近代物理学与现代物理学的本质区别是什么?

2024-05-17 08:05

1. 近代物理学与现代物理学的本质区别是什么?

严格来说,这个问题科学的描述应该是:经典物理学和现代物理学的本质区别是什么。
下面就来进行简要分析。
什么是现代物理学?
现代物理学是后牛顿时代的物理概念。“现代”一词描述的是一种需要结合量子力学理论、爱因斯坦相对论理论亦或是两者兼而有之的一种概念。一般来说,现代物理学用于指代在20世纪初期和之后开发的物理学领域的所有分支,同时我们也习惯将受20世纪早期物理学影响较大的物理分支划分在现代物理学的领域范畴。

图 现代物理学的两大鼻祖:爱因斯坦与普朗克
什么是经典物理学?
经典物理学是指在现代物理学之前的,更完整的或更广泛适用的理论。
经典物理学更加符合人民日常生活中对自然规律的认知,所以其更加广泛和适用。因而可以说,经典物理学的定义取决于应用背景:当现代物理学对于某些特定情况而不必要采取复杂的物理运算时,经常使用经典物理学的概念。

图 牛顿:经典物理学领域代表科学家
经典物理学和现代物理学的本质区别经典物理学和现代物理学的本质区别可以用一句话概括,即:经典物理学通常关注日常条件中速度远低于光速,而且尺寸远大于原子的物理现象;而现代物理学通常关注的是更高速度和更小尺度下的现象。

图 经典物理学和现代物理学的本质区别
具体来说,小速度和大距离通常是经典物理学领域的标志。然而,现代物理学通常涉及极端条件:量子效应通常涉及与原子相当的距离(大约10^-9 m),而相对论效应通常涉及与光速相当的速度(大约3x10^ 8 m/s)。
现代物理学的典型应用
量子隧穿效应
量子隧穿或隧道效应是量子力学中的典型现象,更是现代物理学中的一个主要应用基础。在量子隧穿效应中,亚原子粒子穿过潜在的势垒,而在经典物理学中,这一现象无法解释。
量子隧穿在若干物理现象中起着至关重要的作用,例如在太阳等主序星中发生的核聚变、隧道二极管,量子计算和扫描隧道显微镜中有重要应用。下面的视频中将简单介绍量子隧道效果及其在扫描隧道显微镜中的应用。


简单来说,在量子力学和现代物理学中,这些粒子可能以非常小的概率隧穿到另一侧,从而穿过障碍物。下图中,量子穿过障碍物,在原点(x = 0),存在非常高但很窄的势垒,因此可以看到很明显的隧道效应。


结论作为物理学的两大支柱,经典物理学和现代物理学都有着极为重要的科研地位和研究价值,事实也证明,两者在科学研究中共同发挥着不可磨灭的作用,并未现代社会的发展做出了突出的贡献。
相信未来量子卫星和量子通讯的全面普及,必将为物理领域带来新的研究热潮。

近代物理学与现代物理学的本质区别是什么?

2. 物理学对我们有什么用?

物理是一门自然科学。在生活中,处处都有物理现象。物理虽然很难学,但是你会发现,物理是一个很有趣的课程。

物理学用处
一、物理实验。
学习物理当然离不开实验,例如:金属球用手一弹着,听到了声音,说明声音是由物体振动产生的。能够解决生活中的物理问题。

金属球实验

二、填报专业
在我们广东,高考是3+1+2的模式,首选科目是物理和历史中任选一门,对于理科生来说,会选择物理课程。毕竟,在高校填报专业志愿时,百分之九十多的专业条件必须是物理学科。
三、未来就业
就业方面很广泛,例如:物理老师,传授知识;科研工作人员,为国家做出贡献;天文学家,识辨天文。
结束语:
虽然好玩,但是很多学生物理成绩出现挂科,因此要培养起对物理感兴趣,爱上物理,下定决心,认真复习,成绩会有所飞跃。

3. 物理学 它研究什么物理现象....

●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 (Relativity)研究物体的高速运动效应以及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。  OK

物理学 它研究什么物理现象....

4. 什么是物理学麻烦告诉我


5. 现代物理学的真正精髓在于什么?

说到我们研究的物理学的精髓,就不得不提到一个人物,那就是牛顿。为什么现在人都称为说牛顿是物理学的奠基人,这主要是因为牛顿在他所处的年代做出了普通人,甚至很多科学家都做不到撞击,他创造了很多理论,并不在于他有多么高的才智,而在于他不断的研究创新,很多人都吐槽牛顿晚年陷入到神学的陷阱当中,开始研究所谓的长生。但是我想对于科学家而言,根本没有所谓的神学,一切都可以用物理学来解释,或许牛顿就曾经有过这个想法。
当然在物理学的电机上,肯定出现过很多像牛顿这样的人物,他们逆流而上敢于创新提出大人的想法并且逐步论证。求真务实一直是物理学的一个重要品质精神,因为想要探索这门枯燥的课程单靠一时的聪明才智很明显是不可行的,甚至有很多天资聪颖的科学家穷其一辈子,也没有探索出什么重大理论。他们一辈子默默无名生生在自己的办公室里边面对着各种的计算公式和图纸,以及脑中时不时蹦出的一些大胆猜想。
物理学是一个很现实的东西,因为所有的理论最后还是要落到实际操作上才可以实现,就比如我们近些年来研究比较火热的量子力学,虽然听起来非常的高大上,但是量子力学的不确定性状态对于现代物理学却提出了一个重大挑战。因为现有的物理学认为对就是对错就是错,不存在着这种两面性。
但是随着时代的发展,越来越多的人能够接受这样的存在。很多科学家们不能接受量子力学这样的定义,因为他们无疑是在打破物理学一直坚守的东西,但实际上随着时代的进步和发展所有的,老旧的无用的理论知识都在被摒弃。如果很多的理论没有办法得到证实,那么他们终究会成为时代的糟粕。

现代物理学的真正精髓在于什么?

6. 关于现代物理学的问题,你了解多少?

众所周知,我们的物理框架已经逐渐成型,科学家在物理学上已经取得了很多成就,但是关于宇宙的许多谜团仍然存在。
  
 
  
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 现代物理学有许多值得骄傲的成就,例如对三种自然力的量子理解。通过广义相对论描述引力通过弯曲的时空,甚至对我们宇宙数十亿年前的 历史 的 探索 等等。然而,神秘无处不在,有时我们知道的越多,我们不知道的也越多,比如一些悬而未决的问题已经成为了现代物理学的关键!
  
 20世纪初,我们有了电磁学的理论,它简单地统一了我们对电、磁和辐射的理解。我们还有牛顿定律,它为理解运动提供了坚实的框架。这两根伟大的柱子支撑着我们的物质世界。
  
 后来阿尔伯特·爱因斯坦出现了,狭义相对论诞生了,我们不得不完全重写我们对时间、空间、距离和速度的概念。有了量子力学,我们必须坐下来认真地重新思考,基本上所有的基本事实。
  
 
  
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 于是,物理学家们开始了一项大规模的统一计划,试图将所有的物理定律统一到一个理论中。并且他们在很大程度上是成功的:狭义相对论结合了重力给了我们广义相对论。狭义相对论与量子力学相结合,形成了量子场论,它进一步加深了我们对电磁力的理解,通过电磁力,我们还发现了强核力和弱核力。
  
 20世纪50年代的实验和理论表明,电磁力和弱核力实际上是物质的两面,这些力以高能量合并成一个实体。最后一个独立存在的力是引力。即便是几十年后的今天,我们仍然没有对引力的量子描述。虽然我们在这个问题上下了非常多的功夫,但是每次我们试图把量子技术应用到爱因斯坦的力上,数学就会出问题,我们无法做出预测。为什么?这是物理界一个悬而未决的问题。
  
 
  
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 我们还知道某些物理常数支配着我们的日常生活。如光速、电子上的电荷、弱核力的强度。总而言之,我们的量子框架中包含了四种自然力中的三种以及构成我们这个世界的所有粒子,这些东西构成了一个完整的世界。
  
 但是我们所理解的标准模型不能解释为什么我们有我们所拥有的自然力,为什么我们有我们所拥有的粒子族,为什么这些力和粒子会以它们的方式起作用?
  
 
  
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 事实上,按照标准模型背后的陈旧数学机制的工作方式,某些物理常数必须通过实验测量,并带入方程中的几个关键位置,否则所有的计算都会失败。如果不把这些常数代入,我们的数学就无法做出预测,这是一个关键问题。还有就是这些力的强度特别麻烦,尤其是重力。重力弱得让人尴尬,它比弱核力弱数十亿倍,但是它又是构成整个世界的重要关节!
  
 
  
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 除了力,我们还有许多其它悬而未决的问题,比如我们擅自向宇宙虚构了一种全新的成分:暗物质。通过从星系内恒星的运动到宇宙早期遗留下来的背景光,我们间接知道暗物质的存在,我们到处都能看到暗物质存在的证据。虽然我们很了解暗物质的行为方式,但我们还没有找到“源头”。我们只能通过它的引力效应来探测它,天文学家怀疑它是一种新的粒子,迄今为止连标准模型都无法解释,它充斥着宇宙,但不通过电磁力相互作用,最可怕的是它完全不可见。
  
 在20世纪90年代末,天文学家们发现我们的宇宙正在加速膨胀,从那时起我们通过一系列独立的观测证实了这一点,但我们完全不知道是什么造成的。
  
 
  
  
 
  
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 最后出现了一种被大众接受的猜测:它与被锁在时空真空中的能量有关,也就是暗能量。它的神秘再次给科学界蒙上了一层迷之沙,但无论什么导致了暗能量,它一定是宇宙中一个新的成分。
  
 除了暗能量,我们知道还想知道更多宇宙早期的秘密,例如宇宙大爆炸,宇宙的黑暗时代,宇宙的第一束光等等,当我们了解地越多,我们所触及的未知领域也更加宽广,真的是学无止境!

7. 现代物理学一定是正确的吗

科学发展是一个对世间万物不断认知了解的过程   

举个例子吧:古代人,认为天圆地方,即使我们以现代的科技程度,知道那种观点是错的

但在古代,人们依然认为那是对的   因为他们不了解 不知道  它是相对的   

而我们现在物理学上的一些观点 论证    即使现在是正确的  在将来也有可能被推翻   成为错误的

但这些观点起码在推翻以前是正确的   物理学上没有本质上的错误  只有方向上的错误

现代物理学一定是正确的吗

8. 物理学与现代生活的紧密联系

物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:
  1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜
  利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
  2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜
  它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
  3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩
  汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
  4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
  茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
  5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的
  当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
  再如下面一个例子:
  五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。 
  一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。 
     明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。 
    另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。
  这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。
  谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。
      物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
      物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。
      身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”
  今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。