物理經典
理論力學裡面有一個哈密頓原理被稱為第一性原理,通俗的講就是回能量有趨於最答小的趨勢(嚴格地說是作用量),從其基礎上,再加上空間平移,旋轉不變形和時間平移不變形,可以推出三大守恆率(動量,角動量,能量)。這些是無論什麼物理學的基礎。
再加上加利略變換(主要是質量不變)就可以推得牛頓三定律(牛一律其實就是伽利略變換的特殊情況,牛二率可以由伽利略變換和動量守恆推得,牛三率其實和動量守恆等價)。
這就是經典力學的基礎。但是對於解決一些問題還要加上一些萬有引力定律等經驗公式。但算不上基本原理了。
經典熱力學還要加上一個也不是兩個統計方面的原理(我只記得有一個相空間原理),經典電磁學還要加上麥克斯韋方程。
2. 物理學的經典理論是什麼
物理學的經典理論是指19世紀末20世紀初之前的、以牛頓力學、熱力學和麥克斯韋電磁理論為核心的物理體系.
1900年普朗克提出量子論、1905年愛因斯坦發表狹義相對論後,才逐漸發展起來以量子力學和相對論為兩大支柱的近代物理體系.
3. 經典物理學的物理危機
19世紀是經典物理學的崢嶸歲月,是一個構建科學理論大廈的時代,是理論與實驗完美結合的時代,產生了很多的著名的物理學家。科學技術發展突飛猛進並產生了廣泛的社會影響,由力學、電磁學、熱學、光學、聲學構建經典物理學的大廈。也可以說19世紀是經典物理學的輝煌時代。
物理學發展到19世紀末期,可以說已經達到了相當完美,成熟的程度。物理學的輝煌成就,使得不少物理學家躊躇滿志、沉溺於歡快陶醉之中,於是產生了這樣一種看法:物理學的大廈已經落成,今後物理學家用不著再干什麼了,只需要把各種數據測得精確些就行了。然而,此刻在物理學的萬里晴空中卻飄來了兩朵烏雲,物理學上出現了一系列新的發現。這些無法用經典物理學解釋的新發現,使經典物理學陷入了危機。第一朵與邁克爾遜實驗有關,第二朵與黑體輻射有關。正是這兩朵烏雲的飄動,引來了20世紀物理學革命的暴風驟雨,使整個自然科學進入了一個嶄新的階段。這「兩朵烏雲」成為20世紀偉大物理學革命的導火線。
事隔不到一年,就從第一朵烏雲中降生了相對論,緊接著從第二朵烏雲中降生了量子論。經典物理學的大廈被徹底動搖。事實上,在十九世紀末,光電效應、原子光譜和原子的穩定性等實驗事實也接二連三地和經典物理學的理論發生了尖銳的對立。量子論的建立,使人類對物質的認識由宏觀世界進入微觀世界。
「烏雲」的出現
1900年新春之際,著名物理學家開爾文勛爵在送別舊世紀所作的講演中講道:「19世紀已將物理學大廈全部建成,今後物理學家的任務就是修飾、完美這座大廈了。」同時他也提到物理學的天空也飄浮著兩朵小小的,令人不安的烏雲,一朵為以太漂移實驗的否定結果,另一朵為黑體輻射的紫外災難。實際上「烏雲」不止這兩朵,還包括氣體比熱中能量均分定律的失敗、光電效應實驗、原子線光譜等。然而,就是這幾朵烏雲帶來了一場震撼整個物理學界的革命風暴,導致了現代物理學的誕生。
第一朵烏雲「以太」學說
第一朵烏雲是隨著光的波動理論而開始出現的。菲涅耳和托馬斯·楊研究過這個理論,它包括這樣一個問題:地球如何通過本質上是光以太這樣的彈性固體而運動呢?第二朵烏雲是麥克斯韋-玻耳茲曼關於能量均分的學說。這兩朵烏雲涉及到兩方面的實驗發現與力學、電磁學、氣體分子運動論理論的困難。相對性原理是經典力學的一個最基本的原理,這個原理認為,絕對靜止和絕對勻速運動都是不存在的,一切可測量的、因而也是有物理意義的運動,都是相對於某一參照物的相對運動。牛頓本人也充分意識到了確定「絕對運動」的困難,最後只能以臆測性的「絕對空間」的存在作為避難所。麥克斯韋的電磁場理論獲得成功之後,電磁波的載體以太,就成了物化的絕對空間,靜止於宇宙中的以太就構成了一切物體的「絕對運動」的背景框架。既然以太也是一種物質存在,或者說它表徵著物化了的絕對空間,當然就可以通過精密的實驗測出物體相對於以太背景的絕對運動。但是,美國物理學家邁克爾遜在1881年、他和莫雷在1887年利用干涉儀所進行的精密光學實驗,都未能觀察到所預期的以太相對於地球的運動。
第二朵烏雲「紫外災難」
第二朵烏雲涉及的是經典物理學另一分支,熱力學和分子運動論中的一個重要問題。開爾文明確提到的是「麥克斯韋-玻耳茲曼關於能量均分的學說」。實際上是指19世紀末關於黑體輻射研究中所遇到的嚴重困難。為了解釋黑體輻射實驗的結果,物理學家瑞利和金斯認為能量是一種連續變化的物理量,建立起在波長比較長、溫度比較高的時候和實驗事實比較符合的黑體輻射公式。但是,這個公式推出,在短波區(紫外光區)隨著波長的變短,輻射強度可以無止境地增加,這和實驗數據相差十萬八千里,是根本不可能的。所以這個失敗被埃倫菲斯特稱為「紫外災難」。20世紀初的這兩朵烏雲最終導致了物理學的一場大變革。第一朵烏雲「以太」學說導致了相對論的誕生。第二朵烏雲「紫外災難」導致了量子力學的產生。因此也可以說,對這兩朵「烏雲」的研究就標志著現代物理時代的到來。
4. 國外的經典物理學教材有哪些
推薦《伯克利物理學教程》,看看牛人的推薦語就知道了:
該教程編寫的意圖,是盡可能地反映近百年來物理學的巨大進展,按照當前物理學工作者在各個前沿領域所使用的方式來介紹物理學。該教程引入狹義相對論、量子物理學和統計物理學的概念,從較新的統一的觀點來闡明物理學的基本原理,以適應現代科學技術發展對物理教學提出的要求。當年《伯克利物理學教程》的作者們以巨大的勇氣和扎實深厚的學識做出了傑出的工作,直到今天,回顧《伯克利物理學教程》,我們仍然可以從中得到許多非常有益的啟示。
——趙凱華(北京大學物理系教授,原系主任)
時至今日,無論是對基礎物理的教、學還是應用,以及對從事相關的研究工作而言,「伯克利物理學教程」依舊不失為一套極有閱讀和參考價值的優秀教程。
——蔣平(復旦大學物理系教授,物理系理論教學督導組組長)
我很高興為這套「伯克利物理學教程」作序,這是一項旨在反映過去百年來物理學巨大變革的本科階段課程改革的大項目。這套教程得益於許多在前沿研究領域工作的物理學家的努力,也有幸得到了國家科學基金會的資助。這套教程已經在加州大學伯克利分校的低年級物理課上成功試用了好幾個學期,它象徵著教育方面的顯著進展,我希望今後能被極廣泛地採用。(該系列教材首次出版時的背景)
——克拉克·克爾(加州大學伯克利分校前校長)
5. 經典物理學的體系包括哪些
經典物理學的體系包括哪些
物理學研究的內容十分廣泛,自然界發生的一切物理現象,諸如物理的位置變動,聲、熱、光、電、磁等現象,以及物質的結構、聚集狀態和各種特性,都是物理學所要研究的。按照所研究的物質運動和具體對象的不同,通常物理學分為力學、聲學、光學、電磁學、分子原理、原子原理、原子核物理等部門。力學研究的是物體的機械運動規律;聲學研究聲波的產生、傳播、接收和作用等問題。熱學研究分子、原子、電子、光子等質點做不規則運動所引起的熱現象極其熱運動的的規律;電磁學研究電和磁現象及其電流、電磁輻射、電磁場等;光學研究光的本性,光的發射、傳播和接收的規律,光和其他物質的互相作用(如光的吸收、散射,光的機械作用和光的熱、電、化學效應等)及其應用。分子物理學則是依據分子的結構.分子間互作用力和分子運動的性質,研究物質的性質和狀態;原子物理是研究原子結構及其原子中發生的運動;原子核物理是研究原子核的結構.性質和變化的規律。
物理學的分類不是固定不變的,隨著科學的發展,人們對物理現象的認識不斷深入,它上午分類不斷變化,分得越來越細。近代科學發展的初期,物理學還包括天文學、氣象學等部門,以後這些部門很快成為獨立的學科。經歷長期的發展,力學也成為獨立的學科,並產生了許多分支,如流體力學、彈性力學等。隨著物理學的廣泛應用,它與其他學科結合,還出現了一系列邊緣科學,如化學物理、天體物理、地球物理、生物物理等。與此同時,又分化出一些尖端科學技術部門,如原子能、半導體、激光等
按照研究方法的不同,物理學又可以分為實驗物理和議論物理倆大類。物理學是實驗的科學,實驗物理主要是通過觀察、測試為理論物理收集感性材料和發現物理事實,解決實驗設計和實驗過程中的技術問題。理論物理的主要任務是,把觀察.實驗得到的結果和已發現的原理、定律,形成對比,分析概括,並運用數學進行推理,研究物理量之間的定量關系,建立統一的物理理論體系。
物理學的發展,經歷了幾次大的飛躍。十六世紀以後,物理學採用了系統的實驗方法,在此基礎上發現了許多前所未見的事實,很快建立了一套完整的理論,在科學上人們把它稱為經典理論物理學,或叫古典理論物理學。經典物理學以經典力學、熱力學和統計物理學、經典點動力學為基礎,構成一個完整.嚴密的理論體系。這幾個體系的建立,標志著人類對物理現象認識的一次巨大飛躍,它對生產和科學的發展起了很大的推動作用。
到十九世紀末二十世紀初,物理學又發現了一系列新的實驗事實,如電子和放射性現象;邁克耳遜—莫雷測量以太實驗得出的負結果;黑體輻射實驗等。這些事實沖擊了經典物理理論,使得物理學經歷了一次比以前更為深刻的變革,由此誕生了現代物理學。研究高速(接近光速)物理現象的相對論,和研究微觀的量子力學,乃是現代物理學的兩大基礎理論。
現在,人類對物理現象的探索,已經在一條更為廣闊更為深入的陣線上展開,原子核物理和「基本」粒子物理學,凝聚態物理學、統一場論,是現代物理學中最活躍的部門
6. 有哪些經典的物理學的著作
從一到無窮大
7. 趣談幾個經典物理學定律
牛頓運動定律由三條定律組成。
第一定律 任何物體都保持靜止或勻速直線運動狀態,直到其他物體對它作用的力迫使它改變這種狀態為止。
第二定律 物體受到外力作用時,物體所獲得加速度的大小與合外力成正比,與物體的質量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同。
第三定律 兩物體之間的相互作用力總是大小相等,方向相反,且作用在一條直線上。
這三條定律之間有著緊密的內在聯系,共同構成了牛頓力學的完整理論體系。
8. 經典物理學與近代物理學的區別是什麼
經典物理學(包括經典力學,經典電磁學,統計物理,熱力學)近代物理學的兩個分支相對論和量子力學在低速和宏觀情況下的極限近似。對以太說和自然界無跳躍的信條的否定使人們認識到了相對時空(四維時空),波粒二象性和不確定性原理。這是一次巨大的飛躍。同時對於原子內部結構的研究使粒子物理學得以創建,物理學再不同於經典物理學時代通過簡單的實驗總結規律然後得出結論,而是進入了全新的時代。
9. 經典物理是什麼
經典物理學,是以經典力學、經典電磁場理論和經典統計力學為三大支柱的經典物理體系。
按照物理學本身發展的規律,結合社會經濟各時期的特點,並考慮到不同時期有不同的研究方法,把物理學發展的歷史大體分為三個時期:
經驗物理
經驗物理時期(17世紀以前) 這一時期內我國和古希臘形成兩個東西交相輝映的文化中心。經驗科學已從生產勞動中逐漸分化出來,這時期的主要方法是直覺觀察與哲學的猜測性思辨。與生產活動及人們自身直接感覺有關的天文、力、熱、聲、光(幾何光學)等知識首先得到較多發展。除希臘的靜力學外,中國在以上幾方面在當時都處於領先地位。在這個時期,物理學尚處在萌芽階段。
經典物理
經典物理學時期(17世紀初—19世紀末) ,這時資本主義生產促進了技術與科學的發展,形成了比較完整的經典物理學體系。系統的觀察實驗和嚴密的數學推導相結合的方法,被引進物理學中,導致了17世紀主要在天文學和力學領域中的「科學革命」。牛頓力學體系的建立,標志著經典物理學的誕生。經過18世紀的准備,物理學在19世紀獲得了迅速和重要的發展。終於在19世紀末以經典力學、熱力學和統計物理學、經典電磁場理論為支柱,使經典物理學的發展達到了它的頂峰。
現代物理
現代物理學時期(20世紀初至今),十九世紀末葉物理學上一系列重大發現,使經典物理學理論體系本身遇到了不可克服的危機,從而引起了現代物理學革命。由於生產技術的發展,精密、大型儀器的創制以及物理學思想的變革,這一時期的物理學理論呈現出高速發展的狀況。研究對象由低速到高速,由宏觀到微觀,深入到廣垠的宇宙深處和物質結構的內部,對宏觀世界的結構、運動規律和微觀物質的運動規律的認識,產生了重大的變革。
10. 經典物理和近代物理區別
古典物理學通常指的是在量子力學和相對論之前發展出來的物理學。
與古典物理對比,現代物理學(modern physics)是一個較籠統的詞語。它有時只是專指量子物理學;有時則廣含二十、二十一世紀的物理學,可能包括了相對論,但是絕對會包括量子力學。