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新的学科物理

发布时间: 2020-11-28 13:21:16

物理学科分类

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。

中文名
物理学

外文名
Physics

学科门类
自然科学

学科分类
一级学科

研究内容
运动、相互作用、时空、基本粒子

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基本定义
物理学是一种自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识;更广义地说,物理学探索分析大自然所发生的现象,以了解其规则。

物理学研究的空间尺度范围与时间尺度范围

物理学(physics):物理现象、物质结构、物质相互作用、物质运动规律。

物理学研究的范围 ——物质世界的层次和数量级

空间尺度:

原子、原子核、基本粒子、DNA长度、最小的细胞、太阳山哈勃半径、星系团、银河系、恒星的距离、太阳系、超星系团等。人蛇吞尾图形象地表示了物质空间尺寸的层次。

微观粒子(microscopic):质子m

介观物质(mesoscopic)

宏观物质(macroscopic)

宇观物质(cosmological)类星体m

不同物理学分支对自然界基本构成的认识
时间尺度:

基本粒子寿命 10-25s

宇宙寿命 1018s

按空间尺度划分:量子力学、经典物理学、宇宙物理学

按速率大小划分: 相对论物理学、非相对论物理学

按客体大小划分:微观、介观、宏观、宇观

按运动速度划分: 低速,中速,高速

按研究方法划分:实验物理学、理论物理学、计算物理学

分类简介
●牛顿力学(Newton mechanics)与分析力学(analytical mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律

●电磁学(electromagnetism)与电动力学(electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律

●热力学(thermodynamics)与统计力学(statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现

●狭义相对论(specialrelativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律。

●广义相对论(general relativity)研究在大质量物体附近,物体在强引力场下的动力学行为。

●量子力学(quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律

此外,还有:

粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。

研究领域
物理学研究的领域可分为下列四大方面:

1.凝聚态物理——研究物质宏观性质,这些物相内包含极大数目的组元,且组员间相互作用极强。最熟悉的凝聚态相是固体和液体,它们由原子间的键和电磁力所形成。更多的凝聚态相包括超流和波色-爱因斯坦凝聚态(在十分低温时,某些原子系统内发现);某些材料中导电电子呈现的超导相;原子点阵中出现的铁磁和反铁磁相。凝聚态物理一直是最大的的研究领域。历史上,它由固体物理生长出来。1967年由菲立普·安德森最早提出,采用此名。

2.原子,分子和光学物理——研究原子尺寸或几个原子结构范围内,物质-物质和光-物质的相互作用。这三个领域是密切相关的。因为它们使用类似的方法和有关的能量标度。它们都包括经典和量子的处理方法;从微观的角度处理问题。原子物理处理原子的壳层,集中在原子和离子的量子控制;冷却和诱捕;低温碰撞动力学;准确测量基本常数;电子在结构动力学方面的集体效应。原子物理受核的影晌。但如核分裂,核合成等核内部现象则属高能物理。 分子物理集中在多原子结构以及它们,内外部和物质及光的相互作用,这里的光学物理只研究光的基本特性及光与物质在微观领域的相互作用。

3.高能/粒子物理——粒子物理研究物质和能量的基本组元及它们间的相互作用;也可称为高能物理。因为许多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中与其它粒子高能碰撞下才出现。据基本粒子的相互作用标准模型描述,有12种已知物质的基本粒子模型(夸克和轻粒子)。它们通过强,弱和电磁基本力相互作用。标准模型还预言一种希格斯-波色粒子存在。现正寻找中。

4.天体物理——天体物理和天文学是物理的理论和方法用到研究星体的结构和演变,太阳系的起源,以及宇宙的相关问题。因为天体物理的范围宽。它用了物理的许多原理。包括力学,电磁学,统计力学,热力学和量子力学。1931年卡尔发现了天体发出的无线电讯号。开始了无线电天文学。天文学的前沿已被空间探索所扩展。地球大气的干扰使观察空间需用红外,超紫外,伽玛射线和x-射线。物理宇宙论研究在宇宙的大范围内宇宙的形成和演变。爱因斯坦的相对论在现代宇宙理论中起了中心的作用。20世纪早期哈勃从图中发现了宇宙在膨胀,促进了宇宙的稳定状态论和大爆炸之间的讨论。1964年宇宙微波背景的发现,证明了大爆炸理论可能是正确的。大爆炸模型建立在二个理论框架上:爱因斯坦的广义相对论和宇宙论原理。宇宙论已建立了ACDM宇宙演变模型;它包括宇宙的膨胀,暗能量和暗物质。 从费米伽玛-射线望运镜的新数据和现有宇宙模型的改进,可期待出现许多可能性和发现。尤其是今后数年内,围绕暗物质方面可能有许多发现。

物理学史
●伽利略·伽利雷(1564~1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。

● 1900~1926年 建立了量子力学。

● 1926年 建立了费米狄拉克统计。

● 1927年 建立了布洛赫波的理论。

● 1928年 索末菲提出能带的猜想。

● 1929年 派尔斯提出禁带、空穴的概念,同年贝特提出了费米面的概念。

● 1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。

● 1957年 皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。

● 1958年杰克.基尔比发明了集成电路。

● 20世纪70年代出现了大规模集成电路。

物理与物理技术的关系:

● 热机的发明和使用,提供了第一种模式:技术—— 物理—— 技术

●电气化的进程,提供了第二种模式:物理—— 技术—— 物理

当今物理学和科学技术的关系两种模式并存,相互交叉,相互促进“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。例如:核能的利用、激光器的产生、层析成像技术(CT)、超导电子技术、粒子散射实验、X 射线的发现、受激辐射理论、低温超导微观理论、电子计算机的诞生。几乎所有的重大新(高)技术领域的创立,事先都在物理学中经过长期的酝酿。

物理学的方法和科学态度:提出命题 → 理论解释 → 理论预言 → 实验验证 →修改理论。

现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学,它的产生过程如下:

物理命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来,或从已有原理中推演出来;

首先尝试用已知理论对命题作解释、逻辑推理和数学演算。如现有理论不能完美解释,需修改原有模型或提出全新的理论模型;

新理论模型必须提出预言,并且预言能够为实验所证实;

一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则,当一个理论与实验事实不符时,它就面临着被修改或被推翻。

● 怎样学习物理学?

著名物理学家费曼说:科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,了解到了什么程度,如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则;如何思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象?著名物理学家爱因斯坦说:发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把专业知识放在首位.如果一个人掌握了他的学科的基础理论,并且学会了独立思考和工作,他必定会找到自己的道路,而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来,他一定会更好地适应进步和变化 。

● 学习的观点:从整体上逻辑地,协调地学习物理学,了解物理学中各个分支之间的相互联系。

● 物理学的本质:物理学并不研究自然界现象的机制(或者根本不能研究),我们只能在某些现象中感受自然界的规则,并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然,并试图改变自然,这是物理学,甚至是所有自然科学共同追求的目标。

以物理学为基础的相关科学:化学,天文学,自然地理学等。

学科性质
基本性质
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。

其次,物理又是一种智能。

诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝。

大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!

总之,物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。

Ⅱ 物理学包括哪些学科

经典力学及理论力学(Mechanics):研究物体机械运动的基本规律的规律


电磁学及电动力学(Electromagnetism
and
Electrodynamics):研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律


热力学与统计物理学(Thermodynamics
and
Statistical
Physics):研究物质热运动的统计规律及其宏观表现


相对论和时空物理(Relativity):研究物体的高速运动效应,相关的动力学规律以及关于时空相对性的规律


量子力学(Quantum
mechanics):研究微观物质运动现象以及基本运动规律


此外,还有:粒子物理学、原子核物理学、原子分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学、声学、电磁学、光学、无线电物理学、热学、量子场论、低温物理学、半导体物理学、磁学、液晶、医学物理学、非线性物理学、计算物理学等等。


通常还将理论力学、电动力学、热力学与统计物理学、量子力学统称为四大力学。

Ⅲ 物理学是研究什么的学科

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学,物理学的一个永恒主题是寻找各种序(orders)、对称性(symmetry)和对称破缺(symmetry-breaking)守恒律(conservation
laws)或不变性(invariance).
来自网络

Ⅳ 物理是什么学科

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自内然科学的带头学科,物理容学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。

Ⅳ 物理是一门什么样的学科

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。

物理学是其他各自然科学学科的研究基础。研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。

(5)新的学科物理扩展阅读:

其他重要学科介绍:

化学是自然科学的一种,在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律;创造新物质的科学。世界由物质组成,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。

生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学。自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。

数学(mathematics或maths,来自希腊语,“máthēma”;经常被缩写为“math”),是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科,从某种角度看属于形式科学的一种。

Ⅵ 新大物理研究生国家线及具体学科线大概是多少

研究生(Postgraate)是高等教育的一种学历,一般由拥有硕士点、博士点的普通高等学校和研究生培养资格的科研机构开展,以研究生为最高学历,研究生毕业后,也可称研究生,含义为具有研究生学历的人。

目前,教育部发布通知,提出对推荐优秀应届本科毕业生免试攻读研究生工作程序进行调整优化,要求从2014年起,推免名额不再区分学术学位和专业学位,不再设置留校限额。通知要求切实保障考生自主报考和招生单位科学选拔、择优录取,维护公平竞争的招生环境。[4]

考生在规定时间内可自主多次平行报考多个招生单位及专业。推荐工作统一于每年9月25日前完成,接收录取工作于10月25日前结束,推荐阶段招生单位不得与考生签订接收录取协议,接收阶段不得开展推荐等工作。

究生国家奖学金由中央财政出资设立,博士研究生国家奖学金奖励标准为每生每年3万元;硕士研究生国家奖学金奖励标准为每生每年2万元。研究生国家奖学金每年评审一次,所有符合规定条件的攻读硕士、博士学位的全日制研究生均有资格申请。

研究生奖学金的颁发,从很大程度上鼓励了在读硕士、博士研究生。这一安慰会给很多家庭带来欣慰。也会让硕士、博士研究生更加坚定自己所选择的晋升道路。

Ⅶ 物理学科如何分类

网络有详细介绍: ● 牛顿力学(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 ● 电磁学(Electromagnetism)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 ● 热力学(Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现物理学科如何分类?

Ⅷ 物理学学科分类

物理学和材料物理的对比,学材料比较好找工作,学物理的比较好深造。

以往的物理学已经分成诺干具体学科。(例如:计算机、光信息,等等)

纯物理学专业,各门物理知识都会学一些,
例如:力学、热学、电磁学、光学、原子物理/量子物理,等等。

Ⅸ 求一篇关于新学科物理的新闻

物理
十基础问题.翻任何本物理教科书,都难找定义:物理研究物质结构、物质相互作用运规律自科.于物理门科术意义种界定.我所面物理,同门课程,于必要教育意义层面进行番再认识、再析,挖掘蕴含其丰富内涵.
首先,物理门科.
物理门实验基础自科,发展熟、高度定量化精密科,具论性质、公认重要基础科.物理取极丰富物质世界认识,力促进类文明进步.际纯粹物理应用物理联合第23届代表决议《物理社重要性》指,物理项际事业,类未进步起着关键性作用:探索自,驱技术,改善及培养才.
世纪初相论量力建立,物理飞速发展插双翅,取空前辉煌,致于20世纪称誉物理世纪.21世纪呢?种流行说:21世纪命科世纪.其实,句更确切表述应该:21世纪物理科全面介入命科世纪.命科与物理相结合,才能取更发展.
展望物理未,充满着机遇与挑战.李政道先《物理挑战》文,曾提21世纪物理领域所面四难题:些物理现象理论称实验结称?半基本粒能单独存且看见?全宇宙90%物质暗物质?每类星体能量竟太阳能量1015倍?些问题极激励着懈探索勇气与热情.预见,旦拨几朵笼罩物理空乌云,物理展现更加灿烂前景.
其,物理种智能.
诚诺贝尔物理奖主、德科家玻恩所言:其说我发表工作包含自现象发现,倒说包含关于自现象科思想基础.物理所公认门重要科,仅仅于客观世界规律作深刻揭示,发展、程,形整套独特卓效思想体系.,使物理愧类智能结晶,文明瑰宝.
量事实表明,物理思想与仅物理本身价值,且整自科,乃至社科发展都着重要贡献.统计,自20世纪叶,诺贝尔化奖、物及医奖,甚至经济奖获奖者,半具物理背景;——意味着物理汲取智能,转非物理领域获功.——反,却未发现非物理专业身科家问鼎诺贝尔物理奖事例.物理智能力量.难怪外专家十尖锐指:没物理修养民族愚蠢民族!
今,物理触角已经伸向众领域,并取越越,至我难再用传统眼光界物理.1995我厦门举行第十九届际统计物理,交流论文涉及面十广泛,诸植物花序、DNA药物系统、交通流量、文字存储等等,光看些篇目,似乎都太象物理.,究竟物理呢?几前,美《今物理》杂志,曾问题向读者广泛征求意见.,推崇答案:物理家所做物理.乍听似觉偏颇,其实道理.今看,物理更体现种智能,代表着套获取知识、组织应用知识效步骤,套用问题,问题变物理.(赵凯华语)
再,物理种文化.
广义说,文化指类历史实践程创造物质财富精神财富总.包括科文化文文化.同,物理家期科实践所创造量物质产品与精神产品,构物理文化.物理文化科文化重要组部.
家知道,物理实验基础科,基本研究式实践,客观性表现真;物理创造终造福于类,目性体现善;另外,物理情、意识等面反映美.物理本身兼具真、善、美三重属性,我完全理由说,物理仅种文化,且种高层、高品位文化.

Ⅹ 物理学与其他学科之间的关系

物理学是一个基础,数学是一个工具。没有数学这个工具,物理学的模型永远也变不成理论大厦,没有物理模型,数学工具也无法构建新的理论。当它们结合起来,才能更好发现并描述自然规律,类新的科学天地。
研究物理,首先要有天才的相像能力,再通过细致的验证,在发展历程中,二者缺一不可。想研究物理学的人,如果没有天才的相像能力,可在大师的指导下,通过细致耐心观察实验,从中找到不同寻常的规律,也能取得巨大成果。
研究物理,不可缺少哲学的引导,只有具备自我稳定的世界观的学者,才可能在物理学上有突破。
学好物理学的人,如果没有突出的人性缺陷,转做除行政之外的其他行业,成功几率高于学其他专业。

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