(完整版)物理学发展简史

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一、古典物理学与近代物理学：

1、古典物理学：廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学，以巨观的角度研究物理，可分为

力学、热学、光学、电磁学等主要分支。

2、近代物理学：廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学，以

微观的角度研究物理，量子力学与相对论为近代物理的两大基石。

理

1

2

3

4

1

)和化

(1)半导体制成晶体管，体积小、耗电量少，具有放大电流讯号功能。

(2)半导体制成二极管具整流能力。

(3)集成电路(IC)：

(A)1958年发展出「集成电路」技术，系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容纳

上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术，而此电路即称为集

成电路。

(B)IC之特性：体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。

(C)IC之应用：计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。

(4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯，故俗称第二次工业革命。

2、雷射：

(一)原理：利用爱因斯坦「原子受激放射」理论，诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁并

放射同频率之光子，藉以将光加以增强。

(二)特性：聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。

(三)应用：

(1)工业上：测量、切割、精密加工……

(2)医学上：切割手术(肿瘤、近视)……

(3)军事上：定位、导引……

(4)生活、娱乐上：激光视盘、光纤通讯……

3、光纤：

(一)光纤：将高纯度石英熔融抽丝制成极细之圆柱体，柔软可挠曲，含内层(纤芯)及外层(包

层)两层。

(二)原理：纤芯之折射率大于包层，光讯号以特定角度射入纤芯之一端后，因连续之全反射而

传递至另一端。

(三)特性：

(核

2。

(1)向量：兼具大小及方向性者，如：速度、力……

(2)纯量：仅具大小无方向性者，如：体积、时间、功……

(二)依定义方式而分：

(1)基本量：由基本概念定义而出之物理量，共有时间、长度、质量、电流、温度、发光强

度(光度)、物质的量(物量)七种。

(2)导出量：由基本量所定义出之物理量，如：体积、面积、速度等。

(3)物理学(力学)上最常用的三个基本量：时间、长度、质量。

二、测量：

1、定义：将待测物理量与一标准量做比较的过程。

2、结果：

⎧⎧⎫

⎪⎨⎬

⎨⎩⎭

⎪

⎩

準確值

數值有效數字測量結果一位估計值

單位

3、科学记号：将一数字化为n

a10(1a10)

⨯≤<之形式，称为科学记号。

4、数量级：一数化为科学记号后

(一)

若a 3.16

≥≈，则其数量级为n1

10+

(二)

若a 3.16

<≈，则其数量级为n

10

三、单位：

1、定义：物理量之比较标准。

2、条件：单位须具「恒常性」及「方便性」。

3、SI单位：国际度量衡局选定七个基本量之单位(基本单位)作为单位系统之基础，简称SI单

4

5

(

(

1

(

1小时

86400

(B)缺点：(a)平均太阳日逐年改变。

(b)使用不便。

(2)1967年后：原子间之振动具良好之恒常性，故国际度量衡局于1967年会议中，选定了

以铯原子之某一固定振动次的时间定义为1秒，此标准沿用至今。

(二)单摆之等时性：

(1)当单摆之摆角不大(摆角5

<︒)时，其周期T2

g

=只与摆长有关。

(2)周期T2

=秒之单摆称为秒摆，其摆长1m

≈

(三)半衰期(半生期τ)：

(1)定义：放射性物质衰变数量达原来总数之一半(即剩下一半尚未衰变)所需的时间，称为

半衰期或半生期。

(2)公式：设半衰期为τ之某放射性物质原数量为0N ，经过时间t 后，剩下数量为N ，则：

τ=t 2

10)(N N (3)应用：利用物体所含C 14之浓度可鉴定其年代。

2、长度之测量及单位：

(一)公尺之定义：

(1)18世纪：以北极经巴黎至赤道的子午线长之一千万分之一为1公尺，并以此标准制作了

一标准尺(铂铱合金棒)。

(2)1889年后：因标准尺长之一千万倍不等于子午线长，遂改以标准尺为1公尺之标准，其

缺点为易受环境影响。

(3)1961年：国际间同意将公尺之标准改订为氪的同位素所发出某一特定光的波长的

(3(

4、1234物体其体积则可用「排水法」求出。

5、单位：

(一)SI 制：3kg m

(二)常用：3g cm

(三)换算：33g kg 11000cm m =