1-3 物理學簡介
1.3.1 古典物理
古典物理是指 20 世紀初量子力學和相對論出現之前的物理學，涵蓋了力學、熱學、電磁學、光學等領域。在其發展歷程中，許多科學家做出了重要貢獻：
- 牛頓：他的著作《自然哲學的數學原理》奠定了古典力學的基礎，提出了牛頓三大運動定律和萬有引力定律，並發展了微積分。
- 焦耳：他通過熱功當量實驗證實了熱也是能量的一種形式，推動了熱力學的發展。
- 馬克士威：他統一了電學和磁學理論，提出了馬克士威方程組，預言了電磁波的存在，為現代電磁學奠定了基礎。
問題 1：
古典物理涵蓋了哪些主要領域？請列舉三位對古典物理有重大貢獻的科學家。
解題策略：
回憶古典物理涉及的領域和在教學內容中提到的科學家。
古典物理的特色
古典物理的特色包括：
- 以巨觀世界為主要研究對象：研究肉眼可見的物體的運動和相互作用，例如行星的運動、物體的碰撞、熱的傳遞、光的折射等。
- 強調決定論：認為如果知道了系統的初始狀態和作用力，就可以預測系統未來的狀態。
- 注重實驗驗證：理論建立在大量的實驗觀測和測量數據之上，並通過實驗來驗證理論的正確性。
- 以數學為主要工具：使用微積分、微分方程等數學工具來描述物理現象和建立物理模型。
問題 2：
古典物理的主要特色是什麼？請簡述其中兩點。
解題策略：
回憶古典物理的特色列表，並選擇兩點進行簡述。
1.3.2 近代物理
隨著 20 世紀初的發展，人們發現古典物理在解釋微觀世界和高速運動現象時遇到了困難，例如：
- 黑體輻射：古典物理無法解釋黑體輻射的能量分布規律。
- 光電效應：古典物理無法解釋光電效應中電子的能量與光的頻率之間的關係。
- 邁克生-莫雷實驗：古典物理無法解釋該實驗的結果，即光速在不同慣性系中是相同的。
這些問題的出現，促使了近代物理的誕生，量子力學和相對論成為了其兩大基石。
問題 3：
古典物理在哪些現象的解釋上遇到了困難？請舉出兩個例子。
解題策略：
回憶教學內容中提到的古典物理無法解釋的現象。
問題 4：
近代物理的兩大基石是什麼？
解題策略：
思考在解決古典物理問題時，新出現的理論是哪些。
1.3.3 總結
物理學的發展經歷了從古典物理到近代物理的轉變。古典物理專注於巨觀世界，強調決定論和實驗驗證，而近代物理則引入了新的理論，如量子力學和相對論，來解釋微觀和高速運動現象。
問題 5：
簡述古典物理和近代物理的主要區別。
解題策略：
比較兩者的研究對象、理論特點和方法。