1. 物理量和量纲的基本原理:
齐次原理:物理量的表达式在变换度量单位时,其形式不变,仅比例系数(量纲)变化。
连续原理(虽然在量子力学中可能不完全适用,但在经典物理学中重要):传统上认为物理量的值是连续的,但在量子尺度上,这一原理需以量子化的形式重新理解。
2. 伽利略相对性原理:
在经典力学框架内,存在惯性参考系,其中物理定律形式不变。
不同惯性系之间通过伽利略变换联系,速度的变换不会影响物理定律的形式。
该原理指出,在所有惯性系中,力学现象的描述是等价的,无法仅通过实验判断一个惯性系相对于另一个惯性系的绝对运动状态。
3. 最小作用量原理:
这是一个非常基本的原理,认为物理系统倾向于遵循使得作用量(路径积分)最小的路径。这可以衍生出包括经典力学、电磁学乃至量子力学的许多理论。
虽然没有直接列出,但物理学中还有其他几个关键原理,如:
牛顿的三大定律,特别是第一定律(惯性定律),它与伽利略相对性原理紧密相关。
能量守恒原理:能量在一个封闭系统中是守恒的,转换形式但总量不变。
动量守恒原理:在一个没有外力作用的系统中,总动量保持不变。
麦克斯韦方程组在电磁学中的基础地位,描述了电场、磁场与电荷、电流的关系。
量子力学的基本原理,包括波函数、不确定性原理等,它们挑战了经典物理学中的连续性和确定性。
广义相对论,提出重力是时空弯曲的结果,改变了我们对引力的理解。
这些原理共同构建了物理学的理论框架,帮助我们解释和预测自然界的现象。
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