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1、目录摘 要：10 前言11 普通物理学时期 21.1 经典力学 21.2 热学21.3 电磁学 21.4 光学 32 近代物理学时期 32.1 近代物理的发展42.2 量子力学42.3 相对论 53 从普通物理到近代物理64 普通物理与近代物理的区别65 物理学发展的意义 76 结论8参考文献8近代物理与普通物理的关系(河南大学民生学院，河南 开封，475004)摘 要：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。纵观物理发展史，物理 学被分为两类。一类是经典物理学，另一类则是近代物理学。经典物理
2、学解释了力与运动之间 的关系。然而牛顿力学存在这一定的局限性，这种局限性就是只能够适用于那些低速宏观的物 体，而研究对象是微观高速的物体时就不适用了，所以诞生了近代物理理论，它是以量子论学 为中心的，有了以量子论为基础的近代物理学就可以研究微观高速世界了。关键词：物理学史；普通物理；近代物理；关系；The Relationship Between Modern physics And OrdinaryphysicsLIU LEI(School of MinSheng, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China)Abstract:Physics
3、is the study of the basic form of material existence in the universe, nature, movement and transformation, internal structure, etc., so as to meet the structural elements and their interaction, movement and transformation of the basic laws of science. Throughout the history of physics, physics is di
4、vided into two categories. One kind is the classical physics, another kind is the modern physics. Classical physics explains the relationship between the force and movement. Newtonian mechanics, however, there exist some limitations, this limitation is only can be applied to the macroscopic objects
5、at low speed, and the research object is the micro high-speed object is not applicable, so was born the modern physics theory, it was based on the quantum theory as the center, has based on the quantum theory of modern physics can research high-speed microscopic world.Key words:The history of physic
6、s;Modern physics;Ordinary physics;The Relationship0 前言物理学史是研究物理学发展历史的科学，它是伴随着人类的发展而形成并发展起来的，它是以人类和物理世界对话的历史为研究对象的，融合了与物理学有关的自然科学以及社会科学的知识，是一门与自然科学、人文科学、思维科学等多门学科紧密结合、相互渗透的综合科学。它集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。普通物理学是近代物理学的基础，近代物理学是普通物理学的发展。所以，对普通物理和近代物理关系的研究就显得很有意义。1 普通物理学时期普通物理学是指以牛顿力学为代表的物理学，它包括经
7、典力学、热学、电磁学、 光学等。1.1 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。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。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
8、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。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。1.2 热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
9、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。1.3 电磁学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。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
10、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。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
11、。 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。1.4 光学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
12、 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。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。 2 近代物理学时期二十世纪以后，所发展的物理学称为近代物理学，量子力学与相对论为近代物理的 两大基石。2.1 近代物理的发展近代物理学是从对天体文学研究而着
13、手的。古希腊天文学家托勒密成，在对古 人前辈经验与结论的基础上总结并最终确定了地心说，他所提出的这一学说认为世 界宇宙万物都绕着地球转动，他们是以地球为中心来回不停止的环绕，地球是宇宙 万物的中心。这个学说也给我们解释了为什么太阳月亮每天东升西落。地心说认为 地球是宇宙万物的中心，这一点恰好也符合人们的意愿，所以地心说一直源远流长 了一千多年。公元 15 世纪，哥白尼经过多年的实验和认真的分析总结，提出来了更为科学 的日心说理论，这对之前的地心说无疑是一个很大的质疑，就在 16 世纪初，开普 勒进过了多次实验和对实验结果的总结分析和认真思考，提出了行星运动的三定 律。开普勒的理论为后来的牛顿所
14、作出的一系列贡献，奠定了很深厚的基础，也就 是在这时，日心说的观念开始深入人心，人们开始向以前的观念发出质疑，并且开 始去发现新的东西。近代物理学之父伽利略，凭借着自己的聪明才智发明了望远镜 并用这个望远镜证明了日心说理论的正确性。这为他后来发现自由落体定律，提出 惯性原理奠定了坚实的基础。16 世纪，牛顿根据前人的理论和经验提出了三大定律，对经典力学作出了相当 大的贡献，甚是可是说是牛顿一人撑起了整个经典物理学。在后期牛顿还提出了享 誉世界的万有引力，这在物理学发展的历史上是开天辟地的一件大事。随着时间的 发展，物理学的不断进步，后来变成了电学的发展的时期，伟大的科学家法拉提出 了场的概念。
15、19 世纪，麦克斯韦提出了电磁场方程组，从此，完成了电与磁的统一， 实现了电磁的紧密联系。在这个时期，热力学与光学也没有放慢脚步，经典物理学 的发展逐步完善。而近代物理学的研究便是从光开始的。从光开始研究微观高速的 世界。2.2 量子力学量子力学是反映微观粒子（分子，原子，原子核，基本粒子等）运动规律的理论， 它是 20 世纪20 年代在总结大量实验事实和旧量子论的基础上建立起来的。随着量 子力学的出现，人类对于物质微观结构的认识日益深入，从而能深刻的掌握物质的 物理和化学的性能及其变化的规律，为利用这些规律于实际开辟了广阔的途径。原 子核，固体等的性质都能从以量子力学为基础的现代理论中得到阐
16、明，量子力学不 仅是物理学中的基础理论之一，而且在化学，材料学，生物学和宇宙学等有关学科 和许多近代技术中也得到了广泛的应用。1900 年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难 ,引入了能量了概念, 为量子理论奠定了基石.随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾 ,提出了 光量子假说,并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念 ,为量子理论的发展打开 了局面.1913年,玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念,对氢光谱作出了 满意的解释,使量子论取得了初步的胜利.之后经过玻尔,索末菲海森堡,薛定谔,狄拉 克等人开创性的工作,终于在 1925 年-1928年开成了完整的量子力学理论。2.3 相对论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
