物理学|物理学研究什么?
物理学是一门自然科学,它主要研究物质的基本性质、能量、空间与时间以及它们之间的相互作用。物理学试图通过数学模型和实验方法来解释自然界中各种现象的本质和规律。具体而言,物理学的研究范围非常广泛,包括但不限于以下几个方面(只做了解即可):
- 力学:研究物体运动和静止的规律及其原因,包括力的作用、加速度、动量、能量等概念。
- 热学:研究温度、热量、热能转换和传递的规律。
- 电磁学:研究电荷、电流、磁场及它们之间相互作用的规律。
- 光学:研究光的行为和性质,包括反射、折射、干涉、衍射等现象。
- 原子物理与核物理:研究原子、分子结构及其内部粒子(如电子、质子、中子)的行为。
- 量子力学:研究微观粒子(如原子、分子、光子等)的行为和相互作用。
- 相对论:研究高速运动下的物理现象,特别是当物体接近光速时的时间膨胀和长度收缩等效应。
- 凝聚态物理:研究固体和液体的宏观性质及其微观机制。
- 粒子物理:研究构成宇宙的基本粒子及其相互作用。
- 天体物理与宇宙学:研究星系、恒星、行星等天体的形成、演化过程及整个宇宙的大尺度结构和历史。
以上加粗的关键词在以后的文章中会逐步详细介绍并解释。
总结:物理学是研究物质的基本性质、能量、空间与时间以及它们之间的相互作用的一门自然科学。
物理学是如何研究自然的?
物理学主要是通过实验,数学推导总结出方程来描述自然规律的。方程只是描述规律的一种方式,是人类描述自然使用的一种方式,它并不是自然的底层构造原理,而且人类总结出来的方程也不一定是能正确的描述出自然规律的,一方面是实验的误差导致方程错误,另一方面是人类现有科技无法研究对应的问题。如牛顿力学在低速状态下是适用的,是因为当时人们的科技无法验证高速状态下的情况。人类研究自然的方式就像钟表师傅不拆开钟表只根据钟表的外观,听钟表内部的机械运行的声音来推测钟表里面的结构一样,我们人类无法知道自然的底层运作原理,只能通过研究自然的表象来推测运作原理,要知道推测不一定是正确的,只能通过大量实践去使用这些物理方程去验证方程的正确性,在人类现有的科技下,方程如果都适用(即没有找到一个反例),那么可以说这个方程是在现在科技情况下正确的,不过没人能保证此方程是永远正确的。总结:物理学是通过实验、数学推理找出物理方程去描述自然规律的
面提到的几个概念是你现在必须知道的
空间
这里先使用牛顿的观点来解释空间,以后会给出更精确的空间的定义。
空间是一种“容器”。没有空间我们就无法存在,(这里做个思维实验:想象一下如果在你旁边的空中少了一块空间,那么他看起来应该是黑的(因为空间不存在,光线无法进入该区域,也不会反射),而且他浮空在空中且无比坚硬,没用任何东西能够打破他,穿越它)。如苹果,人,地球,太阳,星系等所有实体都存放在这个“容器”中,在物理学中空间一般有三个维度,所以我们才能看起来立体。
时间
时间是一种用来描述事件顺序的量度,即先后关系。
宇宙
宇宙包括了空间,时间,实体。
物质
物质是构成宇宙中一切实体的基础材料。
物质可以存在于多种形式,主要有固态(石头,桌子等)、液态(水,牛奶等)、气态(氧气,液化气等)和等离子态(火,闪电等);物体
物体是由物质构成的实体。