应用物理的起步和发展过程及趋势

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论文摘要

  1、应用物理的起步和发展

  在古时候,虽然人们对自然界中事物的认识只依靠直觉和思辨性猜测,但是此时已经有了物理知识的应用。 从刀耕火种之中就能看到物理力学的基本应用,由此可见应用物理在生活中的普遍性,以及应用物理发展的必然性。 这个时期,得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学,诸如静力学中的简单机械、杠杆原理等在农业和狩猎之中有广泛的应用。 在该过程中很多的经典物理理论得到实践。 而后的时期中更是有了电磁学在实际生活中的应用和发展,指南针就是电磁学方面应用于实际生活的重要代表作。 声学方面,唐朝的编钟闻名世界,优美的音律让人们能更好的享受生活。自古时候到近代,总可以在现实生活中看到物理学的应用,这就是最初期的应用物理的起步和发展。 在应用物理没有成为专门化的学科时,它早已经融入了人们生活的点点滴滴,贯穿于生活的每个角落。

  2、应用物理在经典物理学时期的发展和贡献

  15 世纪末,在资本主义生产关系发展的过程中,生产和技术得到了更大的发展。 近代自然科学在该时期特定历史需求下诞生了。 物理学增加了系统的观察实验和严密数学演绎相结合的研究方法。引发了17 世纪在物理文学和力学方面的大发展。 牛顿建立力学体系,开启了近代物理学的大门。到了 18 世纪时期,应用物理在资本主义生产关系中有了突破性的进展,瓦特改良的蒸汽机大大的提升了工业革命的进程,出现了发明和使用机械大时代。如尔顿于 1814 年英国人史蒂芬孙发明蒸汽机车;玻尔兹曼,吉布斯等创建了统计物理学,使得热机的效率得到了很大的发展,结束了二类永动机的辉煌时期。在 18 世纪应用物理的发展也使机械论的自然观成为当时物理学的主导思想。 19世纪,物理学得到了快速和重大的进展,不同领域之间的联系不断被挖掘出来。如新数学方法与物理研究不断联系,并建立了热力学、分子运动论、波动光学、经典电磁场理论等完整的理论体系。从奥斯特发现在实验中发现了电流的磁效应,到安培提出分子电流假设,再到电磁感应定律的发现,最终麦克斯韦总结出的位移电流假定,创建一套完整的电磁理论体系。 同期的应用物理也取得了重大的发展,从第一台电动机的制作,到电力工程、电磁通讯的迅速发展。无疑是应用物理在历史中的逐步登台,应用物理正从现在中的平民角色变为更为人们熟知的明星形象。 应用物理的重要性正在不断的凸显,在历史的科技生产和日常生活中占有了更加重大的地位。

  3、物理应用指出了近代物理的不完备性

  18 世纪在统计力学和热力 学及麦克斯韦电磁场理论的建立后 ,经典物理学发展达到一个历史的至高点。经典物理学取得了比之历史看来十分突出的成绩, 令不少当时的物理学家萌生了一种错误的认知:物理学的知识已经完备,物理学最基本的、核心的问题都得到了应有的解决,只有需要更深层次细化和需要深入研究的问题在细节上需要作出一小部分的补充和修整,从而令已有的公式更加的贴近最真实的物理本质。但在 19 世纪,生产技术的发展,随着各种精密、大型仪器的制作,研究对象由宏观到微观、从低速到高速,并不断的触及到神秘的宇宙和物质内部的结构。 让人们对宏观世界的认识,发生了巨大的转变。 在物理应用于现实的过程中,在进行科学实验时发现了一些不能用当时经典物理学解释的现象。 从开始的电子、X 射线和放射性现象被人们所发现。 到黑体辐射的“紫外灾难”和无结果的“以太漂移”。

  此类与经典物理学的基本理论和基本概念有强烈的冲突的实验,使传统的经典物理学观念受到了重大的质疑,这正是物理应用引起的物理学的一场新的历史进程。 在矛盾被提出后爱因斯坦提出了相对论;相继的薛定谔、海林堡等物理学家提出了量子力学的观点,由此结束了经典物理学深受质疑的局面, 将理论物理学提升到了一个新的高度。

  在该物理学理论性提升的过程中,物理应用起着不可忽略的作用。 正是将理论付诸于应用才将理论深层次的不完备性挖掘出来,进一步推动物理学的理论化进程。

  4、应用物理专业化的正式确立

  4.1 正式确立

  在十九世纪末期,二十世纪初期随着物理学的不断发展,核技术的逐步崛起,此时应用物理作为一个领域从整体物理中被专门挑选出来,相对于更加注重结合数学的理论研究的物理专业而言,应用物理更注重理论在现实生活中的实际运用。 确立了应用物理的地位,表明了对应用物理态度的改变。 是应用物理正式走向专业化的标志。 在 20世纪以来应用物理在航空航天、电子电信、声、光等基础开发和应用中取得了巨大成就。

  4.2 独立化意义

  应用物理在现在的应用面不断拓宽,在医疗、宇航、新能源开发等方面都有广泛应用,在人们生活水平不断提高的当代,在发展新型能源的今天,人们对医疗条件和能源供应有了更深层次的要求。 应用物理的重要性日益明显,只有不断发展应用物理才能满足当代人们的生活需求。 曾经的蒸汽机极大程度的解放了劳动力,电子通信的发展拉近了人们的距离,让一个个新兴娱乐产业萌芽,极大的加速了经济的发展。在现有的科技水平上不断的发展应用物理才能加速一个时代的进步。

  5、应用物理学未来发展展望

  就应用物理的发展来说在这里引用物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁前辈的一句话来说:“今后二十物理学的成就会远远不及 100 年前,每一门学科的发展都是有起伏的。 未来相当一段时间,物理学不会在理论上有大的突破,此时的物理学很多新领域出现了,为我们打开了很多门,每一个门走进去都能大有作为。”无疑应用物理就是这样的一个新领域,在理论无法取得重大突破的现在,应用物理在各方面取得的成绩是可喜的。 在物理理论近乎停滞的近些年,各国相继在应用物理的指导下将各种航天器送入太空,不断的探索宇宙的奥秘。 在信息传递方面不断的革新,将信息的传递变得简单化和便捷化。 从巨型的计算机到 mini iPad,每一次的进步都带来了更大的惊喜。 应用物理的研究方向是顺应历史需求的,就应用物理今后的进程很多学者有自己的理解,就当前时代的需求:对宇宙的开发。新型航天器的研发将会是每一个国家努力的方向。 再次应新时代能源的需求,核反应进一步的可控化也将是一个研究的大方向,同时新型能源开发必不可少。

  6、总结语

  本文通过分析应用物理学的发展历程,总结了应用物理学发展过程中出现的比较重要的几个时期,我们要不断的回顾和总结应用物理学的发展历史,从历史中吸取发展经验,为应用物理学的日后发展提供经验。

  参考文献:
  [1]王东亮.浅谈应用物理学的发展历史[J].物理期刊,2012.
  [2]潘永晴.应用物理学发展历史探究[J].湖北教育周刊,2012.

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