物理学根据研究对象的尺度和方法可分为经典物理学、量子物理学和相对论物理学三大类。经典物理学以宏观低速现象为核心,涵盖牛顿力学、电磁学和热力学;量子物理学揭示微观粒子的运动规律,包括原子结构和基本粒子相互作用;相对论物理学则研究高速运动及强引力场下的时空本质,分为狭义与广义相对论。
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经典物理学的框架建立在直观经验基础上,例如牛顿三定律描述物体机械运动,麦克斯韦方程组统一电磁现象,而热力学定律则解释能量转换的宏观规则。这类理论在日常生活和工程技术中应用广泛,但无法解释微观或高速领域的现象。
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量子物理学通过波函数、不确定性原理等概念,刻画了电子、光子等微观粒子的行为。其突破性在于发现能量离散化与波粒二象性,催生了半导体、激光等技术,并推动了对物质本质的深层认知。
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相对论物理学中,狭义相对论提出时空相对性和质能方程(),广义相对论则将引力解释为时空弯曲,预言了黑洞和引力波。这类理论彻底改变了人类对宇宙大尺度结构的理解。
现代物理学的发展往往需要三类理论的交叉融合,例如黑洞研究需结合量子力学与广义相对论。理解这些分类,能帮助我们更系统地探索从粒子到宇宙的奥秘。