物理方法

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物理学史

时期关键人物与事件科学意义与贡献
古代亚里士多德(Aristotle)提出落体论;泰勒斯(Thalēs)发现琥珀吸物;我国古人发明司南及论述"顿牟掇芥"物理学的萌芽时期,初步探索自然现象及其背后的逻辑。
16-17 世纪哥白尼(Copernicus)发表《天体运行论》(1543);伽利略(Galileo)研究落体运动与理想斜面实验(1638)标志着现代意义物理学的正式诞生;确立了实验与逻辑推理相结合的研究方法。
开普勒(Kepler)发现行星运动三定律(1609-1619);牛顿(Newton)发表《自然哲学的数学原理》(1687)建立了系统性的力学理论,实现了天体与地面物体运动规律的统一。
惠更斯(Huygens)确定单摆周期公式(1656);玻意耳(Boyle)发现气体定律(1662)推动了动力学和实验技术的发展,确立了波动学说基础。
18 世纪富兰克林(Franklin)捕获闪电(1752);库仑(Coulomb)确定库仑定律(1785)电学进入定量研究阶段。
卡文迪什(Cavendish)测定引力常量 G(1798);伦福德(Rumford)观察炮筒镗孔发热(1798)验证了万有引力定律;初步认识到热是运动的一种形式。
19 世纪托马斯·杨(Young)观察到双缝干涉(1801);道尔顿(Dalton)提出原子论(1808)证实了光的波动性;建立了近代物质微观模型基础。
奥斯特(Oersted)发现电流磁效应(1820);法拉第(Faraday)发现电磁感应(1831)揭示了电与磁的内在联系,引领人类进入电气时代。
焦耳(Joule)、迈尔(Mayer)等确立能量守恒定律(1840s);麦克斯韦(Maxwell)建立电磁场理论(1860s)物理学史上的第二次及第三次大综合。
赫兹(Hertz)证实电磁波(1888);汤姆孙(J.J. Thomson)发现电子(1897)证实了电磁场理论;打破了原子不可分的观念。
20 世纪 至今普朗克(Planck)提出能量子假设(1900);爱因斯坦(Einstein)创立相对论并解释光电效应(1905)开创了量子论和相对论,奠定了现代物理学的基础。
卢瑟福(Rutherford)提出核式结构模型(1911);玻尔(Bohr)建立能级模型(1913)深化了对原子结构的认识。
康普顿(Compton)发现康普顿效应(1923);德布罗意(de Broglie)提出物质波(1924)确认了微观粒子的波粒二象性。
薛定谔、海森伯等建立量子力学(1920s);查德威克(Chadwick)发现中子(1932)完整描述了微观粒子的运动规律;探明了原子核的组成。
哈恩、迈特纳发现核裂变(1938);盖尔曼(Gell-Mann)提出夸克模型(1964)开启了原子能利用时代;认识了更深层次的强子结构。
实验直接探测到引力波(2016);拍摄首张黑洞照片(2019)验证了广义相对论的最后预言,深化了对宇宙演化的理解。

长度测量

刻度尺

游标卡尺

螺旋测微器

打点计时器

基本方法

量纲分析

在下表中,量纲由以下国际单位制(SI)基本物理量的符号表示:

  • $M$:质量(Mass)。
  • $L$:长度(Length)。
  • $T$:时间(Time)。
  • $I$:电流(Electric Current)。
  • $Theta$:热力学温度(Thermodynamic Temperature)。
  • $N$:物质的量(Amount of Substance)。
物理量符号国际标准单位常用单位量纲
一、力学
时间秒()分钟(),小时()
长度米()
质量千克()吨()
速度米/秒()千米/小时()
加速度米/秒²()
牛顿()
密度千克/立方米()克/立方厘米()
压强帕斯卡()标准大气压()
毫米汞柱()
焦耳()千瓦时()
电子伏特()
能量焦耳()千瓦时()
电子伏特()
功率瓦特()马力()
动量千克·米/秒()
冲量牛顿·秒()
角速度弧度/秒()
周期秒()
频率赫兹()
万有引力常量
波长米()埃()
二、电磁学
电荷量库仑()
电流安培()
电压伏特()
电动势伏特()
电场强度
电阻欧姆()
电阻率欧姆·米()
电功焦耳()千瓦时()
电功率瓦特()
电容法拉()
磁感应强度特斯拉()高斯()
磁通量韦伯()
静电力常量
三、其他
热力学温度开尔文()摄氏度()
热量焦耳()卡路里()
内能焦耳()
比热容
物质的量摩尔()
摩尔质量千克/摩尔()克/摩尔()
阿伏伽德罗常量每摩尔()
普朗克常量焦耳·秒()
光子能量焦耳()电子伏特()
逸出功焦耳()电子伏特()