经典和近代物理学史(兼谈诺贝尔物理学奖和一些技术)
百年诺贝尔物理学奖及其对现代科技的影响
诺贝尔物理学奖及其对现代科技的影响摘要：诺贝尔奖是根据瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱所设立的奖项，包括的奖项有和平奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖、物理学奖，旨在奖励那些曾赋予人类最大利益的人。
诺贝尔物理学奖从1901年开始颁发至今已有百余年的历史，目前它已成为国际上最具影响力及权威性的科学奖项。
本文简要介绍了诺贝尔的生平及诺贝尔奖的由来，着重论述了诺贝尔物理学奖对现代科技的影响，由诺贝尔物理学奖的颁发预测了21世纪物理学的发展趋势，揭示了诺贝尔物理学奖颁发的启示。
关键词: 诺贝尔物理学奖现代科技发展趋势启示第一章诺贝尔生平及诺贝尔奖概述1.1 诺贝尔生平阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔（Alfred Bernhard Nobel），是19世纪著名的化学家，1833年10月21日出生于瑞典首都斯德哥尔摩。
就在诺贝尔出生前一年，一场火烧毁了他的家，全家只好靠借债度日，父亲为了躲债，单身离家出走，幸好由母亲把家务全部担当下来。
诺贝尔凄苦的童年生活使他身体虚弱、性格内向。
诺贝尔8岁上学，仅读了一年就辍学了，这是他一生唯一的一次接受学校教育。
诺贝尔父亲是一位很有才干的机械师，后来他父亲发明的机械在俄国受到欢迎，家境开始好转，在1842年，诺贝尔9岁时全家迁居俄国彼德堡。
由于语言不通，诺贝尔和两个哥哥都进不了当地的学校，只得请家庭教师教他们学习外语和自然科学。
由于诺贝尔的勤奋学习，他的学识不亚于他的两个哥哥，深得教师和父亲的喜爱。
过了不久，诺贝尔的哥哥要回瑞典，诺贝尔也只好停止学业，他就到父亲开办的工厂当助手。
诺贝尔把工厂当大学，努力学习生产理论和生产技能。
为了扩大诺贝尔的视野，使他能学到先进的科学知识和技术，1850年他父亲让他出国进行旅行学习。
两年中，他去过德国、法国、意大利和美国，由于诺贝尔善于观察，认真钻研，知识积累迅速，所以在两年后回俄国时，他已经是一位精通几国语言和受过科学训练的学者。
历届诺贝尔物理学奖(到2002年)
物理学大事年表约公元前6世纪，泰勒斯(Thales，公元前624?—546)记述了摩擦后的琥珀吸引轻小物体和磁石吸铁的现象。
公元前6世纪，《管子》中总结和声规律。
阐述标准调音频率，具体记载三分损益法。
约公元前5世纪，《考工记》中记述了滚动摩擦、斜面运动、惯性浮力等现象。
公元前5世纪，德谟克利特(Democritus，公元前460?—370?)提出万物由原子组成。
公元前400年，墨翟(公元前478?—前392?)在《墨经》中记载并论述了杠杆、滑轮、平衡、斜面、小孔成像及光色与温度的关系。
公元前4世纪，亚里士多德(Aristotle，前384—前322)在其所著《物理学》中总结了若干观察到的事实和实际的经验。
他的自然哲学支配西方近2000年。
公元前3世纪，欧几里得(Euclid，前330?—前260?)论述光的直线传播和反射定律。
公元前3世纪，阿基米德(Archimedes，前287?—前212)发明许多机械，包括阿基米德螺旋；发现杠杆原理和浮力定律；研究过重心。
公元前3世纪，古书《韩非子》记载有司南；《吕氏春秋》记有慈石召铁。
公元前2世纪，刘安《前179—前122》著《准南子》，记载用冰作透镜，用反射镜作潜望镜，还提到人造磁铁和磁极斥力等。
1世纪，古书《汉书》记载尖端放电、避雷知识和有关的装置。
王充(27—97)著《论衡》，记载有关力学、热学、声学、磁学等方面的物理知识。
希龙(Heron，62—150)创制蒸汽旋转器，是利用蒸汔动力的最早尝试，他还制造过虹吸管。
2世纪，托勒密(C.Ptolemaeus，100?—170?)发现大气折射。
张衡(78—139)创制地动仪，可以测报地震方位，创制浑天仪。
王符(85—162)著《潜夫论》分析人眼的作用。
5世纪，祖冲之(429—500)，改造指南车，精确推算л值，在天文学上精确编制《大明历》。
8世纪，王冰(唐代人)记载并探讨了大气压力现象。
11世纪，沈括(1031—1095)著《梦溪笔谈》，记载地磁偏角的发现，凹面镜成像原理和共振现象等。
近5年的诺贝尔物理获奖情况及获奖原因
近5年来，诺贝尔物理学奖颁发给了一些杰出的科学家，他们在物理领域取得了突出的成就。
以下是近5年来诺贝尔物理学奖的获奖情况及其获奖原因：1. 2016年诺贝尔物理学奖获得者- 获奖人：David J. Thouless、F. Duncan M. Haldane 和 J. Michael Kosterlitz- 获奖原因：他们在拓扑相变和拓扑材料领域做出了突出贡献，揭示了物质在极低温下的量子力学性质。
2. 2017年诺贝尔物理学奖获得者- 获奖人：雷蒙德·魏斯、巴里·麦金特和基普·索恩特劳普- 获奖原因：他们发现了引力波，这是爱因斯坦广义相对论预言的一种重要现象。
3. 2018年诺贝尔物理学奖获得者- 获奖人：阿斯比尔·哈格、约翰·巴里舍尔和詹姆斯·皮尔斯- 获奖原因：他们在激光物理领域取得了突破性成就，发展了高功率激光技术。
4. 2019年诺贝尔物理学奖获得者- 获奖人：詹姆斯·普陀夫、迈克尔·梅优和迪迪尔·托雷伊- 获奖原因：他们在地球物理领域做出了杰出贡献，发现了地球外层核的形成和性质。
5. 2020年诺贝尔物理学奖获得者- 获奖人：罗杰·彭罗斯和Andrea Ghez- 获奖原因：他们分别在天体物理领域做出了开创性贡献，发现了黑洞的存在以及对银河系中心的引力场进行了精确测量。
总结来看，近5年来诺贝尔物理学奖的获得者们分别在拓扑相变、引力波、激光技术、地球物理和天体物理领域做出了举世瞩目的突出贡献。
他们的成就不仅仅是对物理学领域的宝贵贡献，更是对人类对自然、宇宙和科学的理解提供了重要启示和突破。
期待未来，更多的物理学家能够继续取得创新性成就，为人类知识的拓展和科技的进步作出更多贡献。
在过去的五年里，诺贝尔物理学奖的获得者们所取得的成就令人瞩目，显示了物理学领域的不断创新和突破。
他们的研究成果不仅为物理学的发展做出了贡献，更在人类对宇宙和自然规律的理解方面带来了重大启示。
历年诺贝尔物理学奖
历年诺贝尔物理学奖1901-19101901年诺贝尔物理学奖—— X射线的发现1902年诺贝尔物理学奖——塞曼效应的发现和研究1903年诺贝尔物理学奖——放射形的发现和研究1904年诺贝尔物理学奖——氩的发现1905年诺贝尔物理学奖——阴极射线的研究1906年诺贝尔物理学奖——气体导电1907年诺贝尔物理学奖——光学精密计量和光谱学研究1908年诺贝尔物理学奖——照片彩色重现1909年诺贝尔物理学奖——无线电报1910年诺贝尔物理学奖——气夜状态方程1911-19201911年诺贝尔物理学奖——热辐射定律的发现1912年诺贝尔物理学奖——航标灯自动调节器1913年诺贝尔物理学奖——低温物质的特性1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射1915年诺贝尔物理学奖—— X射线晶体结构分析1916年诺贝尔物理学奖——未授奖1917年诺贝尔物理学奖——元素的标识X辐射1918年诺贝尔物理学奖——能量级的发现1919年诺贝尔物理学奖——斯塔克效应的发现1920年诺贝尔物理学奖——合金的反常特性1921-19301921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱1923年诺贝尔物理学奖——基本电荷和光电效应实验1924年诺贝尔物理学奖—— X射线光谱学1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验1926年诺贝尔物理学奖——物质结构的不连续性1927年诺贝尔物理学奖——康普顿效应和威尔逊云室1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律1929年诺贝尔物理学奖——电子的波动性1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应1931-19401931年诺贝尔物理学奖——未授奖1932年诺贝尔物理学奖——量子力学的创立1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式1934年诺贝尔物理学奖——未授奖1935年诺贝尔物理学奖——中子的发现1936年诺贝尔物理学奖——宇宙辐射和正电子的发现1937年诺贝尔物理学奖——电子衍射1938年诺贝尔物理学奖——中子辐照产生新放射性元素1939年诺贝尔物理学奖——回旋加速器的发明1940年诺贝尔物理学奖——未授奖1941-19501941年诺贝尔物理学奖——未授奖1942年诺贝尔物理学奖——未授奖1943年诺贝尔物理学奖——分子束方法和质子磁矩1944年诺贝尔物理学奖——原子核的磁特性1945年诺贝尔物理学奖——泡利不相容原理1946年诺贝尔物理学奖——高压物理学1947年诺贝尔物理学奖——电离层的研究v1948年诺贝尔物理学奖——云室方法的改进1949年诺贝尔物理学奖——预言介子的存在1950年诺贝尔物理学奖——核乳胶的发明1951-19601951年诺贝尔物理学奖——人工加速带电粒1952年诺贝尔物理学奖——核磁共振1953年诺贝尔物理学奖——相称显微法1954年诺贝尔物理学奖——波函数的统计解释和用符合法作出的发现1955年诺贝尔物理学奖——兰姆位移与电子磁矩1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1957年诺贝尔物理学奖——宇称守恒定律的破坏1958年诺贝尔物理学奖——切连科夫效应的发现和解释1959年诺贝尔物理学奖——反质子的发现1960年诺贝尔物理学奖——泡室的发明1961-19701961年诺贝尔物理学奖——核子结构和穆斯堡尔效应1962年诺贝尔物理学奖——凝聚态理论1963年诺贝尔物理学奖——原子核理论和对称性原理1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明1965年诺贝尔物理学奖——量子电动力学的发展1966年诺贝尔物理学奖——光磁共振方法1967年诺贝尔物理学奖——恒星能量的生成1968年诺贝尔物理学奖——共振态的发现1969年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论1971-19801971年诺贝尔物理学奖——全息术的发明1972年诺贝尔物理学奖——超导电性理论1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作1975年诺贝尔物理学奖——原子核理论1976年诺贝尔物理学奖—— J/?粒子的发展1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论1978年诺贝尔物理学奖——低温研究和宇宙背景辐射1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论1980年诺贝尔物理学奖—— C_P破坏的发现1981-19901981年诺贝尔物理学奖——激光光谱学与电子能谱学1982年诺贝尔物理学奖——相变理论1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就1984年诺贝尔物理学奖—— W±和Z?粒子的发现1985年诺贝尔物理学奖——量子霍尔效应1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1987年诺贝尔物理学奖——高温超导电性1988年诺贝尔物理学奖——中微子的研究1989年诺贝尔物理学奖——原子钟和离子捕集技术1990年诺贝尔物理学奖——核子的深度非弹性散射1991-20011991年诺贝尔物理学奖——液晶和聚合物1992年诺贝尔物理学奖——多斯正比室的发明1993年诺贝尔物理学奖——新型脉冲星1994年诺贝尔物理学奖——中子谱学和中子衍射技术1995年诺贝尔物理学奖——中微子和重轻子的发现1996年诺贝尔物理学奖——发现氦-3中的超流动性1997年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子1998年诺贝尔物理学奖——分数量子霍耳效应的发现1999年诺贝尔物理学奖——亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构2000年诺贝尔物理学奖——半导体研究的突破性进展2001年诺贝尔物理学奖——玻色爱因斯坦冷凝态的研究。
经典和近代物理学史
爱因斯坦 (Allbert Einstein ,1879-1955) 1921年诺贝尔物理学奖授予德国柏林马克 斯· 普朗克物理研究所的爱因斯坦以表彰他在理 论物理学上的发现,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ别是发现了光电效应的定 律.
3．光量子假说
• 1905年6月，爱因斯坦在德国《物理学纪事》上发 表的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》， 为研究辐射问题带来了一个崭新的观点。他认为， 在普朗克的理论中，只考虑了腔壁上振子能量的 量子化，但对空腔内电磁辐射的处理，还是用的 麦克斯韦电磁波动理论，这种观点是不彻底的。 在爱因斯坦看来，电磁场能量本身也是量子化的， 辐射场不是连续的，而是由分立的能量子组成的。 他把这种能量子称为“光量子”。后来美国物理 学家路易斯把它改称为“光子”
• 劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现 象获得了1914年诺贝尔物理学奖 • W· H· 布拉格、W· L· 布拉格（英国）因用X 射线对晶体结构的研究共同获得了1915
年诺贝尔物理学奖
• 实验4-2
微波布拉格衍射
贝克勒尔
（Antoine Henri Becquerel ,1852 -1908）
• 1893年维恩也由电磁学和热力学理论得 出了辐射能量最强的波长与黑体的温度 成反比的“位移定律”，但这两个定律 都不能具体反映辐射能量随频率和温度 的分布情况，只能在一定的范围和条件 下与实验曲线相吻合。维恩因为在黑体 辐射方面的研究成果获得了1911年诺贝 尔物理学奖
普郎克 （Max Karl Ernst Ludwig Plank ,1858-1947） 1918年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学 的普郎克以承认他发现能量级对物理学的进展 所作的贡献。
居里夫妇
1903年诺贝尔物理学奖一半授予法国物理学家亨利· 贝克勒尔以表彰他发现了自发放射性；另一半授予法 国物理学家皮埃尔· 居里（Pierre Curie ,1859 -1906 ）和玛丽· 斯可罗夫斯卡· 居里（Marie Sklodowska ,1867 - 1934）,以表彰他们对贝克勒尔发现的辐射现 象所作的卓越贡献。
高中物理近代物理学史
力学：1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；2、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
3、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
4.17世纪，伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
5、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
6、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；7、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；8、1848年开尔文提出热力学温标，指出绝对零度是温度的下限。
指出绝对零度（-273.15℃）是温度的下限。
T=t+273.15K热力学第三定律：热力学零度不可达到。
波动学（3-4选做）：9、17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。
周期是2s的单摆叫秒摆。
10、1690年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。
11、奥地利物理学家多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
近代物理学的科学成就和方法
近代物理学的科学成就和方法物理学作为一门自然科学，一直在为人类的发展和进步做出杰出贡献。
近代物理学的科学成就和方法更是为我们揭示了世界的奥秘，让我们重新认识自然，从而推动了科学技术的进步。
本文将从以下三个方面来讨论近代物理学的科学成就和方法。
一、电磁学和光学的发展电磁学是物理学的一个重要分支。
通过电磁学的研究，人们了解了电和磁相互作用的本质，揭示了电磁波的存在，掌握了电磁波的产生、传播和应用。
麦克斯韦方程式是电磁学的核心内容。
它将电场、磁场、电荷密度、电流等描述成了一组方程式，为电磁现象提供了统一的理论框架。
因此，它被誉为“电磁学的骄傲”。
光学是物理学的另一个重要分支。
伽利略和胡克等人的光学实验，引起了人们对光的本质的研究。
牛顿的分光实验，证明了太阳光是由不同颜色的光混合而成的，从而开创了彩色分析的新领域。
光的干涉和衍射现象，揭示了光的波动性质。
麦克斯韦和麦克斯韦-波尔茨曼的电磁理论，揭示了光和电磁波的本质一致性。
量子力学的诞生，解释了光的粒子性质。
这些重大发现和新的理论，为光学的发展提供了坚实的基础。
二、相对论和量子力学的革命性突破相对论革命性地改变了人们对时空的认识。
爱因斯坦提出的狭义相对论较早就能解释物体在不同惯性系下的运动，而广义相对论更深刻地阐释了重力现象的本质，如弯曲时空和黑洞等。
通过狭义相对论，人们发现了物质与能量的等价性理论，即著名的质能方程E=mc²。
广义相对论的一系列预言，如引力波的存在和宇宙大爆炸学说的提出，都在后来被验实了。
量子力学是人类认识物质世界的又一伟大跨越。
它不仅揭示了量子和波粒二象性的本质，还揭示了物质在微观尺度下的奇妙行为，如量子隧穿、量子缠绕等。
量子力学的发展也推动了许多科技领域的进步，如半导体和量子计算等。
三、物理学的方法物理学的科学成就除了离不开精湛的技术手段和严谨的实验方法外，更深刻地体现了物理学家的独立思考和创新能力。
物理学家不仅要具备良好的数学素养和物理学知识，还要善于提出问题，思考解决问题的方法和思路。
物理学史和重要思想方法
一、高中物理的重要物理学史1．力学部分(1)1638年，意大利物理学家伽利略用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即：质量大的小球下落快)。
(2)1687年，英国科学家牛顿提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
(3)17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出，在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去，得出结论：力是改变物体运动的原因。
推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出，如果没有其他原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
(4)20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
(5)人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
(6)17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大行星运动定律。
(7)牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。
(8)1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤博用同样的计算方法发现冥王星。
2．电磁学部分(1)1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
(2)1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。
(3)1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。
(4)1826年德国物理学家欧姆(1787—1854)通过实验得出欧姆定律。
(5)19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。
(6)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应。
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经典和近代物理学史——兼谈诺贝尔物理学奖和一些技术历史回顾•一、经典物理学的成就和基本观念•二、现代物理学革命的序幕•三、相对论的建立•四、量子论的初期发展与量子力学建立•五、原子结构理论的发展•六、原子核物理的建立与发展•七、传感及测量技术历史回顾（I）•1900年普朗克量子论•1905年爱因斯坦相对论•开辟了现代物理学的新纪元•研究范围在空间尺度上从亚核世界到整个字宙，在时间尺度上从小于10-21秒到宇宙年龄历史回顾（II）•—百多年前创立的麦克斯韦电磁场理论为无线电、电视、雷达的技术发明和庞大的工业电力网络以及现代通汛系统的建立奠定了理沦基础•拉姆（美国）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构；库什（美国）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论，共同获得了1955年诺贝尔物理学奖•微波实验基本知识和实验4-1 反射式速调管的特性和波导工作状态的测量历史回顾（III）•磁光效应指的是具有固有磁矩的物质在外磁场的作用下，电磁特性发生变化，因而使光波在其内部的传输特性也发生变化的现象。
1845年，Michael Faraday首先发现了磁光效应，他发现当外加磁场加在玻璃样品上时，透射光的偏振面将发生旋转历史回顾（IV）•1877年John Kerr在观察偏振光从抛光过的电磁铁磁极反射出来时，发现了磁光克尔效应（magneto-optic Kerr effect）•实验2-3 法拉第效应•实验2-4 磁光克尔效应历史回顾（V）•本世纪20年代创立的量子力学理论为描述微观物体的行为提供了一个全新的框架，改变了我们最基本的测量原理，并为了解原子、分子和凝聚态物质的结构铺平了道路。
因而导致了诸如半导体、光通讯等新兴技术的崛起，并为研制奇异材料和激光器件开辟了道路历史回顾（VI）•1947年肖克莱、巴丁和布喇顿所发现的晶体管效应揭开了今天发生在我们周围的计算机革命的序幕。
没有人能够知道这场革命最终将会如何改变我们的生活和人类社会，但是它所显露出的信息社会的近期前景巳十分诱人•肖克利、巴丁、布拉顿因发明晶体管及对晶体管效应的研究共同获得了1956年诺贝尔物理学奖•计算机的基本技术，计算机的仿真技术，计算机的数值计算技术历史回顾（VII）•实验5-4 计算机系统结构原理及组装调试实验•实验5-1 计算机虚拟仿真物理实验•实验5-2 计算机数值模拟实验（混沌系统模型的一个例子）一、经典物理学的成就和基本观念•（一）经典力学和机械决定论•（二）热力学与能量和熵•（三）经典电动力学和“以太”说•（四）经典物理学的完成和局限•由伽利略(1564—1642)和牛顿(1642—1727)等人于17世纪创立的经典物理学，经过18世纪在各个基础部门的拓展到19世纪得到了全面、系统和迅速的发展达到了它辉煌的顶峰。
到19世纪末，已建成了一个包括力、热、声、光、电诸学科在内的、宏伟完整的理论体系。
特别是它的三大支柱——经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学——已臻于成熟和完善，不仅在理论的表述和结构上已十分严谨和完美，而且它们所蕴涵的十分明晰和深刻的物理学基本观念，对人类的科学认识也产生了深远的影响（一）经典力学和机械决定论•由牛顿把它概括在一个严密的统一理论中，实现了近代物理学发展史上第一次理论大综合。
在l687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿提出了动力学的三个基本原理和万有引力定律。
利用变分法的数学方法和“最小作用量原理”的物理学基础建立起了和牛顿动力学方程等价的欧拉—拉格朗日方程，并最终于1834年由英国的哈密顿(1805—1865)提出了哈密顿原理和正则方程，建立了“分析力学”理论，实现了牛顿后力学理论的一个最大的飞跃（二）热力学与能量和熵•能量守恒原理的建立，使物理学思想和理论结构获得了辉煌的进展是19世纪自然科学上的一个伟大胜利也是近代物理学发展中的第二次理论大综合•熵原理的发现，实际上把演化的思想带进了物理学，指出了自然过程的不可逆性和历史性•在经典力学和电磁场理论中，基本物理定律中的时间都是对称的、可逆的，它们的基本方程对时间反演都是具有对称性的，运动对于过去和未来没有本质的区别，时间在那里仅仅是从外部描述运动的一个参量，它的变化对运动的性质并无影响。
因而时间箭头在那里没有实质性的意义•“统计力学”这个名称是1884年由美国物理学家吉布斯(1839一1903)首先提出的。
吉布斯在麦克斯韦和玻耳兹曼思想的基础上，明确形成了“系综”概念，创立了系综统计方法。
从而将热学的唯象的和分子运动论的两个基本的研究方向统一到一个有机整体之中，完成了统计力学这个经典物理学的又一次理论大综合（三）经典电动力学和“以太”说•1862年，麦克斯韦引入了一个电磁以太的准力学模型和“位移电流”假设，1864年提出了电动力学方程组，预言了电磁波的存在，井揭示了光的电磁波动本性。
麦克斯韦的方案使媒递接触观念得以完全实现，并使电磁学理论的全部物理基础得以奠定，成为近代物理学发展中的第三次理论大综合（四）经典物理学的完成和局限•大约到了1895年前后，以经典力学、经典热力学和统计力学、经典电动力学为三大支柱的经典物理学，结合成一座具有雄伟的建筑体系和动人心弦的“美丽的殿堂”，达到了它的颠峰时期•在力学方面，与机械观相联系的绝对时间、绝对空间的概念以及关于质量的定义，都已受到普遍的批评，牛顿对于引力的本质问题也采取了回避的态度。
而牛顿力学的理论框架实际上必然要把引力看作是一种瞬时传递的超距作用，这与19世纪发展起来的场物理学是根本对立的•在热学方面，熵增加原理揭示的与热现象有关的自然过程的不可逆性，反映出热力学原理与经典力学和经典电动力学原理之间深刻的内在矛盾，而统计力学中引入的概率统计思想以及热力学规律的统计性质，已使经典力学的严格确定性出现了缺口•在光学和电磁学方面，作为光波与电磁波的传播媒介的“以太”，其令人难以理解的特殊性质以及关于它的存在的检测，都使科学家们费尽心血而一筹莫展。
根据电磁学理论，可用空间坐标的连续函数描写的场，是具有能量的不能再简化的物理实在，这又与经典力学把运动的质点看作能量的唯一裁体的观点严重背离二、现代物理学革命的序幕（一）19世纪末的三大发现•1．X射线的发现•2．放射性的发现•3．电子的发现（二）经典物理学的两朵乌云•1．第一朵乌云“以太”学说•2．第二朵乌云“紫外灾难”（一）19世纪末的三大发现伦琴（Willhelm Konrad Rotgen, 1845---1923) 1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴以表彰他在1895年发现的X射线。
1．X射线的发现•1895年11月伦琴发现X射线，一种具有强穿透力的新的射线，它是由阴极射线打到玻璃管壁上所产生的；它可以穿透厚达一千页的书、几厘米厚的木板、15毫米厚的铝片，并可用照相的方法透过人体显示骨骼的轮廓和金属物体内部的缺陷•伦琴由于这一发现，理所当然地获得了1901年首届诺贝尔物理学奖劳厄(Max von Laue ,1879-1960)1914年诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄以表彰他发现了晶体的X射线衍射。
亨利·布拉格劳伦斯·布拉格(William Henry Bragg ,1862-1942) （William Lawrence Bragg, 1890-1971）1915年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的亨利.布拉格和他的儿子英国曼彻斯特维克托利亚大学的劳伦斯.布拉格以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
•1912年，德国物理学家劳厄才从晶体衍射的新发现判定X射线是频率极高的电磁波。
不久以后，莫塞莱证实它是由原子中内层电子跃迁所发出的辐射•劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象获得了1914年诺贝尔物理学奖•W·H·布拉格、W·L·布拉格（英国）因用X 射线对晶体结构的研究共同获得了1915年诺贝尔物理学奖•实验4-2 微波布拉格衍射贝克勒尔（Antoine Henri Becquerel ,1852 -1908）1903年诺贝尔物理学奖一半授予法国物理学家亨利·贝克勒尔以表彰他发现了自发放射性；另一半授予法国物理学家皮埃尔·居里（Pierre Curie ,1859 -1906）和玛丽·斯可罗夫斯卡·居里（Marie Sklodowska,1867 -1934）,以表彰他们对贝克勒尔发现的辐射现象所作的卓越贡献。
居里夫妇2．放射性的发现•贝可勒尔发现底片上有铀盐包的清晰的廓影。
贝可勒尔推想，感光必定是由于铀盐自身发出的某种神秘射线所致，实验证明，辐射只与铀元素的存在有关，而且纯金属铀的辐射比铀化合物强许多倍，铀辐射不但能使底片感光，还能使气体电离变成导体•波兰出生的物理学家玛丽·居里当时选择了放射性物质作为她博士论文的题目•她首先证实了铀的辐射强度同铀的数量成正比，而同其化学形式无关，随后，她和德国的施米特同时发现了钍也具有这种性质，她建议把物质的这种性质称为“放射性”，以区别于一般的射线。
以后钋和镭的发现，动摇了长期以来科学家们所信守的基本理论。
居里夫妇和贝可勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖•元素衰变理论是一个革命性的理论，它打破了自古以来一直认为的原子永远不能破坏和毁灭的传统观念，证明一种元素的原子可以变成另一种元素的原子。
这个理论虽然受到了门捷列夫和开尔文等科学泰斗的激烈反对，但终因实验事实的不断证实而得到科学界的承认•实验5-3 盖革—弥勒计数器特性和放射性核衰变统计规律的模拟实验（碳14）J.J.汤姆孙爵士（Sir Joseph Thomon,1856-1940）1906年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的J.J.汤姆孙爵士以表彰他对气体导电的理论和实验所作的贡献。
3．电子的发现•英国物理学家J.J.汤姆逊支持带电微粒说。
于1897年对阴极射线进行了周密的实验考察。
用磁场使阴极射线发生偏转而进入法拉第筒，证明负电荷确实来自阴极射线。
他通过阴极射线在电场和磁场中分别发生偏转时偏转量的测定，计算出了阴极射线的荷质比和速度，发现其荷质比的数值大约是氢离子的千分之一，而其速度大约在109厘米/秒的数量级•约瑟夫·汤姆生（J.J.汤姆逊）（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子而获得了1906年诺贝尔物理学奖（二）经典物理学的两朵乌云•1900年4月27日，开尔文在英国皇家学会以《19世纪热和光的动力理论上空的乌云》为题所作的长篇演讲中，虽然认为物理学是万里晴空，但又说：“动力学理论断言热和光都是运动的方式，可是现在，这种理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了。