物理学简史(5)

声学是研究声音的制造、控制、传播、接收与效应的学术领域。超声波学，生物声学与电声学是声学所包含的一些重要现代分支领域。超声波学研究超过人类听觉能力的高频率声波，在医学诊断与医学治疗方面有很多重要用途。生物声学研究涉及动物的声波。电声波学研究电声设备的操控。
光学专注于光的性质与行为的物理学分支领域。光在几何光学里被视为光线，能够以直线移动，直到遇到不同介质时，才会改变方向。反射、折射等现象都可以用几何光学的理论来解释。光在物理光学里被视为光波，能够用来描述衍射、干涉、偏振等等现象。
热力学主要研究热量与机械功彼此之间的转换。在热力学里，通常透过描述物理系统平均性质的宏观变量，像温度、内能、熵、压强等等来解释自然现象。热力学研究这些宏观变量彼此之间的关系（如麦克斯韦关系式）、以及它们的改变对于物理系统的影响。学习热力学的起跑點是热力学定律。热力学不研究物质的微观性质，这属于统计力学领域。从统计力学的理论可以推导出热力学定律。统计力学应用机率论来研究由大量粒子组成的系统的物理行为。统计力学将单独原子或分子的微观性质桥接至大块物质的宏观性质，对于这些宏观性质给出微观层级的诠释。在大尺度的实验中可以测量到这些宏观性质。
电磁学描述带电粒子与电场、磁场的交互作用。电磁学的分支有静电学、静磁学、电动力学等等。静电学研究静止带电粒子彼此之间的交互作用。静磁学研究所有涉及常定磁场的现象。电动力学研究所有涉及加速度带电粒子、电磁辐射、时变电场与时变磁场的现象。经典电磁学的基础理论是馬克士威方程式与劳仑兹力方程式。光波是电磁波的一种，可由带电粒子的加速度运动产生。
2.2

于1927年召开的第五次索尔维会议，全世界当时最卓越的物理学者齊聚一堂、脑力激荡，商讨量子理论。
经典物理学通常用以阐述日常可观察尺寸的系统现象，而现代物理学通常用以阐述极端或非常大尺寸、非常小尺寸的系统现象。例如，化学元素可以被辨识的最小尺寸是原子物理学或核子物理学探索物质所操作的尺寸。而粒子物理学操作的尺寸则更为微小，它论述的是基本粒子或由基本粒子组成的粒子。由于使用大型粒子加速器来产生基本粒子需要非常巨大的能量，所以通常粒子物理学又称为高能量物理学。对于粒子物理学所研究的物理系统，那些关于空间、时间、物质、能量的普通常识不再适用，必须加以修改。