近代物理

近代物理,第1张

近代物理 近代物理学与现代物理学的本质区别是什么?

严格来说,这个问题科学的描述应该是:经典物理学和现代物理学的本质区别是什么。

下面就来进行简要分析。

什么是现代物理学?现代物理学是后牛顿时代的物理概念。

“现代”一词描述的是一种需要结合量子力学理论、爱因斯坦相对论理论亦或是两者兼而有之的一种概念。

一般来说,现代物理学用于指代在20世纪初期和之后开发的物理学领域的所有分支,同时我们也习惯将受20世纪早期物理学影响较大的物理分支划分在现代物理学的领域范畴。

图 现代物理学的两大鼻祖:爱因斯坦与普朗克什么是经典物理学?经典物理学是指在现代物理学之前的,更完整的或更广泛适用的理论。

经典物理学更加符合人民日常生活中对自然规律的认知,所以其更加广泛和适用。

因而可以说,经典物理学的定义取决于应用背景:当现代物理学对于某些特定情况而不必要采取复杂的物理运算时,经常使用经典物理学的概念。

图 牛顿:经典物理学领域代表科学家经典物理学和现代物理学的本质区别经典物理学和现代物理学的本质区别可以用一句话概括,即:经典物理学通常关注日常条件中速度远低于光速,而且尺寸远大于原子的物理现象;而现代物理学通常关注的是更高速度和更小尺度下的现象。

图 经典物理学和现代物理学的本质区别具体来说,小速度和大距离通常是经典物理学领域的标志。

然而,现代物理学通常涉及极端条件:量子效应通常涉及与原子相当的距离(大约10^-9 m),而相对论效应通常涉及与光速相当的速度(大约3x10^ 8 m/s)。

现代物理学的典型应用量子隧穿效应量子隧穿或隧道效应是量子力学中的典型现象,更是现代物理学中的一个主要应用基础。

在量子隧穿效应中,亚原子粒子穿过潜在的势垒,而在经典物理学中,这一现象无法解释。

量子隧穿在若干物理现象中起着至关重要的作用,例如在太阳等主序星中发生的核聚变、隧道二极管,量子计算和扫描隧道显微镜中有重要应用。

下面的视频中将简单介绍量子隧道效果及其在扫描隧道显微镜中的应用。

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下图中,量子穿过障碍物,在原点(x = 0),存在非常高但很窄的势垒,因此可以看到很明显的隧道效应。

结论作为物理学的两大支柱,经典物理学和现代物理学都有着极为重要的科研地位和研究价值,事实也证明,两者在科学研究中共同发挥着不可磨灭的作用,并未现代社会的发展做出了突出的贡献。

相信未来量子卫星和量子通讯的全面普及,必将为物理领域带来新的研究热潮。

希望我的回答能够对您产生帮助,欢迎关注!【参考文献】视频来源:https://www.youtube.com/watch?v=K64Tv2mK5h4&index=1&list=PL_wN. Fröman and P.-O. Fröman (1965)Liboff, Richard L. (2002)

这应该是有专业知识的人才来回答

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