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物理学科中实验的地位和作用主要有哪些呢?

来源:不详       更新时间:2013-1-3 11:32:52
 
    物理学是实验科学,实验是物理学的基础。特别是普通物理,更是与实验密不可分。在物理学的发展过程中,实验起着决定性的作用。凡物理学的概念、规律及公式等都是以实验为基础的。新的物理现象的发现、物理规律的寻找、物理定律的验证等,都只能依靠实验来完成。离开了实验,物理理论就会苍白无力,就会成为“无源之水,无本之木”,不可能得到发展。
  
  伽利略是16世纪伟大的实验物理学家,正是他用出色的实验工作把古代对物理现象的一些观察和研究引上了当代物理学的科学道路,才使得物理学发生了革命性的变化。力学中的许多本定律,如自由落体定律、惯性定律等,都是由伽利略通过实验发现和总结出来的。库仑发明扭秤并用来测量电荷之间的作用力,为电磁学的研究和发展开启了先河。贝克勒尔和居里夫妇发现了天然放射性,由此成为了核物理学的奠基人。
  
  关于理论和实验的关系,牛顿做过非常明确的阐述。他在1672年给奥尔登堡的信中说:“探求事物属性的准确方法是从实验中把它们推导出来。……考察我的理论的方法就在于考虑我所提出的实验是否确实证明了这个理论;或者提出新的实验去验证这个理论。”在牛顿提出的诸多理论中,万有引力定律历经磨难最终被海王星的发现和哈雷彗星的准确观测等实践所证明;而他关于光的本性的学说却被杨氏干涉实验和许多衍射实验所推翻。
  
  经典物理学的基本定律几乎全部是实验结果的总结与推广。在19世纪以前,没有纯粹的理论物理学家。所有物理学家,包括对物理理论的发展有重大贡献的牛顿、菲涅耳、麦克斯韦等,都亲自从事实验工作。近代物理的发展则是从所谓“两朵乌云”和“三大发现”开始的。前者是指当时经典物理学无法解释的两个实验结果,即黑体辐射实验和迈克耳孙一莫雷实验;后者是指实验室中发现了X光、放射性和电子。由于物理学的发展越来越深人、越来越复杂,而人的精力有限,才有了以理论研究为主和以实验研究为主的分工,出现了“理论物理学家”。然而,即使理论物理学家也绝对离不开物理实验。爱因斯坦无疑是最著名的理论物理学家,而他获得诺贝尔奖是因为他正确解释了光电效应的实验规律;他当初提出的以“光速不变”的假设为基础的相对论,是经过长期大量的实验后,才成为一个被人们普遍接受的理论。
  
  总之,物理学的理论来源于物理实验又必须最终由物理实验来验证。因此,要学好物理学,必须学好物理实验。要从事物理学的研究,必须掌握物理实验的基本功。

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