Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 物理学概览——经典力学
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 12 21:03:24 2003) , 转信

  经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于
原子等微观粒子而言的；低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称
为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运
动。

    自远古以来，由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。16世纪后期，
人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果
中总结出了行星绕日运动的三条经验规律。差不多在同一时期，伽利略进行了落体
和抛物体的实验研究，从而提出关于机械运动现象的初步理论。牛顿深入研究了这
些经验规律和初步的现象性理论，发现了宏观低速机械运动的基本规律，为经典力
学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察，并根据牛顿的理论，预言了
海王星的存在，以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律
和万有引力定律被普遍接受了。

    经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量：一个力学系统在某一时刻
的状态，由它的某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界
影响，也不影响外界，不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来
说，它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数，其状态随时间的变化
由总能量决定。
 在经典力学中，力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展
表明，任何一个孤立的物理系统，无论怎样变化，其总能量和总动量数值是不变的
。这种守恒性质的适用范围已经远远超出了经典力学的范围，现在还没有发现它们
的局限性。
    早在19世纪，经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科，它包含了丰
富的内容。例如：质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力
学等。经典力学的应用范围，涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山
建设直到安全防护等各个领域。当然，工程技术问题常常是综合性的问题，还需要
许多学科进行综合研究，才能完全解决。
    机械运动中，很普遍的一种运动形式就是振动和波动。声学就是研究这种运动
的产生、传播、转化和吸收的分支学科。人们通过声波传递信息，有许多物体不易
为光波和电磁波透过，却能为声波透过；频率非常低的声波能在大气和海洋中传播
到遥远的地方，因此能迅速传递地球上任何地方发生的地震、火山爆发或核爆炸的
信息；频率很高的声波和声表面波已经用于固体的研究、微波技术、医疗诊断等领
域；非常强的声波已经用于工业加工等。



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