物理学

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物理学名词解释：物理学是自然科学中的一个非常重要，也是非常基础的学科。它所研究的是物质的基本性质及其最一般的运动规律，以及物质的基本结构和基本相互作用等。迄今人们已经能够在很宽的空间尺度范围（约10¹⁶米～10²⁸米）和时间尺度范围（约10²⁴秒～10¹⁸秒）内对自然界进行观察或实验研究，这也是物理学研究领域所涉及的时空尺度范围。
根据所研究的物质运动形态和具体对象的不同，通常又可将物理学分为力学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学、量子力学、量子场理论等。这种分类并不十分固定，常常随着科学的发展不断变化。人们常常通过研究发现，原来所认识的属于不同物理学分类领域的学科具有统一的规律性，从而产生学科的综合。例如英国物理学家牛顿将开普勒的天体运动定律及关于自由落体等地面上的力学定律进行了综合，并建立了牛顿力学（1687）；奥斯特的电流磁效应（1820）和法拉第的电磁感应现象（1832）的发现使英国物理学家麦克斯韦最终建立了统一的电磁理论（1864），这个理论还包括了光学。光是一种电磁波，光学的一切规律都可以从这个电磁理论中导出。另一方面，物理学中的许多分支又常常成为生长点，逐渐形成了许多新的学科和新的应用领域。例如从力学产生了流体力学、弹性力学、声学等；力学与固体物理学的结合产生了材料科学；从热力学产生了热工学和热机学；从电磁学产生了电工学和电子学等；从光学和原子物理学产生了光谱学、激光技术、非线性光学等。此外，半导体物理学、凝聚态物理学（如超导和超流等）、原子能技术等许多新的学科领域可以说都是从物理学中产生和发展起来的。
以普朗克建立量子论（1900）为标志，可将物理学的发展大致分为两个阶段。在此以前所建立的物理学称为经典物理学；在此以后便发展成为量子物理学，其中包括以牛顿力学为基础发展起来的量子力学以及后来由量子力学和经典电磁场理论发展而来的量子场理论。经典物理学和量子物 理学的主要区别在于，后者考虑了物质粒子的波动性以及波场的量子性，而粒子的波动性（德布罗意波）和电磁场的粒子性（光子）已为大量的精确实验所证实。但是由于德布罗意波的波长与粒子的动量成反比，且比例系数（即普朗克常数h）又极小，所以对于通常的宏观物体（其动量的值与h的值相比是一个极大的数）来说，其德布罗意波长极短，可以看作为零而被忽略。所以经典物理学是量子物理学在实物粒子的波动性和场的粒子性可以忽略情况下的一种近似理论，在宏观（线度大于10^-8cm）现象中仍然是一个好的理论，但是在微观现象中必须应用量子理论。
由于物理学研究的是物质运动的最基本的性质和最一般的运动规律，因此它对所有其他自然科学领域，如化学、生物学、地学、天文学，以及其他领域如心理学、经济学、数学等某些方面的发展已经产生并还将继续产生深远的影响。实际上，物理学原文出于希腊文physics，意即自然哲学。而现代科学大多是从自然哲学中产生的。物理学在自然科学中的这个地位也决定了它在人类社会发展中所起的重要作用。16～17世纪关于力学和热学的研究诱发了“工业革命”；19世纪电磁学的建立和发展使人类社会进入了“电气化时代”；20世纪以来，以相对论和量子理论为标志的物理学的进一步发展则以更大规模更快速度促进了人类社会的科学技术、工农业生产以及日常生活和工作方式的变革和进步。