“________之美”是初三第一学期期中考试的语文作文题，我再次用这个题目写文章。但是这篇文章我将不受考场作文的条条框框的约束。
一、我的物理学习生涯
我的物理学习从初中开始。初中的物理是最简单、最基础的，但是初中的物理是高中乃至大学的物理的基础。
进入高中，物理的难度比初中明显增加，主要区别在于，高中的物理更注重定量计算，高中的物理不仅探究现象，还探究本质。我在高中的物理学习并不一帆风顺，遇到了不少困难，但是我还是从迷茫和彷徨中走了出来，我的物理学习渐入佳境。高中时的物理老师是一位很好的老师，他虽然年轻，但是教学水准和专业知识都让人深深折服，他上课的时候经常讲一些课堂内容引申的故事，使得同学们更好地掌握所学的物理知识，也加强了同学们对物理的兴趣，他常说，学习物理的目的是在生活中运用物理，有了物理知识，就可以解释生活中的很多现象，也可以避免很多危险事情的发生。高中时的物理老师对我的影响很大，在他的影响下，我感受到了物理的魅力，并开始留意生活中的物理，而且他还会讲一些做人的道理，这也让我和其他同学获益匪浅。
进入大学，虽然我的专业不是物理专业，但是在基础教育课程中依然有大学物理和基础物理实验，我的大一生涯依然和物理打交道。大学物理的学习也是有喜有忧，但是因为有高中的基础，结果还是可以让人接受的，两个学期的大学物理都是A-。基础物理实验是第二学期的课程，也是最耗时的课程，每次做实验都要花大量时间写实验报告，这门课程以B+告终，还是有一些遗憾。
二、物理之美
大学物理包括力学、热学、电磁学、光学和近代物理五个部分，物理之美也将从五个部分分别阐述。
1、力学篇
力学包括质点运动学、牛顿力学基本定律、动量、机械能、角动量、质心力学、刚体力学、振动、波动和流体力学。力学是物理的基础，力学和生活的联系也最密切。以下列举若干生活中的力学问题。
高速公路上虽然汽车行驶速度比普通公路快，但是依然规定时速不能超过120千米。有的司机喜欢飙车，速度远远超过规定速度，这样往往会导致事故。如果时速超过160千米，一旦发生事故，死亡率就是100％。此外，因为高速公路上汽车速度很快，所以在任何情况下行人想要横穿高速公路都是非常愚蠢的，即使汽车不超速，也难以避免事故的发生。高速公路上汽车时速一般是100—120千米（大约30米/秒），当司机看到前方有人横穿高速公路时与人的距离已小于100米，如果是夜间则距离更近，在这种情况下即使立即踩刹车也会以极大的速度到达横穿马路者所在位置，实际情况是司机还有刹车反应时间，这就更无法避免事故的发生了，所以，横穿高速公路是万万不能的，这等于自寻死路。
牛顿运动定律是经典力学的基础。对于牛顿（IsaacNewton）提出的三大运动定律，我们已经非常熟悉。
牛顿第一定律（惯性定律）：物体将保持自己的运动状态，直至受到他物的作用。
牛顿第二定律（力和质量的定义与量度）：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式为F＝ma。
牛顿第三定律（作用力与反作用力）：两物体的相互作用力彼此方向相反且数值相等。
牛顿运动定律的适用条件是惯性系，而现实宇宙中不存在严格意义下的理想的惯性系，相对而言，人们可以设法找到牛顿定律近似成立的准惯性系。在非惯性系中使用牛顿定律，则要引入惯性力，平动非惯性系中惯性力的方向与非惯性系加速度的方向相反。
在转动非惯性系中，惯性力的表现形式较为复杂，惯性力由径向力和横向力组成，径向力就是我们常说的离心力，横向力称为科里奥利（Coriolis）力。地球在自转，固连于地球的参照系是一转动非惯性系，因而就有科里奥利力，科里奥利力的方向在北半球向右，在南半球向左，这导致很多力学现象，如河床被冲刷、火箭轨道偏向、大气环流与信风、水漏流场的旋汇。
牛顿运动定律的适用条件还有低速、宏观，如果物体高速运动，则要考虑到相对论效应，这将在近代物理篇阐述。
机械能是力学中很重要的内容，应用也很广泛。三种宇宙速度就是通过机械能守恒推算出来的。第一宇宙速度又称环绕速度，根据所需要的向心力恰等于地球引力可以得到；第二宇宙速度又称脱离速度，根据在发射点和无穷远处机械能守恒可以得到；第三宇宙速度又称逃逸速度，推算方法与第二宇宙速度类似，先算出太阳参照系的脱离速度，再回到地球参照系，利用机械能守恒可以得到地球上空发射的第三宇宙速度。
刚体力学中角动量守恒经常被使用。当外力矩为零时角动量守恒，即转动惯量和角速度的乘积为常数。在花样滑冰和高台跳水等竞技运动中，常要使用角动量守恒，伸展手臂和单腿减慢旋转速度，收缩手臂并紧双腿加快旋转速度，完成高难度动作。在太空站失重状态下，人们要顺利完成各种姿态和动作，也需要借助角动量守恒。
蝴蝶效应（ButterflyEffect）是自然界非常神奇的现象，而造成蝴蝶效应的原因是非线性振动与混沌。非线性振子时间历程不是简谐型，即使初值相差甚微，经过一段时间后位移差也会增加很多数量级，差之毫厘，谬以千里。蝴蝶效应在生活中很常见，天气预报时初值无法避免有细微误差，预报结果会把误差放大，一般而言，三天以内的天气预报有参考价值，超过一个星期的天气预报很有可能与实际情况大相径庭，完全失去预报的价值。
光华楼是复旦大学的标志性建筑，在光华楼周围，尤其是主楼与辅楼“门洞”附近，常能感受到强烈的风，无数美女的长发被大风吹得飘逸舞动，凌乱不堪，大风天在光华楼前撑伞必然导致伞被吹坏，在光华楼附近骑自行车有时会因为逆风而无法前进甚至被迫后退，停在光华楼附近的自行车也时常被吹得横七竖八倒在地上。同学们将光华楼附近的大风称为“光华妖风”，这个现象可以用流体力学解释。
首先看光华楼附近（南北两侧和辅楼外侧）的风。根据连续性方程v1S1＝v2S2，光华楼的存在使得空气被向两侧“挤压”，流体的流场发生变化，导致在光华楼附近风特别大。
然后看门洞内部及其附近的风，这需要使用伯努利方程。伯努利方程数学表达式为p＋1/2ρv²＋ρgh＝const，其适用条件为非粘滞不可压缩稳定流体。在连通条件下，气体没有被压缩，在短时间内“光华妖风”是稳定的，适用伯努利方程（Bernoulli'sequation）。刮起东西方向的风时，光华楼两侧的风速v不一样，高度几乎相同，ρgh相同，根据伯努利方程，即可导出两侧压强p不同，因而产生风；刮起南北方向的风时，根据连续性方程v1S1＝v2S2，气流在经过门洞时，面积突然减少，导致流速增加。由于门洞附近存在着这两种方向正交的风叠加，所以会给人感觉风永远是迎面吹来，无论朝什么方向走都是逆风。据不可靠消息，曾经有人在西辅楼和主楼间的通道里目击两名相向而行的长发女生头发各自被吹向后方。
足球有香蕉球，乒乓球有弧圈球，也是流体力学的应用。球旋转时，球体一侧平动气流速度和转动气流速度方向大体相同，合成流速加强，另一侧平动气流速度和转动气流速度方向大体相反，合成流速削弱，根据伯努利方程，球体两侧压强不同，导致球转弯。
飞机的原理也离不开流体力学。机翼形状不对称，上弦弯凸，下弦平坦，这样导致机翼上部空气流速大于机翼下部空气流速，根据伯努利方程，可知机翼下部受到的压力大于机翼上部受到的压力，两个压力的合力形成了机翼受到的升力。
2、热学篇
力学比较简单，热学比力学抽象得多。而且高中阶段只学了理想气体状态方程pV＝M/μ×RT，热学的其余知识在高中都没学，所以热学几乎是从零开始。
热学包括热平衡态及其统计分布率、近平衡态中的输运过程，以及热力学定律。
热力学三大定律反映热力学系统状态的演化中的性质和规律，是热学的核心所在。
热力学第一定律（First Law ofThermodynamics）：当热力学系统状态变化时，可以通过做功和传热等方式改变系统的内能，内能的增量等于外界对系统所作的功与外界传递给系统的热量之和。
热力学第二定律（Second Law ofThermodynamics）：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响（克劳修斯表述）；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响（开尔文表述）；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零（熵表述）。
热力学第三定律（Third Law ofThermodynamics）：不可能施行有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。
热力学第一定律是能量守恒定律在涉及热现象宏观过程中的具体表述。第一类永动机是不需要消耗任何形式的能量和动力而能对外做功的机械，这与热力学第一定律矛盾，所以热力学第一定律的另一种表述为：第一类永动机是不可能造成的。
热力学第二定律反映自发的能量传递的方向性。第二类永动机是从单一热源吸收热量而全部转化为有用功的机械，这与热力学第二定律的开尔文表述矛盾，所以开尔文表述又可以表示为：第二类永动机是不可能造成的。
热力学第二定律的克劳修斯（R. J. E. Clausius）表述和开尔文（Kelvin）表述似乎毫不相干，前者说明自发的能量传递过程的不可逆性，后者说明自发的功热转换过程的不可逆性，其实这两种表述是等价的，任何一种表示都可以推导出另一种表述。
利用热力学第二定律，可以解答很多生活中的问题。例如，想使一密闭绝热的房间冷却，是否可以将电冰箱的门打开由电冰箱运转而成？答案是否定的。当电冰箱门打开后，整体上仅有一个热源，不满足热力学第二定律。即使考虑一开始冷冻室附近温度较低，理论上存在两个热源，但是从冷冻室带走的热量释放到房间内，反而会使房间温度升高。
与热力学第二定律相关的一个物理量是熵（entropy）。熵指可逆过程热量与温度的比值的积分的函数，一个孤立系统的熵永远不会减少。当热力学系统从一个平衡态经绝热过程到达另一个平衡态时，它的熵永不减少；如果过程是可逆的，则其熵不变；如果过程是不可逆的，则其熵增加。这一结论称为熵增加原理。
除了热力学三大定律，还有一个定律是热平衡定律，其表述为：在不受外界影响的条件下，如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于平衡，则它们彼此也必定处于热平衡。从时间上说，热平衡定律在热力学三大定律之后才提出，按理应该称为热力学第四定律，但是从逻辑关系及关于热物理学的概念、规律的基本程度上看，热平衡定律应在热力学三大定律之前，所以将热平衡定律称为热力学第零定律（Zeroth Law of Thermodynamics）。
3、电磁学篇
电磁学研究的是电场和磁场。
电现象在生活中很常见，如电闪雷鸣、摩擦起电、避雷针、导体和绝缘体等。每年夏季是雷电高发期，为了避免雷击，在建筑物顶上安装避雷针，用粗铜电缆将避雷针通地，通地的一端深埋于潮湿泥土中以保持避雷针与大地的接触良好。那么，避雷针是如何避免雷击的呢？导体表面的电荷分布与曲率有关，一般而言，曲率越大，曲率半径越小，电荷越密集，电荷面密度越大，因此导体尖端处电荷面密度大，场强也大，当场强大到足以使周围空气电离时将出现尖端放电现象。当带电的云层接近时，放电通过避雷针和通地粗铜导体这条最易导电的通路局部持续不断地进行。
电场和磁场关系密切，电流周围存在磁场，变化的磁场也能产生电流。
电场和磁场有很多相似点：电荷有正电荷与负电荷之分，磁极有N极与S级之分；电场线从正电荷流出，流入负电荷，磁场线从N极流出，流入S极；同种电荷相斥，异种电荷相吸，同性磁极相斥，异性磁极相吸。但是，电场和磁场也有不同点，最大的区别就是，存在单独的电荷，但是不存在单独的磁极。静电场的高斯定理表明通过闭合曲面的电通量可以不为零，静电场是有源的；磁场的高斯定理表明通过闭合曲面的磁通量恒等于零，磁场是无源的。正因为磁场无源，所以不存在单独的磁极，磁场是由运动电荷产生的。如果存在磁单极子，则磁单极子在磁场中受力加速，运动的磁单极子在电场中受力加速，对磁现象的本质、磁场的性质、电与磁的关系，以及电磁理论等都将产生重大影响。
北磁单极子和南磁单极子相遇时会像正、负电子相遇时一样湮没为γ光子。人们推测磁单极子绝少出现的原因可能是它们已在漫长的宇宙演化过程中湮没为γ光子而消失殆尽了，因而磁单极子只可能存在于古岩石、海底沉积物、陨石、月球岩样、加速器轰击物、宇宙线之中，然而人们使用各种探测系统检测均未探测到磁单极子。迄今，磁单极子仍是一个尚待进一步理论研究和实验探测的重大课题。
4、光学篇
光学是物理学的重要分支。早在2000多年前人们就开始研究光学，约在公元前400—300年人们已经发现光的直线传播性和反射定律，到17世纪光学才有真正的发展，光的折射定律被发现，与早先已经发现的光的直线传播定律和反射定律构成几何光学的基础。此时关于光的本性形成了两种激烈争论的对立的学说，一种是以牛顿为代表的微粒说，另一种是以惠更斯（C. Huygens）为代表的波动说。
微粒说认为，光是由微粒组成的，光微粒与普通的实物小球一样遵从相同的力学规律。微粒说可以很好地说明光的直线传播和反射定律。对于折射定律的说明，微粒说得到的结论是入射角与折射角的正弦之比与入射角无关，仅仅取决于光微粒在两种介质中的速度之比，光在光疏介质中的速度小于光密介质中的速度。
波动说认为，光和声一样是一种波动。1690年惠更斯提出了一个波传播的一般原理，现在称为惠更斯原理：波面（波前）上的任意点都可以看作新的振动中心，它们发出球面次波，这些次波的包络面就是新的波面（波前）。运用惠更斯原理，容易说明光在各向同性的均匀介质中沿直线传播，光在两种介质界面上反射时反射角等于入射角。对于光在两种介质界面上的折射，波动说同样得到入射角与折射角的正弦之比仅仅取决于波在两种介质中的速度之比，与入射角无关，但是波动说得出的速度比与微粒说得出的速度比是相反的，即光在光疏介质中的速度大于光密介质中的速度。当时两种学说争论得颇为激烈，在那个年代还不可能做实验判决谁是谁非。由于牛顿的权威，光的微粒说颇占优势，占据着统治地位。
但是，之后的一系列实验都说明光具有波动性。1801年，英国物理学家托马斯·杨（T.Young）发展了惠更斯的波动学说，做了著名的光的双缝实验，并且用他提出的干涉原理很好地说明了双缝干涉实验中观察到的光强周期性分布，为光的波动说的发展奠定了基础。1818年法国的菲涅耳（F. M.Grimaldi）将托马斯·杨的干涉原理和惠更斯原理结合起来，提出惠更斯—菲涅耳原理，完满地解释了光的衍射现象，光的波动说从此蓬勃地发展起来。1850年法国物理学家傅科(J. B. L. Foucault)实验测得光在水中的传播速度为光在空气中速度的3/4，无可怀疑地支持了光的波动说，这对于微粒说不多的支持者是一个致命的打击，从此光的波动说获得彻底的顺利。
1865年，英国物理学家麦克斯韦（J. C.Maxwell）建立电磁场理论，并得出光是电磁横波，为光的波动说建立起更为坚实的理论基础。
19世纪末发现了一些光的波动说不能说明的现象，如黑体辐射现象和光电效应等，人们在解释这些光和物质相互作用的现象时，认识到必须认为光具有粒子性，1900年普朗克提出辐射的量子论，1905年爱因斯坦（AlbertEinstein）则进一步提出光是由光子组成的。因此，光是既具有波动性又具有粒子性的客体，即光具有波粒二象性（Wave-ParticleDuality）。光的粒子性决不是牛顿时代的微粒，而是遵从崭新量子规律的粒子，这一崭新的量子规律正是在对于光和原子现象的研究中逐渐认识到的。另一方面，利用光现象探测地球绝对运动的失败引导狭义相对论的诞生，从而现代物理学中两个最重要的基础理论——狭义相对论（Special Relativity）和量子力学（QuantumMechanics），都是在人类关于光的研究中诞生和发展的。
虽然光具有波粒二象性，但是光学主要研究的是光的波动性。
光具有波的特性，而干涉是波动特有的现象，因此光有干涉现象。光的干涉包括分波前干涉、分振幅干涉、等倾干涉和等厚干涉。薄膜干涉的原理是分振幅干涉，应用很广泛，最常见的是增透膜。增透膜的作用是增加透射光强，减少反射损失，在照相机镜头和潜水艇的潜望镜上使用得很多，实际中折射率最小的介质是氟化镁，常用于制作增透膜，可有效减少反射损失。
光也具有衍射现象。光的波长很短，通常难于观察光的衍射现象，但是在一定条件下，光偏离直线传播的衍射现象仍然是十分明显的。光的衍射现象一般分成两类：一类是菲涅耳衍射，又称近场衍射，光源或接收屏距障碍物为有限远，或者光源和接收屏距障碍物都是有限远；另一类是夫琅禾费（J. vonFraunhofer）衍射，又称远场衍射，光源和接收屏距障碍物为无限远。
光波是横波，光具有五种偏振态：自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。自然光振动方向随机分布，偏振度为0；线偏振光的振动方向始终在一个平面内，偏振度为1；部分偏振光介于自然光和线偏振光之间，偏振度在0与1之间。圆偏振光和椭圆偏振光更复杂。
5、近代物理篇
近代物理是20世纪以来发展起来的物理学的庞大的组成部分，可延伸到很多科学技术领域，其理论基础是相对论（Relativity）和量子力学。
狭义相对论以前的力学称为经典力学，其代表人物是牛顿，它是以牛顿三大运动定律和万有引力定律为基础、研究宏观物体低速机械运动的物理学分支。狭义相对论以前的时空观称为绝对时空观，体现在伽利略变换中。
伽利略相对性原理认为，一切惯性系中力学定律都取相同的形式，不可能用力学实验确定惯性系自身的运动状态，这就意味着不可能找到绝对静止的惯性系，从而也就不可能区分物体的绝对静止和绝对运动，因此运动是相对的。
1865年麦克斯韦建立了描述电磁现象的方程组，称为麦克斯韦方程组。于是可以提出问题：麦克斯韦方程组适合于什么参考系？麦克斯韦方程组的一个重要推论是存在电磁波，电磁场的变化以波的形式传递，真空中的电磁波波速为光速。从伽利略变换来看，电磁波的传播显然不满足相对性原理，描述同一电磁过程，不同的惯性系（两个惯性系相对速度不为零）是不等效的，那么存在一个惯性系可以被认为是绝对静止的，称为绝对惯性系，其他惯性系相对于它都是运动的，做绝对运动。
绝对惯性系又称以太系。在光波的早期研究中，设想与机械波的传播需要介质一样，光波传播需要的介质就是以太，光波就是以太中振动的传播。
这样，在力学中无法探测和证实的绝对惯性系在电磁理论面前又复活了。当时，用电磁学或光学的方法探测和观测绝对惯性系的实验有好几个，其中最精确最著名的一个是迈克尔孙—莫雷实验。1881年迈克尔孙（Albert AbrahanMichelson）用他发明的迈克尔孙干涉仪来做实验，结果只观测到干涉条纹比预期小得多的不规则运动。1887年迈克尔孙和莫雷（E. W.Morley）合作改进了干涉仪，稳定性大为提高，精确度也有很大的改善，结果实验中仍然没有观测到干涉条纹的明显移动，以后一起进一步改进，并在不同季节和地球上不同地方多次实验都得到相同的否定结果，这似乎得出地球相对于以太系的运动速度恒为零。这一实验结果深刻地反映了伽利略变换、相对性原理和麦克斯韦电磁理论三者的不和谐。
面对伽利略变换、相对性原理和麦克斯韦电磁理论三者的不和谐，不同的物理学家做出不同的选择，唯有爱因斯坦坚信麦克斯韦电磁理论是正确的，相对性原理是适用于力学和电磁学的普遍原理，而伽利略变化必须抛弃。
为了得出能与相对性原理和麦克斯韦电磁理论和谐一致的新的时空变换，爱因斯坦做了两条基本假设。狭义相对性原理：物理定律在一切惯性系中都取相同形式。光速不变原理：光在真空中的传播速度c是一个普适恒量，与光源的速度无关。
爱因斯坦根据这两条狭义相对论基本原理，导出新的时空变换，这就是洛仑兹变换。洛仑兹变换原来是洛仑兹首先得到的，但是洛仑兹不是相对论者，他相信存在绝对静止的惯性系。爱因斯坦则不同，从一开始就从侠义相对性原理和光速不变原理导出洛仑兹变换，使得它成为狭义相对论中具有基础地位的关系式。
狭义相对论抛弃了伽利略变换，因而它也就抛弃了牛顿的绝对时间和绝对空间的观念，它带来了关于时空观念的根本变革。按照狭义相对论，同时性是相对的，在一个惯性系看来两个异地事件是同时发生的，在另一个惯性系看来它们不是同时发生的。不仅如此，在不同的惯性系中，事件的时间顺序还可以倒过来。这引出一个问题：同时性的相对性会不会破坏因果律？有些事件是由因果联系的，它们之间的时间顺序，即前因后果是不容颠倒的，这些事件的时序颠倒显然是荒谬的。对于这些一对对的事件必然存在可用实际信号传递信息，而实际信号的最大传递速度是真空光速c，可以得到这一对对的事件不会发生时序的颠倒。
根据洛仑兹变换，可以得出长度的相对性，即不同的惯性系中空间的尺度具有相对性，运动物体的长度缩短。相对于一个惯性系静止的杆尺的长度称为杆尺的固有长度，杆尺的固有长度最长。
根据长度的相对性，分析一个例子。一列火车与隧道一样长，火车以接近光速的高速行驶过隧道。有一天隧道看守人与火车司机发生了争论。隧道看守人说：“火车在运动，由于洛仑兹收缩而比隧道短，因此必定有一个时刻，火车全部处于隧道之中。”火车司机则反驳说：“不然。在我看来，隧道相对我运动，由于洛仑兹收缩而比火车短，因此火车绝不可能在某一时刻全部处于隧道之中，倒是可能存在某一时刻，火车的首尾在隧道的外面。”他们争论得谁也不能说服谁。他们继而引用实验来证明自己的观点。火车司机说：“我可以在火车的首尾各安装一个升空火箭，当火车的中点到达隧道的中点时，可同时点燃两个火箭，它们同时沿竖直方向在隧道外腾空飞起，证明我的观点正确。”隧道看守人则说：“我可以在隧道两端分别安装定时铁门，当你的火车的中点到达隧道中点时，可同时关上两扇铁门将火车关在隧道内，可见我的观点正确。”
按照上面所述的相对论原理，隧道看守人和火车司机从各自惯性系得出的结论都是正确的，他们叙述的实验结果也是正确的。于是似乎产生了一个问题：在这里，隧道和火车究竟谁缩短了？
其实问题的症结在同时性的相对性，按照相对论，同时性是相对的，如在一个惯性系看来两个异地事件是同时发生的，则在另一个惯性系看来它们不是同时发生的。在火车司机叙述的首尾两个火箭同时腾空飞起的实验中，在隧道看守人看来，它们不是同时升空的，而是先点燃尾部火箭，火车首部使出隧道再点燃首部火箭，因此两个火箭都在隧道外升空；同样在隧道看守人叙述的实验中，火车司机看来，隧道两段的关门动作不是同时的，而是在火车未到达时先关前门（为了避免与门相撞，随即打开前门），火车驶过隧道，再有关后门的动作。细致的具体结果都可以根据洛仑兹变换加以计算。以上分析清楚地说明动尺收缩是与同时性的相对性概念联系在一起的，它是时空的属性，而不是运动物体的动力学性质，不是一种物质过程，因此提问“究竟谁缩短了”是错误的。
根据狭义相对论，时空的属性除了运动物体的长度缩短之外，还有运动的时钟变慢，或者也叫做时间膨胀、时间延缓。在一个惯性系中同一地点先后发生的两个事件之间的时间间隔称为固有时，固有时最短。运动是相对的，运动的时钟变慢也是相对的。例如甲乙两人手中都有一只钟，这两只钟是同样完好的，现在乙相对甲以很高的速度运动，甲乙两人都认为对方手中的钟是动钟，走得比自己手中的钟要慢。于是似乎产生了一个问题：究竟谁的钟变慢了？动钟变慢的问题是与同时性的相对性概念联系在一起的，它是时空的属性，而不是运动物体的动力学性质，不是一种物质过程，因此提问“究竟谁的钟变慢了”是错误的。动钟变慢是时间的属性，不是某一种时钟机构的性质，因此，一切涉及时间的过程，例如分子振动、粒子衰变寿命，以至生命过程都因运动而变慢延缓，而且延缓是相对的。
在相对论情形下，即高速情形下动量守恒、能量守恒以及质量守恒仍然成立。在经典力学中，物体的质量是物体本身的性质，与物体的运动状态无关。这一点显然与相对论矛盾，因为当有外力作用在物体上，物体的运动状态要改变，如果物体的质量是恒量，经过足够长的时间来加速，物体的速度可以任意大以致超过光速，因此按照狭义相对论，物体的质量必定与运动状态有关，而且速度增大时，质量增大，当物体的速度增大到接近光速c时，质量应接近无穷大。
广义相对论（GeneralRelativity）是将引力问题纳入的更广泛的相对论，它是天体物理和宇宙学的理论基础。
量子理论起始于黑体辐射规律的研究。为了说明黑体辐射的实验规律，普朗克不得不首次做出不连续的能量子假设。
赫兹发现了光电效应，初看起来光的波动说可以说明光电效应，但是进一步考查发现光电效应实验事实与光的波动说之间存在着尖锐的矛盾，光的波动说无法解释遏止电压、截止频率（红限）和弛豫时间。爱因斯坦提出光具有微粒性，不仅在发射和吸收时，光的能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个集中存在的、不可分割的能量子组成，这些能量子后来称为光子。爱因斯坦光子理论可以很好地解释光电效应的实验规律。
康普顿进一步充实了爱因斯坦的光子概念：光是由光子组成，光子是整体起作用的；光子不仅具有能量，而且还具有动量。根据狭义相对论，可以通过光子的能量算出其质量和动量。康普顿效应在消除物理学家们对于光学概念的疑虑方面，起过重要的作用。
量子论的进一步发展是在说明氢原子光谱结构中发展起来的。原子光谱是一种重要的原子现象，它提供有关原子结构的丰富信息。氢原子光谱最为简单。1913年玻尔提出一个解释氢原子光谱的理论非常成功，它以三个基本假设为基础：定态假设、跃迁假设、量子化条件。玻尔半径反映了氢原子正常情形下的大小，氢原子的半径由量子化条件决定，即由普朗克常量h决定。
光和微观粒子都具有波粒二象性。在光的干涉和衍射实验中以及电子衍射实验中，它们表现出确凿的波动性，显示出波所特有的时空周期性；在另一类实验如光电效应、康普顿效应以及有关电子的很多实验中，它们表现出确凿的粒子性，它们整体起作用，并且有确定的质量和电荷。关于微观粒子有几点结论：微观粒子确实具有波动性和粒子性；不能将微观粒子的波动性和粒子性这两者之中的一种归之为另一种，也不能认为微观粒子在某种场合是粒子，在另一种场合是波；微观粒子不同于经典粒子也不同于经典的波；观察过程中微观客体和观察仪器之间存在不可预测、不可控制的相互作用，显示其一种性质，必然牺牲其另一种性质。
不确定关系是微观粒子波粒二象性的必然结果。对于微观粒子而言，它的坐标和相应动量不可能同时具有确定值，同一时刻粒子坐标的不确定度和相应坐标的动量的不确定度的乘积绝不可能小雨一个约为普朗克常量h的值，这样的关系称为不确定关系，是海森堡于1927年提出来的。不确定关系反映了微观粒子运动的特征，不确定关系不仅适用于电子、光子、质子、中子、原子、分子等微观粒子，甚至对于宏观物体它也适用。
1926年，薛定谔提出一个微观粒子在低速时波函数满足的基本方程，后人称之为薛定谔方程。它在量子力学中的地位，相当于牛顿定律在经典力学中的地位，以及麦克斯韦方程组在电磁学中的地位。薛定谔方程是量子力学最基本的方程，它不可能从哪里推导出来，它其实是一个基本假定，其正确性只能靠实践来检验。一般说来，薛定谔方程可严格求解的情形不多，而且严格求解情形也会遇到繁杂的数学问题；而大多数情形需要借助于近似方法求解。
三、结语
物理世界是很神奇的，学物理的这几年，我充分感受到了物理的魅力。虽然，我学的专业不是物理专业；虽然，我的物理学习生涯已经结束；虽然，我所学到的物理仅仅是皮毛……虽然，有无数个虽然，但是，只要有一个但是就可以了，我将留心生活中无处不在的物理，遨游在物理的海洋中。