物理学在高新技术中的应用
论物理学在现代工业中的应用
论物理学在现代工业中的应用一、引言物理学是研究物质运动和相互作用的自然科学学科，它的研究对象包括宏观和微观的物质，涵盖了广泛的领域，包括力学、光学、电学、磁学等。
在现代工业中，物理学的应用已经成为非常重要的一部分。
本文将讨论物理学在现代工业中的应用。
二、物理学在材料科学中的应用物理学是材料科学的强有力的支撑，几乎所有的材料科学的研究都需要物理学的支持。
材料科学的热力学、声学、光学、磁学基本都是物理学的分支。
物理学家通过研究材料的物理特性，可以制造出高强度、高温、高压等特殊条件下使用的材料，大大拓宽了人们的科技发展空间。
例如，引入纳米技术可以壮大材料的硬度、强度、韧性等性能，开发更多的应用领域。
三、物理学在电子工业中的应用物理学在电子工业中的应用也是非常广泛。
物理学家的研究成果为电子元器件的开发提供了有力的支撑。
例如，发明了半导体材料之后，我们可以用这种材料制造半导体器件、晶体管、集成电路等。
这些器件广泛应用于电子计算机、通信系统、数据采集系统等领域，极大地推动了信息技术的发展。
四、物理学在建筑工业中的应用物理学在建筑工业中也有广泛的应用。
例如，物理学家可以研究建筑材料的热传导、导热、保温、防潮、力学性能、抗震等特性，为建筑工程师提供建筑材料的技术支持。
此外，物理学家还可以研究房屋采用哪种散热方式更加节能，应用这种方法可以极大的节省能源和拓展发展空间。
五、物理学在能源工业中的应用能源工业中的应用是物理学的最重要之一。
物理学家研究各种资源对能源的转化，以及能源的储存、输送、利用等技术问题。
例如，利用物理学原理在燃气锅炉中，可以让锅炉发生热能的转化，使得能源得到最大限度的利用。
此外，物理学家还可以利用核能、太阳能等高新技术，研究出高效稳定的新型能源，为能源工业的响应适应能源消耗调节做出贡献。
六、物理学在机械制造中的应用物理学在机械制造技术中也有很广泛的应用。
例如，利用物理学原理，可以制造出高精度、高效率、高速大容量機械制造設備以及零件，不仅简化了加工流程，而且提升了生产效率。
应用物理学就业方向及前景
应用物理学就业方向及前景应用物理学作为一门应用性很强的学科，拥有广泛的就业方向和良好的前景。
以下是应用物理学就业方向及前景的相关内容。
一、应用物理学就业方向1. 科研应用物理学毕业生可以从事科研工作，将所学知识应用于实际问题的研究中。
可以选择加入科研院所、大学等机构，参与国家重大科研项目，开展前沿科学研究。
2. 研发与设计应用物理学毕业生可以参与企业的研发与设计工作，如光电子技术、传感器技术、新材料研发等领域。
能够将所学知识应用于实际产品的设计与开发，提高产品的性能和技术含量。
3. 高新技术企业随着科技的不断发展，高新技术企业对于应用物理学人才的需求也越来越大。
应用物理学毕业生可以在高新技术企业从事技术研发、产品生产、质量控制等工作，为企业的发展贡献力量。
4. 检测机构应用物理学毕业生可以从事测试、检测以及质量控制等工作。
可以选择加入检测机构，从事材料性能测试、产品质量检测等工作，保障产品的质量和安全性。
5. 教育应用物理学毕业生还可以选择从事教育工作，在高中、大学等学校从事物理教学工作，培养更多的物理人才，传承物理学科的知识和精神。
二、应用物理学就业前景1. 物联网随着物联网技术的不断发展，应用物理学毕业生在传感器技术、通信技术、数据处理等方面具备一定的优势，将有更多的就业机会。
可以从事物联网设备的研发、系统的设计与实施等工作。
2. 清洁能源应用物理学在新能源领域有广阔的应用前景。
可以从事太阳能、风能、光储能等领域的研发与应用工作，推动清洁能源技术的发展。
3. 生物医学应用物理学在生物医学领域的应用也越来越广泛。
可以从事医学成像设备的研发与应用、医疗器械的设计与制造等工作，为医学健康事业作出贡献。
4. 材料科学应用物理学毕业生在材料科学领域也具备一定的优势。
可以从事新材料的研发与应用、材料性能测试与分析等工作，为工业生产提供高性能材料解决方案。
总之，应用物理学作为一门应用性很强的学科，在科研、研发与设计、高新技术企业、检测机构、教育等多个领域都有广泛的就业机会。
物理高新技术——环境科学下的物理学——热污染
2.1水体热污染的来源
水体热污染主要由于工业冷却水的排放。
电力工业， 冶金 化工 石油
造纸
机械工业等。
2.2水体热污染的影响
水体热污染会影响水质和水生生物和生态，给人 类带来间接危害。
水的各种物理性质受温度影响，例如氧气在水中溶解
度会降低。 水温升高、水体中物理化学和生物反应速度会加快， 由此带来的后果是：有毒物质毒性加强，需氧有机物 氧化分解速度加快，耗氧量增加，水体缺氧加剧等等。 水温升高导致水体生态结构改变，水温越高，蓝藻越 占优势，从而越不宜饮用和渔业用。
2.2水体热污染的影响
降低水中的溶解氧含量 导致水生生物种群的变化
加快生化反应速度
破坏水产品资源 影响人类生产和生活 危害人类健康
2.3水体热污染防治
技术途径
改进冷却方式，减少温排水 废热水的综合利用 废热水的技术标准化
法律途径
尽快完善我国的水体热污染防治法体系 中华人民共和国水污染防治法 中华人民共和国海洋环境保护法
‘源’是指某些化学或物理过程使到温室气体浓 度增加，相反‘汇’ 是令其减少。
人类的活动可直接影响各种温室气体的‘源’和‘汇’而因此改变 了其浓度。
大气层中主要的温室气体可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)， 一氧化二氮(N2O)，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。
1.4.4主要温室气体的特性
N2O O3 CO
1) 被土壤吸取；2) 在大气 吸收红外线辐射，影响大气平流层中 平流层中被光线 分解 O3的浓度 与及和O起化学作用 与NOx，ClOx及HOx等化 合物的催化反应。 1) 被土壤吸取 2) 和OH起化学作用 吸收紫外光及红外线辐射 影响平流层中O3和OH的循环，生成 CO2 吸收红外线辐射，影响平流层中O3的 浓度
对物理的贡献
对物理的贡献
物理学是一门研究自然界基本规律和物质结构的科学，对人类社会的发展和进步做出了重要贡献。
以下是物理学对人类社会的几个重要贡献：
1. 技术发展：物理学为技术的发展提供了理论基础和实验方法。
例如，电磁学的研究促进了电力工程和电子技术的发展，量子力学的研究推动了计算机和通信技术的进步，核物理学的研究带动了核能和放射性技术的应用等。
2. 能源利用：物理学在能源领域的研究对人类社会的发展起到了重要作用。
例如，核能的开发与利用为人类提供了一种高效、清洁的能源选择，太阳能、风能等可再生能源的研究也为能源可持续利用提供了新的方向。
3. 医学与健康：物理学在医学和健康领域的应用也非常重要。
例如，核医学技术可以用于肿瘤的早期诊断和治疗，医学成像技术如X射线、CT、MRI等都是基于物理原理，帮助医生观察和诊断疾病。
4. 环境保护：物理学的研究对环境保护和可持续发展也有一定贡献。
例如，研究大气物理学可以帮助我们了解大气污染的形成和传播，研究光学可以帮助我们开发更节能的照明技术，研究材料科学可以帮助我们开发更环保的材料等。
5. 科学思维：物理学对培养科学思维和创新能力也有重要作用。
物
理学的研究强调实证观察、理论建模和实验验证，培养了人们的逻辑思维、问题解决能力和实验设计能力，这些能力在其他学科和领域也具有重要意义。
总的来说，物理学的贡献不仅体现在技术和应用领域，还体现在对人类认识自然和推动科学进步的促进作用上。
浅谈物理学与科学技术的关系
浅谈物理学与科学技术的关系在目前的新世纪，科学技术的发展对我们的生活水平、生活方式、文化教育等方面的影响是极为深刻的。
从日常的衣食住行中，处处可以感受到科学技术给我们生活带来的变化。
各种合成纤维大大丰富了人们的衣着面料；农业的增产提供了丰富的食品，改善了人民的食品结构；至于汽车、飞机的发明和普及带给人们交通的方便、快捷；医学的进步提高了人民的健康水平，延长了平均寿命；教育的普及提高了人民的文化水平；电灯、电话、家用电器的普及大大方便了我们的生活……这样的例子不胜枚举。
而这些发展却离不开物理学……物理学作为严格的、定量的自然科学带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用。
过去如此,现在如此,展望将来亦是如此。
现代科学技术正以惊人的速度发展。
而在物理学中每一项科学的发现都成为了新技术发明或生产方法改进的基础。
首先,物理学定律是揭示物质运动的规律的,使人们在技术上运用这些定律成为可能；第二,物理学有许多预言和结论,为开发新技术指明了方向；第三,新技术的发明,改进和传统技术的根本改造,无论是原理或工艺,也无论是试验或应用,都直接与物理学有着密切的关系。
若没有物理基本定律与原理的指导,可以毫不夸大地说,就不可能有现代生产技术的大发展。
在18世纪以蒸汽机为动力的生产时代，蒸汽机的不断提高改进，物理学中的热力学与机械力学是起着相当重要的作用的。
1866年，西门子发明电机，1876年贝尔发明了电话，1879年爱迪生发明电灯，这三大发明照亮了人类实现电气化的道路，电力在生产技术中日益发展起来了。
这样的成功与物理中电磁学理论的建立与应用是密不可分的。
20世纪初相对论和量子力学的建立，诞生了近代物理，开创了微电子技术的时代。
半导体芯片,电子计算机等随之应运而生。
可以毫不夸张的说，没有量子力学也就没有现代科技。
20世纪60年代初，激光器诞生。
激光物理的进展为激光在制造业、医疗科技和国防工业中的应用打开了大门。
大学物理：物理学与高新技术
M0 v f v0 u ln Mf
二、宇宙速度
(1) 第一宇宙速度 人造卫星m 在距地心为 r 的圆轨道上以速度 v 运行
M em v2 G 2 m r r
GM e v r
地球表面附近的轨道，其半径
r 近似于地球半径 R
e
GM e 7.9km / s ∴第一宇宙速度 V1 Re
9了强有力的 理论和实验研究手段，材料的组织、结构及性能的 研究都离不开物理学。
９ .２ .１
材料及其分类
材料是由一定配比的若干相互作用的元素组成 的、具有一定结构层次和确定性质，并能用于制造 器件、设备、工具和建筑物等的物质系统。
材料分类
⑴按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、 有机高分子材料及复合材料，或者分为无机材料和有 机材料。
物理学与高新技术
20世纪以来，物理学的基本概念、基本理论、基本实验 手段和研究方法全方位渗透到技术领域，导致了一系列高新 技术的产生。
高新技术是指基本原理建立在最新科学成就基础上的技 术，是位于科学技术最前沿的综合性技术群,通常包括材料技 术、能源技术、信息技术、空间技术、海洋技术和生物技术。
9.1 物理学与航空航天技术
T Te 23h56min4s
由圆周运动规律可以计算其高度 h 和运行速度 v
GM e m v2 m 2 ( Re h) Re h T 2 ( Re h) e v
h 35786 km
v 3.075 km / s
二、航天器的返回 发射过程是航天器从地面经加速穿过大气层而进 入其运行轨道的过程；而返回过程则是航天器从运行 轨道经减速到达地面的过程。 航天器的返回大致可 分为调姿、制动、过渡、再入及着陆五个阶段。 三、航天飞机 航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面 和近地轨道之间运送人员和货物的飞行器，主要由 轨道器、助推火箭和推进剂外贮箱三个主要部分组 成。
谈物理学的进展高新技术与物理教学
目 频率及与之对应的波长，结果却发现了 许多矛 表和习题均按本文的Ｊ序编号） 顷 ： 盾：同—种金属，各个教材所提供的数据各不相 教材 １（ 包括表 １ 表 ２ 、 、习题 １ 和习题 ２ ）
面 向现代 化 ，面 向世 界 ，面 向未来． 这 “ ” 三
理 论基 础上 的；现 代通 信技术 是建立 在麦 克斯 推 动着物理 学 的发展 ，如物理 中 的复 杂计算 借 助 于计算机技术 ，天 体物理 的研究 借助 于激 光 技术 和现代通信技术 ，反物质 的研究 借助 于航
个 面 向” 的 核 心 是 教 育 要 面 向现 代 化 ，而 面 代化 、教育 内容 的现 代 化 和教育方 法 与手段 的 现代化． 因此 ，物理 学 的教学 思想 、内容 和方 法必 须改革 ，都 应 该 面 向现代化． 一 是要改 变
韦电磁理论 基础上 的等 等． 同时 ，高新 技 术又 向现代 化 的基本 内涵 就 是教 育思想 和 观念 的现
天技术等．可见 ， 高新技术使古老的物理学焕
传统教学 的系统、讲 深、讲透 ，严 格 的 “ 递
发青春 ，物理学给现代科学技术铺上坚实的奠 进式”为 “ 渗透式”教学 ，不追求按部就班、 基石 ，两者互 相依存 ，相得 益彰 处 处严谨 、系统 ，而 是允 许跳跃 ． 二是物 理学 ２ 物理教学应让学生了解物理学的新进展 讲 授物理学 的基础 知识 时 ，可 以联 系物理 学发展 的新 课题 、新 成就 以及 由此产 生 的新 技
．
１ ・ ５
浅谈物理技术在农业新科技中的应用
１ ． ２电场效应在农业新科技中的应 用 在地球空间环境 中不仅仅 含有磁场 ，还包含着 电场 。电场 用于农业 领域 。 存 在着不稳 定性 ，受 天气变化影 响较大 。电场对植物生长 的状 ２物理技术在农业新科技应 用中的前景 态存 在着很 大影 响 ， 在农作物产量长期 的进化过程 中，其对电 物理技术 ，如磁场效应 、电场效应 、纳米能量效应 、声波 场 产生了适应性 。如选择植物 ，并应用 电场屏蔽技术后发现植 效应 、等离子处理技术等 ，在作物 中发挥着不 同效用。通过物
理技术的应用 ，可以提 高作业光合作用 的速度 ，从而推动作物 生长 ，抑制病 虫害 ， 减少化学产 品的应用 ，从而在提高作物产 量及质量的同时 ，提高作物生长 的生态性 ，实现农业的可持续 发展。当前 ，物理技术在农业领域 的应用前景十分广阔 ，但仍 存在着研究速度较 为缓 慢 ，缺乏实际应用 的研究 ，为此 ，需要 加大研究力度 ，推动物理技术在农业领域中的应用 。
３结语 随着人们生活水平的不断提 高 ，人们对食 品的安全性重视 程度越来越高 ，在选择农 产品时 ，更加倾 向于选择无公害及绿 色产品 。物理技术在农业领 域的应用 ，可 以推动传统化学农业 逐渐 向现代生态农 业发展 ，在提高农作物生产产量及质量的 同 时 ，减少化肥及农 药等的应用 ，实现农业生态化 。当前 ，磁场 １ ． ３ 纳米能量效应在农业新科技中的应 用 效应 、电场效应 、纳米 能量效应 、声波效应 、等离子处理技术 纳米 属于一 种物质 尺度衡 量单位 ，１ ｇ 纳米 材料所具 备 的 等物理技术在农业领域中的应用研究发展 十分迅速 ，其应用前 表面积相当于一个普 通足球场 面积 。在物质达到纳米级尺寸之 景十分广阔 。相信随着物理技术 的进一步发展 ，将会 引起农业 后 ，其表面积十分大 ， 且存在着较 多的不稳定 电子 。纳米能量 技术的变革 ，实现农业生产 的巨大效益。
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物理学在高新技术中的应用（结课论文）物理在高新技术中的应用 (2)一、引言 (2)二、物理学在高新技术中的应用 (2)1、物理学在生物医学中的应用 (2)2、物理学在能源方面的应用 (3)3、物理学在信息电子技术中的应用 (3)4、物理学在航天航空中的应用 (4)5、我国现代物理农业工程技术的应用 (5)三、小结 (6)物理在高新技术中的应用一、引言现代社会已经进入知识经济的时代，而知识经济是高新技术经济、高文化经济、高智力经济，是区别于以前的以传统工业为产业支柱、以稀缺自然资源为主要依托的新型经济。
在知识经济时代里，高新技术的创新对一个国家乃至一个民族来说，是关系其兴衰成败的关键问题，是一个民族乃至一个国家的生命力。
物理学是一门基础科学，它研究的是物质运动的基本规律。
物理学又分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等各个部分。
由于物理学研究的规律具有很大的基本性与普遍性，所以它的基本概念和基本定律是自然科学的很多领域和工程技术的基础。
物理学作为严格的、定量的自然科学的带头学科，一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用。
它与数学、天文学、化学和生物学之间有密切的联系，它们之间相互作用，促进了物理学及其它学科的发展。
长期以来在自然科学领域中,物理学一直是一门起着主导作用的学科。
近代物理学的几次突破性进展对人类社会生产力的发展起到了巨大的推动作用,证明了邓小平同志提出的“科学技术是第一生产力”这一英明论断的正确性。
展望二十一世纪,物理学正孕育着令人振奋的进展,并将引起新的产业革命。
二、物理学在高新技术中的应用物理学在人类探索生活的各个方面都有着广泛的应用，在本文中只是做以下几个方面的介绍。
1、物理学在生物医学中的应用物理学在生物学发展中的贡献体现在两个方面：一是为生命科学提供现代化的实验手段，如电子显微镜、X射线衍射、核磁共振、扫描隧道显微镜等；二是为生命科学提供理论概念和方法。
从19世纪起，生物学家在生物遗传方面进行了大量的研究工作，提出了基因假设。
在本世纪40年代，物理学家薛定谔对生命的基本问题感兴趣，提出了遗传密码存储于非周期晶体的观点。
40年代，英国剑桥大学的卡文迪什实验室开展了对肌红蛋白的X射线结构分析，经过长期的努力终于确定了DNA（脱氧核糖核酸）的晶体结构，揭示了遗传密码的本质，这是20世纪生物科学的最重大突破。
分子生物学已经构成了生命科学的前沿领域，生物物理学显然也是大有可为的。
超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。
超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。
超声波在传播过程中一般要发生折射、反射以及多普勒效应等现象，超声波在介质中传播时，发生声能衰减。
因此超声通过一些实质性器官，会发生形态及强度各异的反射。
由于人体组织器官的生理、病理及解剖情况不同对超声波的反射、折射和吸收衰减也各不相同。
超声诊断就是根据这些反射信号的多少、强弱、分布规律来判断各种疾病。
超声在医学的各个领域都有应用，并取得飞速发展，从而产生了超声医学这一分支学科。
自从20世纪50年代开始，分子生物学的思想和方法才被迅速地确认为新材料生长、发现和结晶方面的指导思想。
由于大部分的生物反应都是发生在材料的界面和表面上，生物学家将表面科学引入生物学，对推动生物医学材料的发展起到了决定性的作用。
生物医学材料和器件在解救人类生命方面的能力，以及巨大的商业价值强烈地刺激了许许多多的研究通道。
低温等离子体技术在生长生物医学材料和制备生物医学器件方面具有独特的优点和潜力。
2、物理学在能源方面的应用能源的获取和利用是工业生产的头等大事，20世纪物理学的一项重大贡献就在于核能的利用，这可以说是由基础研究生长出来的一项全新的技术。
1905年爱因斯坦质能关系式的提出，确立了核能利用的理论基础。
物理学家1932年发现中子，1939年发现在中子引起铀核裂变时可释放能量，同时有更多的中子发射，于是提出利用“链式反应”来获得原子能的概念。
40年代，根据重核裂变能量释放的原理，建立了原子反应堆，使核裂变能的利用成为现实。
50年代，根据轻核在聚变时能量释放的原理，设计了受控聚变反应堆。
聚变能不仅丰富，而且安全清洁。
可控热核聚变能的研究将为解决21世纪的能源问题开辟道路。
在能源和动力方面，可以无损耗地传输电流的超导体的广泛应用，也可能导致一场革命。
1911年荷兰物理学家昂尼斯（Onners）发现纯的水银样品在4.2K附近电阻突然消失，接着又发现其它一些金属也有这样的现象，这一发现开辟了一个崭新的超导物理领域。
1957年BCS理论进一步揭示超导电性的微观机理，1962年约瑟夫森效应的发现又将超导的应用扩展到量子电子学领域。
在液氦温区（1K～5。
2K）工作的常规超导体所绕成的线圈已在加速器、磁流体发电装置及大型实验设备中用来产生强磁场，可以节约大量电能；在发电机和电动机上应用超导体，已经制成接近实用规模的试验性样机。
由于这些成功的应用，再加上超导储能、超导输电和悬浮列车等的应用，可以看到高温超导体具有广阔的应用前景。
自从1987年美籍华裔物理学家朱经武和中国科学院赵忠贤等人发现液氮温区（63K～80K）的高温超导体问世以来，超导材料的实用化已取得较大进展，它在大电流技术中的应用前景是最激动人心的。
3、物理学在信息电子技术中的应用信息技术在现代工业中的地位日趋重要，计算技术、通信技术和控制技术已经从根本上改变了当代社会的面貌。
如果说第一次工业革命是动力或能量的革命，那么第二次工业革命就是信息或负熵的革命。
人类迈向信息时代，面对着内容繁杂、数量庞大、形式多样的日趋增值的信息，迫切要求信息的处理、存储、传输等技术从原来依赖于“电”的行为，转向于“光”的行为，从而促进了“光子学”和“光电子学”的兴起。
光电子技术最杰出的成果是在光通信、光全息、光计算等方面。
光通信于60年代开始提出，70年代得到迅速发展，它具有容量大、抗干扰强、保密性高、传输距离长的特点。
光通信以激光为光源，以光导纤维为传输介质，比电通信容量大10亿倍。
一根头发丝细的光纤可传输几万路电话和几千路电视，20根光纤组成的光缆每天通话可达7。
6万人次，光通信开辟了高效、廉价、轻便的通信新途径。
以光盘为代表的信息存储技术具有存储量大、时间长、易操作、保密性好、低成本的优点，光盘存储量是一般磁存储量的1000倍。
新一代的光计算机的研究与开发已成为国际高科技竞争的又一热点。
21世纪，人类将从工业时代进入信息时代。
激光是20世纪60年代初出现的一门新兴科学技术。
1917年爱因斯坦提出了受激辐射概念，指出受激辐射产生的光子具有频率、相、偏振态以及传播方向都相同的特点，而且受激辐射的光获得了光的放大。
他又指出实现光放大的主要条件是使高能态的原子数大于低能态的原子数，形成粒子数的反转分布，从而为激光的诞生奠定了理论基础。
50年代在电气工程师和物理学家研究无线电微波波段问题时产生了量子电子学。
1958年汤斯等人提出把量子放大技术用于毫米波、红外以及可见光波段的可能性，从而建立起激光的概念。
1960年美国梅曼研制成世界上第一台激光器。
经过30年的努力，激光器件已发展到相当高的水平：激光输出波长几乎覆盖了从X射线到毫米波段，脉冲输出功率达1019W/cm2，最短光脉冲达6×10-15s等。
激光成功地渗透到近代科学技术的各个领域。
利用激光高亮度、单色性好、方向性好、相干性好的特点，在材料加工、精密测量、通信、医疗、全息照相、产品检测、同位素分离、激光武器、受控热核聚变等方面都获得了广泛的应用。
电子技术是在电子学的基础上发展起来的。
1906年，第一支三极电子管的出现，是电子技术的开端。
1948年物理学家发明了半导体晶体管，这是物理学家认识和掌握了半导体中电子运动规律并成功地加以利用的结果，这一发明开拓了电子技术的新时代。
50年代末发明了集成电路，而后集成电路向微型化方向发展。
1967年产生了大规模集成电路，1977年超大规模集成电路诞生。
从1950年至1980年的30年中，依靠物理知识的深化和工艺技术的进步，使晶体管的图形尺寸（线宽）缩小了1000倍。
今天的超大规模集成电路芯片上，在一根头发丝粗细的横截面积上，可以制备40个左右的晶体管。
微电子技术的迅速发展使得信息处理能力和电子计算机容量不断增长。
40年代建成的第一台大型电子计算机，自重达30t，耗电200kW，占地面积150m2，运算速度为每秒几千次，而在今天一台笔记本电脑的性能完全可以超过它。
面对超大规模电路中图形尺寸不断缩小的事实，人们已看到，半导体器件基础上的微电子技术已接近它的物理上和技术上的极限。
要求物理学家从微结构物理的研究中，制造出新的能满足更高信息处理能力要求的器件，使微电子技术得到进一步发展。
4、物理学在航天航空中的应用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。
该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。
此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。
微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。
微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。
在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺度的耦合过程，表面力驱动的流动，失重条件下的多相流和沸腾传热等。
空间材料科学曾是微重力科学中耗资最大的领域，材料科学各分支领域的学者都希望在空间微重力环境中去研究凝固过程的机理和制备高质量的材科。
空间微重力环境是制备、研究多元均匀块体材料的最佳场所，其主要特征就是消除了因重力而产生的沉降、浮力对流和静压力梯度。
由于浮力减弱，密度分层效应的消失，可以使不同密度的介质均匀地混合。
由于空间微重力环境中静压力梯度几乎趋于零，而能提供更加均匀的热力学状态。
这种条件更有利于研究物质的热力学本质和流体力学本质，探索、研制新型的材料和发现材料的新功能。
深入开展空间科学实验是进行载人航天（含载人空间站）的需要，是我国基础物理、流体物理、燃烧、材料科学以及生物技术等学科发展的需求，是促进人类健康（如生物技术、基础生物学等）与提高人类生活质量的需求。