经典物理学发展史论文

自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。 今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今，伴随着人类社会的进步，化学历史的发展经历了哪些时期呢？ 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。 燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。化学的英文词为Chemistry，法文Chimie，德文Chemie，它们都是从一个古字、即拉丁字chemia，希腊字Xηwa(Chamia)，希伯莱字Chaman或Haman，阿拉伯字Chema或Kema，埃及字Chemi演化而来的．它的最早来源难以查考．从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的．所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的，不过这个名字的意义很晦涩，有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。 其所以有这些意义，大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方，也是古代化学极为发达的地方，尤其是在实用化学方面。例如，埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃，可见至少在公元前2500年以前，埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看，可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义，可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000－11000年前，我们已会制作陶器，3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器，造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时，中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 化学的发展可以说是日新月异，尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科，譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等，令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等，更是令人眼花缭乱。而古往今来，有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗？化学名人风采将带您走近他们..

物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文，供大家参考。

摘要：论述了X射线的发现，不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明，使微电子产业称雄20世纪，并促进信息技术的高速发展，物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出，使原子能逐步取代石化能源，给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明，使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明，将点亮整个21世纪.事实告诉我们，是物理学推动科技创新，由此得出结论：物理学是科技创新的源泉.昭示人们，高校作为培养人才的场所，理工科要重视大学物理课程.

关键词：X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理

1引言

物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3]，其内容广博、精深，研究方法多样、巧妙，被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现：其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成，同时，其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此，大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5]，大学物理课程最低学时数为126学时，其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时，其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示，众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子，大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时，如今，大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时，远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学，有的要求只讲热学，有的则要求只讲电磁学，…面对这种情况，大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉，这不是个别学校的做法，在全国具有普遍性.殊不知，力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系，相互联系，缺一不可.这种以消减教学内容为代价，解决课时不足的做法，就如同削足适履，是对教育规律不尊重，是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课，只论及物理学是科技创新的源泉这一命题，以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.

2物理学是科技创新的源泉

且不说力学和热力学的发展，以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命，欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展，以电动机为标志引发了第二次工业革命，欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国，使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用，从而得出结论：物理学是科技创新的源泉.1895年，威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线，这种射线在电场、磁场中不发生偏转，穿透能力很强，由于当时不知道它是什么，故取名X射线.直到1912年，劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅，确定它是一种光波，波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖，他发现的X射线开创了医学影像技术，利用X光机探测骨骼的病变，胸腔X光片诊断肺部病变，腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像，CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像，它可以清楚地展示被检测部位的内部结构，可以准确确定病变位置.当今，各医院都设置放射科，X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年，威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6，P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数，α为入射光与晶面夹角，λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构，创立了X射线晶体结构分析这一学科，布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今，X射线衍射仪不仅在物理学研究，而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用，所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪，它是研究物质结构的必备仪器.1907年，威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子，电子质量me=9.11×10-31kg，电子荷电e=-1.602×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年，美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时，发现Ge晶体具有放大作用，发明了晶体三极管，很快取代电子管，随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年，美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年，英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上，制成世界上第一个微处理器.80年代末，芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活，微电子技术称雄20世纪，进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看，发现电子厂比比皆是，这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性，还具有荷磁性.

1925年，乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说，每个电子都具有自旋角动量S轧，它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值，Sz=±h2;电子具有荷磁性，每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪，直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中，材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变，其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合，不加磁场时电阻率大，当外加磁场时，相邻铁磁层的磁矩方向排列一致，对电子的散射弱，电阻率小.利用磁性控制电子的输运，提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR)，磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率，ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注，1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理，研制出“新型读出磁头”，此前的磁头是用锰铁磁体，磁电阻MR只有1%-2%，而新型读出磁头的MR约50%，将磁盘记录密度提高了17倍，有利于器件小型化，利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等，GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年，Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%，称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR)，钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻，在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景，引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而，CMR效应还没有得到实际应用，原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场，问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年，爱因斯坦提出[13]：“就一个粒子来说，如果由于自身内部的过程使它的能量减小了，它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小，△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径：“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论，不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论，1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争，1945年8月6日和9日，美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹，迫使日本接受《波茨坦公告》，于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用，1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年，美国有104座核电站，核电站发电量占本国发电总量的20%，法国有59台机组，占80%;日本有55座核电站，占30%.截至2015年4月，我国运行的核电站有23座，在建核电站有26座，产能为21.4千兆瓦，核电站发电量占我国发电总量不足3%，所以我国提出大力发展核电，制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用，一方面减少了化石能源的消耗，从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放，另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量，受控核聚变正在研究中，若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时，能源危机彻底解除.

20世纪最杰出的成果是计算机，物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来，经历了第一至第五代，计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步，依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料，随着物理学的进步，磁性材料的性能越来越高，计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉，中科院强磁场中心、中科院物理所等，正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构，将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小，ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管，量子力学指导着研究电子器件大小的极限，光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.

1916年，爱因斯坦提出光受激辐射原理，时隔44年，哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好，相干性好，方向性好和亮度高等特点，在医疗、农业、通讯、金属微加工，军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述，只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等，激光加工技术具有突出特点：不接触加工工件，对工件无污染;光点小，能量集中;激光束容易聚焦、导向，便于自动化控制;安全可靠，不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小，割缝一般在0.1-0.2mm;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年，仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币，其中激光加工设备销售额达215亿人民币.

2014年，诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家，是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED)，帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于，在三基色红、绿、蓝中，红光LED和绿光LED早已发明，但制造蓝光LED长期以来是个难题，他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED，这样三基色LED全被找到了，制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低，耗能不到普通灯泡的1/20，全世界发的电40%用于照明，若把普通灯泡都换成LED灯，全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年，英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov)，因发明石墨烯材料，获得诺贝尔物理学奖.目前，集成电路晶体管普遍采用硅材料制造，当硅材料尺寸小于10纳米时，用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好.因此，石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命[14].2012年，法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(DavidJ.win-land)，在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法，使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].

2013年，由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系，薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，电子自旋向上的在一个跑道上，自旋向下的在另一个跑道上，犹如在高速公路上，它们在各自的跑道上“一往无前”地前进，不产生电子相互碰撞，不会产生热能损耗.通过密度集成，将来计算机的体积也将大大缩小，千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此，这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明，都会开辟一块新天地，带来产业革命，推动社会进步，创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史，可以看出物理学是科技创新的源泉.

3结语

论述了X射线，电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用，自然得出结论，物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看，美国的著名大学非常注重大学物理，加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540，英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨，以他们的数学与应用数学为例，大一开设：力学与热学80学时，大学物理—基础实验54学时;大二开设：电磁学80学时，光学与原子物理80学时，大学物理—综合实验54学时;大三开设：理论力学60学时，大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天，高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.

参考文献：

〔1〕祝之光.物理学[M].北京：高等教育出版社，2012.1-10.

〔2〕马文蔚，周雨青.物理学教程[M].北京：高等教育出版社，2006.I-V1.

〔3〕倪致祥，朱永忠，袁广宇，黄时中，大学物理学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2005.前言.

〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程，2006，16(5)

〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程，2006,16(4)：1-3.

〔6〕姚启钧，光学教程[M].北京;高等教育出版社，2002.138-139.

〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京：人民教育出版社，1979.182-183.

〔8〕孙阳(导师：张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学，2001.10-11.

一、全息教学在初中物理教学中运用的策略

1.运用全息理论，对初中物理教学课型进行合理选择与搭配

新课改以后，物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面，其核心是给学生提供机会、创造机会。因此，在物理教学中，教师要善于运用全息教学理论，并根据学生的生活经验和已有的知识背景，对课型合理地选择与搭配，带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现，激励学生发现并提出问题，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生创新和探究能力。例如：在讲静电屏蔽时，首先带领学生对静电屏蔽进行了实验，并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“：用电吹风吹头时，电吹风其对电视信号有影响，那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验：将一个手机放在一个密闭的纸盒内，用另一部手机呼叫，学生们听到了响声。再让同学思考，如果将手机放在前面做过实验的金属笼内，是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后，仍能听到铃声。学生们都感到疑惑，难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字，然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电，其属一种交变的电磁场，遇到金属网时，金属网会感应出同频率的电磁波，只是强度变小，因此在仍能听到笼中手机铃声，也解释了，也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式，加深了学生对物理知识的理解，从而提高了教学质量。

2.运用全息理论，根据物理教材和学情选择合适的教学方法

在进行物理教学时，物理教材中的安排的知识点难易程度不同，如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解，容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练，而对于相对较难的知识点，就可能会导致学生对其似懂非懂，这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时，不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变，使学生能够熟练地掌握知识点。另外，每个学生对于知识点的掌握情况不同，有些学生可能掌握的好一些，有些学生掌握的差一些，因此物理教师要根据学情来选择教学方式，既要照顾那些掌握知识差的同学，也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如，在向同学讲解“测量”的知识点时，对与学生来说这个相对知识点相对容易，在日常生活中很容易接触到，因此教师在运用全息教学论时，可以先向学生对所要内容的主旨，主要思路进行讲解，然后对主要知识点进行仔细讲解，经过这样的讲解，学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时，学生对其中的规律和容易混淆，如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解，学生就很难掌握。因此，教师要改变教学方法，既要向学生进行理论讲解，也要带领学生对个规律进行实验，通过实验加深学生对光学规律的理解，使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论，根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中，物理教师对学生的评价方式非常重要，有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣，而有的评价方式可能使学生受到打击，从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论，并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式，激发学生学习物理的兴趣。例如，在课堂上让学生回答问题时，学生回答对了要给与肯定的评价，而如果学生回答错了，要用积极的评价方式去评价，用全息理论去告诉他，其在探讨知识的过程中，没有选择正确的方式方法，让其用正确的方式再去进行探讨，这样既让学生知道了自己了不足，也对学生进行了鼓励学生，这样学生就会乐意去学习，从而大大地提高物理教学质量。

二、结束语

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经典物理学发展史 古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就，但当时将这些归入应用数学，并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪，自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期，哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害，向旧传统挑战，其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上，因此被尊称为物理学或科学之父。 伽利略的成就是多方面的，仅就力学而言，他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度，推论出如另一斜面的倾角极小，为达到同一高度，物体将以匀速运动趋于无限远，从而得出如无外力作用，物体将运动不息的结论 。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程，驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论，并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角，伽利略还分析“地常动移而人不知”，提出著名的“伽利略相对性原理”（中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论）。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律，牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系，建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步)，解决了太阳系中的二体问题，推导出开普勒三定律，从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时，几何光学也有很大发展，在16世纪末或17世纪初，先后发明了显微镜和望远镜，开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。 法国在大革命的前后，人才辈出，以P.S.M.拉普拉斯为首的法国科学家(史称拉普拉斯学派)将牛顿的力学理论发扬光大，把偏微分方程运用于天体力学，求出了太阳系内三体和多体问题的近似解，初步探讨并解决了太阳系的起源和稳定性问题，使天体力学达到相当完善的境界。在牛顿和拉普拉斯的太阳系内，主宰天体运动的已经不是造物主，而是万有引力，难怪拿破仑在听完拉普拉斯的太阳系介绍后就问 ：你把上帝放在什么地位？无神论者拉普拉斯则直率地回答 ：我不需要这个假设。 拉普拉斯学派还将力学规律广泛用于刚体、流体和固体，加上W.R.哈密顿、G.G.斯托克斯等的共同努力，完善了分析力学，把经典力学推进到更高阶段。该学派还将各种物理现象如热、光、电、磁甚至化学作用都归于粒子间的吸引和排斥，例如用光子受物质的排斥解释反射，光微粒受物质的吸引解释折射和衍射，用光子具有不同的外形以解释偏振，以及用热质粒子相互排斥来解释热膨胀、蒸发等等，都一度取得成功，从而使机械的唯物世界观统治了数十年。正当这学派声势煊赫、如日中天时，受到英国物理学家T.杨和这个学派的后院法兰西科学院及科学界的挑战，J.B.V.傅里叶从热传导方面，T.杨、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳从光学方面，特别是光的波动说和粒子说（见光的二象性）的论争在物理史上是一个重大的事件。为了驳倒微粒说，年轻的土木工程师菲涅耳在阿拉戈的支持下，制成了多种后以他的姓命名的干涉和衍射设备，并将光波的干涉性引入惠更斯的波阵面在介质中传播的理论 ，形成惠更斯-菲涅耳原理，还大胆地提出光是横波的假设，并用以研究各种光的偏振及偏振光的干涉，他创造了“菲涅耳波带”法，完满地说明了球面波的衍射，并假设光是以太的机械横波解决了光在不同介质界面上反射、折射的强度和偏振问题，从而完成了经典的波动光学理论。菲涅耳还提出地球自转使表面上的部分以太漂移的假设并给出曳引系数。也在阿拉戈的支持下，J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐测定光速在水中确比空气中为小，从而确定了波动说的胜利，史称这个实验为光的判决性实验。此后，光的波动说及以太论统治了19世纪的后半世纪，著名物理学家如法拉第、麦克斯韦、开尔文等都对以太论坚信不疑。另一方面，利用干涉仪内干涉条纹的移动，可以精确地测定长度、速度、曲率的极微细的变化；利用棱镜和衍射光栅产生的光谱，可以确定地上和天上的物质的成分及原子内部的变化。因此这些光学仪器已成为物理学、分析化学、物理化学和天体物理学中的重要实验手段。 蒸汽机的发明推动了热学的发展 ，18世纪60年代在 J.瓦特改进蒸汽机的同时，他的挚友J.布莱克区分了温度和热量，建立了比热容和潜热概念，发展了量温学和量热学，所形成的热质说和热质守恒概念统治了80多年。在此期间，尽管发现了气体定律，度量了不同物质的比热容和各类潜热 ，但对蒸汽机的改进帮助不大，蒸汽机始终以很低的效率运行。1755年法国科学院坚定地否决了永动机 。1807年T.杨以“能”代替莱布尼兹的“活力” ，1826年 J. V. 彭赛列创造了“功”这个词。1798年和1799年，朗福德和H.戴维分析了摩擦生热，向热质说挑战；J.P.焦耳从 19 世纪 40 年代起到1878年，花了近40年时间，用电热和机械功等各种方法精确地测定了热功当量 ；生理学家 J.R.迈尔和H.von亥姆霍兹 ，更从机械能、电能、化学能、生物能和热的转换，全面地说明能量既不能产生也不会消失，确立了热力学第一定律即能量守恒定律。在此前后，1824年，S.卡诺根据他对蒸汽机效率的调查，据热质说推导出理想热机效率由热源和冷却源的温度确定的定律。文章发表后并未引起注意。后经R.克劳修斯和开尔文分别提出两种表述后，才确认为热力学第二定律。克劳修斯还引入新的态函数熵；以后，焓、亥姆霍兹函数、吉布斯函数 等态函数相继引入 ，开创了物理 化学 中的重要分支——热化学。热力学指明了发明新热机、提高热机效率等的方向，开创了热工学；而且在物理学、化学、机械工程、化学工程 、冶金学等方面也有广泛的指向和推动作用。这些使物理化学开创人之一W.奥斯特瓦尔德曾一度否认原子和分子的存在 ，而宣扬“唯能论”，视能量为世界的最终存在 。但另一方面，J.C.麦克斯韦的分子速度分布率（见麦克斯韦分布）和L.玻耳兹曼的能量均分定理把热学和力学综合起来，并将概率规律引入物理学，用以研究大量分子的运动，创建了气体分子动力论（现称气体动理论），确立了气体的压强、内能、比热容等的统计性质，得到了与热力学协调一致的结论。玻耳兹曼还进一步认为热力学第二定律是统计规律，把熵同状态的概率联系起来，建立了统计热力学。任何实际物理现象都不可避免地涉及能量的转换和热量的传递，热力学定律就成为综合一切物理现象的基本规律。经过20世纪的物理学革命，这些定律仍然成立。而且平衡和不平衡、可逆和不可逆、有序和无序乃至涨落和混沌等概念，已经从有关的自然科学分支中移植到社会科学中。 在19世纪20年代以前 ，电和磁始终认为 是两种不同的物质，因此，尽管1600年W.吉伯发表《论磁性》，对磁和地磁现象有较深入的分析 ，1747 年B.富兰克林提出电的单流质理论，阐明了正电和负电，但电学和磁学的发展是缓慢，1800年A.伏打发明伏打电堆，人类才有能长期供电的电源 ，电开始用于通信 ；但要使用一个电弧灯 ，就需联接2千个伏打电池，所以电的应用并不普及。1920年H.C.奥斯特的电流磁效应实验，开始了电和磁的综合，电磁学就迅猛发展，几个月内 ，通过实验A.-M.安培建立平行电流间的安培定律 ，并提出磁分子学说 ，J.-B.毕奥和F.萨伐尔建立载流导线对磁极的作用力（后称毕-萨-拉定律），阿拉戈发明电磁铁并发现磁阻尼效应，这些成就奠定了电磁学的基础。1831年M.法拉第发现电磁感应现象，磁的变化在闭合回路中产生了电流，完成了电和磁的综合，并使人类获得新的电源。1867年W.von 西门子发明自激发电机 ，又用变压器完成长距离输电，这些基于电磁感应的设备，改变了世界面貌，创建了新的学科——电工学和电机工程。法拉第还把场的概念引入电磁学；1864年麦克斯韦进一步把场的概念数学化，提出位移电流和有旋电场等假设，建立了麦克斯韦方程组，完善了电磁理论，并预言了存在以光速传播的电磁波。但他的成就并没有即时被理解，直到H.R.赫兹完成这组方程的微分形式，并用实验证明麦克斯韦预言的电磁波，具有光波的传播速度和反射 、折射干涉、衍射、偏振等一切性质，从而完成了电磁学和光学的综合，并使人类掌握了最快速的传递各种信息的工具 ，开创了电子学这门新学科。 直到19世纪后半叶 ，电荷的本质是什么 ，仍没有搞清楚，盛极一时的以太论，认为电荷不过是以太海洋中的涡元。H.A.洛伦兹首先把光的电磁理论与物质的分子论结合起来 ，认为分子是带电的谐振子 ，1892年起 ，他陆续发表“电子论”的文章 ，认为1859年 J.普吕克尔发现的阴极射线就是电子束；1895年提出洛伦兹力公式，它和麦克斯韦方程相结合，构成了经典电动力学的基础；并用电子论解释了正常色散、反常色散（见光的色散）和塞曼效应。1897年J.J.汤姆孙对不同稀薄气体、不同材料电极制成的阴极射线管施加电场和磁场，精确测定构成阴极射线的粒子有同一的荷质比 ，为电子论提供了确切的实验根据。电子就成了最先发现的亚原子粒子 。1895年W.K.伦琴发现X射线，延伸了电磁波谱 ，它对物质的强穿透力，使它很快就成为诊断疾病和发现金属内部缺陷的工具 。1896年A.-H.贝可勒尔发现铀的放射性 ，1898年居里夫妇发现了放射性更强的新元素——钋和镭，但这些发现一时尚未引起物理学界的广泛注意 20世纪的物理学 到19世纪末期 ，经典物理学已经发展到很完满的阶段，许多物理学家认为物理学已接近尽头，以后的工作只是增加有效数字的位数。开尔文在19世纪最后一个除夕夜的新年祝词中说：“物理大厦已经落成，……动力理论确定了热和光是运动的两种方式，现在它的美丽而晴朗的天空出现两朵乌云，一朵出现在光的波动理论，另一朵出现在麦克斯韦和玻耳兹曼的能量均分理论。”前者指的是以太漂移和迈克耳孙 - 莫雷测量地球对（绝对静止的）以太速度的实验，后者指用能量均分原理不能解释黑体辐射谱和低温下固体的比热。恰恰是这两个基本问题和开尔文所忽略的放射性，孕育了20世纪的物理学革命。 1905 年 A. 爱因斯坦为了解决电动力学应用于动体的不对称(后称为电动力学与伽利略相对性原理的不协调)，创建了狭义相对论，即适用于一切惯性参考系的相对论。他从真空光速不变性出发，即在一切惯性系中，运动光源所射出的光的速度都是同一值，推出了同时的相对性和动系中尺缩 、钟慢的结论 ，完满地解释了洛伦兹为说明迈克耳孙 -莫雷实验提出的洛伦兹变换公式，从而完成了力学和电动力学的综合。另一方面，狭义相对论还否定了绝对的空间和时间，把时间和空间结合起来，提出统一的相对的时空观构成了四度时空；并彻底否定以太的存在，从根本上动摇了经典力学和经典电磁学的哲学基础，而把伽利略的相对性原理提高到新的阶段，适用于一切动体的力学和电磁学现象。但在动体或动系的速度远小于光速时，相对论力学就和经典力学相一致了。经典力学中的质量、能量和动量在相对论中也有新的定义，所导出的质能关系为核能的释放和利用提供了理论准备。1915年，爱因斯坦又创建广义相对论，把相对论推广到非惯性系，认为引力场同具有相当加速度的非惯性系在物理上是完全等价的，而且在引力场中时空是弯曲的，其曲率取决于引力场的强度，革新了宇宙空间都是平直的欧几里得空间的旧概念。但对于范围和强度都不很大的引力场如地球引力场，可以完全不考虑空间的曲率，而对引力场较强的空间如太阳等恒星的周围和范围很大的空间如整个可观测的宇宙空间 ，就必须考虑空间曲率。因此广义相对论解释了用牛顿引力理论不能解释的一些天文现象，如水星近日点反常进动、光线的引力偏析等。以广义相对论为基础的宇宙学已成为天文学的发展最快的一个分支。另一方面 ，1900年 M.普朗克提出了符合全波长范围的黑体辐射公式，并用能量量子化假设从理论上导出，首次提出物理量的不连续性。1905年爱因斯坦发表光量子假设，以光的波粒二象性，解释了光电效应；1906年又发表固体热容的量子理论；1913年N.玻尔（见玻尔父子）发表玻尔氢原子理论，用量子概念准确地地计算出氢原子光谱的巴耳末公式，并预言氢原子存在其他线光谱，后获证实。1918年玻尔又提出对应原理，建立了经典理论通向量子理论的桥梁；1924年L.V.德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设，预言电子束的衍射作用；1925年W.泡利发表泡利不相容原理，W.K.海森伯在M.玻恩和数学家E.P.约旦的帮助下创立矩阵力学 ，P.A.M.狄拉克提出非对易代数理论 ；1926 年 E.薛定谔根据波粒二象性发表波动力学的一系列论文，建立了波函数，并证明波动力学和矩阵力学是等价的，遂即统称为量子力学 。同年6月玻恩提出了波函数的统计解释 ，表明单个粒子所遵循的是统计性规律而非经典的确定性规律；1927年海森伯发表不确定性关系；1928年发表相对论电子波动方程，奠定了相对论性量子理论的基础。由于一切微观粒子的运动都遵循量子力学规律，因此它成了研究粒子物理学、原子核物理学、原子物理学、分子物理学和固体物理学的理论基础，也是研究分子结构的重要手段，从而发展了量子化学这个化学新分支。差不多同时，研究由大量粒子组成的粒子系统的量子统计法也发展起来了 ，包括1924年建立的玻色-爱因斯坦分布和1926年建立的费米-狄拉克分布 ，它们分别适应于自旋为整数和半整数的粒子系统。稍后，量子场论也逐渐发展起来了 。1927年 ，狄拉克首先提出将电磁场作为一个具有无穷维自由度的系统进行量子化的方案，以处理原子中光的自发辐射和吸收问题。1929年海森伯和泡利建立了量子场论的普遍形式，奠定了量子电动力学的基础。通过重正化解决了发散困难，并计算各阶的辐射修正，所得的电子磁矩数值与实验值只相差2.5×10-10 ，其准确度在物理学中是空前的 。量子场论还正向统一场论的方向发展，即把电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用和引力相互作用统一在一个规范理论中，已取得若干成就的有电弱统一理论、量子色动力学和大统一理论等。“实践是真理的唯一标准”，物理学也同样遵循这一标准。一切假说都必须以实验为基础，必须经受住实验的验证。但物理学也是思辨性很强的科学，从诞生之日起就和哲学建立了不解之缘。无论是伽利略的相对性原理、牛顿运动定律、动量和能量守恒定律 、麦克斯韦方程乃至相对论、量子力学，无不带有强烈的、科学的思辨性。有些科学家例如在19世纪中主编《物理学与化学》杂志的J.C.波根多夫曾经想把思辨性逐出物理学，先后两次以具有思辨性内容为由，拒绝刊登迈尔和亥姆霍兹的论能量守恒的文章，终为后世所诟病。要发现隐藏在实验事实后面的规律，需要深刻的洞察力和丰富的想像力。多少物理学家关注θ-τ之谜 ，唯有华裔美国物理学家李政道和杨振宁，经过缜密的思辨，检查大量文献，发现谜后隐藏着未经实验鉴定的弱相互作用的宇称守恒的假设。而从物理学发展史来看，每一次大综合都促使物理学本身和有关学科的很大发展，而每一次综合既以建立在大量精确的观察、实验事实为基础，也有深刻的思辨内容。因此一般的物理工作者和物理教师，为了更好地应用和传授物理知识，也应从物理学的整个体系出发，理解其中的重要概念和规律。 应用 物理学是广泛应用于生产各部门的一门科学 ，有人曾经说过，优秀的工程师应是一位好物理学家。物理学某些方面的发展，确实是由生产和生活的需要推动的。在前几个世纪中，卡诺因提高蒸汽机的效率而发现热力学第二定律，阿贝为了改进显微镜而建立光学系统理论，开尔文为了更有效地使用大西洋电缆发明了许多灵敏电学仪器；在20世纪内，核物理学、电子学和半导体物理、等离子体物理乃至超声学、水声学、建筑声学、噪声研究等的迅速发展，显然和生产 、生活的需要有关。因此，大力开展应用物理学的研究是十分必要的。另一方面，许多推动社会进步，大大促进生产的物理学成就却肇始于基本理论的探求，例如：法拉第从电的磁效应得到启发而研究磁的电效应，促进电的时代的诞生；麦克斯韦为了完善电磁场理论，预言了电磁波，带来了电子学世纪；X射线、放射性乃至电子 、中子的发现 ，都来自对物质的基本结构的研究。从重视知识、重视人才考虑，尤应注重基础理论的研究。因此为使科学技术达到世界前列，基础理论研究是绝不能忽视的。 展望 21世纪的前夕 ，科学家将从本学科出发考虑百年前景。物理学是否将如前两三个世纪那样，处于领先地位，会有一番争议，但不会再有一位科学家像开尔文那样，断言物理学已接近发展的终端了。能源和矿藏的日渐匮乏，环境的日渐恶化，向物理学提出解决新能源、新的材料加工、新的测试手段的物理原理和技术。对粒子的深层次探索，解决物质的最基本的结构和相互作用，将为人类提供新的认识和改造世界的手段，这需要有新的粒子加速原理，更高能量的加速器和更灵敏、更可靠的探测器。实现受控热核聚变，需要综合等离子体物理、激光物理、超导物理、表面物理、中子物理等方面知识，以解决有关的一系列理论技术问题。总之，随着新的技术革命的深入发展，物理学也将无限延伸。

公元前650-前550年，古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体，发现磁石吸铁。 公元前480-前380年间战国时期，《墨经》中记有通过对平面镜、凹面镜和凸面镜的实验研究，发现物像位置和大小与镜面曲率之间的经验关系(中国墨子和墨子学派)。公元前480-前380年间战国时期，《墨经》中记载了杠杆平衡的现象(中国墨子学派)。公元前480-前380年间战国时期，研究筑城防御之术，发明云梯(中国墨子学派)。公元前四世纪，柏拉图学派已认识到光的直线传播和光反射时入射角等于反射角。公元前350年左右，认识到声音由空气运动产生，并发现管长一倍，振动周期长一倍的规律(古希腊亚里士多德)。公元前三世纪，实验发现斜面、杠杆、滑轮的规律以及浮力原理，奠定了静力学的基础(古希腊阿基米德)。公元前三世纪，发明举水的螺旋，至今仍见用于埃及(古希腊阿基米德)。公元前250年左右，战国末年的《韩非子·有度篇》中，有“先王立司南以端朝夕”的记载，“司南”大约是古人用来识别南北的器械(或为指南车,或为磁石指南勺)。《论衡》叙述司南形同水勺，磁勺柄自动指南，它是后来指南针发明的先驱。公元前221年，秦始皇统一中国度、量、衡，其进位体制沿用到二十世纪。公元前二世纪，中国西汉记载用漏壶(刻漏)计时，水钟使用更早。公元前二世纪，发明水钟、水风琴、压缩空气抛弹机(用于战争)(埃及悌西比阿斯)。公元前一世纪，最先记载过磁铁石的排斥作用和铁屑实验(罗马卢克莱修)。公元前31年，中国西汉时创用平向水轮，通过滑轮和皮带推动风箱，用于炼铁炉的鼓风。 一世纪左右，发明蒸汽转动器和热空气推动的转动机，这是蒸汽涡轮机和热气涡轮机的萌芽(古希腊希隆)。一世纪，发现盛水的球状玻璃器具有放大作用(罗马塞涅卡)。300年至400年，中国史载晋代已有指南船，可能是航海罗盘的最早发明。 根据敦煌等地出土文物，在公元七、八世纪，中国唐朝已采用刻板印书，是世界上最早的印刷术。十世纪，中国发明了使用火药的火箭。十世纪左右，著《光学》，明确光的反射定律并研究了球面镜和抛物面镜(阿拉伯阿尔·哈赛姆)。 据《梦溪笔谈》，约公元1041─1048年间，中国宋朝毕升发明活字印刷术，早于西方四百年。约1200年至1300年，欧洲人开始使用眼镜。1231年，中国宋朝人发明“震天雷”是一种充有火药、备有导火线的铁器，可用投射器射出，是火炮的雏型。1241年，蒙古人使用火箭作武器，西方认为这是战争中首次使用火箭。1259年，中国宋朝抗击金兵时，使用一种用竹筒射出子弹的火器，是火枪的雏型。十三世纪中叶，根据实验观察，描述凹镜和透镜的焦点位置及其散度(英国罗杰·培根)。十三世纪，用空气运动解释星光的闪烁(意大利维塔罗)。十三世纪，指出虹霓是由日光的反射和折射作用所造成的(意大利维塔罗)。 1583年，用自身的脉搏作时间单位，发现单摆周期和振幅无关，创用单摆周期作为时间量度的单位(意大利伽利略)。1590年，做自由落体的科学实验，发现落体加速度与重量无关，否定了亚里士多德关于降落加速度决定于重量的臆断，引起了一些人的强烈反对(意大利伽利略)。1590年，发现投射物的运行路线是抛物线(意大利伽利略)。1590年，认识到物体自由降落所达到的速度能够使它回到原高度，但不能超过(意大利伽利略)。1590年，用凸物镜和凹目镜创造第一个复显微镜(荷兰詹森)。1593年，发明空气温度计，由于受大气压影响尚不够准确(意大利伽利略)。1600年，《磁铁》出版，用铁磁体来说明地球的磁现象，认识到磁极不能孤立存在，必须成对出现(英国吉尔伯特)。 1605年，发现分解力的平行四边形原理(比利时斯台文)。1610─1650年，提出太阳系起源的旋涡假说，认为宇宙充满“以太”。把热看作一种运动形式，与莱布尼茨争论运动的功效问题近五十年，后来恩格斯对这一争论作了科学的总结(法国笛卡儿)。1620年，从实际观察中归纳出光线的反射和折射定律(荷兰斯涅耳)。1628年，用两块凸透镜制成复显微镜，是近代显微镜的原型(德国衰纳)。1629年，发现同电相斥现象(意大利卡毕奥)。1629─1639年，提出光线传播的最小时间原理(法国费尔玛)。1634年，认识到音调和振动频率有关，提出弦的振动频率和弦长的关系(意大利伽利略)。1636年，首次测量振动频率和空气传声速度，发现振弦的倍频音，提出早期的音乐和乐器理论(法国默森)。1637年，提出光的粒子假说，并用以推出光的折射定律(法国笛卡儿)。1638年，提出一种无所不在的“以太”假说，拒绝接受超距作用的解释，坚持认为力只能通过物质粒子和与之紧邻的粒子相接触来传播，把热和光看成是“以太”中瞬时传播的压力(法国笛卡儿)。1643年，发明水银气压计(意大利托里切利、维维安尼)。1640─1690年，观察到气压对沸腾和凝结的影响(英国波义耳)。1650年左右，创制摩擦起电机，发现地磁场能使铁屑磁化(德国格里凯)。1650年，发明空气泵，用以获得真空，从而证实了空气的存在(德国格里凯)。 1653年，发现对静止液体的任一部分所加的压强不变地向各个方向传递的巴斯噶定律(法国巴斯噶)。1654年，证实抽去空气的空间不能传播声音(德国格里凯)。1654年，用十六匹马拉开组成抽空球器的两个半球，直接证明大气压的巨大压强(德国格里凯)。1656年，发明摆钟(荷兰惠更斯)。1660年，用光束做实验，发现杆、小孔、栅等引起的影放宽并呈现彩色带的现象，取名“衍射”(意大利格里马第)。1666年，从刻卜勒行星运动三定律推出万有引力定律，创立了天文学(英国牛顿)。1666年，通过三棱镜发现了光的色散现象(英国牛顿)。1667年，指出笛卡儿光学说不能解释颜色，提出光是“以太”的纵向振动，振动频率决定光色(英国胡克)。1668年，发明放大40倍的反射型望远镜(英国牛顿)。1669年，发现光线通过方解石时，产生双折射现象(丹麦巴塞林那斯)。1672年，研究光色来源，和胡克展开争论，认为光基本上是粒子流，但未完全拒绝“以太”说，认为高速度光粒子有可能和“以太”相互作用而产生波(英国牛顿)。1676年，发现形变和应力之间成正比的固体弹性定律(英国胡克)。1676年，根据木星的周期性卫星被木星掩食现象的观测，算出了光在太空中传播的速度(丹麦雷默)。1678年，向巴黎学院提出《光论》，假定光是纵向波动，推出光的直线传播和反射折射定律。用光的波动说解释双折射现象(荷兰惠更斯)。1686年，《论水和其他流体的运动》出版，是流体力学理论的第一部著作(法国马里奥特)。1687年，推导出流体传声速度决定于压缩性和密度的关系(英国牛顿)。1687年，发表《自然哲学的数学原理》，第一次阐述牛顿力学三定律，奠定了经典力学的基础(英国牛顿)。1695年，把力分为死力和活力两种，死力与静力完全相同，认为力乘路程等于活力(visviva)的增加(德国莱布尼茨)。 1701年，物体冷却速度正比于温差(英国牛顿)。1704年，《光学》一书出版。随着天文学、力学和光学的出现，物理学在十八世纪开始成为科学(英国牛顿)。1705年，制成第一个能供实用的蒸汽机(英国纽可门)。1709年，首次创立温标，即后来的华氏温标(德国华仑海特)。1724年，提出“传递的运动”即活力守恒观念，认为当它发生变化时能够做功的能力并没有失掉，不过变成其他形式了(瑞士约·贝努利)。1728年，根据光行差求算出光速(英国布拉德雷)。1731年，发现导电体和电绝缘体的差别(英国格雷)。1734年，明确电荷仅有两种，异电相吸，同电相斥(法国杜菲)。1738年，发现流线速度和压力间关系的流线运动方程(瑞士丹·贝努利)。1740年，用摆测出万有引力常数(法国布盖)。1742年，《枪炮术原理》一书出版，成为后来研究枪炮术理论和实践的基础(英国罗宾斯)。1742年，创制百分温标，即后来的摄氏温标(瑞典摄尔西斯)。1743年，用变分法得出能概括牛顿力学的普适数学形式，即后人所称的欧勒－拉格朗日方程(瑞士欧勒)。1745年，各自发现蓄电池的最早形式─莱顿瓶(荷兰马森布罗克，德国克莱斯特)。1747年，提出天然运动的最小作用量原理(法国莫泊丢)。1750年，发现磁力的平方反比定律(英国米歇尔)。 1752年，得到暴雨带电性质的实验证据(美国本·富兰克林)。1756年，提出比热概念，发现熔化、沸腾的“潜热”形成量热学的基础(英国约·布莱克)。1767年，根据富兰克林证明带电导体里面静电力不存在的实验，推得静电力的平方反比定律(英国普列斯特列)。1768年，近代蒸汽机出现(英国瓦特)。1769年，制成第一辆蒸汽推动的三轮汽车(法国柯格诺特)。1771年，发表《用弹性流体试图解释电》(英国卡文迪许)。1775年，发明起电盘(意大利伏打)。1777年，引出重力势函数概念(法国拉格朗日)。1780年，偶然发现火花放电或雷雨能使蛙腿筋肉收缩(意大利伽伐尼)。1782年，发明热空气气球(法国蒙高飞兄弟)。1783年，首次使用氢气作气球飞行(法国雅·查理)。1785年，实验证明静电力的平方反比定律(法国库仑)。1798年，从钻造炮筒发出巨量的热而环境没有发生冷却的现象出发，认为能够连续不断产生出来的热，不可能是物质，反对热素说，主张热之唯动说(英国本·汤普森)。1798年，用扭秤法测定万有引力强度，即牛顿万有引力定律中的比例常数，从而算出地球的质量(英国卡文迪许)。1800年，使用固体推动剂，制造火箭弹，后被用于战争(英国康格瑞夫)。 1801年,观察到太阳光谱中的暗线,错认为是单纯颜色的分界线（英国武拉斯顿）。1801年，提出光波的干涉概念，用以解释牛顿的彩色光环以及衍射现象，第一次近似测定光波波长。提出视觉理论，认为人眼网膜有三种神经纤维分别对红、黄、蓝三色敏感（英国托.杨）。1802年，《声学》出版，总结对弦、杆、板振动的实验研究，发现弦、杆的纵振动和扭转振动，测定声在各种气体、固体中传播的速度（德国舒拉德尼）。1807年，首次把活力叫作能量（英国托.杨）。1809年，发现在两炭棒间大电流放电发出弧形强光，后被用作强光源（英国戴维）。1809年，发现双折射的两束光线的相对强度和晶体的位置有关从而发现光的偏振现象，并认识到这与惠更斯的纵波理论不合（法国马吕斯）。1810年，创制回旋器（德国博能堡格）。1811年，发现反射光呈全偏振时，反射折射两方向成直角，反射角的正切等于折射率（苏格兰布儒斯特）。1811年，发现偏振光通过晶体时产生的丰富彩色现象。后人据此发现用偏振光观测透明体中弹性应变的技术（法国阿拉戈）。1811年，把引力势理论移植到静电学中，建立了计算电势的方程（法国波阿松）。1815年，提出光衍射的带构造理论，把干涉概念和惠更斯的波迹原理结合起来（法国菲涅耳）。1816年，发现玻璃变形会产生光的双折射现象，为光测弹性学的开端（英国布儒斯特）。1819年，发现电流可使磁针偏转的磁效应，因而反过来又发现磁铁能使电流偏转，开始揭示电和磁之间的关系（丹麦奥斯忒）。发现常温下，固体的比热按每克原子计算时，都约为每度六卡。这一结果后来得到分子运动论的解释（法国杜隆、阿.珀替）。证实相互垂直的偏振光不能干涉，从而肯定了光波的横向振动理论，并建立晶体光学（法国菲涅耳、阿拉戈）。1820年，发明电流计（德国许外格）。1821年，发表气体分子运动论（英国赫拉帕斯）。1821年，发现温差电偶现象，即温差电效应（俄国塞贝克）。1822年，发明电磁铁，即用电流通过绕线的方法使其中铁块磁化（法国阿拉戈、盖.吕萨克）。发现方向相同的两平行电流相吸，反之相斥。提出“电动力学”中电流产生磁场的基本定律。用分子电流解释物体的磁性，为把电和磁归结为同一作用奠定基础（法国安培）。从实验结果归纳出直线电流元的磁力定律（法国比奥、萨伐尔）。创用光栅，用以研究光的衍射现象（德国夫琅和费）。推得流体流动的基本方程，即纳维尔-史托克斯方程（法国纳维尔）。1824年，提出热机的循环和可逆的概念，认识到实际热机的效率不可能大于理想可逆热机，理想效率与工质无关，与冷热源的温度有关，热在高温向低温传递时作功等，这是势力学第二定律的萌芽。并据此设想高压缩型自燃热机（法国卡诺）。1826年，修改牛顿声速公式，等温压缩系数换为绝热压缩系数，消除理论和实验的差异（法国拉普拉斯）。实验发现导线中电流和电势差之间的正比关系，即欧姆定律；证明导线电阻正比于其长度，反比于其截面积（德国欧姆）。观察到液体中的悬浮微粒作无规则的起伏运动即所谓布郎运动，是分子热运动的实证（英国罗.布朗）。1830年，利用温差电效应，发明温差电堆，用以测量热辐射能量（意大利诺比利）。1831年，各自发现电磁感应现象（英国法拉第，美国约.亨利）。1832年，用永久磁铁创制发电机（法国皮克希）。1833年，提出天然运动的变分原理（英国哈密顿）。发明电报（德国威.韦伯、高斯）。在法拉第发现电磁感应的基础上，提出感应电流方向的定律，即所谓楞次定律（德国楞次）。1834年，发现温差电效应的逆效应，用电流产生温差，后楞次用此效应使水结冰（法国珀耳悌）。在热辐射红外线的反射、折射、吸收诸实验中发现红外线本质上和光类似（意大利梅伦尼）。提出热的可逆循环过程，并以解析形式表达卡诺循环，用来近似地说明蒸汽机的性能（法国克拉珀龙）。提出动力学的普适方程，即哈密顿正则方程（英国哈密顿）。1835年，推出地球转动造成的正比于并垂直速度的偏向加速度，即科里奥利力（法国科里奥利）。根据波动理论解释光通过光栅的衍射现象（德国薛沃德）。1838年，推出关于多体体系运动状态分布变化的普适定理，后成为统计力学的基础之一（法国刘维叶）。1842年，发现热功当量，建立起热效应中的能量守恒原理进而论证这是宇宙普适的一条原理（德国迈尔）。推知光源走向观测者时收到的光振动频率增大，离开时频率减小的多普勒效应。后在天体观察方向得到证实（奥地利多普勒）。1843年，发明电桥，用以精确测量电阻（英国惠斯通）。创用冰桶实验，证明电荷守恒定律（英国法拉第）。测量证明，用伽伐尼电池通过电流于导线中发出的热量等于电池中化学反应的热效应（英国焦耳）。1845年，发现固体和液体在磁场中的旋光性，即强磁场使透明体中光的偏振面旋转的效应（英国法拉第）。1843-1845年，分别用机械功，电能和气体压缩能的转化，测定热功当量，以实验支持能量守恒原理（英国焦耳）。1845年，推得滞流方程及流体中作慢速运动的物体所受的曳力正比于物体的速度（英国斯托克斯）。发展气体分子运动论，指出赫拉帕斯分子运动论的基本错误（英国华特斯顿）。1846年，认为两电荷之间的力不但和距离有关，也和其运动速度和加速度有关，而电流就是运动着的电荷所组成（德国威.韦伯）。认识到抗磁性的普遍性和顺磁性的特殊性（英国法拉第）。证实并延伸梅伦尼关于热辐射的工作；通过衍射、干涉、偏振诸现象的实验，证明红外辐射和可见光的区别仅在于红外波长比可见光的波长长（德国诺布劳赫）。1847年，提出力学中的“位能”和“势能”概念，给出万有引力场、静力学、电场和磁场的位能表示。明确能量守恒原理的普适意义（德国赫尔姆霍茨）。发现细管道中流体的粘滞流动定律（法国泊肃叶）。1848年，用卡诺循环确立绝对温标。并提出绝对零度是温度的下限的观点（英国汤姆生）。1849年，用转动齿轮，首次实验测定光的传播速度（法国斐索）。1850年，创制稀薄气体放电用玻璃管，呈现放电发光（德国盖斯勒）。试图通过实验建立重力（万有引力）和电之间的关系，但无所得（英国法拉第）。利用旋转镜，证实不同媒质中光的传播速度与媒质的折射率成反比（法国傅科）。发现热力学第二定律，并表述为：热量不能从一个较冷的物体自行传递到一个较热的物体（德国克劳胥斯）。 提出经典统计力学基础的系统理论（美国吉布斯）。发现β射线的质量随速度而增加，试图据此区分电子的固有质量和随速度改变的电磁质量（德国考夫曼）。各自证实1873年麦克斯韦电磁波理论所预见的辐射压强关系（俄国彼.列别捷夫，美国尼科尔斯、基.哈尔）。1900-1902年，发展滑翔飞行技术（美国赖特兄弟）。1901年，试图观测地球相对于“以太”的运动使充电电容器转动的效应，但无结果（英国特鲁顿）。发现光电效应的经验规则，波动说不能解释（德国勒纳）。发现金属发射热电子的经验定律，为热离子学的基础，并于次年用自由电子理论作出解释（英国理查森）。1903年，自制轻便内燃机，第一次成功实现用螺旋桨飞机飞行。于1907年，越过英伦海峡，1927年由林德堡单飞越过大西洋，飞机开始成为战争和交通的工具(美国赖特兄弟）。证实α粒子是带正电的氦原子，β射线是近于光速的电子（英籍新西兰人厄.卢瑟福）。提出放射元素的蜕变理论，打破原子不可改变的旧观念（英籍新西兰人厄.卢瑟福）。提出运动电子的刚球模型理论，推得电子质量随速度而变的公式，后来同相对论公式存在长期的争论（德国阿勃拉罕）。提出气体中电子碰撞的电离理论和气体放电的击穿理论（爱尔兰汤逊德）。1904年，提出电子浸于均匀正电球中的原子模型（英国汤姆逊）。提出围绕核心转动的电子环的原子模型（日本长冈半太郎）。提出时空坐标的罗伦兹变换，试图解释电磁作用和观察者在“以太”中的运动无关（荷兰罗伦兹）。首次应用经典统计学发展金属自由电子理论（荷兰罗伦兹）。提出电动力学的相对性原理，并根据观测记录认为速度不能超越光速（法国彭加勒）。发明热电子二极真空管，用于整流（英国约.弗莱明）。提出物体运动于粘滞流体中的边界层理论（德国普兰特耳）。1905年，提出光量子假说，并用以解释光电效应（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。各自提出布朗运动的理论解释，这是涨落的统计理论的开始，后经实验证实。使分子运动论得到直观的证明（瑞士、美籍德国人爱因斯坦，波兰斯莫卢曹斯基）。提出狭义相对论（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。提出磁性的电子理论（法国郎之万）。发明一万大气压的超高压装置，用以研究物性（美国布里奇曼）。提出飞翼举力的环流和涡旋理论（英国兰彻斯特）。提出宇宙起伏说，认为宇宙中存在着偶然出现的地区，那里发生着违背热力学第二定律的过程（奥地利波尔茨曼）。1906年，用量子概念初步解释固体比热在温度趋于绝对零度时也趋于零（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。各自提出飞机翼举力的环流理论（俄国儒可夫斯基，德国库塔）。发展波尔茨曼统计，确定热力学几率和“绝对熵”表示式（德国普朗克）。实验研究交混回响现象，创立早期建筑声学理论（美国萨拜恩）。发现硅晶体的整流作用，用以作无线电检波器（美国皮卡德）。首次实现调制无线电波收发音乐和讲演，无线电由之诞生，1910年开始用于广播（美国费森登）。确定狭义相对论的质能关系是体系（包括电磁在内）的重心运动守恒定律成立的必要与充分条件（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。发明热电子三极管，用以检测无线电波，是真空管技术的先驱（美国德福雷斯特）。1906-1913年，从低温化学反应的研究，提出热力学第三定律，即绝对零度不能达到原理（德国能斯脱）。1907年，提出铁磁性的原子理论（法国韦斯）。各自提出用阴极射线接收无线电传像原理，是近代电视技术的理论基础（俄国罗申克，英国坎普贝尔.史文顿）。1908年，实验证实电子质量随速度增加的罗伦兹关系式（德国布克瑞）。提出狭义相对论的四维空间形式表示法（德国闵可夫斯基）。人工液化氦，达到接近绝对零度（荷兰卡茂林.翁纳斯）。发明探测α粒子的气体放电计数管（德国盖革）。提出的动量统一定义，奠定相对论性力学，肯定质能关系普遍成立（德国普朗克）。发明回转罗盘，不受钢、铁影响，是指向技术的重大改进（德国舒勒等人）。1908-1912年，通过观察树脂粒子在重力场中的分布，证实满足爱因斯坦方程，是道尔顿以来首次通过观察求得阿佛加德罗常数和原子、分子的近似大小，打击了唯能论（法国贝林）。1908年，根据统计力学中流体密度起伏理论，解释了临界点附近大起伏导致的光散射增强的乳光现象（波兰斯莫卢曹斯基）。创制T型汽车，使汽车开始成为人类交通的常用工具（美国福特）。根据原子光谱数据，提出谱线频率的并合原则，是巴尔默发现的推广（瑞士里兹）。1909年，首次观测α粒子束透过金属薄膜后在各方向的散射分布情况，促使卢瑟福于次年提出α散射理论（德国盖革，英国马斯登）。提出光量子的动量公式，指出辐射基元过程有一定方向（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。发明用钨丝作白炽灯、电子管及X光管，促成了它们的工业发展（美国柯里奇）。发明油封转动抽气机（德国盖达）。发明精确测定电子电荷的油滴法，证明电荷有最小单位（美国米立根）。 1911年，用光散射法验证流体临界点附近的密度起伏公式（荷兰刻松）。提出了原子有核的模型，原子中的正电荷集中在核上，对粒子散射实验作出解释，否定了汤姆逊的均匀模型（英藉新西兰人厄.卢瑟福）。发明记录α、β等带电粒子轨迹的云雾室照相装置，证实X射线的电离作用（英国查.威尔逊）。发现宇宙射线（奥地利维.赫斯）。发现汞、铅、锡等金属的超导电现象（荷兰卡茂林.翁纳斯）。由分子运输理论预见气体中的热扩散规律（瑞典恩斯考克）。1912年，提出流体流过阻碍物在尾流中形成两列交错涡旋（即涡旋街）的稳定性理论，后被用于飞机和火箭的设计中（匈牙利冯.卡门）。发现氖的同位素，为首次发现非放射性元素的同位素（英国约.汤姆逊）。固体比热的量子理论首次成功，发现低温比热的温度立方律。提出用有极分子解释介电常数和温度有关的统计理论（荷兰德拜）。 1921年发明利用原子束在不均匀磁场中偏转的方法测量原子的磁矩，为量子论中空间方向量子化原理提供了证据（德国斯特恩、盖拉赫）。首次发现类似于铁磁现象的所谓铁电现象（美国瓦拉塞克）。1922年实验第一次精确证实重力加速度和落体成分无关（德国厄缶）。提出液体中密度热起伏引起光散射的理论，后被用到液体声测量中（法国布里渊）。提出用石英压电效应调制电磁振荡的频率（美国卡第）。1923年提出物质粒子的波粒二象性概念，标志着新量子论的开始（法国德布罗意）。提出经典统计力学中的准备态历经假说，用以代替不能成立的各态历经假说（意大利费米）。用旧量子论研究原子谱线的反常塞曼效应，发现角动量决定谱线分裂的g因子公式（德国朗德）。在X射线散射实验中发现波长改变的效应，提出自由电子散射光子的量子理论（美国康普顿）。提出空间周期性引起粒子动量改变的量子规则，用以解释光栅对一束辐射的衍射效应（美国杜安）。1924年首次用德拜-体克耳电解质理论研究电离化气体（英国罗斯兰德）。发现光量子（光子）服从的统计法则，据此用统计方法推出普朗克的辐射公式（印度玻色）。发现服从玻色统计法则的体系在温度为绝对零度附近时，其粒子都迅速降到基态上的现象，即所谓爱因斯坦凝结（瑞士、美籍德国人爱因斯坦）。推出光折射率的量子论公式，即克雷默兹-海森堡色散公式（荷兰克雷默兹，德国海森堡）。各自发现磁控电子管能自动发生高频电磁振荡，随着性能良好的磁控管问世，引出微波技术的发展（德国哈邦，捷克查契克）。1925年在气体放电研究中发现等离子体静电振荡，引起的电子反常散射现象（美国兰米尔）。提出矩阵力学，一种强调可观察量的不连续性的新量子论（德国海森堡）。提出电子自己有自旋角动量和磁矩的概念，用以解释光谱线的精细结构（荷兰乌仑贝克、古兹米特）。提出两个电子不能共处于同一量子状态上的不相容原理，用以解释光谱线在强磁场中的反常分裂（奥地利泡里）。发明符合计数法，用以确定宇宙射线的方向和性质，用符合计数法，证实光子电子碰撞过程中能量守恒律、动量守恒律都成立（德国玻蒂）。发明光电显像管，是近代电视照像术的先驱（美籍苏联人兹渥里金）。提出铁磁性的短程作用模型，假定影响磁化的仅是最邻近原子之间的相互作用（美国伊兴）。