&我们为什么会说&上厕所、下厨房&？答案万万没想到
我们为什么会说&上厕所、下厨房&？答案万万没想到
日09时06分来源：
无论小朋友提出什么样的奇葩问题，爸爸妈妈都能帮他们找到真正的答案。于是小朋友的问题也越来越多啦！
“为什么是上厕所，下厨房？而不是上厨房，下厕所呢？”，一个小朋友提出了让爸妈头疼的问题，不用担心，着急的爸妈们，请看下面的内容。
在我们的生活中，为什么会出现“上厕所，下厨房”这样的词呢？这个说法的缘由到底是怎么来的呢？通过查询，在资料中发现了好几种说法。
说法一：和早期人类的穴居生活有关
早期的人类，都是居住在山洞里。因为厕所的味道总是向上走，为了不影响居住环境，所以把厕所放在洞穴的上面；而为了解决了洞内取暖，厨房和餐厅放在下面。
说法二：和古代人的建造布局有关
古代建筑经常把厕所一般建造在东北位置，厨房在南边。因为地图上北下南的说法，衍生出来了“上厕所 下厨房”。
说法三：和古代厕所的构造有关
古代农耕时期，为了积肥，厕所和猪圈就是结合在一起的。上层是厕所，下层是猪圈和粪坑。因此有了上厕所的说法。
说法四：和古代人的阶级观念有关
在古代，与厨房相关的事物，都是由社会地位较低的人承担，因此称作“下厨房”；而厕所和社会等级的高低并没有任何联系，因此叫做了“上厕所”。
那么，到底是不是因为以上的原因，才有了“上厕所，下厨房”这个说法呢。想要获得答案的小朋友们，不妨到图书馆自己去印证一下吧！
每经编辑 王嘉琦
来源：央视财经（微信号：cctvyscj）
原标题：【惊呆】咱为什么说"上厕所、下厨房"？答案万万没想到→
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&&&电磁理论的形成
在古代，人们对静电和静磁现象已分别有一些认识。公元前7世纪，古希腊哲学家塞利斯已经发现用毛织物摩擦过的琥珀能吸引某些轻小物体。我国东汉时期，王充在《论衡》一书中提到"顿牟掇芥"等问题，也是说摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。指南针是我国四大发明之一。我国在北宋初就知道利用人工磁化方法制成指南针。当时还发现磁偏角、磁倾角等问题。
首先对电和磁现象进行系统实验研究的是美国的威廉·吉尔伯特。他认识到电力和磁力是性质不同的两种力。他第一个将琥珀和毛皮摩擦后吸引轻小物体的性质叫做"电"。
可能由于吉尔伯特的关于电力和磁力是不同性质的两种力的观点对后人影响太深的缘故，直至19世纪初，许多科学家仍把这两种现象看作是毫无联系的。
到了18世纪，电学有了较大的发展，1745年荷兰的马森布罗克和德国的克莱斯德各自发明了能够蓄电的器具，后来称作莱顿瓶。为研究静电提供了方便。莱顿瓶实质就是现代电容器的原型。
对自然界出现的各种电现象，最初人们不了解它们内在的联系。据说1751年，法国有位科学家，不小心被电鲶放电击昏，待他清醒后，感到和摸莱顿瓶受到电击一样，他猜想这两者可能是同一种作用。
1752年富兰克林用风筝将雷电引到莱顿瓶中，人们又认识到“天电”和“地电”也是一回事。
富兰克林（公元1706～1790年）出身于相当贫寒的家庭。他一生只念过两年书。但他利用业余时间刻苦自学，广泛地接受了多方面的知识，终于成为电学研究的先驱。他曾说过；"你热爱生命吗？那么别浪费时间，因为时间是组成生命的材料。"
富兰克林用莱顿瓶进行一系列的实验，提出了电的单流体学说和电荷守恒定律。他认为，每个物体都有一定量的电，电只有一种。摩擦不能创造出电，只是使电从一个物体转移一个物体上，它们的总电量不变。物体带过量电称为带正电，不足的称为带负电。由于这些概念的引入，使电可以定量研究了。
1752年7月富兰克林在费城做了著名的风筝引电实验。并在这个实验基础上，发明了避雷针。
1775年，富兰克林发现将一小块软木块悬于带电的金属罐内，软木块并不受到电力的作用。普里斯特列根据这个事实再联想到牛顿曾用数学方法证明过，一个均匀球壳对其内部的物体没有引力的作用。猜想电的作用力也应跟万有引力一样，遵守平方反比定律。经过一些科学家的研究，库仑在1785年利用他的扭秤对静电力进行了测量，得到了著名的库仑定律。库仑定律的发现为静电学奠定了理论基础。
库仑（1736～1806年）是法国工程师和物理学家。青少年时期，库仑受过良好的教育。离开学校后，库仑当过军事工程队的工程师，对材料的性质、物体上应力和应变的计算十分在行。1781年库仑研究了摩擦定律，研究了丝线和金属丝的扭转，确立了弹性扭转的定律。根据这些成果，1784年库仑制成了测量力的仪器--扭秤。1785年，他借助扭秤在实验上确立了静电学基本定律即库仑定律。
库仑在发现库仑定律时，还无法测定电量的大小，他是利用两只大小相同的金属球相碰后再分开的办法，巧妙地利用对称性原理把电量一分为二的。
18世纪后期，贝内特发明了验电器。用它可以近似地测量一个物体所带的电量。库仑定律的发现，验电器和扭秤的使用，使静电现象的研究从定性走上了定量的道路，并迅速地推进了这一领域的数学化。当时求证各种情况下的带电体或磁铁之间的作用力，决定电或磁分布的工作，已被划为数学范畴。数学家泊松、高斯和格林等在这个领域运用数学工具处理静电、静磁问题，都作出了贡献，奠定了处理静电场和静磁场的数学方法。
1780年意大利的物理学家和生理学家伽伐尼（公元1737～1798年）发现，放在起电机旁的解剖后青蛙大腿，由于起电机姆诺缍??鸪榇ぁ＞???徊降难芯糠⑾钟昧街植煌?慕鹗袅?佣?傻姆诺缁〉牧蕉伺龅角嗤艽笸燃∪馐保?不嵋?鹎嗤艽笸鹊某榇ぁＭü?哉庖幌窒蟮难芯浚??蛴?800年制成了伏打"电堆"。伏打电堆能产生比较强的电流，从而使电学的研究由静电进入动电，由瞬时电流发展到持续电流。伏打电堆发明不久，人们发现了电解现象：把连接电堆两端的金属丝同时浸入水中时，发现一根金属丝处冒出可燃性气体氢气，而另一根金属丝却被氧化。如果改用白金丝，虽然不会被氧化，但是从这一白金丝旁冒出了氧气泡。
电解的发现，使人们对电的能力寄托了更大的期望，促进了对电池的研究。1836年，丹聂耳首次制成了能产生稳恒电流的电池。1859年，普兰特发明了能够多次充电的蓄电池。
电池和蓄电池的发明，使电的利用越来越广。
1820年奥斯特在一次讲课中发现，把连接电池组的导线放在和磁针平行的上方位置，磁针立即大幅度摆动起来。电流有磁效应的消息一下传遍了欧洲，安培等人立即对这方面进行了研究，很快就得到了确定电流磁效应的安培定则。在此基础上安培还提出了分子电流的假设，把磁现象统一到电现象中去。1826年德国物理学家欧姆，利用电流的磁效应来量度电流强度，引入了电阻概念，得到了欧姆定律。1827年他又从理论上导出了这条定律，并引入了"电动势"、"电压降"和"电导率"的概念。
奥斯特的实验之后，很多人在思考研究，既然电能产生磁。那么，磁能不能产生电呢？
1825年物理学家科拉顿做了这么一个实验。他设想把磁铁插入螺旋线圈，使线圈中产生电流。为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他用长导线把接在螺旋线圈上的电流计放到隔壁房间。在线圈中插入磁铁后，他再飞快奔到隔壁，去观察电流计指针是否发生偏转。由于他没有想到这是瞬时效应，靠来回奔跑当然无法观察到电磁感应，痛失发现电磁感应的机会。很多人探索这个问题，包括安培在内都失败了。最终还是法拉第化了十年时间，于1831年发现了变化的磁场可以产生感生电流，得出了电磁感应定律。
法拉第发现电磁感应不久，楞次独立地宣布了他的发现，即楞次定律。楞次定律明确地指出了感生电流的方向。
电磁感应的发现，再一次向人们展示了自然界的各种运动形式是可以相互转化的事实。同时为发电机的发明扫清了道路，为人类大规模利用电能，通向电气时代铺平了道路。
法拉第（1791～1867年）是英国物理学家和化学家。法拉第因家境贫寒，几乎没有受到过多少教育。14岁时他便在书店当图书装订工。工作之余，法拉第贪婪地读他接触到的书。他特别爱读百科全书和有关电和化学的书。
1813年在戴维的介绍下，法拉第进入皇家学院实验室工作，当戴维的助手。不久他随戴维去欧洲旅行。在这次旅行中，他结识了许多有名的科学家，参观了他们的实验室。这一切使他大开眼界，上了一次"社会大学"。
回到英国后，法拉第开始独立工作。工作中他发挥出惊人才干，取得累累硕果。他先后发现了电解定律、自感现象和电磁感应现象等等，并引进了磁力线概念。
法拉第在电学方面的成就可以和力学中的伽利略、牛顿齐名，但他从不计较名利，他拒绝了制造商的高价聘请，谢绝了女皇准备授予他的爵位，终身在实验室工作。甘当普通平民。
19世纪60年代，麦克斯韦总结了前人的成果，以他高度的抽象概括能力和高超的数学才能，于1864年把复杂的电磁现象和电磁运动规律总结为四个偏微分方程。这就是电动力学中的有名的麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组在电动力学中的作用就像牛顿三大定律在力学中的作用一样重要。在建立方程组时，麦克斯韦创造性地提出了"位移电流"和"涡漩电场"等概念。他认为不仅传导电流会产生磁场，空间中变化的电场（后定义为位移电流）也会产生磁场。而变化的磁场不仅在导线中能产生出电流，在无导线的空间也会感生出电场。
通过对这个方程组的数学运算，麦克斯韦预言了电磁波的存在，电磁波的传播速度同光速一样。而光不过是波长在某一范围的电磁波，从而把电、磁和光现象统一了起来。
1887年，德国科学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。还证明了电磁波具有反射、折射、干涉等等光所具有的相同性质。至此，麦克斯韦的理论得到了广泛承认。
1897年汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子。并测出了电子的荷质比。后来密立根设计了有名的油滴实验，精确地测得电子的电量和质量。电子的发现，深化了对电本质的认识，经典电磁理论彻底建立。
&经典力学的形成
力学是最古老的科学之一，它的发展过程是人类对于机械运动的认识过程。
约在公元前三四百年，古希腊的欧多克斯就提出了地心说，他用27个球层来解释天体的运动。后来亚里士多德对这个理论作了改进，到公元2世纪，托勒玫把这种学说发展到了登峰造极的地步。
亚里士多德（公元前384～前322年）是古希腊最伟大的科学家之一。他17岁时就跟大哲学家柏拉图学习。亚里士多德爱独立思考。因此，他有许多观点跟他的老师截然相反。亚里士多德当过教师，对植物、动物、天文、气候、数学和物理等方面都进行过研究，著书1000多种，可以说他是古希腊各种知识集大成者。他的这些著作被当作古代世界的百科全书。达尔文曾这样评价亚里士多德："我尊敬林奈和屈费尔好像两位神一样。但是，他们比起亚里士多德来，却不过是小学生。"
由于历史的局限性，在他的著作中，有一些内容是错误的。例如，亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快；认为运动物体只有在一个持续不停的力的作用下；才能保持；如果运动物体不再受到力的作用，它就会停止下来；认为抽水机抽水的道理是"自然害怕真空"；认为天上和地球上的运动是截然不同的，不能把地球上的科学概念推广到天体等等。由于人们对权威的盲目崇拜，又看不清自然现象的本质，使这些错误观点流行达二千年之久，在一定程度上阻碍了自然科学的发展。经典力学就是在批判亚里士多德的这些错误观点中建立起来的。但这些错误远不能动摇亚里士多德作为古代伟大科学家的地位。曾经用实验否定了亚里士多德在物理学方面一些错误论点的伽利略曾说过：我并不是说我们不应当倾听亚里士多德的话，相反地，我称赞那些虚心阅读和仔细研究他的人。我所反对的只是那些屈服于亚里士多德权威之下的倾向，盲目赞成他的每一个宇，不想去寻求其他的根据，而只是把他的每一个字看成颠扑不破的真理。
继亚里士多德之后，在物理学方面取得突出成就的要数阿基米德了。
阿基米德（公元前287～前212年）生于意大利的斜拉古，他父亲是天文学家和数学家。他从小受到父亲的熏陶而热爱数学。11岁时他到埃及的亚历山大学习。在那里他接受了东方和古希腊的优秀的文化教育，为他后来事业上取得成就打下了基础。
阿基米德擅长对物理问题进行数学处理。他详细研究了物体在液体中所受浮力跟浸入液体中物体体积之间的关系，得出了著名的浮力定理，传说据此他揭开了金王冠之谜。他详细地研究了杠杆的平衡问题，找出了杠杆的平衡条件。他曾豪迈地提出：只要给我一个支点，我就可以把整个地球举起。阿基米德叙述杠杆平衡的学说，奠定了静力学的基础。
在天文学上，"日心说"和"地心说"一直是争论不下的话题。但到了公元2世纪，希腊人托勒玫吸收了欧多克斯和亚里士多德的地心说的核心内容，完成了自己的宇宙结构学说，把"地心说"推向了顶峰。他用大大小小80个圆周轨道来描述目、月、星辰的运动，取得了成功。运用他的模型能预言行星的运动位置，还能解释行星亮度的变化。因此，他的理论直到文艺复兴时代为止，一直被认为是标准天文学，统治西方天文学竟长达15个世纪！
托勒玫（公元 90～168年）是出生在埃及的希腊人，公元127年他到亚历山大求学。在那里他学会了天文观察和大地测量。他很重视进行系统的天文观察。托勒玫在天文学方面的代表著作是《天文学大成》，共13卷。在这本巨著中，他确定了1年的时间；给出了计算月蚀和日蚀的方法；编制了1千多颗恒星的位置表。托勒玫创造的宇宙结构说能描述行星的运动和推算他们的位置，但相当复杂，就是在现代，他的理论也只有专业人员才能看懂。
托勒玫的地心说后被教会所利用，曾被用作迫害自然科学家的工具，一度起到了阻碍科学发展的作用。但这一点跟托勒玫本人毫无关系。
托勒玫在光学方面也有过研究。记录过入射角和相应的折射角的数值，但没有找到折射定律。托勒玫在地理方面也有研究。
到了中世纪，西方古代科学开始衰落。直到文艺复兴时代，自然科学重新发展起来。
经典力学是在众多科学家取得的成果基础上，由牛顿集大成而建立的。它首先从推翻托勒玫的地心说和批判亚里士多德的一些错误力学观点上拉开序幕的。
15、16世纪，由于地理大发现，促进航海事业急速发展。航海需要精确测定船位，这又推动了天文学的发展。随着天文观察资料的积累，人们提出了托勒玫体系无法回答的新问题。波兰的天文学家哥白尼对天象进行了长期的观测，发现了一些问题，打算修订天文学。为了修订天文学，他读了大量古希腊的哲学著作，希望从中了解古代人们研究天体运动的各种各样的观点，在古人朴素的日心地动观点启发下，他开始考虑地球的运动问题，终于写出了划时代的科学巨著《天体运行论》。在《天体运行论》一书中，哥白尼提出了日心说。
哥白尼（公元1473～1543年）出生在波兰托伦城的一个商人家里。他十岁的父亲就去世了。后来靠学识渊博的舅父抚养大。受舅父的影响，他从小酷爱自然科学知识。1491年他进克拉科夫大学和意大利的大学学习。1503年回到波兰。他在工作之余，倾心于天文学的观察、计算和研究，三十年如一日，终于完成了科学巨著《天体运行论》。哥白尼的日心说彻底动摇了中世纪宗教世界观的基础，把科学从神学和经院哲学中解放了出来，导致了自然科学的变革。
哥白尼的日心说引起了教会的恐慌，教会宣布"日心说"为"邪说"，又把《天体运行论》列为禁书，对哥白尼以及他的支持者进行迫害，许多人被迫害至死，其中意大利著名天文学家布鲁诺因宣传"日心说"被罗马教会活活烧死。
继哥白尼之后，瑞典科学家第谷观察天体的运动，特别是行星的运动；记录了大量的数据。第谷是一个工作十分认真的人，因此他观察记录的数据十分精确。第谷原打算用这些数据重新修订星表，但一直到死都未能如愿。他临死之前，把这些资料交给了他的助手和合作者开普勒。开普勒是一个"日心论"者，而且有很好的数学修养。开普勒精心整理第谷的记录，编制出了当时有史以来最精确的天文表。按第谷的遗愿，这个天文表取名为《鲁道夫天文表》，以表达第谷对奥地利国王鲁道夫的知遇之恩。
开普勒在编制天文表的同时，利用第谷观察行星运动记下的数据，研究火星的运动。经过反复的假设、计算论证，终于发现火星绕日运行的轨道是一个椭圆。不久他把这个发现推广到所有当时已知的行星，于1609年提出了以他名字命名的开普勒第一、第二定律。开普勒第一定律指出太阳系中所有行星绕日运动的轨道都是一个椭圆。太阳位于这些椭圆的一个焦点上。第二定律指出行星运动时，连接太阳和行星的矢径在相等的时间内扫过的面积都相等。十年之后，开普勒从研究行星运动周期跟轨道参数相互关系中，又发现第三个定律--行星公转周期的平方跟它们轨道的长轴的立方成正比。开普勒的成就给科学家研究问题的方法提供了一个启示：科学研究工作不能停留在单纯的观察现象、记录数据上，必须对观测得到的数据进行细致的分析、计算，才能找出事物运动的内部规律。
开普勒（公元1571～1630年）是德国著名的天文学家。他出身于一个贫民家庭。幼时体弱多病，疾病使他的视力降低，一只手半残。但他智力很好，在学校念书时一直名列前茅。大学学习期间，他受天文学教授迈克尔的影响，信奉日心说，并对天文学产生了浓厚兴趣。大学毕业后，他在工作之余，阅读了大量天文学著作，并且化时间观察、记录和计算天体的运动，这些为他以后发现三大定律打下了基础。开普勒在光学方面也有很多成果。
亚里士多德的"重物比轻物下落得快，力是维持物体运动的原因"等观点，一直被人们深信不疑。一直到1586年比利时的力学家西蒙·斯台文在他的著作中对这些结论提出了异议。后来伽利略也研究落体问题，他首先从逻辑推理上批驳了亚里士多德的观点。伽利略指出，一块轻的物体和一块重的物体同时下落，按亚里士多德的观点，应该重的物体下落得快。那么，把这两块物体放在一起下落，由于两块物体放在一起比原来的任何一个物体都重。因此，它应该比原来的两个物体落得都更快。但另一方面，重的物体要受到落得慢的轻的物体的拖累，它应该比原来重的物体单独下落时慢一点，这岂不矛盾？
伽利略又通过著名的斜面实验，得出了物体在真空中做自由落体运动时，下落的快慢都一样。在这个实验中，伽利略提出了加速度的概念。接着伽利略又设计了将两个光滑斜面对接起来的理想实验，推理出物体运动并不需要外力维持的结论。
伽利略（公元1564～1642年）是意大利天文学家、哲学家、数学家和物理学家。17岁时，他进入比萨大学学医，同时钻研数学。伽利略从小就善于观察和思考时，18岁一次他看到教堂的油灯加油后在来回摆动，注意到油灯振动幅度越来越小，但振动周期却是相等的。后来经过他的进一步研究，发现了摆的等时性。伽利略爱独立思考，对权威的结论他也要用自己的。观察和实验来检验一番。他特别对当时被学术界认为绝对权威的亚里士多德的学说提出异议。最终亚里士多德的一些错误观点被伽利略用实验所否定。
伽利略对物理规律的论证过程是：一般观察--假说--数学分析、推论--实验验证，这种论证思想方法为后人揭开物理学的各种规律提供了范例。
伽利略是日心论者，为了解释为什么人在地球上住，却感觉不到地球在动的问题，他提出了力学相对性原理。即在惯性系中做任何力学实验都无法测定惯性系运动的速度。伽利略的这些工作为经典力学的形成打下了基础。
1609年末到 1610年初，伽利略利用他自己设计、制造的望远镜观察天体；发现月球的表面并不光滑，有山峰有海；发现木星有卫星。他观察到太阳有黑子，金星有盈亏，土星有光环。望远镜帮助伽利略打开了宇宙的大门，但也给伽利略带来了巨大的灾难。因为他根据这些发现所发表的言论都跟教义相违背，从而触犯了教规，终于被罗马宗教法庭判定为终身监禁。
1979年11月10日，罗马教皇在公开集会上正式承认：伽利略在17世纪30年代受到教廷的审判是不公正的。经历三百多年之后，伽利略的冤案终于得到了昭雪。
力学发展的新阶段是从牛顿开始的，牛顿系统地总结了伽利略、惠更斯和开普勒等人的工作，得出了牛顿运动三定律和万有引力定律。牛顿在1687年出版的《自然哲学数学原理》这部经典著作中，从力学的基本概念和基本定律出发，利用他所发明的微积分这一数学工具，把天体力学和地面上的力学统一起来，创立了现代的经典力学。
牛顿（公元1642～1727年）是英国数学家、天文学家和物理学家。幼年的牛顿学习成绩并不好，但他酷爱动手制作，做了风车模型、时钟、风筝等。他还设计了极其精巧的日晷仪，给村里人指示时间。
1661年牛顿考进剑桥大学三一学院。三一学院教牛顿的伊萨克·巴罗逐渐发现了牛顿的才能，收牛顿当他的助手。牛顿从伊萨克·巴罗那里学到了不少地理、物理、天文和各种数学知识。1665～1667年瘟疫席卷英国，剑桥大学被迫停学。牛顿回到了故乡沃尔斯索普村。在这段时间内，他创建了微积分，并且开始考虑万有引力问题。1667年重返剑桥大学。同年，他的老师巴罗为了让他的学生晋升，辞去了职务，不久牛顿当上了卢卡斯讲座教授。1703年他被选为皇家学会会长，他连选连任，直到去世。
牛顿在剑桥工作的25年中写下了许多论文和著作，其中包括《自然哲学的数学原理》，但牛顿把很多论文锁在抽屉里，并没拿出去发表，有些发表的文章，是被他的朋友们发现，在朋友们的催促下才发表的。
牛顿在数学上的贡献也十分巨大。他跟德国数学家莱布尼兹分别独立地创建了微积分学，借助于这种新的数学分析方法，力学和数学都出现了辉煌的成就。
尽管牛顿取得如此巨大的成就，但在他评价自己的科学成就时却说：我好像是站在海滨上玩耍的孩子，时而拾到几块莹洁的石子，时而拾到几片美丽的贝壳并为之欢欣。那浩瀚的真理海洋仍然在我的前面未被发现。牛顿认为他所以能登上科学的高峰，"那是由于我站在巨人们的肩上的缘故。"
牛顿的万有引力定律公布后，一开始并没有被许多科学家所接受。在天文观察中发现，行星的运行轨道跟用牛顿万有引力定律计算得到的数值总有些差距，特别是哈雷发现，多年来木星一直在有规则地加速，土星则在减速。这个现象能用万有引力定律解释吗？后经许多科学家努力，才搞清这个问题，原来并非总是木星在加速，土星在减速，而是经过很长一段时间后情况刚好倒过来。1784年拉普拉斯通过用万有引力定律计算，指出这是木星和土星的相互作用，产生了930年这样长的周期性挠动。由于拉普拉斯这一成就，使万有引力定律得到了有力的验证，也使牛顿力学摆脱了最严重的危机。
1844年，亚当斯研究当时太阳系中最边缘的天王星的观测资料时，发现观测位置和用万有引力定律计算得到的位置有偏差。亚当斯想到这可能是由于天王星之外还有一颗当时未知的行星对天王星作用的结果。亚当斯克服重重困难，于1845年10月计算得出了这颗新行星的位置，并将此报告分别送给了当时的格林威治天文台台长艾里和剑桥大学天文台台长查理士，但没有引起他们的重视。后来德国天文学家伽勒根据法国勒威耶的计算找到了这颗新行星--海王星。用类似的办法，人们又找出了冥王星。至此万有引力定律才被科学家公认。
继牛顿在质点动力学方面取得的成就之后，俄国数学家欧勒提出了质点及刚体运动的一般微分方程；法国科学家达朗贝尔提出了达朗贝尔原理，这个原理有可能把动力学问题化为平衡问题来处理；拉格朗日建立了虚功原理的普遍形式，并与达朗贝尔原理相结合，提出了广义坐标动力学。这些科学家的贡献为经典力学逐步向一门严密而完整的科学发展奠定了基础。
经典力学所取得的辉煌成果，以致19世纪末叶，不少科学家错误地认为一切自然现象都可以用力学概念和定律来说明，这就形成了哲学上机械唯物论的观点。
光学的形成
光学和力学一样，很早就引起人们的注意，并加以研究。在我国的《墨经》和西方的欧几里德的著作中都有光的直线传播和反射规律的记载。在古代，人们已经知道了平面镜、凹面镜和凸面镜成像的一些性质。我国古代就知道用青铜凹面镜把太阳光会聚后，可以点燃物品。到西汉还制成了透光镜，用这种镜子把太阳光反射到墙上时，居然能把铜镜背面的图案也反映在墙上。在西方，相传古希腊的阿基米德，曾令他的士兵共同用镜子把太阳光反射到进攻他们的同一只敌船上，把敌船烧毁。
公元2世纪，托勒玫曾精确地测量过入射角和折射角的数值关系，得出折射角正比于入射角的结论。现在看来，这个结论对入射角比较小的情况下是成立的，对大的入射角就不适用了。因此还不能说托勒玫发现了折射定律。
大约在12～13世纪，透镜已开始应用到眼镜上。到16世纪末，各地加工透镜的工匠已经相当多了。望远镜和显微镜在16世纪末或17世纪初发明。伽利略听到了发明望远镜的传闻后，就自己设计安装成了一架望远镜。他的望远镜由一块凸透镜和一块凹透镜组成，后人把这种望远镜称做伽利略望远镜。伽利略用望远镜观察天体，得到了很多新的发现，获得人们高度评价。这促进了开普勒对折射现象的研究。在研究成果的基础上，1611年，开普勒发表了几何光学的经典著作《折射光学》。在此书中，他弄清了入射角小的时候，折射角跟入射角成正比关系，他利用这种关系论述了透镜成像的现象。在书中，他详细地介绍了伽利略望远镜的结构、原理，提出了也可用两块凸透镜制作望远镜的方法，这种望远镜后来称做开普勒望远镜。他还提出了全反射和光照度限距离成反比的照度定律。书中还假定人眼的水晶体具有透镜功能，说明近视和远视现象等。
1637年笛卡儿导出了折射定律。至此，几何光学体系基本形成。
1666年，牛顿进行了光的色散和复合实验，指出了白光是由多种色光混合而成的。通过实验他还论证了物体的颜色理论，推翻了过去人们一直认为各种颜色是由明、暗混合而成的看法。牛顿的光的色散实验，开创了光谱学的研究，光谱分析后来成为光学和物质结构研究的主要手段。牛顿从光经过折射后会发生色散现象中，感到似乎无法克服折射式望远镜的因光经过两次折射造成的色差，而光经反射是不会形成色散的，于是另避奚径于1668年制成了反射式望远镜，克服了这些缺点。
牛顿认为光是由微粒组成的。光微粒遇到介质时，由于受介质吸引，与介质垂直方向上，微粒速度分量会变大，牛顿成功地解释了折射定律。在这个解释中，光在介质中传播速度要比空气中快。但牛顿的微粒说很难解释薄膜（如肥皂泡）上的彩色条纹问题。为了研究这个问题，牛顿把凸透镜的凸面放在平面玻璃上，用单色光照射接触点，看到了许多明暗交替的同心圆条纹（后称牛顿环）。牛顿精确地测出了同心圆的半径后，计算出条纹处的夹层空气厚度，发现亮环对应的空气层厚度跟1，3，5，…成正比。暗环对应的空气厚度跟0，2，4，…成正比。这一结果表明了在光的本性中有一种明显的周期性的东西，但牛顿从微粒说的立场出发，把它解释为光在明暗处的"透射性发作"和"反射性发作"引起的。这个实验为19世纪初确立光的波动学说，提供了重要依据。
跟牛顿同时代的胡克、惠更斯等人一直认为光是一种波。惠更斯早在1690年出版的《论光》著作中，就把光看作是在介质中传播的波。惠更斯提出光波在传播过程中，波阵面上的每一点都可看作是一个新的波源，各向前发出子波。谷子波的包络面即为下一时刻的新波阵面。从上述惠更斯原理出发，他成功地解释了反射定律。在假定光在介质中传播速度比空气中要慢之后，又成功地解释了折射定律。此外，还成功地解释了光在某些透明晶体中的双折射现象。
尽管波动说能解释很多现象，牛顿的微粒说不能解释光的衍射现象和两束光交叉通过时的互不干扰现象，但由于牛顿的权威性和惠更斯的波动说当时还太粗糙、太肤浅。因此直到18世纪，微粒说在光的本性解释中仍占统治地位。
1801年英国物理学家托马斯·杨进行了著名的双缝干涉实验。光的干涉现象无法用微粒说解释，而用波动说就比较容易解释。1817年杨氏又提出光是横波，成功地解释了偏振现象。1818年法国工程师菲涅耳做了小孔衍射实验，并从波动说出发，运用数学方法成功地计算出小孔所产生的衍射图象的条纹分布。菲涅耳以惠更斯原理中的子波能相互干涉的原理充实了惠更斯原理，形成了新的惠更斯--菲涅耳原理，建立了新的波动说，为19世纪以波动说取代微粒说打下了基础。
1675年丹麦天文学家勒麦从观察木星的卫星的食，首次测得光速是215000千米／秒。1849年法国科学家斐索用齿轮法在地面上测得光速是315000千米／秒。1862年法国科学家傅科用旋镜法在实验室内测得光速是（298000±50）千米／秒，傅科还测得了光在水中传播的速度远小于空气中速度，这是否定牛顿微粒说的强有力的证据。
1856年，德国物理学家韦伯发现，电荷的电磁单位和静电单位的比值，等于光在真空中的速度。1865年麦克斯韦指出，电场和磁场的交替变化会以光速向四周扩散开去，形成电磁波。此外人们又发现光学折射率跟反映介质电磁性质的ε、μ有关，。1888年，赫兹从实验证实了电磁波具有反射、折射、衍射、偏振等波动特性，人们才慢慢认识到光原来是一种波长较短的电磁波。
1887年赫兹发现了光电效应。深入研究发现，在光电效应中，逸出电子的运动速度跟光的强度无关，而跟光的频率有关。这无法用经典的光的波动说解释。1905年爱因斯坦提出了光量子的概念，成功地解释了光电效应。1923年美国物理学家康普顿在X射线的散射实验中，观察到光子和自由电子的弹性碰撞现象，进一步肯定了光的粒子性。至此，人们才认识到光是一种既有波动特性，又有微粒特性的物质，即光具有波粒二象性。
1960年，世界上第一台激光器问世了。激光的出现，标志着人类掌握和利用光进入了一个新阶段。
相对论和量子力学的形成
20世纪之前，人们一直认为光、电、磁都是依靠以太传播的。麦克斯韦方程组也是以电磁波波源相对以太静止为条件建立起来的。如果电磁波波源相对以太运动，电磁波传播的速度就会变得各向异性。电磁波是横波，这就要求以太比钢还坚固，但又比空气还稀薄，这样天体才能在以太中自由运动。这种奇特的以太究竟存在不存在呢？1887年美国物理学家迈克耳逊和美国化学家莫雷合作，设计了迈克耳逊-莫雷实验来寻找以太。迈克耳逊设法使一束光线分成相互垂直的两束，经平面镜反射后，又使它们回到一起，发生干涉。由于地球的运动，光沿不同的方向传播速度不一样，这样上述两束相互垂直的光即使经过相同的距离，再回到同一地方，所化的时间一般是不相同的。时间的差值不同，干涉条纹的位置也将不同。如果整个实验装置一起转过一个角度。那么，两束光回到同一地方的时间差将变化，干涉条纹的位置也就变化了。迈克耳逊和莫雷做了这个实验，但在整个实验过程中，他们没有看到条纹的位置有丝毫变化。这个实验使科学家面临痛苦的选择，要么承认地球不在运动，要么承认宇宙中根本不存在以太。这个意外就是飘在19世纪末物理学万里晴空中的一朵乌云。
为了解释这个实验事实，科学家提出了种种假设，其中之一就是假设运动物体沿运动方向的长度将缩短。洛伦兹根据这个假设提出了洛伦兹变换。
1905年，爱因斯坦放弃了以太学说，把伽利略的力学相对性原理推广到所有物理学规律，提出了光速不变原理，创立了狭义相对论。
在狭义相对论中，洛伦兹变换成了两个基本原理的必然结果。狭义相对论把时间、空间和物质、运动的内在联系揭示出来了。
1915年，爱因斯坦通过引进"引力场"把相对性原理从惯性系推广到作匀加速运动的参考系，建立了广义相对论。广义相对论进一步揭示了物质及其存在形式的辩证关系。广义相对论导出的一些结论，已被一些实验和观察结果所证实。
爱因斯坦（公元1879～1955年）是20世纪最伟大的物理学家。爱因斯坦从小就是一个奇怪的孩子。他酷爱音乐，6岁时学习小提琴，14岁时已能登台演出。但上学时，教师说他智力迟钝，除数学外，历史、地理和语言成绩都很差，以致遭退学处分。他的教育主要靠家庭和自学。他在叔父影响下，对数学特别爱好，受舅父影响又对自然科学产生强烈的好奇心?7岁时，他就学了一些理论物理学。
爱因斯坦大学毕业后，到伯尔尼市联邦专利局工作，在这段工作期间地发表了许多论文，特别是1905年他发表的五篇论文，其中三篇都有资格获得诺贝尔奖金。1916年他发表了《广义相对论的基础》，这又是一篇杰出的论著。
1921年，爱因斯坦因对光电效应的研究而获得诺贝尔奖。1933年，希特勒上台，爱因斯坦因受法西斯迫害而被迫移居美国。1933年，爱因斯坦写信给美国总统罗斯福，建议抢在德国法西斯的前面制造原子弹。后来当他得悉美国的原子弹轰炸了人口稠密的日本城市时，他大为震惊，并为自己曾给罗斯福写过信这件事感到无比懊悔。
1955年4月18日，爱因斯坦病逝于普林斯顿医院。
法国著名物理学家朗之万这样评价爱因斯坦；"在我们这一代的物理学史中，爱因斯坦的地位将在最前列。他现在是并且将来也还是人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星。""也许比牛顿更伟大，因为他对于科学的贡献更深入到人类思想基本概念的结构中。"
物理学天空中的第二朵乌云是黑体辐射问题。19世纪末，许多科学家用经典理论研究黑体的热辐射问题都遭到了失败。普朗克以瑞利-金斯和维恩公式为基础，利用数学的内插法，导出了一个与实验结果非常一致的辐射公式。但普朗克从理论上论证这个公式时，发现要得到正确的黑体辐射公式，除非黑体在辐射或吸收能量过程中，能量是一份一份的，而不是连续的。
1900年普朗克在一篇论文中宣布了这一革命性的发现，创立了量子说。1905年爱因斯坦把热辐射的量子说推广到光现象，提出了光量子理论，指出了光的波粒二象性。爱因斯坦用光量子理论成功地解释了经典理论无法解释的光电效应现象。
普朗克（1858～1947年）是德国物理学家，1858年生于德国的基尔，普朗克少年时就表现出很有天分。他对数学和音乐有特殊的爱好。据说，中学毕业选择专业时，他曾在音乐和自然科学之间犹豫不决。1874年普朗克考入慕尼黑大学，初主攻数学，随后又爱上物理。他的老师约里曾劝阻他这样做。在约里的眼里，当时的物理学已是一门高度发展的、几乎是尽善尽美的科学，似乎在这个领域已无事可做。约里的观点实际是反映了当时物理学家的普遍想法。
普朗克一生在科学上提出了许多创见，贡献最大的就是1900年提出的黑体辐射中的；量子假说。此项成就使他获得了1918年的诺贝尔奖。
在从事科学的同时，普朗克还从事音乐演奏和登山运动。他把音乐和登山运动看作是紧张的科研活动后的必不可少的调剂。
普朗克退休后仍经常参加物理研究所的恳谈会和举办大众讲座。他参加会议总是十分准时，据说根据他在会场上的出现时刻可以校正钟表！
普朗克于1947年10月4日逝世，享年90岁。
1913年，玻尔引进普朗克的量子概念，建立了氢原子核外电子轨道理论，这个理论成功地解释了氢原子光谱，建立了经典原子物理学。玻尔的经典量子论虽然在确定原子能级的细节方面取得了许多成就，但到那时为止，即使能够算出谱线的频率，但不能计算它们的强度和解释光为什么会偏振等问题。量子力学的建立才解决了这些问题。
1924年德布罗意受光量子具有波粒二象性启发，提出了实物粒子跟光子一样，也具有波粒二象性。后来实物粒子波叫做物质波，又称德布罗意波。德布罗意还给出了物质波的波长跟粒子质量、运动速度等关系。1927年戴维逊和革麦通过电子衍射实验证实了德布罗意的假说。1925年海森堡、玻恩等人，采用矩阵数学的方法，抛弃了以经典轨道、坐标和动量等描述微观世界的方法，创立了矩阵力学。1926年，薛定谔从物质波的思想出发，采用了德布罗意提出的波函数作为描述微观粒子的状态，建立了薛定谔方程，创立了波动力学。波动力学和矩阵力学后来被证明为等价的学说，以后两者统称为量子力学。量子力学用"几率波"、"测不准关系"等新概念来描述微观粒子的运动，揭示了微观世界的许多新特点。
通过解氢原子的薛定谔方程，能非常自然地导出玻尔理论中的四个量子数和电子跃迁时的选择定则。量子力学把描述宏观现象的牛顿力学作为一种极限情况包括在内，这是物理学发展史上又一次大的综合。
1928年狄拉克又把量子力学与狭义相对论结合起来，创立了相对论性量子力学。
由于量子力学能很好地统一说明分子、原子、电子等微观粒子运动的规律。因此，量子力学后来被应用到化学上，产生了量子化学。随着生物学研究水平逐渐深入到分子水平，在这个水平上研究生物学，量子力学又成了最有力的工具，于是产生量子生物学。这样在微观世界中，物理学、化学和生物学的界限又变得模糊起来。古代的不分学科的自然科学经过发展、分化，现在又在微观问题的研究中又逐步趋向合并了起来。
热力学和统计物理学的形成
人们最初接触热的概念是和火分不开的。自亚里士多德以后，在西方火被看作构成宇宙万物的四大元素之一。直到16、17世纪这种观点才被三要素学说取代。这三要素指可溶性、挥发性、可燃性的相应实体。可燃性要素从物体中逃逸出来，这就是燃烧。我国古代有五行说，有隧人氏"钻木取火"的传说。"钻木取火"说明我国人民在那时已经知道了摩擦生热的现象。但是，在古代社会生产力水平很低，人们在生产和生活中对热的利用，只限于煮熟食物、照明和取暖，最多也不过利用热来冶炼和加工一些简单的金属工具。由于生产和生活没有对热提出进一步的要求，所以也就没有人对热现象进行深入的研究。
18世纪初，正是资本主义发展的初期，社会生产已有很大的发展。生产需要大量的动力，许多人开始尝试利用热获得机械功，这样一来，就开始了对热现象所进行的广泛的研究。
对热现象的定量研究，首先必须解决如何客观地表示物体的冷热程度，温度计就应运而生。虽然伽利略早在16世纪就利用气体热胀冷缩规律做成气体温度计，但这种温度计使用起来不方便，而且随外界气压变化所测得的值也不同，误差较大。1709年华伦海特制造成了第一支用酒精做测温质的实用温度计，后来这种温度计又改用水银作测温质。经改进，把水的冰点定为32度，水的沸点定为212度，就成了如今的华氏温度计。华氏温标由单位用℉表示。1742年摄尔萨斯把一标准大气压下，冰水混合物的温度定为100度，水沸点定为0度，制成另一种温标的温度计。后来根据同事施勒默尔的建议，摄尔萨斯把这个标度倒了过来，就成了现代的摄氏温标。
实用温度计诞生之后，热学的研究走上了实验科学的道路。随着研究的深入，人们开始考虑热的本质问题。
关于热的本质，在古希腊时代就有两种学说。一种认为热是一种元素，另一种学说认为热是物质运动的一种表现。热科学的实验发展以后，不少学者倾向于热是一种元素的说法，后来热的元素学说，发展成热质说。热质说认为热是一种特殊的物质，它是看不见又没有质量的热质，热质可以透入到一切物体的里面，一个物体含的热质越多，就越热；冷热不同的两个物体接触时，热质便从较热的物体流入较冷的物体；热质不能凭空地产生，也不会被消灭。热质说能够成功地解?混合量热法"的规律：两个温度不同的物体，混合后达到同一温度时，如果没有热量散失，那么，温度较高的物体失去的热质，等于温度较低的物体吸收的热质。热量单位"卡"，也是根据热质说的思想产生的．"卡"这个单位现在已废弃不用了。
与热质说相对立的学说认为热是物质运动的一种表现。培根很早就根据摩擦生热的事实提出了这种学说，罗蒙诺索夫在他的论文《论热和冷的原因》里批判了当时流行的热质说，认为热是分子运动的表现。但在热质说十分流行的时代。这些观点未被人们重视。
1798年，伦福特伯爵发现制造枪管时，被切削下来的碎屑有很高的温度，而且在连续不断的工作之下，这种高温碎屑不断产生。被加工的材料和车刀温度都不高，他们包含的热质应该是极有限的，工件和碎屑温度这么高，这些热质从何而来呢？1799年戴维做了一个实验，他用钟表机件作动力，在真空中使两块冰相互摩擦，整个设备都处于－2℃的温度下，结果冰熔化了，得到2℃的水。这些事实都没有办法用热质说来说明。但在当时由于能量转换的观点没有建立起来；还无法彻底推翻热质说。
1842年，德国医生买厄发表一篇论文，提出能量守恒的学说，他认为热是一种能量，能够跟机械能互相转化。他还从空气的定压与定容比热之差，算出了热和机械功的比值。与此同时，焦耳进行了许多实验，用各种各样的方法来测定热功当量，发现结果都一致。在这一发现的基础上焦耳提出了：自然界的能量是不能毁灭的，那里消耗了机械能，总能得到相当的热，热只是能的一种形式。可惜焦耳提出这个定律时，未被大多数科学家重视。直到19世纪中叶，许多科学家先后都宣布了和焦耳相同的结论，此时，焦耳所做的一切才得到公认。热学中的能量转换和守恒定律也就是热力学第一定律。
焦耳（公元1818～1889年）是英国的物理学家。焦耳没有上过学，年轻时自学了化学和物理学，后拜化学家道尔顿为师，得益匪浅。
焦耳一生的大部分时间是在实验室中度过的，1840年他通过实验发现了电阻丝放出的热量跟导体的电阻成正比，跟通过电阻的电流强度平方成正比，跟通电时间成正比的关系，这就是有名的焦耳定律。他花了约40年时间，用各种各样的方法测定热功当量，为能量守恒和转换定律的建立作出了贡献。焦耳和开尔文合作发现了汤姆逊一焦耳效应，为近代低温工程提供了一种有效的降温方法。
热力学第一定律的建立，彻底推翻了热质说，同时它也宣布了那种不需要消耗任何一种能量而能源源不断地做功的永动机的死刑。
到19世纪50年代，克劳修斯和开尔文等人在分析和总结前人，特别是卡诺为提高热机效率而作的研究结果的基础上，分别提出了热力学第二定律。热力学第二定律指出了自发的热学过程是按什么方向进行的问题。例如热量只能自发地从高温物体传到低温物体；低温物体的热量不能自发地传递给高温物体。
热力学的这两个定律奠定了经典热力学的理论基础。1912年，能斯脱根据低温下化学反应的许多实验事实总结出一条新定律：绝对零度是不可能到达的--热力学第三定律。这条定律的建立，使热力学理论更臻完善。
热力学能解决宏观热现象的一些问题，但仍未能对热现象的本质作出解释。在热力学发展的同时，分子运动论也开始发展起来。克劳修斯从分子运动论的观点出发导出波意耳一马略特定律。麦克斯韦应用统计概念研究分子的运动，得到了分子运动的速度分布定律。玻尔兹曼给出了热力学第二定律的统计解释。最后吉布斯发展了麦克斯韦和玻尔兹曼的理论，建立了系综统计法。至此统计物理学形成了完整的理论。
原子物理学和原子核物理学的形成
远在公元前4世纪，希腊哲学家留基伯和他的学生德漠克利特已经提出"原子"的概念。他们认为万物都是由大量不可分割的微小质点所组成，他们把这样的微小质点叫做"原子"。原子除有大小、形状和位置的差异外，没有区别。原子遵照一定的规律在"虚空"中不断运动。它们集合在一起时便形成物体，分离时物体便消失。在当时这仅是一种猜想而已，无法用实验证实。但是这个说法跟一切物体都能粉碎的事实是相吻合的。原子说在中世纪受到宗教和神学的压制，没有得到发展。到了17世纪，随着化学的发展，这种观点又重新传播起来了。
17世纪，通过卡文迪许和拉瓦锡等许多化学家的工作，发现了水可分解为氧和氢两种元素；空气是由氧、氢和氮等元素混合而成的，燃烧只不过是元素和氧起激烈反应等等。随着几十种元素的发现，英国化学家道尔顿提出了新的原子学说。他认为物质是由许多种类不同的元素所组成，元素又由非常微小的，不可再分的、不能毁灭又不能创生的原子所组成。同种元素的原子大小、性质等都相同，异种元素的原子是不相同的。道尔顿用他的学说说明了化学中的物质不灭定律、定比定律和倍比定律等。道尔顿的原子说是根据事实概括的结果，能够用来研究和发现新的现象，因此比古代原子说更进一步。
19世纪后半期，分子运动论有了进一步发展，人们逐步建立起近代的原子分子学说。但是原子分子是否存在，一直没有用实验证实。1905年，爱因斯坦用分子运动论的观点从理论上解释布朗运动获得成功，他还提出了测定分子大小的新方法。1908年，法国物理学家佩林按爱因斯坦的方法，用实验测定了分子的大小，结果跟爱因斯坦预言的一致，终于在科学界确认了现代分子原子学说。
1897年汤姆逊发现了电子，并证明了电子是各种元素的基本组成部分。1903年卢瑟福和化学家索迪合作，通过实验发现了一种物质可以变成另一种物质，提出了原子自然衰变的理论。这些事实打破了道尔顿以来人们认为原子不可再分割的观念。
带负电的电子的发现，向人们提出了这样一个问题，原子内部有许多电子，但原子又是电中性的，说明原子内部还有带正电的物质。那么，这些物质在原子内部是怎样分布的呢？
1903年汤姆逊在爱尔兰大学讲课时，以元素进化说为基础，提出了他的原子结构模型：正电荷均匀地分布在原子球内，一些电子等间隔地排列在与球同心的圆周上。他还计算了在正电球库仑力以及电子相互间库仑力的作用下，使这种原子结构保持稳定状态的条件。在计算中汤姆逊发现，为了不使电子都集中到球心，电子必需分布在几个同心圆环上，如果尽量减少圆环数，对应正电球里各种数目电子的稳定分布就出现了周期性。汤姆逊的模型后来被证明是错误的，但他的这些研究为后人建立原子模型提供了不少启示。
汤姆逊（1856～1940年）英国物理学家，1856年生于曼彻斯特的一个专印大学课本的书商家庭。由于父亲的职业关系，汤姆逊从小就结识了一些曼彻斯特大学教授，受学者的影响，汤姆逊学习很认真，14岁便进了曼彻斯特大学。1876年21岁的汤姆逊便被保送到剑桥大学三一学院深造。此后，他一直在剑桥教书和研究。
1884年，瑞利从卡文迪许实验室退休时，推荐27岁的汤姆逊接任该实验室主任之职。此后，汤姆逊领导这个机构达34年之久。汤姆逊对自己的学生要求非常严格。他要求学生在开始做研究之前，必须学习好所需要的实验技术，实验仪器全要自己动手制造。他要求学生成为会思考、有独立工作能力的人，成为不仅是实验的观察者，更是实验的创造者。在汤姆逊严格培养下，后来有9名学?竦昧伺当炊?薄Ｆ渲杏型??贰⒙??５取?/SPAN&
1906年汤姆逊因发现电子而获得该年度的诺贝尔奖。
1940年8月30日他在剑桥逝世。为表彰他的杰出贡献，他的骨灰与牛顿、达尔文、开尔文等伟大科学家的骨灰放在一起。
1911年卢瑟福根据α粒子散射实验的结果，否定了汤姆逊的原子模型，提出了核式原子结构模型。认为原子的绝大部分质量和所有正电荷都集中在体积相当小的原子核内，电子在核外绕核旋转。
卢瑟福模型在当时并不被物理学家们所普遍接受。按经典电磁理论，绕核旋转的电子，因作加速运动，要向外辐射电磁波，这将消耗电子的绕核运动的能量，使它最终落到原子核上。说明这样的原子结构极不稳定，而通常所见的原子是极稳定的。再有电子绕核运转最后落到原子核的过程中辐射出的电磁波或光波应成连续光谱。而原子处于炽热状态时所发射的光，不是连续光谱而是线光谱。
卢瑟福（1871～1937年）是英国的原子核物理学家。1871年出生在新西兰一个英国移民的后裔家庭，幼时家境较贫困，逆境使他奋发，他的学习成绩一直名列前茅，靠助学金完成学业。艰苦的求学经历培养了卢瑟福有一种一旦认准了目标就百折不回、勇往直前的精神。后来他的学生在剑桥皇家学会蒙得实验室的大门右边的墙上，刻了一条鳄鱼，来赞誉他们的老师，因为鳄鱼也是从不回头，勇往直前的。
1895年卢瑟福来到英国，师从汤姆逊教授。从此他开始了研究原子核物理的生涯。卢瑟福在原子核物理学方面有许多建树。著名的α粒子散射实验就是在他领导下完成的。
1905年，卢瑟福因"在元素蜕变及其放射化学方面的研究"而获得该年度的诺贝尔化学奖。在得奖演说中；他风趣地说："我一生中，曾经历过各种不同的变化，但最大的变化要算这一次了。我竟从物理学家一下子变成了化学家。"
卢瑟福也是培养青年的良师。许多有名的科学家例如玻尔、莫塞莱、查德威克和盖革等都是他的学生。
1913年，丹麦的物理学家玻尔为了克服核式模型和经典物理理论的矛盾，提出经典电磁理论只适合于宏观现象，但不适合于微观现象，原子内部的运动遵守另外的规律。他大胆地引进普朗克的量子理论，提出了两个假设。玻尔认为在原子核的库仑场中存在一些特定的电子绕核运转的轨道，在这些轨道中运动的电子虽然有加速度，但不会向外发射电磁波。对应于每一稳定轨道，原子具有一定的能量。
电子能够从一个稳定轨道跃迁到另一稳定轨道，在这个跃迁中原子将吸收或放出一定频率的单色光。单色光的能量等于两个稳定轨道对应的原子状态的能量差。
玻尔按这两个假设，定量地计算出了氢原子的电子绕核运动的轨道半径和它们对应的原子稳定状态的能量，导出了光谱学中的巴耳末系的计算公式，理论计算与实验结果完全一致。玻尔的理论不仅使人们确信了原子的核式结构，而且还使长期积累的光谱资料理出了清晰而有条理的系统。从此原子光谱和分子光谱成了研究原子和分子结构的有力工具。
玻尔理论后经索末菲等人的改进。索末菲从实验事实出发，将电子绕核轨道从单一的圆轨道，推广到椭圆轨道。并且他还发现轨道在空间的取向也是量子化的，从而引入了主量子数、角量子数和磁量子数的概念。索末菲的理论成功地解释了在强电场下，氢原子光谱出现分裂的斯塔克效应和处在强磁场中的光源发射的谱线，会分裂的塞曼效应。 1920年索末菲又引入了第四个量子数。这第四个量子数直到1925年才被科学家弄清楚，原来是绕核旋转的电子的自旋量子数。
1925年泡利在研究四个量子数跟原子核外电子排布的关系时，发现了泡利不相容原理：在同一原子内，具有完全相同的四个量子数的电子只能有一个。利用玻尔、索末菲理论加上泡利不相容原理可以成功地解释核外电子的排布。至此经典的原子物理学完全建立了起来。
原子核物理学的发展是和19世纪末以来原子物理学的发展交织在一起的。自1896年贝克勒耳发现铀盐的放射性之后，一些科学家着手寻找其他新的放射性元素。其中最有成就的数居里夫妇了，通过他俩的艰苦努力，发现了镭和钋。另一些科学家着重研究放射性物质放出的射线性质以及射线和物质本身的关系。研究工作也取得了累累硕果。卢瑟福弄清了放射性物质放出射线含有三种成分，即α射线、β射线和γ射线。并弄清了α射线带正电；β射线带负电，γ射线不带电。卢瑟福和化学家索迪合作弄清了放射性物质放出射线后自身变成了新物质，于1903年提出了原子自然衰变的理论：（1）放射线是随着放射性物质变化为另外的新物质时放出来的。（2）放射线是由带电物质粒子所组成的。这种粒子的放出，本身就是放射性变化。（3）在放射性变化中，化学原子被破坏了。（4）根据放射性的衰减服从指数规律，导得放射性变化的规律为
1913年由索迪正确地归纳出放射性物质衰变时的位移法则：放出α射线时，生成的元素在周期表里原子序数减少2。放出β射线时，原子序数增加1。
同年，卢瑟福的学生、英国物理学家莫斯莱通过对各种元素X射线特征谱的研究，指出原子序数就是原子核所带正电荷数，这一发现对元素周期表构造理论的发展起了相当大的推动作用。
建立位移法则之后，科学家把几种放射性蜕变生成物归放到周期表中去，发现在周期表的同一位置处出现了除原子量和放射性的性质有所不同之外，在化学性质上完全相同的几种物质。由此索迪在1910年暗示了同位素的存在。到1912年汤姆逊和他的学生阿斯顿利用当时发明的质谱仪测定氖的原子量时，他们发现氖离子束通过磁场时分裂为三束。经研究，原来氖气由三种质量不同，化学性质完全相同的氛原子组成。这样，索迪就把在元素周期表中处于同一位置，化学性质完全相同，仅放射性和质量不同的元素叫做"同位素"。
1919年卢瑟福在研究α粒子在氮气中射程时，偶然发现α粒子打入氮核能使它发生反应，放出新的粒子。这种新粒子的射程远比α粒子长。经研究这种新粒子带正电，经测定后被命名为质子。卢瑟福的这个发现，为研究原子核物理提供了一种新的用高速粒子去轰击原子核使原子核起变化，同时产生新粒子的方法。运用卢瑟福开创的方法，1930年科学家发现，用放射性元素钋所放射的α粒子去轰击铍时，产生了一种穿透本领极大的射线。1932年约里奥一居里夫妇发现，这种射线通过石蜡时会从石蜡板中轰击出高速的质子来。英国物理学查德威克研究这些现象后指出，这是质量几乎跟质子完全相等的中性粒子，取名中子。中子发现后，德国物理学家海森堡和苏联物理学家伊凡宁柯分别同时提出了原子核是由质子和中子组成的核结构模型。至此，人们对经典原子的结构有了一个完整的新的认识。也使以前发现的一些规律得到了完满解释。
1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击不同的非放射性元素，发现了人造的放射性同位素。人工放射性元素的发现，开辟了放射性同位素在科学技术方面应用的广阔领域。
质子、中子和电子后来被科学家称为构成物质的基本粒子。但随着研究工作的深入，目前已发现基本粒子有三百多种，其中包括正电子、反质子、介子和中微子等等。
带正电的质子聚集在这么小的原子核中，而不被强大的库仑力拆散，这使科学家发现了核力。通过核力和基本粒子间相互作用的研究，目前物理学家普遍认为在自然界中存在四种基本力：万有引力、库仑力、强相互作用和弱相互作用力。
20世纪在原子核物理方面的一项巨大成就是原子核能的应用。
1903年皮埃尔·居里夫妇发现每克镭每小时要放出 400焦耳以上的热量。经研究，这是因为镭放出的射线中的粒子有很大的动能，动能的一小部分在放射过程中转变为热能造成的。但经计算1克镭能放出的热能十分巨大，竟比相应的化学能大几百万倍。由于放射性现象是由原子核的变化产生的，原子核内可能蕴藏如此巨大的能量吗？1905年爱因斯坦发表的质能关系式E = mc2，给出了这种可能性。
1925年科学家们又发现各种原子核的质量略小于构成它们的核子即中子、质子的质量之和，出现了"质量亏损"。结合爱因斯坦的质能关系式，科学家们想到这是中子、质子在构成原子核时有一部分质量转化为结合能放出了。科学家们又研究了周期表中各元素原子核内单个核子的"平均结合能"，发现原子序数较小的和原子序数大的原子的平均结合能较小，处于中间的元素原子的平均结合能特别大。这就提示科学家，如果有可能把原子序数大的元素原子打碎成几块（裂变），或把几个轻核合并起来（聚合），在这样的反应过程中，将会释放出巨大的能量。后来科学家果然找到了铀核打碎，得到巨大能量的方法，制成了原子弹和原子能发电站。科学家也找到了把几个轻核聚合起来的办法，制成了氢弹。但如何使聚合反应也能在人的控制下进行，并利用反应过程中放出的巨大能量发电的办法至今还未完全找到。一旦这方面有所突破，人类面临的能源危机将大大缓解。
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