多种含义，它也可以出现在电学、磁学中。
此外，在物理学中，还有好多定义和概念，其中，比如力和运动的定义、动能的定义、势能的定义、能量的定义等等。
另外，物理还涉及到概率统计学、计算机编程等多个方面。
以上就是物理的通俗理解，物理学的精妙之处不在于形式的复杂与抽象，而是在于其背后的原理以及它对客观事实的诠释，它涵盖了宇宙现象的几乎所有范畴，发现客观事实的科学原理是它的重要任务。
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l 02-D
ze 2 U 40 r 1
2m r r
r
40 r
r
2 2 me42 1 ( r En( 2 22 )(r ) Uground)state(r ) n 1,r )2, (3, E (n=1) 2 2 2m x 8 0h n y
2mE 2 2 2 22 d 2 ( x)
2 d 2 ( x) U ( x) ( x) E ( x) 2 2m dx
L/2
oL/2
x
A sin( kL / 2) B cos( kL / 2) 0
A sin( kL / 2) B cos( kL / 2) 0
2 2
l 0
ze 2 U 40 r 1
2m r r
r
40 r
Balmer series
2 2 me42 1 En( 2 22 )(r ) U 1,r )2, (3,) E(r ) n( r 2 2 2m x 8 0h n y
3 2 1 2 2 2 a0 1 2 12 1 2 2 ) 2 [ (sin ) 2 { (r ]} (r ) U (r ) (r ) E (r ) 2 2 2m rn r(2 r r 2 sin ) (r ) U sin) (r ) E (r ) (r 2
II
II x
I (0) II (0) d II ( x) d I ( x ) dx dx x 0
隧道电流
x 0
扫描隧道电镜（STM）
II ( L) III ( L) d III ( x) d II ( x) dx dx xL
2007年度诺贝尔物理奖授予法国科学家阿尔贝· 费尔和德国 科学家彼得· 格林贝格尔，以表彰他们发现巨磁电阻效应的贡献。
阿尔贝·费尔 （Albert Fert）
彼得·格林贝格尔
(Peter Grünberg)
一、正常磁电阻效应（OMR）
所谓磁电阻效应，即磁致电阻，是指电阻 率在外加磁场作用下所产生的变化。 OMR为普遍存在于所有金属中的磁致电阻 效应，来源于磁场对电子的洛伦兹力。该力导 致载流子运动发生偏转或产生螺旋运动，因而 使电阻升高。
Bcos(
香港科技大学沈平研究组
Single wall C-Nano-tube
一维超导
TC=15K
Φ 0.4nm R=0 I
哈佛大学
CdS Nano-wire
世界之最小激光器
80nm CdS
Si
佛罗里达大学
DNA链 分子马达
清华大学
“超顺排”纳米碳管
世界之最长纳米管
钢丝， 。。。。。 >>碳纤维，
x px h / 2
氢原子
波 (物质波)
p2 K 2m
2 d 2 动能算子 测不准原理 2m dx 2 2 几率 Ψ ( x, t 2 d 2 波函数 Ψ ( x, t ) ψ0ei ( kx t ) 2m dx 2 U H
Hamiltonian 算子
n 1, (r )
1
e r / a0
λ=656.28nm
2m x l=1 y
z
固体
Fermi 能级
价带
芯能级
2 2 2 2 ( 2 2 2 )(r ) U (r )(r ) E (r ) 2m x y z
U (r na) U (r )
n 1,3,5,
A0
nπ Bcos( x) L
1 维势阱
U ( x) 0, U ( x) ,
L/2 x L/2 x L / 2, x L / 2
U (x)
k
( x) A sin kx B cos kx A sin( kL / 2) B cos( kL / 2) 0 2 2 边界上 2 kL n n
n 2mL 1,3,5, A 0
2
nπ Asin ( x) L
nπ Bcos( x) L
2 1 2 l2 Schrödinger’s) 方程 (r ) U (r ) (r ) E (r ) ( 2 (r ) 2 2m r r r r
d ( x) 2 1 22 U ( x) ( x) 2 ( x) 1-D 1 ze E 2m 2 dxr ) (r ) ( (r ) E (r )
2 2 2
2mE / 2 k 2
( x) 0e ikx or ( x) 0e ikx
自由粒子波函数
1 维势阱
U ( x) 0, U ( x) ,
L/2 x L/2 x L / 2, x L / 2
U (x)
k
( x) A sin kx B cos kx 边界上 kL n
具有GMR的多层膜是由铁磁（FM）和非铁磁（NM） (0) ( H ) GMR 层组成，传导电子在FM及NM层中运动并在界面发生透 射、反射和散射。 ( H )
H＝0
xL
微世界的观察
自然可视 光学显微镜可视
电子显微镜可视
10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9
衍射
10-10 原子尺度
头发丝粗细 机械精度 灰尘
纳米材料
生物组织
原子尺度上的移动 (压电陶瓷）
z
y x
原子尺度上灵敏的感觉（隧道电流）
a
原子尺度上灵敏的感觉（隧道电流） tip
1
2
标准样品
被测样品
功函数的的开尔文测量
1
2 2
I
+ + -
G
+ + -
F (eV)
4,0
K在Ni(111)的功函数变化
Vo
V
3.0 2.0 0.15 0.3 0.45
Vo = 2 - 1
k
物质
粒子
Schrödinger’s 方程 衍射 干涉 波（物质波） 波函数 Ψ ( x, t ) ψ0ei ( kx t )
n 1, (r ) 1 e r / a0
2-D
3 2 1 2 2 2 a0 1 2 12 1 2 2 ) 2 [ (sin ) 2 { (r ]} (r ) U (r ) (r ) E (r ) 2 3-D 2 2m rn r(2 r r 2 sin ) (r ) U sin) (r ) E (r ) (r 2
Heisenberg 测不准原理
U (x)
x 几率 h / 2 px
| 0 |2
不含时
L/2
n k L
oL/2
n2 2 2 2mE / k 2 E 2mL2 尺寸效应 维度效应
结构效应 2
nπ x) n 1,3,5 L x nπ Asin( x) n 2, 4, 6 L
( H ) (0) MR 0 (0)
金属中的正常磁电阻效应一般<1%，实际应 用价值不大。
多层膜巨磁电阻
1988年，法国巴黎大学物理系Fert教授研究组首先在Fe/Cr 多层膜中发现了巨磁电阻效应。在GaAs(001)基片上外延生长了 (001)Fe/(001)Cr超晶格。为巨磁阻效应的发现奠定了物理基础。
30cm
势垒
势垒
II 2m(U 0 E ) / 2
P( x) | 3 |2 e 2x
I ( x) 1eikx 2e ikx ( x 0)
III ( x) 5eikx
22 2 II II d 2 22
( x L)
T 16 E E (1 )e 2 L U0 U0
dd ( xx) II ( x)m( E U 0 ) () 2 2 II Ux2) (0 ) IIE ) x0 (U 0 E ) k II ( 0 II x ( x II ( ) 2 2x m ddx dx
II ( x) 3e i x 4e i
光电效应
1 h K mv 2 2
固体的内势
吸附偶极层
Vi
•材料种类
V
•不同晶面 •粗糙度 Vi
Vi Vi
阴极发射
低功函数材料或降 低材料的功函数
Vi
研究空间电场 建立均匀、稳定空间电场减小对 低能电子运动轨迹影响。 接触电势差
功函数测量
1
2
Ef
直接测量
间接测量
功函数的的间接测量
2m x l=1 y
z
2 1 2 l2 ( 2 (r ) 2 ) (r ) U (r ) (r ) E (r ) 2m r r r r
d ( x) 2 U ( x) (1x) 2E ( x) 原子光谱 1 22 ze 2m 2 dxr ) (r ) ( (r ) E (r )
n 2,4,6, B 0
nπ Asin ( x) L
d ( xd ( x2 ) ) ( x) E ( x) ( x)x L /x2, x 2L x L / 2 L 2k xE ( x) ( ) L / 2 0x L/ 2 / , / 2 阱内 阱外 2dx 2 ddx 2 2m m x
Schrödinger’s 方程
d i d 能量算子 i dt h dt d 动量算子 k p i v dx
Schrödinger’s 方程
Ψ ( x, t ) ( x)e it