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物理学简介(各专业,各方向)
认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。
物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认 识来自于实践,随着实践的扩展和深入,物理学的内容也在不断扩展和深入。
随着物理学各分支学科的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在 着联系, 于是各分支学科之间开始互相渗透。 物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联 系的统一整体。
物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而统一地理解一切物理现象。这种努力 虽然逐步有所进展,但现在离实现这 ?目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是 无穷无尽的。 物理学介绍 --- 物理学
物理学 物理学早期称为自然哲学,是自然科学中与自然界的基本规律关系最直接的一门学科。 它以研究宇宙间物质各层次的结构、 相互作用和运动规律以及它们的实际应用前景为自己的 任务。
从 17 世纪牛顿力学的建立到 19 世纪电磁学基本理论的奠定, 物理学逐步发展成为独立 的学科,当时的主要分支有力学、声学、热力学和统计物理学、电磁学和光学等经典物理。 本世纪初,相对论和量子论的建立使物理学的面貌焕然一新, 促使物理学各个领域向纵深展, 不但经典物理学的各个分支学科在新的基础上深入发展, 而且形成了许多新的分支学科, 如 原子物理、分子物理、核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理等。在近代物理发展 的基础上, 萌发了许多技术学科,如核能与其它能源技术、半导体电子技术、激光和近代光 学技术、光电子技术、材料科学等,从而有力地促进了生产技术的发展和变革。
19 世纪以来, 人类历史上的四次产业革命和工业革命都是以对物理学某些领域的基本规
律认识的突破为前提的。当代,物理学科研究的突破导致技术变革所经历的时间正在缩短, 从而在近代物理学与许多高技术学科之间形成一片相互交叠的基础性研究与应用性研究相 结合的宽广领域。物理学科与技术学科各自根据自身的特点,从不 同的角度对这一领域的 研究,既促进了物理学的发展和应用,又加速了高技术的开发和提高。
我国的物理学专业,从来就不是纯物理专业,它是包括应用物理和技术物理在内的基础 研究和应用研究相结合的专 业。建国以来,我国的许多新技术学科如半导体、核技术、激 光、真空技术等的大部分,都是在物理学科中萌芽、形成和发展起来的。基础性工作与应用 性工作同时并存、相互结合是我国物理学科的特点
. 物理学科是一门基础学科。在物理学基础研究过程中形成和发展起来的基本概念、基本 理论、基本实验手段和精密测量方法,已成为其他学科诸如天文学、化学、生物学、地学、 医学、 农业科学等学科的组成部分, 并推动了这些学科的发展。 物理学还与其他学科相互渗 透,产生了一系列交叉学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理、天 体物理等。这种相互渗透过程一直在进行之中,例如量子计算问题是当前的一个研究热点, 有可能对信息科学产生重要的影响。 数学对物理学的发展起了重要的促进作用, 反过来物理 学也促进了数学和其他交叉学科的发展。
物理学也是各种技术学科和工程学科的共同基础,物理量测量的规范化和标准化已成为 计量学的一个重要研究内容。 依据上述认识,物理学科可包含如下几个分支:理论物理、 理论物理
粒
子物理与原子核物理、原子和分子物理、凝聚态物理、等离子体物理、声学、光学以及无线 电物理。
1. 概况 理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、微观相互作用和物质运动的基本规律
的学科。 一个国家的理论物理学水平, 在一定程度上反映了民族的科学素养和独立发展高水 平科学技术的潜力。 理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、 统计物理、 凝聚态物 理、宇宙学等。几乎包括物理学所有分支的基本物理问题。
2. 学科的研究范围
理论物理是在实验现象的基础上,以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、 分子、等离子体和凝聚态物质运动的基本规律, 解决科学本身和高科技探索中提出的基本理
论问
题。研究范围包括粒子物理理论、原子核理论、凝聚态理论、统计物理、光子理论、 原子分子理论、 等离子体理论、 量子场论与量子力学、 引力理论、 数学物理、 理论生物物理、 非线性物理、计算物理等。
凝聚态物理
1. 概况
凝聚态物理学是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的 凝聚态的结构、 动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。 凝聚态物理是以固 体物理为基础的外向延拓。 凝聚态物理的研究对象除晶体、 非晶体与准晶体等固相物质外还 包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝相,例如液氦、液晶、熔盐、 液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。经过半个世纪的发展,目前已形成了比固体物理学更广 泛更深入的理论体系。 特别是八十年代以来, 凝聚态物理学取得了巨大进展, 研究对象日益 扩展,更为复杂。一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物 理和电介质物理等的研究更深入, 各分支之间的联系更趋密切; 另一方面许多新的分支不断 涌现,如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等。 从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支学科之一, 从事凝聚态研究的人数在物 理学家中首屈一指, 每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。 目前凝聚态物理 学正处在枝繁叶茂的兴旺时期。 并且,由于凝聚态物理的基础性研究往往与实际的技术应用 有着紧密的联系,凝聚态物理学的成果是一系列新技术、新材 料和新器件, 在当今世界的高新科技领域起着关键性的不可替代的作用。 近年来凝聚态物理 学的研究成果、 研究方法和技术日益向相邻学科渗透、 扩展, 有力的促进了诸如化学、