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1、物理学是当代高新技术的主要源泉 物理学是一门既古老又年轻的自然科学,它对现代科学技术的发展起着重要的作用。物理学和其他自然科学一样,是探讨自然界中物质运动的客观规律的科学。细分起来物理学大致经过了四个发展阶段。 1物理学的发展过程 1.1 宏观低速阶段 探讨宏观低速的理论是牛顿力学,探讨对象为宏观低速运动的物体。例如:汽车、火车的运动,地球卫星的放射。在牛顿力学中,牛顿认为:质量、时间、空间都是肯定的。也就是说,对于时间来讲不存在延长和收缩的问题,即时间是在一秒钟,一秒钟地或一个小时,一个小时地匀称流失。对于空间和质量来讲也不存在着变大或变小的问题。牛顿力学的三大定律,就是在这样的基础上建立的
2、。 1.2 宏观高速阶段 探讨宏观高速的理论是爱因斯坦的相对论力学,爱因斯坦在1905年发表了论文相对论力学。爱因斯坦认为空间、质量、时间都是相对的。并且找出了动质量和静质量之间的关系:其中m0为静质量;m为动质量。 1.3 微观低速阶段 其理论是薛定谔,海森堡两个创立的量子力学。探讨对象为分子、原子、电子、粒子等肉眼所看不见的物质。 1.4 微观高速阶段 理论是量子场论,探讨对象为宇宙射线,放射性元素。例如:“镭”。量子场论就是粒子通过相互作用而被产生,湮灭或相互转化的规律。例如:通过对天外射线射向地球宇宙射线的探讨发觉“反粒子”,即电子的反粒子正电子。负电子与正电子相互作用湮没 转化为二个
3、光子,例如“闪电”。 2物理学与工程技术的关系 物理学与工程技术有着亲密的关系,他们之间是相互促进共同发展的。我们平常常说科学技术,事实上科学和技术是两个不同的概念。科学解决理论问题,而技术解决实际问题。科学是发觉自然界当中的确存在的事实,并且建立理论,把这些理论和现象联系起来。科学主要是探究未知,而技术是把科学取得的成果和理论应用于实际当中,从而解决实际问题。所以技术是在理论相对比较成熟的领域里边工作。科学与工程技术相互促进的模式主要有以下两种。 2.1 技术 物理 技术 例如:蒸汽机的独创和蒸汽机在工业当中的应用形成了第一次工业革命 热力学统计物理 蒸汽机效率的提高,内燃机,燃气轮机的独创
4、。这一次主要是这样:由于蒸汽机的独创,在当时工业应用上,出现了许多应用技术的问题。例如蒸汽机独创的初期热效率很低,也许不到5。这样,就对物理提出了很尖锐的问题。那就是热机的效率最高能达到多少？热机的效率有没有上限？上限是多少？再一个就是通过什么样的方式来提高热机的效率？由于这些问题就促进了物理学的发展,正是在这些问题解决的过程当中,渐渐形成和建立了热力学统计物理。而热力学统计物理很好地回答了提高热机效率的途径,以及提高热机效率的限度等等这些理论上的问题。 2.2 物理 技术 物理 例如:(1)电磁学 发电机,电力电器,无线电通信技术 电磁学;电磁学从库仑定律的发觉,以及法拉第发觉电磁感应定律,
5、直到1865年麦克斯韦建立电磁学基本理论,这些都是科学家在试验室里边渐渐形成的,这都是理论建立的过程,而这些理论应用于实际就独创了电动机、发电机等其它电器以及无线电通信技术,而这些好用技术的进一步发展又给电磁学提出来了很多须要解决的实际问题。正是这些问题的逐步解决,使得电磁学更加的完善和在理论上进一步得到了提高。(2)量子力学,半导体物理 晶体管超级大规模集成电路技术,电子计算机技术,激光技术 量子力学,激光物理;量子力学是20世纪初期为了解决物理上的一些疑难问题而建立起来的一种理论,这种理论应用于解决晶体的问题就形成了半导体技术,而半导体技术的进一步发展就独创了大规模集成电路和超大规模集成电
6、路,而超大规模集成电路的独创是产生电子计算机的主要物质基础,而正是由于电子计算机技术的发展又向量子力学提出了一些其他更加深刻须要解决的问题,而这些问题的解决就促进了量子力学的进一步发展和完善。(3)狭义相对论,质能关系E=mc2,E=mc2 原子弹及核能的利用 核物理,粒子物理,高能物理;狭义相对论是20世纪初期爱因斯坦建立的一种理论,他是为了解决电磁学等其他物理学科上的一些经典物理当中理论上的一些不协调和不自恰这样一种冲突而提出的一种理论,这种理论当中有一个很重要的理论结果,那就是质能关系E=mc2,E=mc2。而这种质能关系被我们称为打开核能宝库的钥匙,这一理论结果的应用干脆导致了或者指导
7、了核能的应用,而对于核能的进一步应用又提出了很多新的问题,而这些新问题的进一步解决使得理论更加完善而得到进一步提高,从而形成像核物理,粒子物理,以及高能物理等等,那么实际技术上问题的解决又进一步促进了物理学的发展。 3结语 应当说物理和技术有着亲密的联系,物理原理及理论的初创式开发和应用都形成了当时的高新技术,物理学仍旧是当代高新技术的主要源泉。全部新技术的产生都在物理学中经验了长期酝酿。例如:1909年卢瑟福的粒子散射试验 40年后的核能利用;1917年爱因斯坦的受激放射理论 1960年第一台激光器的诞生等,整个信息技术的产生、发展,其硬件部分都是以物理学为基础的。 参考文献 1 张启仁.经
8、典场论M.北京:科学出版社,2003. 2 井孝功.量子力学M.哈尔滨:哈尔滨工业高校出版社,2004. 3关洪.空间:从相对论到M理论的历史M.北京:清华高校出版社,2004. 4 保罗贝内特著,苏福忠译.时间M.上海:上海人民美术出版社,2003. 5 G.司蒂文逊,C.W.凯尔密司特.狭义相对论M.上海:上海科学技术出版社,1963. 6 赵展岳.相对论导引M.北京:清华高校出版社,2002. 7 王竹溪.热力学M.北京:北京高校出版社,2022. 8 郭奕玲,沈慧君.物理学史M.北京:清华高校出版社,11013. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页