物理方法

物理学史

时期	关键人物与事件	科学意义与贡献
古代	亚里士多德（Aristotle）提出落体论；泰勒斯（Thalēs）发现琥珀吸物；我国古人发明司南及论述“顿牟掇芥”	物理学的萌芽时期，初步探索自然现象及其背后的逻辑。
16-17 世纪	哥白尼（Copernicus）发表《天体运行论》（1543）；伽利略（Galileo）研究落体运动与理想斜面实验（1638）	标志着现代意义物理学的正式诞生；确立了实验与逻辑推理相结合的研究方法。
	开普勒（Kepler）发现行星运动三定律（1609-1619）；牛顿（Newton）发表《自然哲学的数学原理》（1687）	建立了系统性的力学理论，实现了天体与地面物体运动规律的统一。
	惠更斯（Huygens）确定单摆周期公式（1656）；玻意耳（Boyle）发现气体定律（1662）	推动了动力学和实验技术的发展，确立了波动学说基础。
18 世纪	富兰克林（Franklin）捕获闪电（1752）；库仑（Coulomb）确定库仑定律（1785）	电学进入定量研究阶段。
	卡文迪什（Cavendish）测定引力常量 G（1798）；伦福德（Rumford）观察炮筒镗孔发热（1798）	验证了万有引力定律；初步认识到热是运动的一种形式。
19 世纪	托马斯·杨（Young）观察到双缝干涉（1801）；道尔顿（Dalton）提出原子论（1808）	证实了光的波动性；建立了近代物质微观模型基础。
	奥斯特（Oersted）发现电流磁效应（1820）；法拉第（Faraday）发现电磁感应（1831）	揭示了电与磁的内在联系，引领人类进入电气时代。
	焦耳（Joule）、迈尔（Mayer）等确立能量守恒定律（1840s）；麦克斯韦（Maxwell）建立电磁场理论（1860s）	物理学史上的第二次及第三次大综合。
	赫兹（Hertz）证实电磁波（1888）；汤姆孙（J.J. Thomson）发现电子（1897）	证实了电磁场理论；打破了原子不可分的观念。
20 世纪至今	普朗克（Planck）提出能量子假设（1900）；爱因斯坦（Einstein）创立相对论并解释光电效应（1905）	开创了量子论和相对论，奠定了现代物理学的基础。
	卢瑟福（Rutherford）提出核式结构模型（1911）；玻尔（Bohr）建立能级模型（1913）	深化了对原子结构的认识。
	康普顿（Compton）发现康普顿效应（1923）；德布罗意（de Broglie）提出物质波（1924）	确认了微观粒子的波粒二象性。
	薛定谔、海森伯等建立量子力学（1920s）；查德威克（Chadwick）发现中子（1932）	完整描述了微观粒子的运动规律；探明了原子核的组成。
	哈恩、迈特纳发现核裂变（1938）；盖尔曼（Gell-Mann）提出夸克模型（1964）	开启了原子能利用时代；认识了更深层次的强子结构。
	实验直接探测到引力波（2016）；拍摄首张黑洞照片（2019）	验证了广义相对论的最后预言，深化了对宇宙演化的理解。

长度测量

刻度尺

游标卡尺

螺旋测微器

打点计时器

基本方法

量纲分析

在下表中，量纲由以下国际单位制（SI）基本物理量的符号表示：

$M$ ：质量（Mass）。
$L$ ：长度（Length）。
$T$ ：时间（Time）。
$I$ ：电流（Electric Current）。
$\Theta$ ：热力学温度（Thermodynamic Temperature）。
$N$ ：物质的量（Amount of Substance）。

物理量	符号	国际标准单位	常用单位	量纲
一、力学
时间	$t$	秒（ $\text{s}$ ）	分钟（ $\text{min}$ ），小时（ $\text{h}$ ）	$T$
长度	$x$	米（ $\text{m}$ ）		$L$
质量	$m$	千克（ $\text{kg}$ ）	吨（ $\text{t}$ ）	$M$
速度	$v$	米/秒（ $\text{m/s}$ ）	千米/小时（ $\text{km/h}$ ）	$L T^{-1}$
加速度	$a$	米/秒²（ $\text{m/s}^2$ ）		$L T^{-2}$
力	$F$	牛顿（ $\text{N}$ ）		$M L T^{-2}$
密度	$\rho$	千克/立方米（ $\text{kg/m}^3$ ）	克/立方厘米（ $\text{g/cm}^3$ ）	$M L^{-3}$
压强	$P$	帕斯卡（ $\text{Pa}$ ）	标准大气压（ $\text{atm}$ ）毫米汞柱（ $\text{mmHg}$ ）	$M L^{-1} T^{-2}$
功	$W$	焦耳（ $\text{J}$ ）	千瓦时（ $\text{kW}\cdot\text{h}$ ）电子伏特（ $\text{eV}$ ）	$M L^2 T^{-2}$
能量	$E$	焦耳（ $\text{J}$ ）	千瓦时（ $\text{kW}\cdot\text{h}$ ）电子伏特（ $\text{eV}$ ）	$M L^2 T^{-2}$
功率	$P$	瓦特（ $\text{W}$ ）	马力（ $\text{hp}$ ）	$M L^2 T^{-3}$
动量	$p$	千克·米/秒（ $\text{kg}\cdot\text{m/s}$ ）		$M L T^{-1}$
冲量	$I$	牛顿·秒（ $\text{N}\cdot\text{s}$ ）		$M L T^{-1}$
角速度	$\omega$	弧度/秒（ $\text{rad/s}$ ）		$T^{-1}$
周期	$T$	秒（ $\text{s}$ ）		$T$
频率	$f$	赫兹（ $\text{Hz}$ ）		$T^{-1}$
万有引力常量	$G$	$\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2$		$M^{-1} L^3 T^{-2}$
波长	$\lambda$	米（ $\text{m}$ ）	埃（ $\text{Å}$ ）	$L$
二、电磁学
电荷量	$q$	库仑（ $\text{C}$ ）		$I T$
电流	$I$	安培（ $\text{A}$ ）		$I$
电压	$U$	伏特（ $\text{V}$ ）		$M L^2 T^{-3} I^{-1}$
电动势	$E$	伏特（ $\text{V}$ ）		$M L^2 T^{-3} I^{-1}$
电场强度	$E$	$\text{N/C}$ 或 $\text{V/m}$		$M L T^{-3} I^{-1}$
电阻	$R$	欧姆（ $\Omega$ ）		$M L^2 T^{-3} I^{-2}$
电阻率	$\rho$	欧姆·米（ $\Omega\cdot\text{m}$ ）		$M L^3 T^{-3} I^{-2}$
电功	$W$	焦耳（ $\text{J}$ ）	千瓦时（ $\text{kW}\cdot\text{h}$ ）	$M L^2 T^{-2}$
电功率	$P$	瓦特（ $\text{W}$ ）		$M L^2 T^{-3}$
电容	$C$	法拉（ $\text{F}$ ）		$M^{-1} L^{-2} T^4 I^2$
磁感应强度	$B$	特斯拉（ $\text{T}$ ）	高斯（ $\text{G}$ ）	$M T^{-2} I^{-1}$
磁通量	$\Phi$	韦伯（ $\text{Wb}$ ）		$M L^2 T^{-2} I^{-1}$
静电力常量	$k$	$\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$		$M L^3 T^{-4} I^{-2}$
三、其他
热力学温度	$T$	开尔文（ $\text{K}$ ）	摄氏度（ $^{\circ}\text{C}$ ）	$\Theta$
热量	$Q$	焦耳（ $\text{J}$ ）	卡路里（ $\text{cal}$ ）	$M L^2 T^{-2}$
内能	$U$	焦耳（ $\text{J}$ ）		$M L^2 T^{-2}$
比热容	$c$	$\text{J/(kg}\cdot\text{K)}$		$L^2 T^{-2} \Theta^{-1}$
物质的量	$n$	摩尔（ $\text{mol}$ ）		$N$
摩尔质量	$M$	千克/摩尔（ $\text{kg/mol}$ ）	克/摩尔（ $\text{g/mol}$ ）	$M N^{-1}$
阿伏伽德罗常量	$N_A$	每摩尔（ $\text{mol}^{-1}$ ）		$N^{-1}$
普朗克常量	$h$	焦耳·秒（ $\text{J}\cdot\text{s}$ ）		$M L^2 T^{-1}$
光子能量	$E$	焦耳（ $\text{J}$ ）	电子伏特（ $\text{eV}$ ）	$M L^2 T^{-2}$
逸出功	$W_0$	焦耳（ $\text{J}$ ）	电子伏特（ $\text{eV}$ ）	$M L^2 T^{-2}$

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