物理常识
（一）基础物理学
1. 热力学常识
（1）热力学第一定律：热力学系统如不吸收外部热量却对外做功，须消耗内能；不可
能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。（能量守恒定律属于热力学第一定律）
（2）热力学第二定律：热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功，总
要把一部分传给低温热源。根据这个定律，任何热机的效率都不可能达到 100％。
（3）热力学第三定律：在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上，能
斯特提出，在温度达到绝对零度（-273 摄氏度）时，物质系统（分子或原子）无规则的热
运动将停止。绝对零度不可能达到，但是可以无限趋近。
2. 电磁学常识
1864 年，麦克斯韦预言电磁波的存在，并预言光是一种电磁波。
1888 年，赫兹发现了电磁波。麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，被
称为自然科学的第三次理论大综合。
3. 光学常识
（1）光的色散是一种把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。
（2）光的三原色是红、绿、蓝，而颜料的三原色是红、黄、蓝。
（3）红外线：太阳光色散区域中，红光外侧的不可见光叫做红外线。红外线能使被照
射的物体发热，具有热效应。常用于红外探测器﹑红外照相机﹑红外夜视仪﹑追踪导弹等。
（4）紫外线：太阳光色散区域中，紫光外侧的不可见光叫做紫外线。它能使荧光物质
发光，另外还可以灭菌。常用于验钞机﹑紫外线杀菌等。
（5）光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播，比如影子的形成（手影，日
食月食）﹑小孔成像等。
（二）现代物理学
现代物理学通常是指 20 世纪初开始发展起来的物理学，包括相对论、量子力学、原子
和原子核物理学、粒子物理学等，是物理学的重要组成部分。
1. 原子核物理
属于物理学分支。它是研究原子核的结构和变化规律，获得射线束并将其用于探测、分
析的技术，以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
2. 粒子物理学
粒子物理学研究比原子核更深层次的微观世界，物质的结构性质和在很高的能量下，这
些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。 迄今，人们已认识到构成物质的最小组成为三种粒子：轻子、夸克、媒介子。通常被
认为自然界最小的结构单元，已知物质最小的结构单元是夸克和轻子。
作用在物质上的所有的力可归结为三种：引力、强力、统一的电弱力。（传统上将力
分为四种：引力、电磁力、强力和弱力。上世纪 60 年代，物理学家发现弱力和电磁力是可
以统一起来的，它们是一种事物的不同侧面，统称电弱力。）
3. 相对论
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为
狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠
定了现代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同
时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。
4. 量子力学
量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。量子力学的产生和发展标
志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。
1905 年，爱因斯坦提出了光量子说，直接推动了量子力学的产生和发展。
1924 年，法国物理学家德布罗意证明了物质具有波粒二象性。
1925 年，德国物理学家海森伯和玻尔，建立了量子理论第一个数学描述——矩阵力学。
1926 年，奥地利科学家提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程——薛定谔方程，
给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。后来，物理学家将矩阵力学与波动力学统一
起来，统称量子力学。
物理常识
（一）基础物理学
1. 热力学常识
（1）热力学第一定律：热力学系统如不吸收外部热量却对外做功，须消耗内能；不可
能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。（能量守恒定律属于热力学第一定律）
（2）热力学第二定律：热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功，总
要把一部分传给低温热源。根据这个定律，任何热机的效率都不可能达到 100％。
（3）热力学第三定律：在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上，能
斯特提出，在温度达到绝对零度（-273 摄氏度）时，物质系统（分子或原子）无规则的热
运动将停止。绝对零度不可能达到，但是可以无限趋近。
2. 电磁学常识
1864 年，麦克斯韦预言电磁波的存在，并预言光是一种电磁波。
1888 年，赫兹发现了电磁波。麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，被
称为自然科学的第三次理论大综合。
3. 光学常识
（1）光的色散是一种把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。
（2）光的三原色是红、绿、蓝，而颜料的三原色是红、黄、蓝。
（3）红外线：太阳光色散区域中，红光外侧的不可见光叫做红外线。红外线能使被照
射的物体发热，具有热效应。常用于红外探测器﹑红外照相机﹑红外夜视仪﹑追踪导弹等。
（4）紫外线：太阳光色散区域中，紫光外侧的不可见光叫做紫外线。它能使荧光物质
发光，另外还可以灭菌。常用于验钞机﹑紫外线杀菌等。
（5）光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播，比如影子的形成（手影，日
食月食）﹑小孔成像等。
（二）现代物理学
现代物理学通常是指 20 世纪初开始发展起来的物理学，包括相对论、量子力学、原子
和原子核物理学、粒子物理学等，是物理学的重要组成部分。
1. 原子核物理
属于物理学分支。它是研究原子核的结构和变化规律，获得射线束并将其用于探测、分
析的技术，以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
2. 粒子物理学
粒子物理学研究比原子核更深层次的微观世界，物质的结构性质和在很高的能量下，这
些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。 迄今，人们已认识到构成物质的最小组成为三种粒子：轻子、夸克、媒介子。通常被
认为自然界最小的结构单元，已知物质最小的结构单元是夸克和轻子。
作用在物质上的所有的力可归结为三种：引力、强力、统一的电弱力。（传统上将力
分为四种：引力、电磁力、强力和弱力。上世纪 60 年代，物理学家发现弱力和电磁力是可
以统一起来的，它们是一种事物的不同侧面，统称电弱力。）
3. 相对论
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为
狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠
定了现代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同
时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。
4. 量子力学
量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。量子力学的产生和发展标
志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。
1905 年，爱因斯坦提出了光量子说，直接推动了量子力学的产生和发展。
1924 年，法国物理学家德布罗意证明了物质具有波粒二象性。
1925 年，德国物理学家海森伯和玻尔，建立了量子理论第一个数学描述——矩阵力学。
1926 年，奥地利科学家提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程——薛定谔方程，
给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。后来，物理学家将矩阵力学与波动力学统一
起来，统称量子力学。