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新的學科物理

發布時間: 2020-11-28 13:21:16

物理學科分類

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言,以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准,它是當今最精密的一門自然科學學科。

中文名
物理學

外文名
Physics

學科門類
自然科學

學科分類
一級學科

研究內容
運動、相互作用、時空、基本粒子

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基本定義
物理學是一種自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關系。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索分析大自然所發生的現象,以了解其規則。

物理學研究的空間尺度范圍與時間尺度范圍

物理學(physics):物理現象、物質結構、物質相互作用、物質運動規律。

物理學研究的范圍 ——物質世界的層次和數量級

空間尺度:

原子、原子核、基本粒子、DNA長度、最小的細胞、太陽山哈勃半徑、星系團、銀河系、恆星的距離、太陽系、超星系團等。人蛇吞尾圖形象地表示了物質空間尺寸的層次。

微觀粒子(microscopic):質子m

介觀物質(mesoscopic)

宏觀物質(macroscopic)

宇觀物質(cosmological)類星體m

不同物理學分支對自然界基本構成的認識
時間尺度:

基本粒子壽命 10-25s

宇宙壽命 1018s

按空間尺度劃分:量子力學、經典物理學、宇宙物理學

按速率大小劃分: 相對論物理學、非相對論物理學

按客體大小劃分:微觀、介觀、宏觀、宇觀

按運動速度劃分: 低速,中速,高速

按研究方法劃分:實驗物理學、理論物理學、計算物理學

分類簡介
●牛頓力學(Newton mechanics)與分析力學(analytical mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律

●電磁學(electromagnetism)與電動力學(electrodynamics)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律

●熱力學(thermodynamics)與統計力學(statistical mechanics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現

●狹義相對論(specialrelativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律。

●廣義相對論(general relativity)研究在大質量物體附近,物體在強引力場下的動力學行為。

●量子力學(quantum mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律

此外,還有:

粒子物理學、原子核物理學、原子與分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學等等。

研究領域
物理學研究的領域可分為下列四大方面:

1.凝聚態物理——研究物質宏觀性質,這些物相內包含極大數目的組元,且組員間相互作用極強。最熟悉的凝聚態相是固體和液體,它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態(在十分低溫時,某些原子系統內發現);某些材料中導電電子呈現的超導相;原子點陣中出現的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態物理一直是最大的的研究領域。歷史上,它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出,採用此名。

2.原子,分子和光學物理——研究原子尺寸或幾個原子結構范圍內,物質-物質和光-物質的相互作用。這三個領域是密切相關的。因為它們使用類似的方法和有關的能量標度。它們都包括經典和量子的處理方法;從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層,集中在原子和離子的量子控制;冷卻和誘捕;低溫碰撞動力學;准確測量基本常數;電子在結構動力學方面的集體效應。原子物理受核的影晌。但如核分裂,核合成等核內部現象則屬高能物理。 分子物理集中在多原子結構以及它們,內外部和物質及光的相互作用,這里的光學物理只研究光的基本特性及光與物質在微觀領域的相互作用。

3.高能/粒子物理——粒子物理研究物質和能量的基本組元及它們間的相互作用;也可稱為高能物理。因為許多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現。據基本粒子的相互作用標准模型描述,有12種已知物質的基本粒子模型(誇克和輕粒子)。它們通過強,弱和電磁基本力相互作用。標准模型還預言一種希格斯-波色粒子存在。現正尋找中。

4.天體物理——天體物理和天文學是物理的理論和方法用到研究星體的結構和演變,太陽系的起源,以及宇宙的相關問題。因為天體物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學,電磁學,統計力學,熱力學和量子力學。1931年卡爾發現了天體發出的無線電訊號。開始了無線電天文學。天文學的前沿已被空間探索所擴展。地球大氣的干擾使觀察空間需用紅外,超紫外,伽瑪射線和x-射線。物理宇宙論研究在宇宙的大范圍內宇宙的形成和演變。愛因斯坦的相對論在現代宇宙理論中起了中心的作用。20世紀早期哈勃從圖中發現了宇宙在膨脹,促進了宇宙的穩定狀態論和大爆炸之間的討論。1964年宇宙微波背景的發現,證明了大爆炸理論可能是正確的。大爆炸模型建立在二個理論框架上:愛因斯坦的廣義相對論和宇宙論原理。宇宙論已建立了ACDM宇宙演變模型;它包括宇宙的膨脹,暗能量和暗物質。 從費米伽瑪-射線望運鏡的新數據和現有宇宙模型的改進,可期待出現許多可能性和發現。尤其是今後數年內,圍繞暗物質方面可能有許多發現。

物理學史
●伽利略·伽利雷(1564~1642年)人類現代物理學的創始人,奠定了人類現代物理科學的發展基礎。

● 1900~1926年 建立了量子力學。

● 1926年 建立了費米狄拉克統計。

● 1927年 建立了布洛赫波的理論。

● 1928年 索末菲提出能帶的猜想。

● 1929年 派爾斯提出禁帶、空穴的概念,同年貝特提出了費米面的概念。

● 1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊發明了晶體管,標志著信息時代的開始。

● 1957年 皮帕得測量了第一個費米面超晶格材料納米材料光子。

● 1958年傑克.基爾比發明了集成電路。

● 20世紀70年代出現了大規模集成電路。

物理與物理技術的關系:

● 熱機的發明和使用,提供了第一種模式:技術—— 物理—— 技術

●電氣化的進程,提供了第二種模式:物理—— 技術—— 物理

當今物理學和科學技術的關系兩種模式並存,相互交叉,相互促進「沒有昨日的基礎科學就沒有今日的技術革命」。例如:核能的利用、激光器的產生、層析成像技術(CT)、超導電子技術、粒子散射實驗、X 射線的發現、受激輻射理論、低溫超導微觀理論、電子計算機的誕生。幾乎所有的重大新(高)技術領域的創立,事先都在物理學中經過長期的醞釀。

物理學的方法和科學態度:提出命題 → 理論解釋 → 理論預言 → 實驗驗證 →修改理論。

現代物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學,它的產生過程如下:

物理命題一般是從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來,或從已有原理中推演出來;

首先嘗試用已知理論對命題作解釋、邏輯推理和數學演算。如現有理論不能完美解釋,需修改原有模型或提出全新的理論模型;

新理論模型必須提出預言,並且預言能夠為實驗所證實;

一切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為准則,當一個理論與實驗事實不符時,它就面臨著被修改或被推翻。

● 怎樣學習物理學?

著名物理學家費曼說:科學是一種方法,它教導人們:一些事物是怎樣被了解的,什麼事情是已知的,了解到了什麼程度,如何對待疑問和不確定性,證據服從什麼法則;如何思考事物,做出判斷,如何區別真偽和表面現象?著名物理學家愛因斯坦說:發展獨立思考和獨立判斷的一般能力,應當始終放在首位,而不應當把專業知識放在首位.如果一個人掌握了他的學科的基礎理論,並且學會了獨立思考和工作,他必定會找到自己的道路,而且比起那種主要以獲得細節知識為其培訓內容的人來,他一定會更好地適應進步和變化 。

● 學習的觀點:從整體上邏輯地,協調地學習物理學,了解物理學中各個分支之間的相互聯系。

● 物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。

以物理學為基礎的相關科學:化學,天文學,自然地理學等。

學科性質
基本性質
物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸,二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器,實驗得出的結果,間接認識物質內部組成建立在的基礎上。物理學從研究角度及觀點不同,可分為微觀與宏觀兩部分,宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果,是最早期就已經出現的,微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。

其次,物理又是一種智能。

誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言:「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎。」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系。正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶。

大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻。有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景;——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功。——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例。這就是物理智能的力量。難怪國外有專家十分尖銳地指出:沒有物理修養的民族是愚蠢的民族!

總之,物理學是對自然界概括規律性的總結,是概括經驗科學性的理論認識。

Ⅱ 物理學包括哪些學科

經典力學及理論力學(Mechanics):研究物體機械運動的基本規律的規律


電磁學及電動力學(Electromagnetism
and
Electrodynamics):研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律


熱力學與統計物理學(Thermodynamics
and
Statistical
Physics):研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現


相對論和時空物理(Relativity):研究物體的高速運動效應,相關的動力學規律以及關於時空相對性的規律


量子力學(Quantum
mechanics):研究微觀物質運動現象以及基本運動規律


此外,還有:粒子物理學、原子核物理學、原子分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學、聲學、電磁學、光學、無線電物理學、熱學、量子場論、低溫物理學、半導體物理學、磁學、液晶、醫學物理學、非線性物理學、計算物理學等等。


通常還將理論力學、電動力學、熱力學與統計物理學、量子力學統稱為四大力學。

Ⅲ 物理學是研究什麼的學科

物理是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學。是一門以實驗為基礎的自然科學,物理學的一個永恆主題是尋找各種序(orders)、對稱性(symmetry)和對稱破缺(symmetry-breaking)守恆律(conservation
laws)或不變性(invariance).
來自網路

Ⅳ 物理是什麼學科

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自內然科學的帶頭學科,物理容學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言,以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准,它是當今最精密的一門自然科學學科。

Ⅳ 物理是一門什麼樣的學科

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。

物理學是其他各自然科學學科的研究基礎。研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,它的理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言,以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標准,它是當今最精密的一門自然科學學科。

(5)新的學科物理擴展閱讀:

其他重要學科介紹:

化學是自然科學的一種,在分子、原子層次上研究物質的組成、性質、結構與變化規律;創造新物質的科學。世界由物質組成,化學則是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。

生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學。自然科學的一個部分。目的在於闡明和控制生命活動,改造自然,為農業、工業和醫學等實踐服務。

數學(mathematics或maths,來自希臘語,「máthēma」;經常被縮寫為「math」),是研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的一門學科,從某種角度看屬於形式科學的一種。

Ⅵ 新大物理研究生國家線及具體學科線大概是多少

研究生(Postgraate)是高等教育的一種學歷,一般由擁有碩士點、博士點的普通高等學校和研究生培養資格的科研機構開展,以研究生為最高學歷,研究生畢業後,也可稱研究生,含義為具有研究生學歷的人。

目前,教育部發布通知,提出對推薦優秀應屆本科畢業生免試攻讀研究生工作程序進行調整優化,要求從2014年起,推免名額不再區分學術學位和專業學位,不再設置留校限額。通知要求切實保障考生自主報考和招生單位科學選拔、擇優錄取,維護公平競爭的招生環境。[4]

考生在規定時間內可自主多次平行報考多個招生單位及專業。推薦工作統一於每年9月25日前完成,接收錄取工作於10月25日前結束,推薦階段招生單位不得與考生簽訂接收錄取協議,接收階段不得開展推薦等工作。

究生國家獎學金由中央財政出資設立,博士研究生國家獎學金獎勵標准為每生每年3萬元;碩士研究生國家獎學金獎勵標准為每生每年2萬元。研究生國家獎學金每年評審一次,所有符合規定條件的攻讀碩士、博士學位的全日制研究生均有資格申請。

研究生獎學金的頒發,從很大程度上鼓勵了在讀碩士、博士研究生。這一安慰會給很多家庭帶來欣慰。也會讓碩士、博士研究生更加堅定自己所選擇的晉升道路。

Ⅶ 物理學科如何分類

網路有詳細介紹: ● 牛頓力學(Mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律 ● 電磁學(Electromagnetism)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律 ● 熱力學(Thermodynamics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現物理學科如何分類?

Ⅷ 物理學學科分類

物理學和材料物理的對比,學材料比較好找工作,學物理的比較好深造。

以往的物理學已經分成諾干具體學科。(例如:計算機、光信息,等等)

純物理學專業,各門物理知識都會學一些,
例如:力學、熱學、電磁學、光學、原子物理/量子物理,等等。

Ⅸ 求一篇關於新學科物理的新聞

物理
十基礎問題.翻任何本物理教科書,都難找定義:物理研究物質結構、物質相互作用運規律自科.於物理門科術意義種界定.我所面物理,同門課程,於必要教育意義層面進行番再認識、再析,挖掘蘊含其豐富內涵.
首先,物理門科.
物理門實驗基礎自科,發展熟、高度定量化精密科,具論性質、公認重要基礎科.物理取極豐富物質世界認識,力促進類文明進步.際純粹物理應用物理聯合第23屆代表決議《物理社重要性》指,物理項際事業,類未進步起著關鍵性作用:探索自,驅技術,改善及培養才.
世紀初相論量力建立,物理飛速發展插雙翅,取空前輝煌,致於20世紀稱譽物理世紀.21世紀呢?種流行說:21世紀命科世紀.其實,句更確切表述應該:21世紀物理科全面介入命科世紀.命科與物理相結合,才能取更發展.
展望物理未,充滿著機遇與挑戰.李政道先《物理挑戰》文,曾提21世紀物理領域所面四難題:些物理現象理論稱實驗結稱?半基本粒能單獨存且看見?全宇宙90%物質暗物質?每類星體能量竟太陽能量1015倍?些問題極激勵著懈探索勇氣與熱情.預見,旦撥幾朵籠罩物理空烏雲,物理展現更加燦爛前景.
其,物理種智能.
誠諾貝爾物理獎主、德科家玻恩所言:其說我發表工作包含自現象發現,倒說包含關於自現象科思想基礎.物理所公認門重要科,僅僅於客觀世界規律作深刻揭示,發展、程,形整套獨特卓效思想體系.,使物理愧類智能結晶,文明瑰寶.
量事實表明,物理思想與僅物理本身價值,且整自科,乃至社科發展都著重要貢獻.統計,自20世紀葉,諾貝爾化獎、物及醫獎,甚至經濟獎獲獎者,半具物理背景;——意味著物理汲取智能,轉非物理領域獲功.——反,卻未發現非物理專業身科家問鼎諾貝爾物理獎事例.物理智能力量.難怪外專家十尖銳指:沒物理修養民族愚蠢民族!
今,物理觸角已經伸向眾領域,並取越越,至我難再用傳統眼光界物理.1995我廈門舉行第十九屆際統計物理,交流論文涉及面十廣泛,諸植物花序、DNA葯物系統、交通流量、文字存儲等等,光看些篇目,似乎都太象物理.,究竟物理呢?幾前,美《今物理》雜志,曾問題向讀者廣泛徵求意見.,推崇答案:物理家所做物理.乍聽似覺偏頗,其實道理.今看,物理更體現種智能,代表著套獲取知識、組織應用知識效步驟,套用問題,問題變物理.(趙凱華語)
再,物理種文化.
廣義說,文化指類歷史實踐程創造物質財富精神財富總.包括科文化文文化.同,物理家期科實踐所創造量物質產品與精神產品,構物理文化.物理文化科文化重要組部.
家知道,物理實驗基礎科,基本研究式實踐,客觀性表現真;物理創造終造福於類,目性體現善;另外,物理情、意識等面反映美.物理本身兼具真、善、美三重屬性,我完全理由說,物理僅種文化,且種高層、高品位文化.

Ⅹ 物理學與其他學科之間的關系

物理學是一個基礎,數學是一個工具。沒有數學這個工具,物理學的模型永遠也變不成理論大廈,沒有物理模型,數學工具也無法構建新的理論。當它們結合起來,才能更好發現並描述自然規律,類新的科學天地。
研究物理,首先要有天才的相像能力,再通過細致的驗證,在發展歷程中,二者缺一不可。想研究物理學的人,如果沒有天才的相像能力,可在大師的指導下,通過細致耐心觀察實驗,從中找到不同尋常的規律,也能取得巨大成果。
研究物理,不可缺少哲學的引導,只有具備自我穩定的世界觀的學者,才可能在物理學上有突破。
學好物理學的人,如果沒有突出的人性缺陷,轉做除行政之外的其他行業,成功幾率高於學其他專業。

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