物理学发展简史

物理学发展概览

一．经典力学

经典力学主要适用于描述宏观物体低速运动，这是物理学发展的最初阶段。众所周知，牛顿是这方面的奠基者。他可是非常厉害，在数学，物理学等方面都有很高的成就。比如说二项式定理，就是他发明的，微积分方面他和莱布尼茨发明的时间差不多，虽然是莱布尼茨先发表的，但牛顿硬说是自己先发明的。由于我们不能太不给牛顿面子，只能说是他俩一块发明微积分的了。牛顿在还设计了求数值方程的实根近似值的对数跟超越方程都适用的一种方法，称为牛顿方法。它被记录在他的代数学大作《广义算术》中了。牛顿最突出的贡献自然是在物理学方面。在伽利略发现的惯性定律（牛一定律）基础上，牛顿自己创造了经典力学中最重要的牛二定律，它解释了力与物体运动的关系，是经典力学理论大厦的奠基石。然后根据前两大定律，牛顿推出了牛三定律。这样，一个完整的力学体系就建立出来了。到了19世纪，人们已经能够很熟练地驾驭经典力学了，它的应用范围已经涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山建设直到安全防护等各个领域。

二．热力学

热力学发展较晚，应用也不是十分广泛，直到1853焦耳等人才提出热力学第一定律，就是焦耳定律。其他几个定律的提出也都相去不远，由于热力学的发展，还促使了统计力学这门学科的诞生。

三．经典电磁学

1820年，奥斯特发现了电生磁，1831年，法拉第发现了磁生电。

这些是实验基础，到了世纪的下半叶，麦克斯韦提出了一组偏微

分方程来描述电磁现象的基本规律，这组方程就是有名的麦克斯

韦方程组，就是右面这个我一点都看不懂的东西： 据说它预测了电磁波的存在，并且是经典电磁学理论的基石。虽

然这些公式看着很漂亮，但不能用简单的语言描述出来，实在是

非常遗憾。同时对电磁学作出贡献的还有洛仑兹，他的理论我们

已经学习过，不再赘述。

四．光学

本质地看，光是电磁波。它仅在电磁波中占有极窄的一个波段，只是因为我们看得见它光才显得特殊。我国的墨子最早进行了小孔成像。此后牛顿发现了光的色散，他支持微粒说，惠更斯作为反对者提出了波动说。这就是两拨人最早一次掐架。19世纪光的双缝干涉实验证明了光的波动性，而后人们又从热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用证明了光的粒子性。所以现在很多人都承认光有波粒二相性。

据说19世纪还不能用理论解释的实验有两个，一个是光的双缝干涉，另一个是光电效应，结果这两个实验使物理学的理论基础向前跨了一步：量子力学诞生了，这可以说是光学带给物理学界最大的礼物。现在光学主要被应用于通讯方面，还有微观物体的观测方面（光谱学）。

五．核物理学

1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到的核变化。此后几十年间，人们创建了一系列量化射线能量的仪器，发现了一小部分粒子，还建造了小规模的粒子加速器。一战时，核武器作为新兴武器，美国和苏联皆投入了大量资本进行研发，这一阶段核物理真的是突飞猛进，就在1920年左右，还有很多物理学家认为人工的核裂变是根本不可能的。同时由于人们发现了大量裂变产生的粒子，粒子物理学单独成为了一门学科。这以后没有物理学家对核物理学做出尤其突出的贡献，核物理学巨大的能量也逐渐转为民用发电方