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一、力学
? 【力学】物理学的一个分支学科。它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的。力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主。运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法，而不涉及引起运动的原因。动力学是讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系。力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体，固体包括弹性体和塑性体，而流体则包括液体和气体。
16世纪到17世纪间，力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽利略通过对抛体和落体的研究，提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动。17世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律，使经典力学形成系统的理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下，终于成为一门具有完善理论的经典力学。1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，对于高速运动物体，必须用相对力学来代替经典力学，因为经典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论。20世纪20年代量子力学得到发展，它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力学不能解释的微观现象，并且在微观领域给经典力学限定了适用范围。
【经典力学】经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
【牛顿力学】它是以牛顿运动定律为基础，在17世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动，这就是牛顿力学。它以质点为对象，着眼于力的概念，在处理质点系统问题时，须分别考虑各个质点所受的力，然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学方便简单。
【分析力学】经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及分析力学。1788年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作，发表了“分析力学”。分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象，用广义坐标来描述整个力学系统的位形，着眼于能量概念。在力学系统受到理想约束时，可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题。分析力学较多采用抽象的分析方法，在解决复杂的力学问题时显出其优越性。
【理论力学】是力学与数学的结合。理论力学是数学物理的一个组成部分，也是各种应用力学的基础。它一般应用微积分、微分方程、矢量分析等数学工具对牛顿力学作深入的阐述并对分析力学作系统的介绍。由于数学更深入地应用于力学这个领域，使力学更加理论化。
【运动学】用纯粹的解析和几何方法描述物体的运动，对物体作这种运动的物理原因可不考虑。亦即从几何方面来研究物体间的相对位置随时间的变化，而不涉及运动的原因。
【动力学】讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系。以牛顿定律为基础，根据不同的需要提出了各种形式的动力学基本原理，如达朗伯原理、拉格朗日方程、哈密顿原理、正则方程等。根据系统现时状态以及内部各部分间的相互作用和系统与它周围环境之间的相互作用可预言将要发生的运动。
【弹性力学】它是研究弹性体内由于受到外力的作用或温度改变等原因而发生的应力，形变和位移的一门学科，故又称弹性理论。弹性力学通常所讨论的是理想弹性体的线性问题。它的基本假定是：物体是连续、均匀和各向同性的；物体是完全弹性体；在施加负载前，体内没有初应力；物体的形变十分微小。根据上述假定，对应力和形变关系而作的数学推演常称为数学弹性力学。此外还有应用弹性力学。如物体形变不是十分微小，可用非线性弹性理论来研究。若物体内部应力超过了弹性极限，物体将进入非完全弹性状态。此时则必须用塑性理论来研究。
【连续介质力学】它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律，主要讨论一切连续介质普遍遵从的力学规律。例如，质量守恒、动量和角动量定理、能量守恒等。弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学。
【力】物体之间的相互作用称为“力”。当物体受其他物体的作用后，能使物体获得加速度（速度或动量发生变化）或者发生形变的都称为“力”。它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内，所谓形变是指物体的形状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化，包括速度大小或方向的变化，即产生加速度。力是物体（或物质）之间的相互作用。一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用，前者是受力物体，后者是施力物体。只要有力的作用，就一定有受力物体和施力物体。平常所说，物体受到了力，而没指明施力物体，但施力物体一定是存在的。不管是直接接触的物体间的力，还是间接接触的物体间的力作用；也不管是宏观物体间的力作用，还是微观物体间的力作用，都不能离开物体而单独存在。力的作用与物质的运动一样要通过时间和空间来实现。而且，物体的运动状态的变化量或物体形态的变化量，取决于力对时间和空间的累积效应。根据力的定义，对任何一个物体，力与它产生的加速度方向相同，它的大小与物体所产生的加速度成正比。且两力作用于同一物体所产生的加速度，是该两力分别作用于该物体所产生的加速度的矢量和。
力是一个矢量，力的大小、方向和作用点是表示力作用效果的重要特征，称它为力的三要素。力的合成与分解遵守平行四边形法则。在国际单位制（SI）中，规定使质量为1千克的物体，产生加速度为1米/秒2的力为1牛顿，符号是N。（1千克力＝9.80665牛顿。1牛顿＝105达因）
力的种类很多。根据力的效果来分的有压力、张力、支持力、浮力、表面张力、斥力、引力、阻力、动力、向心力等等。根据力的性质来分的有重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等。在中学阶段，一般分为场力（包括重力、电场力、磁场力等），弹力（压力、张力、拉力等），摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力等）。
【力的三要素】力的大小、方向和作用点合称为“力的三要素”。常用有向线段来表示力。线段的长度跟力的大小成正比，箭头表示力的方向，线段的起点表示力的作用点。用上述方式表示力叫“力的图示法”。当考虑有关力的问题时，必须考虑这三个要素。
【物性】是物理学的内容之一，是研究有关物质的气、液、固三态的力学和热学性质的科学。物性学原指研究物质三态的机械性质和热性质的学科。随着对物质性质的研究，逐渐由力学和热学扩展到电磁学、光学等方面，物性学所涉及的范围太广，现已不再作为一门单独的学科，而将其内容分别纳入有关的学科。
【物理变化】指物质的状态虽然发生了变化，但一般说来物质本身的组成成分却没有改变。例如：位置、体积、形状、温度、压强的变化，以及气态、液态、固态间相互转化等。还有物质与电磁场的相互作用，光与物质的相互作用，以及微观粒子（电子、原子核、基本粒子等）间的相互作用与转化，都是物理变化。
【物质】物质为构成宇宙间一切物体的实物和场。例如空气和水，食物和棉布，煤炭和石油，钢铁和铜、铝，以及人工合成的各种纤维、塑料等等，都是物质。世界上，我们周围所有的客观存在都是物质。人体本身也是物质。除这些实物之外，光、电磁场等也是物质，它们是以场的形式出现的物质。
物质的种类形态万千，物质的性质多种多样。气体状态的物质，液体状态的物质或固体状态的物质；单质、化合物或混合物；金属和非金属；矿物与合金；无机物和有机物；天然存在的物质和人工合成的物质；无生命的物质与生命物质以及实体物质和场物质等等。物质的种类虽多，但它们有其特性，那就是客观存在，并能够被观测，以及都具有质量和能量。
【物体】由物质构成的，占有一定空间的个体都称为物体。通过人类感觉器官可感觉到它存在的客观现实。
【张力】被拉伸的弦、绳等柔性物体对拉伸它的其他物体的作用力或被拉伸的柔性物体内部各部分之间的作用力。例如，某绳AB可以看成是AC和CB两段组成，其中C为绳AB中的任一横截面，AC段和CB段的相互作用力就是张力。在绳的截面上单位面积所受的张力称为张应力。
【力的单位】在米·千克·秒制中力的单位是“牛顿”。力的大小，习惯上用重力的单位。若在弹簧秤上挂500克的砝码时的伸长长度与用手拉弹簧秤的伸长长度相同时，手的拉力便与500克砝码的重力大小相同。因此，与500克的重量同样作用的力，就用500克的力来表示。但实际上，克、千克都是质量的单位，克重或千克重等重量单位是属于力的一种重力单位，不能代表全部，而且在计算上数值不同，故有力之绝对单位。依牛顿力学的定义：力＝质量×加速度。质量为1千克的质点，在力的方向产生1米/秒2的加速度时，则称该力为1千克·米/秒2＝1牛顿。因质点受地球引力作用，下落时的重力加速度为g＝9.8米/秒2，故质量为1千克的质点的重力G＝mg＝1×9.8千克·米/秒2＝9.8牛顿。
【牛顿】它是国际单位制中力的单位。使质量是1千克的物体获得1米·秒-2加速度的力叫作1“牛顿”。符号用N表示。（1牛顿＝105达因）。
【重力】地球对物体的引力称为“重力”。关于重力有各种不同的解释，如，是一个物体在宇宙中受到其他物体万有引力作用的总合；重力即地球对物体的吸引力；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力；宇宙中的每个质点与其他质点之间，都存在着一种引力性的相互作用，与两质点质量的乘积成正比，与其间距离的平方成反比，这种相互作用力称为“重力”。
上述几种讲法虽略有区别，但强调了它们的本质是引力。因为处于引力场的物体都受到重力，重力的本质是引力相互作用。地面附近的物体，由于其他天体距离它很远，地球上其他物体对它的万有引力很小，所以该物体的重力是指地球对它的万有引力，其方向指向地心。离地面愈远，重力愈小。同一物体在地球上不同地点重力也稍有不同，从赤道到两极重力是逐渐增加的，因为地球是一个扁球体，其赤道处半径大于两极处半径。地球上的物体随地球的自转而作匀速圆周运动，作匀速圆周运动的物体所需的向心力，来源于地球对物体的引力。向心力与重力同为引力的分力。由于地球上各地的地形与地质构造不同，物体在地球上不同的地点引力将有所变化，而物体的重力也随之而变化。利用这种重力的变化可以探矿（可探测煤、铁、铜矿及石油的蕴藏量等）。
【重量】按照我国法定计量单位的规定，重量仅作为质量的一种习惯性称呼。在物理学界过去有一种提法是：在地球表面附近，物体所受重力的大小，称为“重量”。地球表面上的物体，除受地球对它的重力作用外，由于地球的自转，还将受到惯性离心力的作用，这两个力的合力的大小称为该物体的重量。习惯上人们认为：物体所受到的重力就是它本身的重量。对重量的解释有许多说法，例如，重量就是重力；物体的重量就是地球对该物体的万有引力；重量即物体所受重力的大小；重量是物体静止时，拉紧竖直悬绳的力或压在水平支持物上的力。
上述几种讲法，有的强调重量即重力，是矢量，它们的本质是引力。有的强调重力不是矢量，重量是重力的大小，是标量。还有的是以测量法则作为重量的定义。这些不同的定义只是解释的不同而已，谈不到对与错。
质量为1千克的物体，在纬度45°的海平面上所受的重力即重量称为1千克力。不同的物体重量不同，同一物体在地球上的位置不同，它的重量也有差异。1千克的物体，在赤道上称得重量是0.9973千克力，而在北极称之则是1.0026千克力。同一物体所处位置不同，其质量不变，而重量则愈近两极和愈近地面则愈大。
【重心】物体各部分所受重力的合力的作用点。在物体内各部分所受重力可看作是一组同向平行力，不管该物体在重力场中如何放置，这些平行力的合力水远通过物体上的某一固定点，该点就是物体的“重心”。均匀物体的重心，只跟物体的形状有关。有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上。例如，均匀直棒的重心在棒之中央；均匀球体的重心在球心；三角板的重心在三角形三条中线的交点；正方形的重心在两对角线的交点；立方体的重心在中心。不均匀物体的重心的位置，除跟物体的形状有关外，还跟物体内部质量的分布有关。例如，载货汽车的重心随载货的多少，以及装车的位置而不同；起重机的重心是随着提升物体的重力和高度而变化。对一般物体求重心可用悬线法，用线悬挂物体，在平衡时，合力的作用点（重心）一定在悬挂线的延长线上，然后把悬挂点换到物体上的另一点，再使它平衡，则重心一定也在新的悬挂线的延长线上，前后两线的交点就是重心的位置。
【质量】物理学中基本概念之一，在牛顿定律中质量的概念是作为物体的惯性的量度而提出的。在牛顿第二定律中，关于“质量”的阐述是：若作用力不变，那么物体获得的加速度与它的质量成反比。这一质量是物体惯性大小的量度，称之为“惯性质量”。物体A和B的惯性质量mAmB之比，定义为在同一作用力下它们所获得的加速度aA和aB的反比，即
mA∶mB＝aB∶aA
用一选定的标准体为惯性质量的标准，其他物体的惯性质量的大小，可根据上述关系式，用测量加速度的办法与标准体的惯性质量加以比较来求出。
物体都是引力场的源泉，都能产生引力场，也都受引力场的作用。通过万有引力定律将物体的这一属性表现出来：
其中m1和m2代表两个物体各自产生引力场和受引力场作用的本领，也叫做两物体各自的“引力质量”。r代表两物体间的距离，F是作用于两个物体间的万有引力，G是一个常数，其大小由选择F、r、m1和m2的单位而定。由万有引力定律公式知，物体A和B的引力质量m′A和m′B之比，定义为它们各自与另一物体的万有引力FA和FB之比，即
m′A∶m′B＝FA∶FB
所以用测得引力的方法，可把一待测物体的引力质量与一标准体的引力质量加以比较的方法来测量引力质量。这就是用天平来测物体质量的办法。所以说，天平测的是引力质量的大小。
同种物质质量的大小和该物质的多少成正比，有时亦可将质量定义为：物体所含物质的多少。后来质量的值一般用物体所受外力和由此得到的加速度之比来表示。在同样外力作用下，惯性较大的物体得到的加速度较小，也就是它的质量较大。当物体作高速（即其速度v接近光在真空中的速度c）运动时，物体的质量m与其速度v有关，其关系为
“静止质量”。根据这一关系式，质量随速度的增大而增加，但只有v接近光速c时才显著，通常v比c小得多，m和m0相差很微小，故质量可看作是一个不变的恒量。由于惯性质量同它的引力质量在数值上相等，故在物理学中，惯性质量和引力质量统称为质量。
【质量和重力】质量和重力是完全不同的两个物理量，绝不能混淆，现比较如下：
1.定义不同。质量是物体惯性的量度，它是任何物体都固有的一种属性。重力则反映了物体所受地球的吸引力。
2.质量是标量。重力是矢量。
3.牛顿力学中的质量是一个恒量，重力则随物体所处的纬度和高度的不同而变化。质量为1千克的物体，只有在纬度45°的海平面上重量才是1千克，这个千克后面加个“力”字，与质量的千克加以区别。若将这个物体放在赤道，它的重力为0.9973千克力；放在北极，它的重量则是1.0026千克力。
物体无论是否受到重力的作用，它总是具有质量的。例如，宇宙飞船远离地球，摆脱了地球的引力，就无所谓重力了，但物体的质量仍然存在。当关掉发动机之后，宇宙飞船，仍能凭借惯性继续飞行，这说明物体的质量仍在起作用。
4.质量用天平测定。重力则用弹簧秤测之。其原因是：天平是等臂杠杆。设臂长为L，被测物体的重力是W1，砝码的重力是W2。当天平平衡时，根据杠杆平衡原理得到
W1L＝W2L
W1＝W2
所以，当天平平衡时，物体与砝码的重力是相等的。由于物体和砝码在地球上的同一地点，设此地的重力加速度为g，则W1＝m1g，W2＝m2g。
因此，m1g＝m2g
m1＝m2
从上式知，一个物体无论在地球上任何地方，用天平来称量，物体的质量总是等于跟它平衡的砝码的质量。由砝码的质量数，就能知道物体的质量数。在地球表面，用天平测出物体质量数，就可近似认为与重力数相等。但要知重力的精确数，就必须知道该地的重力加速度，而后根据天平所测知的物体质量m，算出物体的重力（G＝mg）。
用弹簧秤来称量物体，由于弹簧的伸长与作用力成正比，所以从弹簧秤的刻度上就可读出物体的重力数值。我国历来所用的杆秤实际上是不等臂的天平，因此用它测物体时，是质量而不是重力。
5.质量和重力的单位
在国际单位制里，质量的单位是千克，重力的单位是牛顿。实用时，重力的单位常用千克力或克力。
综上所述，质量和重力的本质是两个不同的物理量，但它们又有密切的联系，是通过牛顿第二定律公式F＝ma建立起来的。物体自由下落，其重力加速度由物体所受的重力产生。若物体质量为m，受到的重力为G，重力加速度为g，根据F＝ma，得G＝mg，这就是质量和重力的关系式。由此可看出：在地球上同一地点，g为常量，重力与质量成正比。在地球上不同地点，重力加速度稍有不同，因此重力也稍有差异。利用公式G＝mg算出的重力，在国际单位制中是以牛顿为单位的。
【密度】某种物质的质量和其体积的比值，即单位体积的某种物质
位制中，质量的主单位是千克，体积的主单位是立方米，于是取1立方米物质的质量作为物质的密度。对于非均匀物质则称为“平均密度”。地球的平均密度为5.5×103千克/米3，标准状况下干燥空气的平均密度为0.001293×103千克/米3。常见的非金属固体、金属、液体、气体的密度见附表。
密度在生产技术上的应用，可从以下几个方面反映出来。
1.可鉴别组成物体的材料。
2.可计算物体中所含各种物质的成分。
3.可计算某些很难称量的物体的质量。
4.可计算形状比较复杂的物体的体积。
5.可判定物体是实心还是空心。
6.可计算液体内部压强以及浮力等。
综上所述，可见密度在科学研究和生产生活中有着广泛的应用。对于鉴别未知物质，密度是一个重要的依据。“氩”就是通过计算未知气体的密度发现的。经多次实验后又经光谱分析，确认空气中含有一种以前不知道的新气体，把它命名为氩。在农业上可用来判断土壤的肥力，含腐殖质多的土壤肥沃，其密度一般为2.3×103千克/米3。根据密度即可判断土壤的肥力。在选种时可根据种子在水中的沉、浮情况进行选种：饱满健壮的种子因密度大而下沉；瘪壳和其他杂草种子由于密度小而浮在水面。在工业生产上如淀粉的生产以土豆为原料，一般来说含淀粉多的土豆密度较大，故通过测定土豆的密度可估计淀粉的产量。又如，工厂在铸造金属物之前，需估计熔化多少金属，可根据模子的容积和金属的密度算出需要的金属量。
【比重】物体的重力和它的体积的比值，即单位体积的某种物质的重力，称作该物体的“比重”。用γ表示比重，G表示重力，V表示体
除气体外，任何物质某体积的重力，和4℃时同体积的水的重力相比，即称为该物质的比重。物质的重力和其质量成正比，则其单位体积的重力，必和其密度成正比，所以任何物质的比重，又等于该物质和水在4℃的密度相比。列式如下。
气体以外各种物质的比重皆以水为共同标准，而用C·G·S单位制时，水的密度在4℃时适等于1克/厘米3，故物质的比重常和其密度的数值相等。唯密度须以1克/厘米3为单位，比重则仅为纯数字，所以意义上绝不相同。简言之，即比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度。根据1978年国际纯粹应用物理学协会所属符号单位和术语委员会的文件建议，我国已取消比重的概念，而以密度的概念代替。
【弹力】亦称“弹性力”。物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能回复原来形状的力，叫作“弹力”。它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。因物体的形变有多种多样，所以产生的弹力也有各种不同的形式。例如，一重物放在塑料板上，被压弯的塑料要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对重物的支持力。将一物体挂在弹簧上，物体把弹簧拉长，被拉长的弹簧要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对物体的拉力。不仅塑料、弹簧等能够发生形变，任何物体都能够发生形变，不发生形变的物体是不存在的。不过有的形变比较明显，能直接见到；有的形变相当微小，必须用仪器才能觉察出来。
【形变】凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”。物体由于外因或内在缺陷，物质微粒的相对位置发生改变，也可引起形态的变化。形变的种类有：
1.纵向形变：杆的两端受到压力或拉力时，长度发生改变；
2.体积形变：物体体积大小的改变；
3.切变：物体两相对的表面受到在表面内的（切向）力偶作用时，两表面发生相对位移，称为切变；
4.扭转：一圆柱状物体，两端各受方向相反的力矩作用而扭转，称扭转形变；
5.弯曲：两端固定的钢筋，因负荷而弯曲，称弯曲形变。
无论产生什么形变，都可归结为长变与切变。
【测力计】利用金属的弹性制成标有刻度用以测量力的大小的仪器，谓之“测力计”。测力计有各种不同的构造形式，但它们的主要部分都是弯曲有弹性的钢片或螺旋形弹簧。当外力使弹性钢片或弹簧发生形变时，通过杠杆等传动机构带动指针转动，指针停在刻度盘上的位置，即为外力的数值。有握力计等种类，而弹簧秤则是测力计的最简单的一种。
【弹簧秤】弹簧秤又叫弹簧测力计，是利用弹簧的形变与外力成正比的关系制成的测量作用力大小的装置。
弹簧秤分压力和拉力两种类型，压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物体的重力，秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。拉力弹簧秤的下端和一个钩子连在一起（这个钩子是与弹簧下端连在一起的），弹簧的上端固定在壳顶的环上。将被测物挂在钩上，弹簧即伸长，而固定在弹簧上的指针随着下降。由于在弹性限度内，弹簧的伸长与所受之外力成正比，因此作用力的大小或物体重力可从弹簧秤的指针指示的外壳上的标度数值直接读出。
在使用时应注意所测的重力或力不要超过弹簧秤的量度范围，还应检查，在弹簧秤未挂物体时指针是否指在零刻度，若不在零刻度可进行修正。此外还应注意勿使弹簧和指针跟外壳摩擦，以免误差过大。
【胡克定律】力学基本定律之一。适用于一切固体材料的弹性定律。它指出：在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比。这个规律是英国物理学家胡克于1660年发现的（1670年发表），故叫作“胡克定律”。该定律对拉伸（或压缩）形变的具体表述为：在弹性限度内，
长度，F为物体所受的外力，S为物体横截面的面积，α为物体的伸长
比例常数，叫做弹簧的倔强系数。它是一个有单位的量。在国际单位制中，f的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变），k的单位是牛/米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。
【弹性力】物体发生弹性形变后，内部产生企图恢复形变的力称为“弹性力”，或“弹力”。见弹力条。
【弹性】物体在外力作用下产生形变，撤去外力，形变立即消失而恢复其原来形状和大小的性质谓之“弹性”。
【弹性限度】亦称“弹性极限”。物体受到外力作用，在内部所产生的抵抗外力的相互作用力不超过某一极限值时，若外力作用停止，其形变可全部消失而恢复原状，这个极限值称为“弹性限度”。使物体发生形变的力若超过该值即使外力撤消，物体也不能完全恢复原状。例如，用力拉一弹簧，若拉力不太大时，在拉力撤消时，弹簧即能恢复原来状态；若拉力超过某一数值，弹簧就不能恢复原来状态。这个数值（最大极限）即为弹性限度。
【弹性形变】固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状谓之“弹性形变”。若撤去外力后，不能恢复原状，则称为“范性形变”。因物体受力情况不同，在弹性限度内，弹性形变有四种基本类型：即拉伸和压缩形变；切变；弯曲形变和扭转形变。
【弯曲形变】物体发生弯曲时产生的形变叫做“弯曲形变”。物体弯曲得越厉害，产生的弹力就越大。例如，将弓拉得越满，箭就射得越远。把一个物体放在支持物上，物体越重，支持物被压弯曲得越厉害，支持力就越大。
【扭转形变】在金属丝的下面挂一个横杆，用力扭转这个横杆，金属丝就发生扭转形变，手放开，发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝的扭转角度越大，弹力就越大。这种由于物体发生扭转而产生的形变叫做“扭转形变”。
【倔强系数】它是一个有单位的量。用k来表示，单位是牛/米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。倔强系数跟弹簧的长度、弹簧的材料、弹簧丝的粗细等等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧倔强系数大。
【摩擦】当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。摩擦有利也有害，但在多数情况下是不利的，例如，机器运转时的摩擦，造成能量的无益损耗和机器寿命的缩短，并降低了机械效率。因此常用各种方法减少摩擦，如在机器中加润滑油等。但摩擦又是不可缺少的，例如，人的行走，汽车的行驶都必须依靠地面与脚和车轮的摩擦。在泥泞的道路上，因摩擦太小走路就很困难，且易滑倒，汽车的车轮也会出现空转，即车轮转动而车厢并不前进。所以，在某些情况下又必须设法增大摩擦，如在太滑的路上撒上一些炉灰或沙土，车轮上加挂防滑链等。
【摩擦力】相互接触的两物体在接触面上发生的阻碍该两物体相对运动的力，谓之“摩擦力”。另有两种说法是：一个物体沿着另一个物体表面有运动趋势时，或一个物体在另一个物体表面滑动时，都会在两物体的接触面上产生一种力，这种力叫做摩擦力；相互接触的两个物体，如果有相对运动或相对运动的趋势，则两物体的接触表面上就会产生阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。
按上述定义，产生摩擦力的条件，可分为静摩擦力、滑动摩擦力。两个接触着的物体，有相对滑动的趋势时，物体之间就会出现一种阻碍起动的力，这种力叫静摩擦力。两个接触着的物体，有了沿接触面的相对滑动，在接触面上就会产生阻碍相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。因此不能把摩擦力只看作是一种阻力。有时可以是动力。例如，放在卡车上的货物，是随卡车一起加速运动时，货物受到的静摩擦力，是阻碍它和卡车相对滑动趋势的，但却是它获得加速度的动力。若卡车有足够大的加速度，货物与卡车之间就出现了相对滑动，这时货物受到的滑动摩擦力，就是阻碍它和卡车做相对滑动的，但摩擦力仍是货物作加速运动的动力。
滑动摩擦力总是与物体滑动的方向相反。但是，静摩擦力是阻碍两个物体发生相对滑动的力，到底与物体相对运动的方向（以地球作参照物）是相同还是相反，应看问题的性质来定。例如，货物在传送带上随皮带一起以一定速度作匀速直线运动。货物与皮带的速度相同，没有相对运动趋势，所以货物与皮带之间没有产生静摩擦力。当皮带作加速运动时，货物所受的静摩擦力的方向（以地球作参照系）与运动的方向是相同的。若皮带作减速运动，皮带对货物的静摩擦力方向与运动方向相反。
摩擦力的大小，跟相互接触物体的性质，及其表面的光滑程度有关，和物体间的正压力有关，一般地说，和接触面积无关。一般情况下，当两物体相接触挤压时，两者实际接触部分，远小于两者的表观接触面积。经研究表明：两者实际接触部分的面积越大，其摩擦力也越大。而两者的实际接触面积只跟正压力的大小、物体表面的粗糙程度和材料的性质有关，跟它们的表观接触面积无关。在物体表面粗糙程度和材料性质不变的情况下，正压力越大，实际接触面积也越大，摩擦力也越大；正压力相同时，改变物体间的表观接触面积，例如，将平面上的砖从竖放改变为平放，并不改变实际的压力，摩擦力保持不变。因此，在一般情况下，摩擦力跟物体的表观接触面积无关。
【静摩擦】置于固定平面上的物体由于受沿它们接触表面切向的外力作用有相对滑动的趋势但还没有发生相对滑动的时候，存在于接触表面的阻碍这种滑动趋势的现象，谓之“静摩擦”。这里应注意两点：一是两个紧密接触而又相对静止的物体；另一点是具有相对滑动的趋势，但又还没有发生相对的滑动。
【静摩擦力】当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时，在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这个力叫摩擦力。若两相互接触，而又相对静止的物体，在外力作用下如只具有相对滑动趋势，而又未发生相对滑动，则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力，谓之“静摩擦力”。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。静摩擦力f在达到最大值以前，总跟物体所受沿着接触面切向方向的外力大小相等，方向相反。
【最大静摩擦力】在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。当切向外力的大小大于这个最大值时，两物体将由相对静止进入相对滑动。静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”。这个极限摩擦力，以，f最大表示。最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比，即
f0max＝μ0N
用f0max表示最大静摩擦力，N表示正压力，其中比例常数μ0叫做静摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ0和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。
【静摩擦系数】见”最大静摩擦力”。
【动摩擦】两个相接触的物体做相对运动时发生的阻碍它们相对运动的现象，称为“动摩擦”。
【动摩擦力】在动摩擦中出现的摩擦力称为“动摩擦力”。对物体所施之力大于最大静摩擦力时，物体就开始运动。在运动起来之后，若将所施加之力减小，物体便又停止运动。这一情况表明，物体运动之后，还有阻止物体运动的力，即还有摩擦阻力。这种物体运动时所产生的摩擦力即称动摩擦力。
【动摩擦系数】动摩擦力的大小与正压力大小之比称为“动摩擦系数”。公式中μ是比例系数，其值与相接触两物体的材料和表面粗糙程度有关。
【滑动摩擦】当一物体在另一物体表面上滑动或有滑动趋势时，在两物体接触面上产生的阻碍它们之间相对滑动的现象，谓之“滑动摩擦”。当物体间有相对滑动时的滑动摩擦称动摩擦。当物体间有滑动趋势而尚未滑动时的滑动摩擦称为静摩擦。滑动摩擦产生的原因很复杂，目前还没有定论。近代摩擦理论认为，产生滑动摩擦的主要原因有二，一是关于摩擦的凹凸啮合说，认为摩擦的产生是由于物体表面粗糙不平。当两个物体接触时，在接触面上的凹凸不平部分就互相啮合，而使物体运动受到阻碍而引起摩擦；二是分子粘合说，认为当相接触两物体的分子间距离小到分子引力的作用范围内时，在两个物体紧压着的接触面上的分子引力便引起吸附作用。关于摩擦的本质，还待进一步研究。
【滑动摩擦力】物体沿着接触面作相对滑动时，两物体的接触面上相互作用，阻碍滑动的力叫“滑动摩擦力”。它的方向总是和物体相对滑动的方向相反。滑动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比，在相对运动速度较低时几乎与速度的变化无关，且小于最大静摩擦力。
【滑动摩擦系数】滑动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比：即f＝μN，其中μ为比例常数叫“滑动摩擦系数”，它是一个没有单位的数值。滑动摩擦系数与接触物体的材料、表面光滑程度、干湿程度、表面温度、相对运动速度等都有关系。
【滚动摩擦】一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。滚动摩擦一般用阻力矩来量度，其力的大小与物体的性质、表面的形状以及滚动物体的重量有关。滚动摩擦实际上是一种阻碍滚动的力矩。当一个物体在粗糙的平面上滚动时，如果不再受动力或动力矩作用，它的运动将会逐渐地慢下来，直到静止。这个过程，滚动的物体除了受到重力、弹力外，一般在接触部分受到静摩擦力。由于物体和平面接触处产生形变，物体受重力作用而陷入支承面，同时物体本身也受压缩而变形，当物体向前滚动时，接触处前方的支承面隆起，而使支承面作用于物体的合弹力N的作用点从最低点向前移。正是这个弹力，相对于物体的质心产生一个阻碍物体滚动的力矩，这就是滚动摩擦。对于初中学生来说，他们还未掌握力矩的概念，就不要把滚动摩擦讲成是一种摩擦力，只能讲一个物体在另一个物体上滚动时所受到对滚动的阻碍作用。
【滚动摩擦力】物体滚动时，接触面一直在变化着，物体所受的摩擦力，称为“滚动摩擦力”。它实质上是静摩擦力。接触面愈软，形状变化愈大，则滚动摩擦力就愈大。一般情况下，物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。在交通运输以及机械制造工业上广泛应用滚动轴承，就是为了减少摩擦力。例如，火车的主动轮的摩擦力是推动火车前进的动力。而被动轮所受之静摩擦则是阻碍火车前进的滚动摩擦力。
【滚动摩擦系数】物体在另一物体上滚动（或有滚动趋势）时受到的阻碍作用是由物体和支承面接触处的形变而产生的。一般用滚动摩擦力矩来量度。滚动摩擦力矩的大小和支承力N成正比。即M＝KN。K为比例系数，称为“滚动摩擦系数”。如火车轮与铁轨间的K值约为0.09～0.03厘米。圆轮和支持面愈坚硬，则滚动摩擦愈小。若两者为绝对刚体，则滚动摩擦就为零。此时，轮与支持面间只接触一条线，支承力N通过圆轮的轴心。滚动摩擦系数具有长度的量纲，且有力臂的意义，常以厘米计算。其大小主要取决于相互接触物体的材料性质和表面状况（粗糙程度，湿度等）有关。
【牛顿第一定律】任何物体，在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止，这就是“牛顿第一定律”。该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律亦称“惯性定律”。它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的性质——惯性，它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论，不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性，但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有关外，还要看初始时的运动状态。
【牛顿第二定律】牛顿第二定律的一般表述为：物体运动的加速度a的大小与其所受合力的大小成正比，与其质量m成反比，加速度a的方向与所受合力F的方向相同。其表示式为
F＝kma
式中k是比例系数，其数值决定于力、质量和加速度的单位。在国际单位制中即米·千克·秒制中的k为1。上式成为
F＝ma
即作用于该物体上各力的合力F等于物体的质量m与在该力作用下所产生的加速度a的乘积。这里所指的物体是质点。
合外力的方向决定了物体加速度的方向，加速度的方向反映了物体所受的合外力的方向。加速度和合外力是即时相对应的。物体在每一时刻的即时加速度，是跟那一时刻所受的合外力成正比的。恒力产生恒定的加速度，变力产生变加速度，当力的作用消失，则加速度也即消失。物体在合外力作用下如何运动，则视合外力是恒力还是变力，以及初始运动状态而定。
牛顿第二定律只适用于解决物体的低速运动问题，不能用以处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。应用牛顿第二定律时，一般选用地球或太阳作参照系，且认为地球或太阳本身在作匀速直线运动。
【牛顿第三定律】它是力学中重要的基本定律之一，亦称“作用与反作用定律”。任何物体间的作用力和反作用力同时存在，同时消失，它们的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但分别作用在两个不同物体上。
作用力与反作用力没有本质的区别，不能认为一个力是起因，而另一个力是结果。两个力中的任何一个力都可以被认为是作用力，而另一个力相对于它就成为反作用力。正确理解作用力和反作用力跟平衡力是有区别的。在低速运动范围，不论是运动物体间还是静止物体间的相互作用；不论是加速运动物体间还是匀速运动物体间的相互作用；不论是短暂的还是持续的相互作用，都遵循牛顿第三定律。
【惯性】物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对物体惯性大小的量度。当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在同样的外力作用下，加速度较小的物体惯性较大，加速度较大的物体惯性较小。所以物体的惯性，在任何时候（受外力作用或不受外力作用），任何情况下（静止或运动），都不会改变，更不会消失。
【惯性定律】即“牛顿第一运动定律”。
【惯性力】牛顿运动定律只适用于惯性系。在非惯性系中，为使牛顿运动定律仍然有效，常引入一个假想的力，用以解释物体在非惯性系中的运动。这个由于物体的惯性而引入的假想力称为“惯性力”。它是物体的惯性在非惯性系中的一种表现，并不反映物体间的相互作用。它也不服从牛顿第三定律，于是惯性力没有施力物，也没有反作用力。例如，前进的汽车突然刹车时，车内乘客就感觉到自己受到一个向前的力，使自己向前倾倒，这个力就是惯性力。又如，汽车在转弯时，乘客也会感到有一个使他离开弯道中心的力，这个力即称“惯性离心力”。
【惯性系】即惯性参照系的简称。凡牛顿惯性定律能成立的参照系，称“惯性参照系”。对惯性系相对静止或作匀速直线运动的一切参照系都是惯性系。太阳是一个惯性系，若以太阳作参照系时牛顿运动定律总是精确成立的。但太阳系里的所有行星，由于它们的自转与公转，都在作变速运动，所以都不是惯性系。地球是行星之一，当然也不例外，若以地球为参照系，将与牛顿定律不符。由于地球相对太阳运动的加速度很小，故在一些物理问题的讨论中，可近似地把地球看作是一个相当好的惯性系。
【合力】如果几个力同时作用于一个物体，它们对物体运动产生的效果与另一个力单独对物体运动产生的效果相同，则这个力就是它们的“合力”。
【分力】如果一个力作用于某一物体，对物体运动产生的效果相当于另外的几个力同时作用于该物体时产生的效果，则这几个力就是原先那个作用力的分力。例如，拉一置于水平面上的小车前进时，向斜上方所用的拉力可分解为两个分力：一个水平向前使小车前进，另一个垂直向上减少重物对水平面的压力。
【惯性质量】量度物体惯性的物理量。实验发现，在惯性系中，若在两不同物体上施加相同的力，则两物体加速度之比a1/a2是一个常数，与力的大小无关。此结果表明，a1/a2之值仅由该两物体本身的惯性所决定，与其他因素无关。物理学中规定各物体的惯性质量与它们在相同的力作用下获得的加速度数值成反比。若用m1及m2分别表示两物体的惯性质量，则m2/m1＝a1/a2。选定其中一物体的惯性质量作为惯性质量的单位后，另一物体的惯性质量可通过实验由上式确定。在国际单位制中，把保存在国际计量局中的国际千克原器的惯性质量作为单位，称为“千克”（其他常用的单位有“吨”、“克”等）。
【引力质量】任何物体都具有吸引其他物体的性质，引力质量是物体这种性质的量度。选定两质点A和B，先后测量它们各自与质点C的引力FAC和FBC。实验发现，只要距离AC和BC相等，则不论这距离的大小如何，也不论质点C是什么物体，力FAC和FBC的比值FAC/FBC是一个常数。该结果表明，FAC/FBC之值仅由质点A和B本身的性质决定。物理学中规定A、B两质点引力质量之比等于力FAC与FBC之比。若用mA及
的引力质量作为引力质量的单位后，另一质点的引力质量可通过实验由上式确定。通常取保存在国际计量局中的国际千克原器的引力质量为单位，称为“千克”。
【质量守恒】自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中，不论发生何种变化或过程，其总质量保持不变。18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后，这一定律始得公认。20世纪初以来，发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化，又发现实物和场可以互相转化，因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展，质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律，即质量和能量守恒定律。
质量守恒定律在19世纪末作了最后一次检验，那时候的精密测量技术已经高度发达。结果表明，在任何化学反应中质量都不会发生变化（哪怕是最微小的）。例如，把糖溶解在水里，则溶液的质量将严格地等于糖的质量和水的质量之和。实验证明，物体的质量具有不变性。不论如何分割或溶解，质量始终不变。
在任何化学反应中质量也保持不变。燃烧前炭的质量与燃烧时空气中消耗的氧的质量之和准确地等于燃烧后所生成物质的质量。
【质量守恒定律】即“质量守恒”。见质量守恒条。
【力的合成】一个力，如果它的作用效果跟几个力共同作用时的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。求几个力的合力，叫力的合成。在高中物理中，将重点讲共点力的合成共点力。实验证明。两共点力的合成跟速度、加速度的合成一样，服从平行四边形法则。
【共点力】几个力都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力便叫做“共点力”。
【平行四边形法则】求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这种方法就叫做“力的平行四边形法则”。
我们知道加、减、乘、除的算术运算，是用来计算两个以上的标量的，如质量、面积、时间等。例如，求密度就要用体积去除质量。标量之间的运算不需要特别的手续，只有一个要求，那就是单位要一致。
但是，矢量相加就要用特别的方法，因为被加的量既有一定数值，又有一定的方向，相加时两者要同时考虑。在力学中经常遇到的矢量有位移、力、速度、加速度、动量、冲量、力矩、角速度和角动量等。
矢量的加法有两种：其一即所谓三角形法则；另一方法即平行四边形法则，它们本质是一样的。若用三角形法则求总位移似乎直观些，而用平行四边形法则求力的合成好像更便于理解。
若用3毫米代表1千米。如图1－1所示的那样，以纸面上某点A作为出发点，作矢量 ，长3厘米，代表向东10公里；然后在A点再作 同 成45°角，长1.5厘米，代表向东北5千米。然后，过B作BC平行AD，过D作DC平行AB，由此便得到平行四边形ABCD。从A向C作射线 ，这就是总位移矢量。
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应注意物体A点不是受 、 、 三个力的作用。因为 是 和 的合力，表示 的作用效果与 、 的共同作用效果是一样的。因此可以用 代替 和 的共同作用，但绝不能把 当成作用在物体上的第三个力。在分析物体受力情况时，不能同时考虑合力与分力对物体的作用。例如，当物体沿光滑斜面下滑时，不能说物体除受到重力和斜面的弹力作用外，还受到一个下滑力的作用。因为下滑力是重力沿斜面平行方向的分力，所以，只能说“在光滑斜面上下滑的物体，受到重力和斜面弹力的作用”。有的人认为：“合力总比分力大”。我们可利用求合力的平行四边形法则，通过作图可看到，合力的大小是随两分力夹角而变化的，绝不能说“合力一定要比分力大”。
一个矢量，只要遵守平行四边形法则，可以分解为两个，或无穷个。但是矢量的合成不同，两个矢量只能合成为一个矢量。
【三角形法则】矢量相加的法则，如图1－2。矢量 和 的和是将 、 头尾相接，例如，将矢量 的起点与矢量 的终点相接，此时以 的起点为起点，以 的终点为终点的矢量 就是矢量 和 的矢量和。根据矢量相加的三角形法则求得的矢量和与相加的两矢量的求和次序无关。
例如，有一艘船，如图1－3所示。由湖中A点先向正北方向航行6千米到了B点，然后航向转了90度，向东再航行了4千米到达C点。航行的总距离是6＋4千米，但是出发点到终点的距离（位移的大小）显然小于10千米。
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如果要问船在什么地方，离出发点有多远，方位如何，也就是说，我们要求船的总位移，而不是关心船走了多长距离，那么就不能用简单的标量加法去计算了。矢量加法就要用几何作图法，其详细步骤如下：
在纸上先画一条纵向直线AB，长度为6厘米，在B端加一箭头，代表向北走了6千米，即向北的位移为6千米。接着，再由B向右画一横线BC垂直于AB，长度为4厘米，在C端加箭头以表示向东的位移为4千米。最后，把始点A和终点C连起来，加箭头于C端，这就是总的位移矢量 。用尺量出它的长度，是7.2厘米，按我们上述的比例，它相当于7.2千米。
我们说，向北的位移 加上向东的位移 等于总位移 ，用矢量形式写出为
＋ ＝ ，
或用黑体字母记为，
a＋b＝R。
再用一个量角器量出 和 的夹角为33.7°，于是知道合成矢量R偏东与正北成33.7°角。
在矢量加法中，所有的矢量都用一些带箭头的线段表示，具有一定的长度和方向。不论用多么长的线段来代表单位矢量，都不影响最后结果。
我们也可用几何学和三角学的定理来计算上例船的总位移的大小和方向。
【力的分解】几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。求一个力的分力叫做“力的分解”。分力与合力是矛盾的两个方面，如图1－1所示，相对于AB、AD来说，AC是合力；但是相对于AC来说，AB，AD又是分力。所以，力的分解跟力的合成互为逆运算，在求分力的时候也必须应用平行四边形法则。
下面几个是经常碰到的力的分解问题：
1.斜面上物体重力的分解：如图1－4所示，物体放在倾角为θ的斜面上，将重力P分解为相互垂直的两个分力：一个跟斜面平行的力F1；一个跟斜面垂直的力F2。其中F1＝Psinθ，F2＝Pcosθ。因斜面上的物体可能静止在斜面上，可能下滑，也可能在外力作用下沿斜面向上运动。无论哪种情况，物体沿斜面运动总跟物体的重力P沿斜面平行的分力F1有关。另外，斜面受到的物体对斜面的正压力又跟物体的重力P沿斜面垂直方向的分力F2有关。故把物体所受的重力分解为跟斜面平行和跟斜面垂直的两个分力。
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2.支架受力的分析：如图1－5所示，物体通过绳子挂在O点。物体所受重力产生两个效果，一个是拉斜梁的力F1，一个是压横梁的力F2。已知合力P的大小和方向，以及两分力F1，F2的方向，按平行四边形作图，即可解得F1和F2。
3.帆船逆风行驶的问题：帆船可逆风行驶，船头时而偏左，时而偏右，沿“S”形路线前进。如图1－6（a）所示，MN表示帆面，当逆风吹向MN时，风对帆产生作用力R。因帆对风来说是光滑的，所以作用力R的方向与帆面垂直。把R分解为两个力：一个为与船身垂直的F1，一个为沿船前进方向的F2。显然，分力F1的作用是使船横向移动，但由于船身的侧面积比较大，水的阻力很大，因而船横向移动并不显著。分力F2与船前进方向是一致的，靠着它，船逆着风斜行。当船到达B点后，船头改为偏右，风帆也要相应反转至新的位置。如图1－6（b）所示，船在逆风下将获得一个前进的推力F2。如此反复下去，船将沿“S”形路线逆风前进。
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【隔离体法】即“隔离法”。在解力学问题时，若有几个物体一起运动，或一个物体上同时有几个力作用着，为了便于分析物体受力情况，求它们之间的相互作用力，往往把需要的那部分物体从整体中抽出来，单独分析周围物体对它的作用，用力的图示法把作用在物体上的几个力，形象地表示出来。先将所研究的物体与其相联系的物体中“隔离”出来，再把作用在此物体上的力依次画出，并标明力的大小和方向。这种分析物体受力的方法，叫“隔离体法”。应用隔离体法时，应根据题目的内容确定隔离体。着重考虑周围物体对隔离体的作用力，将研究对象的物体隔离出来。要正确运用牛顿第三运动定律，仔细考虑物体之间的相互作用，分析隔离体的受力情况，作出该物体的受力图。应注意不要把力的概念搞乱，例如，正压力、下滑力、张力、支承力、离心力、向心力、浮力、拉力、制动力、牵引力等等，这些力都是重力、弹力、摩擦力这三种基本形式力的不同表现形式。对各被隔离物体，根据牛顿第二运动定律确立力和加速度的关系，分别列出各物体的运动方程。根据题意解联立方程，求出未知量。
【矢量】亦称“向量”。有些物理量，是由数值大小和方向才能完全确定的物理量，这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则，在相加减时它们遵从几何运算法则。这样的量叫“物理矢量”。如速度、加速度、位移、力、冲量、动量、电场强度、磁场强度……等都是矢量。可用黑体字（例如F）或带箭头的字母（例如 ）来表示矢量。
【矢量的合成】即矢量相加。矢量之间的运算要遵循特殊法则。矢量加法一般用平行四边形法则。可推广至三角形法则、多边形法则或正交分解法等。合成的矢量称为矢量和或合矢量。例如，共点力的合成、速度的合成、加速度的合成、位移的合成等等。两个以上矢量相加，可先求出其中两个矢量的合矢量，然后将该合矢量与第三个矢量相加，若求多个矢量的合矢量，可按上述方式类推。另一种简便方法，是将这些矢量的箭尾与箭头依次相连接，然后将第一个矢量的箭尾连到最末一个矢量的箭头的矢量，就是所要求的合矢量。这种矢量合成法叫多边形法。其大小和方向与相加次序无关。矢量减法是矢量加法的逆运算，一个矢量减去另一个矢量，等于加上那个矢量的负矢量。
【矢量的分解】它是矢量合成的逆运算，也遵从几何运算法则。若无其它限制，同一个矢量可分解为无数对大小、方向不同的分矢量。因此，把一个矢量分解为两个分矢量时，应根据具体情况，考虑分矢量产生的效果来分解。一般情况下，常将一个矢量 分解为互相垂直的两个分矢量 和 。如图1－7所示，则 ＝Fcosθ； ＝Fsinθ。物理学中常用的有：力的分解、速度的分解、位移的分解、加速度的分解等等。
【标量】亦称“无向量”。有些物理量，只具有数值大小，而没有方向。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。这样的量叫做“标量”。如质量、密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻等物理量。无论选取什么坐标系，标量的数值恒保持不变。矢量和标量的乘积仍为矢量。矢量和矢量的乘积，可构成新的标量，也可构成新的矢量，构成标量的乘积叫标积；构成矢量的乘积叫矢积。如功、功率等的计算是采用两个矢量的标积。A＝F·S，P＝F·v。力矩、洛仑兹力等的计算是采用两个矢量的矢积。M＝r×F，F＝qv＋B。
【平衡】指物体或系统的一种状态。处于平衡状态的物体或系统，除非受到外界的影响，它本身不能有任何自发的变化。在不同的科学领域，它有不同的涵义。
在力学系统里，平衡是指惯性参照系内，物体受到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕轴匀速转动的状态，叫做物体处于平衡状态，简称物体的“平衡”。因稳度的不同，物体的平衡分为：稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡三种情况。
【物体的平衡条件】要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力或力矩必须满足一定的条件，这叫做“物体平衡条件”。使物体保持平衡的条件是：（1）使物体处于平动平衡的条件是，作用在物体上的合外力为零，即Σ ＝0；（2）使物体处于转动平衡的条件是，作用在物体上的所有力的合力矩为零，即Σ ＝0。当上述两个条件同时满足时，物体处于完全的平衡。中学阶段只讨论平面力系的平衡条件。处于平衡状态的物体，可以是静态平衡，即物体既无平动又无转动，保持静止状态；也可以是动态平衡，即物体作匀速直线运动或匀角速转动。无论物体处于静态平衡还是动态平衡，物体受力状况并无区别，区别在于物体的初始运动状态，即物体开始处于力平衡的即时，它是静止的还是作平动或转动。处于平衡状态的物体，由于某种外界微小的作用而偏离了平衡状态时，可能有四种情形。见平衡状态条。
【平衡状态】处于平衡状态的物体，由于外界某种微小的作用而偏离了平衡状态时，因稳度的不同，物体的平衡状态可分为四种情形：稳定平衡；不稳定平衡；亚稳平衡；随遇平衡。这些平衡状态的区分，应视我们放置该物体的平衡位置而定。
1.稳定平衡：凡能在被移动离开它的平衡位置后，仍试图回复其原来位置（此时其重心比较低）从而恢复到原来的平衡状态的物体，它原来的平衡状态叫“稳定平衡”。例如，圆球体在一个凹进的圆盘中时；一圆锥体以其底面竖立时，都属于稳定平衡状态。
2.不稳定平衡：处于平衡状态的物体，由于受到某种外界微小的作用，如果物体稍有偏离就不能恢复到原来的平衡状态，这种情况叫“不稳定平衡”。例如，当一个圆球体放在一个凸起的圆盘上，或是一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定平衡状态。翻倒后，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动。即任何微小的运动都能使其重心降低的物体，一定处于不稳定平衡状态之下。
3.亚稳平衡：如果物体在外力作用下，稍有偏离尚可恢复，而偏离稍大就失掉平衡的状态，称为“亚稳平衡”。
4.随遇平衡：如果物体在外界作用下，它的平衡状态不随时间和坐标的变化而改变，这种状态叫“随遇平衡”。例如，当一个圆球体停在一个水平平面上的时候，或是一个圆锥体以其外壳的一条边线与平面相接触，即横向放在一个水平平面上时，都会出现随遇平衡状态。这些物体如被移置到一个新的位置时，虽然它们不能自动地恢复其原来的位置，但它们在新的位置上，却仍能停住不动，其重心之高度，亦保持不变。一般说来，任何微小之运动，既不能将其重心提高，亦不能使其重心降低之物体，一定处于随遇平衡状态之下。
上述几种平衡状态，是处于重力场以及其他有势场的物体在场作用下的平衡情况。处于有势场的物体和场一起具有势能，而物体都有向势能较小位置运动的趋势。稳定平衡是指物体处于势能最小位置，当稍有微小扰动，令其离开平衡位置，外界必须对它作功，势能增加，在扰动后物体将自动回到原来势能最小的位置。所谓不稳定平衡是指物体处于势能最大时的平衡。任何微小的扰动即能引起重力对它作功，势能继续减小，不能再自动恢复原状。而随遇平衡的物体，受到扰动，势能将保持不变，在任意位置可继续保持平衡。在日常生活中对具体问题应具体分析，例如，放在桌上的鸡蛋，对旋转运动来说，是处于随遇平衡状态下；对倾倒运动而言，开始是不稳定平衡，接着则为稳定平衡。
【二力的平衡】对一个物体施加两个力，而这两个力同时作用在一条直线上，其力的大小相等方向相反，此物体运动状态不发生任何变化。这时二力的作用互相抵消，这就是二力的平衡。
【力学平衡】物体相对于惯性系处于静止或匀速直线运动的状态。
【平衡力】平衡力系中的任一力称为该力系中其余力的平衡力。
【平衡力系】作用于刚体并使它保持力学平衡状态的力系，谓之平衡力系。一个力系为平衡力系的必要且充分条件其一是：力系中各力的矢量和为零，即该力系的主矢为零。其二是：力系中各力对任一点力矩的矢量和为零，即该力系对任一点的主矩为零。
【受力分析】解力学题，重要的一环就是对物体进行正确的受力分析。由于各物体间的作用是交互的，任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体，力是不能离开物体而独立存在的。所以在解题时，应根据题目的要求，画一简图，运用“隔离法”，进行受力分析。由于物质分为实体与场，所以，力的作用方式也分为两类，一类是实物对研究对象的作用，其特点是施力物与研究对象直接接触（如摩擦力、空气阻力、弹性力等）；另一类是物体通过它所激发的场对研究对象的作用，其特点是激发场的物体与研究对象不直接接触（如重力、静电力等）。在力学中，以场方式作用于研究对象的力经常是重力。由此，得出进行受力分析的规则：在研究物体受哪些力时，除重力外，就只看该物体与之相触的物体，凡与研究对象接触的物体对研究对象都可能有力作用。
1.水平面上的物体一木块静置于桌面上，木块受两个力作用。一是受地球的吸引而受到重力G，方向竖直向下；另一个是木块压在桌面使桌面发生极微小的形变，桌面对木块产生支持力N，方向竖直向上。如图1－8所示，因木块是静止的，所以G和N是作用在木块上的相互平衡的力，它们大小相等方向相反。
在水平面上运动的木块，除受重力G和支持力N的作用外，还受到滑动摩擦力f的作用。滑动摩擦力f的方向与木块运动方向相反。木块受力图如图1－9所示。木块受空气阻力的方向跟木块运动方向相反。空气阻力的大小踉物体的运动速度，以及物体的横截面大小有关。如果用水平的绳拉木块前进，木块除受重力G，支持力N和滑动摩擦力f的作用外，还受到绳的拉力F，木块共受四个力，如图1－10所示。
2.在斜面上运动的物体：如图1－11所示，一木块沿斜面下滑，木块受到竖直向下的重力G。木块压斜面，斜面发生形变而对木块产生支持力N，方向垂直于斜面并指向被支持的木块。木块还受到与其运动方向相反，沿斜面向上的滑动摩擦力f。重力沿斜面的分力使物体沿斜面加速下滑而不存在一个独立于重力之外的所谓“下滑力”。
3.一轻绳通过定滑轮，用一水平力F拉物体A使之向右运动，B落于A上，其间的摩擦系数为μ1，A与桌面间摩擦系数为μ2，不计空气阻力，分析A、B所受的力。如图1－12所示。
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先研究物体A。如图1－13所示。A受地球吸引力 （向下），与A接触的有人、物体B、绳、桌面、空气。分析得：人对A的拉力 （向右），B对A的正压力 （向下），B给A的摩擦力 （向左），绳的拉力 （向左），桌面对A的正压力 （向上，也叫支持力），桌面施于A的摩擦力 （向左）。其次，以物体B为研究对象。如图1－14所示。B受地球的引力 （向下），与B接触的有物体A、绳和空气。A对B的正压力 （向上），A对B的摩擦力 （向右），绳子的拉力 （向左）。
注意： 与 是一对作用力和反作用力。 与 是一对作用力和反作用力。而f1＝μ1N1，f2＝μ2N2。
在教学中应该注意，尽管物体静止在水平地面上时，重物对地面的压力与物体的重力在数值上相等，但在某些场合下，压力并不等于重力。产生重力作用不一定要两物接触，而压力则必须要两物接触才能产生。还应讲明的是，物体对斜面的压力就不等于物体的重力。当斜面上的物体下滑时，重力G分解为沿斜面平行的分力F1和沿斜面垂直的分力F2。F1可称为下滑力，F2称为正压力。
【三力平衡条件】任意两个力的合力与第三个力大小相等方向相反，且在一条直线上。故三个力平衡时，必在同一平面内，且作用线必交于一点，此即刚体受三个力作用而平衡的条件。
【质点】不考虑物体本身的形状和大小，并把质量看作集中在一点时，就将这种物体看成“质点”。研究问题时用质点代替物体，可不考虑物体上各点之间运动状态的差别。它是力学中经过科学抽象得到的概念，是一个理想模型。可看成质点的物体往往并不很小，因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来。若研究的问题不涉及转动或物体的大小跟问题中所涉及到的距离相比较很微小时，即可将这个实际的物体抽象为质点。例如，在研究地球公转时，地球半径比日、地间的距离小得多，就可把地球看作质点，但研究地球自转时就不能把它当成质点。又如物体在平动时，内部各处的运动情况都相同，就可把它看成质点。所以物体是否被视为质点，完全决定于所研究问题的性质。
【刚体】在任何力的作用下，体积和形状都不发生改变的物体叫做“刚体”。它是力学中的一个科学抽象概念，即理想模型。事实上任何物体受到外力，不可能不改变形状。实际物体都不是真正的刚体。若物体本身的变化不影响整个运动过程，为使被研究的问题简化，可将该物体当作刚体来处理而忽略物体的体积和形状，这样所得结果仍与实际情况相当符合。例如，物理天平的横梁处于平衡状态，横梁在力的作用下产生的形变很小，各力矩的大小都几乎不变。对于形变，实际是存在的，但可不予考虑。为此在研究天平横梁平衡的问题时，可将横梁当作刚体。
【机械运动】物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化叫做机械运动。它是物质的各种运动形态中最简单，最普遍的一种。例如，地球的转动、弹簧的伸长和压缩等都是机械运动。而其他较复杂的运动形式，例如，热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变化，但不能把它们简单地归结为机械运动。
【参照系】又称“参考系”，“参照物”。为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系。如果物体相对于参照系的位置在变化，则表明物体相对于该参照系在运动；如果物体相对于参照系的位置不变，则表明物体相对于该参照系是静止的。同一物体相对于不同的参照系，运动状态可以不同。在运动学中，参照系的选择可以是任意的。研究和描述物体运动，只有在选定参照系后才能进行。如何选择参照系，必须从具体情况来考虑。例如，一个星际火箭在刚发射时，主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参照物。但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为研究方便，便将太阳选作参照系。为研究物体在地面上的运动，选地球作参照系最方便，例如，观察坐在飞机里的乘客，若以飞机为参照系来看，乘客是静止的；如以地面为参照系来看，乘客是在运动。因此，选择参照系是研究问题的关键之一。
【坐标系】为了说明质点的位置，运动的快慢、方向等，必须选取坐标系。在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数，叫做“坐标”。在某一问题中规定坐标的方法，就是该问题所用的坐标系。坐标系的种类很多，常用的坐标系有：笛卡儿直角坐标系、平面极坐标系、柱面坐标系和球面坐标系等。中学物理学中常用的坐标系，为直角坐标系，或称为正交坐标系。
【平动】也称平移，平行移动。是机械运动的一种特殊形式，是刚体的一种最基本的运动。运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫做“平动”。在同一时刻，运动物体上各点的速度和加速度都相同。因此在研究物体的平动时，可不考虑物体的大小和形状，而把它作为质点来处理。
【转动】机械运动的一种最基本的形式。运动物体上，除转动轴上各点外，其他各点都绕同一转动轴线作大小不同的圆周运动，这种运动叫做“转动”。物体上各点的运动轨迹是以转轴为中心的同心圆。在同一时刻，转动物体上各点的线速度和线加速度不尽相同。距转轴较近的点，其线速度和线加速度都较小，但角速度和角加速度都相同。当刚体绕一固定轴线转动时，称为“定轴转动”，如门、窗、机器上飞轮的运动等。当刚体绕一固定点转动时，称为“定点转动”，如回转仪的转子的运动等。有时，当一点以另一固定点为中心作圆周运动时，也称为“该点绕中心点的转动”，如行星绕恒星的运动。电子绕原子核的运动等。
【位置】指物体某一时刻在空间的所在处。物体沿一条直线运动时，可取这一直线作为坐标轴，在轴上任意取一原点O，物体所处的位置由它的位置坐标（即一个带有正负号的数值）确定。
【位移】质点从空间的一个位置运动到另一个位置，它的位置变化叫做质点在这一运动过程中的位移。它是一个有大小和方向的物理量。位移是矢量。物体在某一段时间内，如果由初位置移到末位置，则由初位置到末位置的有向线段叫做位移。它的大小是运动物体初位置到末位置的直线距离；方向是从初位置指向末位置。位移只与物体运动的始末位置有关，而与运动的轨迹无关。如果质点在运动过程中经过一段时间后回到原处，那么，路程不为零而位移则为零。在国际单位制中，位移的单位为：米。此外还有：厘米、千米等。
【路程】质点从空间的一个位置运动到另一个位置，运动轨迹的长度叫做质点在这一运动过程所通过的路程。路程是标量，即没有方向的量。位移与路程是两个不同的物理量。在直线运动中，路程是直线轨迹的长度；在曲线运动中，路程是曲线轨迹的长度。当物体在运动过程中经过一段时间后回到原处，路程不为零，位移则等于零。
【运动】在力学中所讲的运动指的是机械运动。物质的质点或质点组与参照系之间的位置随时间而改变的过程叫机械运动。同一物体的运动以不同参照系看来并不相同。乘车的旅客，以车厢作参照系是静止的，而以地面作参照系则是运动的。因此在具体描述物体的运动时必须先选定一个参照系，通常都以地球作为参照系。有时在一个力学问题中同时采用几个参照系时，把相对于非基本参照系的运动称为相对运动。
【时间】量度两个时刻之间的间隔长短的物理量叫做“时间”。它表征物质运动过程的持续性和顺序性。任何一种周期运动的周期都可作为时间标准，如中国古代的水漏，十二地支（子，丑，寅，卯……）都是利用周期性的计时方法。时间是物理学中的一个基本物理量。一段时间在时间坐标轴上用一线段表示。为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，这是人为的。计时起点不一定是物体开始运动的时刻。在物理学中，将太阳每连续两次经过观察者所在的子午线的时间称为一个太阳日，即一昼夜。因太阳日略有差异，取一年中所有太阳日的平均值作为时间的标准，称为一个平均太阳日，简称1日。1日分为24小时，1小时分为60分，1分又分为60秒，于是规定1日的86400分之一为1秒作为时间标准。但是这样规定的秒是不精确的。1967年在第13届国际计量大会上，规定以基态铯133原子的两超精细结构能级之间的辐射周期的9192631770倍为1标准秒。时间常跟位移或平均速度相对应，例如：“五秒钟内所发生的位移”或“头两秒内的平均速度”。
【时刻】把短暂到几乎接近于零的时间叫即时，即时表示时刻。时刻与时间不同。例如，事件发生在什么时刻？事件持续了多长时间？这是两个不同的概念，应区别前几秒末后几秒初、第几秒末、第几秒初等等时刻的概念，和前几秒后几秒、几秒内、第几秒等等时间的慨念。用一根无限长的只表示先后次序不表示方向的带箭头的线来描述时间和时刻，这条带箭头的线叫做时间轴。时间轴上的每一个点表示一个时刻。时刻是衡量一切物质运动先后顺序，它没有长短，只有先后，它是一个序数。时间轴上相应两个时刻之间的间隔长短，表示一段时间，时间是一个只有长短，而没有方向的物理量。时间具有连续性、单向性、序列性，并且总是不断向前流逝。
【速度】描述物体运动的方向和位置变化快慢的物理量。它是矢量。速度的量值表示位置变化的快慢，它的方向是位移的方向。在国际单位制中，速度的单位是：米/秒。此外还有厘米/秒、千米/时。
【匀速度】即匀速直线运动的速度。物体作匀速直线运动时的速度叫做“匀速度”。所以匀速度的量值是以运动物体所通过的路程（S）和通过这段路程所需的时间（t）的比值来量度，设v表示匀速度，则其数学表达式为
【匀变速直线运动的速度】当物体做匀速运动时，在相等的时间里发生的位移都相等。若已知位移和时间的比值，即知道了速度，就可以确定位移和时间的关系；如已知初位置，就可以知道任一时刻的位置。在匀变速运动中，在相等的时间里速度的变化都相等，若知道速度的变化和时间的比值，即知道了加速度，就可以确定速度的变化和时间的关系；如果还知道初速度，就可以知道任一时刻的速度。将匀变速运动的
Ut＝v0＋at
这一公式表示出匀变速运动的即时速度是如何随着时间而变化的。根据这个公式，如果已经知道做匀变速运动的物体的初速度和加速度，就可以求出物体在任一时刻的即时速度。如果匀变速运动的初速度为零，即v0＝0，上式就可简化成下式：vt＝at。当物体受到一个与V0同方向或反方向的恒力的作用时，或者物体受到几个力的作用，这些力的合力的方向与V0的方向相同或相反，合力的大小保持不变时，物体就做匀变速直线运动。
【平均速度】平均速度是描述作变速运动物体之位置改变的平均快慢程度的物理量，是以作变速运动的物体所通过的路程（S）跟通过这段路程所需的时间（t）的比值来量度，即
在不同段路程上的平均速度 是不同的，在应用 时应明确是哪一段路程上的 。因此，在某段路程的 只能用于该段路程的计算上。同样，在不同时间间隔的平均速度也各不相同，必须指明在哪一段时间间隔内， 就只能应用在所指定的时间间隔的有关问题上。由于物体在作变速直线运动时，它在选取的一段时间间隔内，运动的快慢程度也是在不断变化着的，所以平均速度不是运动物体的真实速度，它只能粗略地描述变
【即时速度】即时速度是指运动物体在某一时刻或通过路程上某一位置时的速度，也叫“瞬时速度”。即时速度是力学中的一个重要概念，学生难于理解，而教师讲授也感困难，因此对此概念必须有清晰的认识。“即时”是时间不断流逝中的一刹，它不能脱离一段时间。因此即时速度与一段时间的平均速度有联系。要研究t时刻的即时速度，首先研究一下t附近，在t→t＋△t时间间隔内的平均速度 。若△t越短，物体的运动快慢在这段时间△t内的变化也就越小，计算所得的平均速度就越能精细地描写物体在该时刻t附近的运动快慢。因此，运动物体在某一时刻的即时速度就等于在这一时刻前后某一趋近于零的时间间隔内的平均速度的极限。即时速度能准确地表示变速运动中各个时刻的运动情况。汽车上的速度计就是测量汽车即时速度的仪器，由于本身结构和机件的惯性，读数也只是近似的。初速度、某秒末的速度、线速度等都是指即时速度。变速运动每一时刻的即时速度都不同。因此谈到即时速度必须指出是哪一时刻或哪一位置的即时速度。而在匀速运动中，每一时刻的即时速度不变。
必须注意：“即时速度就是很短时间内的平均速度”这句话是错误的。因为很短时间，总是指一段有限的确定时间，它与“趋近于零”的概念是不同的，与即时速度定义中的要求不符。变速运动的即时速度，描述物体在某时刻运动的快慢和运动的方向。一般说，物体在不同时刻具有不同的即时速度，它随时间而变。变速直线运动（指沿一个方向的），速度的方向不变，而速度大小随时间变化；曲线运动，速度的大小和速度的方向皆可变化。所以，严格来讲速度与速度的大小是有区别的，前者是矢量，包含大小和方向两方面的涵义；后者仅指数值而无方向，往往称之为速率。不能理解即时速度的大小为“单位时间内通过的路程”。
【速率】描述物体运动快慢，而不表示运动的方向，是一个标量。速率有时表示物体单位时间所走的路程。在国际单位制中它的单位是米/秒，此外还有：厘米/秒、千米/时。
【平均速率】质点运动的路程△S与相应的时间△t的比，称为运动质点在时间△t内的平均速率，常用符号 表示。即
【瞬时速率】当时间△t趋于零时，质点运动的平均速率的极限值称为质点在时刻t的瞬时速率，又称质点在时刻t的即时速率，简称质点在时刻t的速率，常用符号v表示。即
【加速度】描述运动物体的速度变化快慢程度的物理量。它是矢量，用 表示。它的合成与分解遵从平行四边形法则。加速度是以速度的变化量跟发生这种变化所经过的时间的比值为量度。物体在作直线运动时，如果在某一时刻t0的速度是V0（初速度），到时刻t的速度变为vt（末速度），那么vt－v0就称为在t－t0这段时间内的速度变化量，用a代表加速度，其表达式为
如果t0＝0，则上式可写成
其国际单位制单位为米/秒2，常用的还有厘米/秒2等。加速度的产生是由于物体受外力的作用，它的方向和运动物体所受合外力的方向一致。但它和运动的方向不一定相同。在直线运动中，加速度的方向总是沿一直线，因此可用正、负号来表示它的方向。由加速度公式知：当a为正值时，vt＞v0，表示速度在不断增加，物体作加速运动，如图1－15甲所示，加速度a的方向是沿着坐标OX的正方向；当a为负值时，vt＜v0，表示速度在不断减少，物体作减速运动，如图1－15乙所示，加速度a的方向是沿着XO方向（即OX的反方向）。在变速运动中速度小时加速度不一定小；速度大时加速度不一定大。例如，当火车从车站驶出时，虽然速度不大，但速度变化较大；当火车高速行驶时，在平直轨道上保持匀速前进，行车速度很大，但是速度却无变化，加速度为零。因此说，在加速运动中，加速度取正值，叫正加速度；在减速运动中，加速度取负值，叫负加速度。
【匀加速度】在匀变速运动中，速度的变化量跟发生这种变化所经过的时间的比是一个恒量，用a代表这段时间内运动物体的加速度，则
具有这种性质的加速度叫做匀加速度，或称匀变速直线运动的加速度。在匀速运动中Vt－v0＝0，所以a＝0，即没有加速度。在匀变速运动中，a是一个恒量。应注意的是，在各种不同的匀变速直线运动中，相等时间内速度的变化量不同，因此加速度也不同，上式的恒量也不会是相同的。
【平均加速度】质点速度改变的平均快慢程度，称为“平均加速度”。它是描述作变速直线运动物体之速度的方向和速度大小改变的快慢程度的物理量。其数学表达式为：
物体作一般变速运动时，平均加速度也因所取时间的不同而有差别，所以在讲平均加速度时，一定要指出是哪一段时间内的平均加速度。平均加速度只能表明某一段路程中（或某一段时间内）速度改变快慢程度的近似情况，在这段路程中，各个分段中的加速度，跟全段路程中的平均加速度可能有所不同。所以，平均加速度不是物体运动的真实加速度。
【即时加速度】亦称“瞬时加速度”。是指运动物体在某一时刻或通过路程上某一位置时的加速度，谓之“即时加速度”。平均加速度是以速度的变化量和发生这种变化所经过的时间的比值来量度的，如果我们选取的时间间隔极短，即t至t＋△t时间内，
动的物体在某瞬间的即时速度可能为零，但经过时间间隔△t，其速度
不一定等于零。例如，竖直上抛的物体在到达最高点的瞬间，即时速度是等于零的，但其加速度仍为竖直向下的重力加速度，其值为9.8米/秒2。
【重力加速度】在地球表面上方不太高的范围内，质点因受地球引力作用而产生的加速度，称为“重力加速度”。也可以说：物体由于重力作用而获得的加速度叫做“重力加速度”。地面附近的物体，由于其他天体距离它很远，地球上其他物体对它的万有引力很小，所以该物体的重力皆指地球对它的万有引力，其方向指向地心。在地面附近，任何物体的重力加速度在同一地点都相同，但在不同地点，物体的重力加速度稍有不同。这种加速度用字母g表示。经测定，在赤道附近，g＝9.78米/秒2；在地球北极g＝9.83米/秒2；在北京g＝9.80米/秒2；在上海g＝9.79米/秒2。在一般要求不须太精确的计算中，可近似地取g＝9.8米/秒2。竖直上抛物体的运动是一种匀减速直线运动，在运动过程中只受到重力作用（空气阻力忽略不计），这时它的加速度也就是重力加速度。但是加速度的方向和物体开始竖直上抛时的初速度方向相反。如果取运动物体竖直向上的方向为正，则加速度的方向应取负值，即a＝－g＝－9.8米/秒2。以上各地的重力加速度，都是就平均海平面处而言。在离地面极高处，重力加速度就显著减小。又因地球是椭圆球，其极半径比赤道半径约小0.3％，所以同一物体在不同的地域所受重力略有不同。地面附近的物体随地球一起转动，万有引力还必须提供其向心力，所以同一物体在不同的地域所受的重力不仅数值略有不同，而且方向也并不指向地心。因此在不同地域的重力加速度也略有不同，方向也并不指向地心。世界主要地区的重力加速度数值见附表。
【图象表示法】亦称“坐标图解法”。利用平面坐标来表明两个物理量的函数关系，它能形象地描述机械运动的基本规律以及其他很多的规律。例如，机器的性能、晶体管的特性曲线、物质的物理性质及物质的热运动等。通过坐标图上的函数图线，可以直接读出待求量的大小，或用一些简单的计算，将要求的量找出来。图象中的纵、横两坐标轴上的标度，代表互为函数关系的两个不同的物理量。常用的有：V－t图象、P－V图象、S－t图象、P－T图象、V－T图象、振动图象、波动图象、温度—时间（T）—（t）图象、伏安图象等。
【位移—时间图象】简称“位移图象”，它是用图象表示物体位移和时间的关系。匀速直线运动的位移S是时间t的正比函数S＝Vt。在物体的直线运动中以横轴表示运动物体运动的时间t，纵轴表示物体运动的位移S。S－t图象的用途有：已知S求相应的时间t；已知t求相应的位移S；还可从直线的斜率的数值得出速度的大小，在同一坐标平面上，斜率越大，则直线越陡，表示速度越大，故可由图线求速度。
【速度—时间图象】简称“速度图象”。它是用图象表示匀速直线运动的速度和时间的关系。当物体作直线运动时，在平面直角坐标系中，用横轴表示时间，纵轴表示物体运动的速度。借助速度—时间图线可以找到运动物体在任何时刻的即时速度。它的用途较多，例如，已知时刻t可求相应的速度vt；已知即时速度vt，可求相应的时刻t；图象斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，故可由图线求加速度；用速度图象求质点在任何时间内的位移，位移的数值相当于速度图象曲线下的“面积”的数值。这个“面积”的单位是（米/秒）×秒＝米，而不是米2；可在同一坐标上比较几个物体的运动状况；并可判断某一运动过程的几个阶段的运动性质与状况。
【直线运动】质点在一条确定直线上的运动，称为“直线运动”。质点的位置，以离原点的距离，用坐标X表示。它是研究复杂运动的基础，按其受力的不同可分：匀速直线运动；匀变速直线运动（包括匀加速或匀减速直线运动，以及自由落体，竖直上、下抛运动）；变速直线运动。
【匀速直线运动】物体沿一直线运动且在任何相等的时间里位移都相等。或者说速度的大小和方向都不改变的运动，谓之“匀速直线运动”。它的特征是：它的速度是一个恒量，即任一时刻速度（v）都相同。它
过的时间。产生匀速直线运动的条件是：当运动物体所受外力的合力等于零时，物体做匀速直线运动。所以，真正的匀速直线运动实际上是很难出现的。为简化问题，不妨碍结果的准确性，而把近似的匀速直线运动当作真正的匀速直线运动来处理。
【变速运动】亦称“非匀速运动”。物体的速度随时间而变化，可能是快慢程度，也可能是运动方向发生变化，还可能是快慢和方向同时都发生改变。它是最常见的一种机械运动。按其运动的轨迹来分有直线运动和曲线运动。例如，火车、汽车和轮船从车站或码头开出的运动。又如转弯的车辆和钟的摆锤的摆动等。在中学阶段，一般是讨论匀变速直线运动、抛体运动和匀速圆周运动。
【速直线运动】在相等的时间里，位移并不都是相等的直线运动。它是物体运动最常见的形式之一。由于物体运动的快慢经常改变，所以常用平均速度和即时速度这两个物理量来描述物体运动的快慢程度。
【匀变速直线运动】加速度的大小和方向保持不变的直线运动。匀变速直线运动的基本特点是：在任何相等的时间内其速度的增量相等。质点在作匀变速直线运动时，其速度图线v—t图是一条倾斜的直线，而直线的斜率就等于其加速度的大小。即
式中v0、vt依次为作匀变速直线运动的初速度和末速度。它的运动规律可通过几个公式反映出来：速度（vt）与时间（t）的关系是vt＝v0
叫匀加速直线运动；当加速度是一个负恒量时，物体的运动叫匀减速直线运动。当物体受到一个与V0。同方向或反方向的恒力的作用时，或者物体受到几个力的作用，这些力的合力的方向与v0的方向相同或相反，合力的大小保持不变时，物体就做匀变速直线运动。
【匀变速直线运动的基本公式】匀变速直线运动的规律可以通过下列公式反映出来，即
速度公式vt＝v0＋at
速度路程公式vt2＝v02＋2aS
公式中共有v0、vt、S、a、t五个物理量，除t之外，其余四个都是矢量，但必须注意它们的方向。由于物体是作直线运动，故只须用正、负号即可表示它们的方向。通常规定初速度v0的方向为正方向。当加速度a与v0反向时，a为负，物体作减速运动。速度路程公式是由速度公式和路程公式联立消去t以后得到的。可见，上述三个公式中只有两个独立，在v0、vt、a、S、t这五个量中必须给出三个，才能通过公式找出另外两个来。
【自由落体】不受任何阻力，只在重力作用下而降落的物体，叫“自由落体”。如在地球引力作用下由静止状态开始下落的物体。地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力，在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动。其加速度恒等于重力加速度g。虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比，但地球的半径远大于自由落体所经过的路程，所以引力在地面附近可看作是不变的，自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的匀加速直线运动。
自由落体运动的特点，体现在“自由”二字上，其含意为：物体开始下落时是静止的即v0＝0。如果给物体一个初速度竖直下落，不能算自由落体。物体在下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何作用力（包括空气阻力）。以v0＝0，a＝g代入匀变速直线运动的三个公式，可以得到关于自由落体运动的三个公式：
通常在空气中，随着自由落体运动速度的增加，空气对落体的阻力也逐渐增加。当物体受到的重力等于它所受到的阻力时，落体将匀速降落，此时它所达到的最高速度称为终端速度。例如伞兵从飞机上跳下时，若不张伞其终端速度约为50米/秒，张伞时的终端速度约为6米/秒。
【自由落体运动】见“自由落体”。
【抛体】凡同时参与匀速运动和自由落体运动的物体都叫“抛体”。在重力作用下，具有初速度v0的物体所做的运动，谓之“抛体运动”。抛体在运动过程中，恒力跟速度的夹角是变化的。当匀速运动的初速度v0和自由落体的加速度g方向相同时，物体作下抛运动；方向相反时作上抛运动。物体作下抛或上抛运动的位移公式是
当抛体的初速度与重力加速度的方向有一夹角时，物体作斜抛运动；方向垂直时物体作平抛运动，平抛和斜抛运动可根据运动的叠加原理，将其分解为竖直方向的加速运动与水平方向的匀速运动而分别予以讨论。当空气阻力可略去不计时，任何一种轨迹是曲线的抛体运动，都可以看成是由水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀变速直线运动所组成的合运动。因此匀速直线运动和匀变速直线运动的规律，以及运动的合成与分解，都三、电磁学
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【电磁学】电学与磁学的统称，是物理学中的一个重要部门。研究电磁现象的规律和应用的科学。研究对象包括静电现象、磁现象、电流现象、电磁感应、电磁辐射和电磁场等。磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的，变化的磁场能够激发电场，变化的电场也能够激发磁场。它是电工学和无线电电子学的基础。
【电】人类在很早以前就知道琥珀摩擦后，具有吸引稻草片或羽毛屑等轻小物体的特性。物体具有吸引其它物体的这种性质叫做“物体带电”或称“物体有了电荷”，并认识到电有正负两种；同性相斥，异性相吸。当时并不知道电是实物的一种属性，认为电是附着在物体上的，因而把它称为电荷，并把具有这种斥力或引力的物体称为带电体。习惯上经常也把带电体本身简称为电荷。近代科学证明；构成实物的许多基本粒子都是带电的，如质子带正电，电子带负电，质子和电子具有的绝对电量是相等的，是电量的最小单位。一切物质都是由大量原子构成，原子又是由带正电的原子核和带负电的电于组成。通常，同一个原子中的正负电量相等，因此在正常情况下表现为中性的或不带电的。若由于某些原因（如摩擦、受热或化学变化等）而失去一部分电子，就带正电，若得到额外的电子时，就带负电。用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒就失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电。
【摩擦起电】两种不同物体相互摩擦后，分别带有正电和负电的现象。其原因是，当物体相互摩擦时电子由一个物体转移到另一个物体上，因此原来两个不带电的物体因摩擦而带电，它们所带的电量数值上相等，电性上相异。
【静电感应】在带电体附近的导体，受带电体的影响在其表面的不同部分出现正负电荷的现象叫作“静电感应”。因为，在带电体电场作用下，导体中的自由电子进行重新分布，造成导体内的电场随之而变化，直到抵消了带电体电场的影响，使它的强度减小到零为止。结果靠近带电体的一端出现与带电体异号的电荷，另一端出现与带电体同号的电荷。如果导体原来不带电，则两端带电数量相等；如果导体原来带电，则两端电量的代数和应与导体原带电量相等。在带电体附近的导体因静电感应而表面出现电荷的现象称为“感生电荷”。
【电荷守恒定律】在任何物理过程中，各个物体的电荷可以改变，但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数和是守恒的，也就是说：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。例如中性物体互相摩擦而带电时，两物体带电量的代数和仍然是零。这就是电荷守恒定律。
【库仑定律】表述两个静止点电荷间相互作用力的定律。是法国物理学家库仑于1785年发现的。概述为：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小和它们的电量Q1和Q2和乘积成正比，和它们之间的距离r的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，
静电单位制中为1，式中F的单位是达因，Q的单位是静电单位制的电
式中F的单位是牛顿，Q的单位是库仑，r的单位是米，这时比例系数K等于9×109牛顿·米2/库仑2。为了简化电学中许多常用公式，往往将
【库仑】（Charles－Augustin de Coulomb，1736～1806）法国工程师、物理学家。1736年6月14日生于法国昂古莱姆。他曾在美西也尔工程学校读书，这是一座新型的讲授理论和应用知识的学校。离开学校后，进入皇家军事工程队当工程师。他在西印狄兹工作了9年，因病而回到法国。法国大革命时期，库仑辞去一切职务，到布卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治时期，他回到巴黎，成为新建研究院成员。库仑在1773年发表有关材料强度的论文，他提出使各种物体经受应力和应变直到它们的折断点，然后根据这些资料就能计算出物体上应力和应变的分布情况。这种方法沿用至今，是结构工程的理论基础。1777年库仑开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，要改良磁针的工作，必须从这一根本问题入手，他提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。他又发现线扭转时的扭力和磁针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。这导致他发明定量扭秤。扭秤能以极高的精度测出非常小的力。1779年库仑分析摩擦力，并提出有关润滑剂的科学理论。他还设计出水下作业法，类似于现代的沉箱。1785～1789年，库仑用扭秤测量静电力和磁力，导出了有名的库仑定律。1806年8月23日库仑在巴黎逝世。电荷的单位库仑，就是以他的姓氏命名的。
【点电荷】点电荷并不是指带电体非常小的电荷实体，而是在所讨论的问题中可以不考虑其大小和分布状况的带电体。例如，当带电体的线度在所讨论的问题中远小于其他距离和长度时。这时的电荷分布也可看作为点电荷。点电荷只是一个为讨论问题方便而引入的理想概念，这一点与研究力学时引入质点的概念相似。
【电介质】不导电的物质称为“电介质”，又叫做“绝缘体”。组成电介质的原子或分子中的正负电荷束缚得很紧，在一般条件下不能相互分离，因此在电介质内部能作自由运动的电荷（电子）极少，电导率均在10－8西门子/米以下。当外电场超过某极限值时，电介质被击穿而失去介电性能。电介质在电气工程上大量用作电气绝缘材料、电容器的介质及特殊电介质器件（如压电晶体）等。在电介质中的两个点电荷之
电介质都有它自身的ε，不同物质的介电常数各不相同。
【介电常数】又称为“电容率”或“相对电容率”。在同一电容器中用某一物质作为电介质时的电容与其中为真空时电容的比值称为该物质的“介电常数”。介电常数通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而变。电容器用的电介质要求具有较大的介电常数，以便减小电容器的体积和重量。
【电场】存在于电荷周围，能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场叫做电场。在电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发生力的作用。观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场。如果电荷相对于观察者运动时，则除静电场外，同时还有磁场出现。除了电荷可以引起电场外，变化的磁场也可以引起电场，前者为静电场，后者叫做涡旋场或感应电场。变化的磁场引起电场。所以运动电荷或电流之间的作用要通过电磁场来传递。
【电场强度】电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。电场强度矢量，常用 来表示，电场中某一点的电场方向可用试探点电荷（正电荷）在该点所受电场力的方向来确定；电场强弱可由试探电荷所受的力F与试探点电荷带电量q的比值（F/q）来确定，也就是说某点电场的强弱等于单位电荷在该点所受力的大小。试探点电荷应该满足两个条件；（1）它的线度必须小到可以被看作点电荷，以便确定场中每点的性质；（2）它的电量要足够小，使得由于它的置入不引起原有电场的重新分布。电场强度的实用单位为伏特/米或牛顿/库仑。常用的单位还有伏特/厘米。由库仑定律和电场强度的定义可知，点电荷q在电场中某一点所受的电场力 ，等于该点电场强度E和电荷q的乘积，即 =q 。如果是正电荷， 和 同方向，如果是负电荷， 和 反方向。电场强度和电场力虽然有着密切的联系，但它们是两个不同的概念，电场强度完全由电场本身的性质所决定，而电场力是
荷q，但 的量值与q无关，因为电荷在电场中某一指定点所受的力 是和电荷的电量q成正比。所以对指定点来说， 与q的比值是不变量。
【电动力学】研究电磁运动一般规律的科学。它以麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式为出发点，运用数学方法，结合有关物质结构的知识，建立完整的电磁理论，分别从宏观和微观的角度来阐明各种电磁现象。同量子理论结合又产生了量子电动力学。
【电子的发现】19世纪末，电学兴起，这提供了破坏原子的方法。在低压气体下放电，原子被分为带电的两部分。1897年，美国的汤姆逊在研究该两部分电荷时，发现其一带负电（称为电子），而另一个较重要的部分则带正电。这一事实说明原子不再是不可分割的。1895年，德国的仑琴发现X光，接着贝克勒尔及居里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可放出“某些东西”的原子。这些东西后来被称为α、β粒子，飞行很快。可穿透物质。这一穿透能力很快应用于探讨原子内部构造的工具，实验结果有时粒子毫无阻碍地通过，有时则又发生猛烈的碰撞。用汤姆逊的原子模型不能解释。1911年卢瑟福为了解释这一实验结果，提出一个新的原子模型。他证明：原子中带正电的部分必须集中于一个非常小而重的原子核里，而电子则如行星绕日般地围着原子核转动，原子核与电子间是有很大空隙的。用这一模型算出的数值，证实了实验结果。
【场的迭加原理】如果一个电场由n个点电荷共同激发时，那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和即
【电力线】电力线是描述电场分布情况的图像。它是由一系列假想的曲线构成。曲线上各点的切线方向和该点的电场方向一致，曲线的疏密程度，跟该处的电场强度成正比。电力线比较形象地表示出电场的强弱和方向。在静电场中电力线从正电荷开始而终止于负电荷，不形成闭合线也不中断。在涡旋电场中，电力线是没有起点和终点的闭合线。由于电场中的某一点只有一个电场方向，所以任何两条电力线不能相交。电力线上各点的电势（电位）沿电力线方向不断减小。
【法拉第】（Faraday，Michel，1791～1867）法拉第是著名的英国物理学家和化学家。他发现了电磁感应现象，这在物理学上起了重要的作用。1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。这一定律为发展电结构理论开辟了道路，也是应用电化学的基础。1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称为“法拉第效应”。光既然与磁场发生相互作用，法拉第便认为光具有电磁性质。1852年他引进磁力线概念。他主张电磁作用依靠充满空间的力线传递，为麦克斯韦电磁理论开辟了道路，也是提出光的电磁波理论的先驱，他的很多成就都是很重要的、带根本性的理论。他制造了世界上第一台发电机。所有现代发电机都是根据法拉第的原理制作的。法拉第还发现电介质的作用，创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉”就是用他的名字命名的。法拉第从小就热爱科学，立志献身于科学事业，终于成为了一个伟大的物理学家。
【麦克斯韦】Maxwell James Clerk英国物理学家（1831～1879）。阿伯丁的马里查尔学院和伦敦皇家学院、剑桥大学教授，并且是著名的卡文迪什实验室的奠基人。皇家学会会员。在汤姆逊的影响下进行电磁学的研究，提出了著名的麦克斯韦方程式，这是电磁学中场的最基本的理论。麦克斯韦从理论上计算出电磁波传播速度等于光速，他认为：光就是电磁波的一种形态。对于统计力学、气体分子运动论的建立也作出了贡献。引进了气体分子的速度分布律以及分子之间相互碰撞的平均自由程的概念。著有《论法拉第力线》、《论物理力线》、《电磁场运动论》、《论电和磁》、《气体运动论的证明》、《气体运动论》。还著有《热理论》、《物质与运动》等教科书。
【超距作用】一些早期的经典物理学者认为对于不相接触的物体间发生相互作用，如两电荷之间的作用力以及物体之间的万有引力都是所谓的“超距作用力”。这种力与存在于两物体间的物质无关，而是以无限大速度在两物体间直接传递的。但是，电磁场的传播速度等于光速的这一事实说明电的作用力和电场的传播速度是有限的。因此“超距作用”论便自然被否定了。实际上，电磁场就是物质的一种形态，因此不需借助其他物质传递。
【导体】在外电场作用下能很好地传导电流的物体叫做导体。导体之所以能导电，是由于它具有大量的可以自由移动的带电粒子（自由电子、离子等）。电导率在102（欧姆·厘米）-1以上的固体（如金属），以及电解液等都是导体。金属和电解液分别依靠自由电子和正负离子起导电作用。
【自由电荷】存在于物质内部，在外电场作用下能够自由运动的正负电荷。金属导体中的自由电荷是带负电的电子，因为金属原子中的外层电子与原子核的联系很弱，在其余原子的作用下会脱离原来的原子而在整块金属中自由运动，在没有外电场时这种运动是杂乱无章的，因此不会形成电流。在外电场作用下，电子能按一定方向流动而形成电流。电解液或气体中的离子也都是自由电荷。
【束缚电荷】电介质中的分子在电结构方面的特征是原子核对电子有很大的束缚力，即使在外电场的作用下，这些电荷也只能在微观范围有所偏离。但它们一般不会彼此相互脱离。例如，电介质在外电场作用下从微观上看是分子发生电极化，微观电极化的宏观效果就是沿电场方向，在电介质的两端出现两种等量而异号的感应电荷。研究电介质的电性质时，应主要考虑束缚电荷的作用。
【电量】物体所带电荷的多少叫做电量。在国际单位制中，电量的单位是库仑。静电系单位制的电量为静库。物体所带电荷的量值是不连续的。单个电子的电量是电量的最小单元，其值为1.6×10－19库仑，一切带电体所带电量的数值都必须是电子电量e的整数倍。
【电离】原子是由带正电的原子核及其周围的带负电的电子所组成。由于原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等，所以原子是中性的。原子最外层的电子称为价电子。所谓电离，就是原子受到外界的作用，如被加速的电子或离子与原子碰撞时使原子中的外层电子特别是价电子摆脱原子核的束缚而脱离，原子成为带一个（或几个）正电荷的离子，这就是正离子。如果在碰撞中原子得到了电子，则就成为负离子。
【静电平衡】在静电感应过程中，随着导体两端的正负电荷的不断积累，所产生的附加电场不断增强，直至跟导体内的外电场完全抵消。这时导体中的总电场处处为零，自由电荷不受电场力的作用，不再移动，导体两端的电荷不再增加。此时导体达到静电平衡状态。静电平衡状态的导体有如下的性质：（1）导体内部场强处处为零。（2）导体是个等势体，导体表面是个等势面。（3）导体表面上任何一点的场强都垂直于该点的表面。（4）电荷只能分布在导体的表面上。导体内部不存在净电荷。
【静电屏蔽】为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，这就叫做静电屏蔽。空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零。因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体，在静电平衡时，它的内表面将产生等量异号的感生电荷。如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感生电荷，此时感应电荷的电场将对外界产生影响，这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽。如果外壳接地，即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。为了防止外界信号的干扰，静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中。例如电子仪器设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的铅皮等等，都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。
【电势能】与重力场一样，静电场是一个有势场。在静电场中所以能引入电势能的概念，是因为静电场具有势场的性质。所谓的势场，就是当点电荷q在任意静电场中运动时，电场力所做的功只取决于运动的始末位置而与路径无关。这种性质叫做有位性（有势性），具有这种性质的场叫做位场（势场）。在静电场中任意选取一个参考点，将正电荷q从该点移到静电场中的另一点P在此过程中，如果是外力反抗电场力作功，则所作的功等于q从参考点移到P点所增加的电势能。若从参考点到P点是电场力作正功则所作的功等于q所减少的电势能。假如电荷q在参考点的电势能为零，则将正电荷q由参考点反抗电场力使之移到P点所作的功就等于q在P点时所具有的电势能。通常把无穷远处定义为电势能的零点。实用上常把地球表面作为电势能的零点。在静电场中将电荷q放在由点电荷Q所激发的场中，如图3－1所示，设点电荷q从场中的P1点沿某一路径移到另一点P2，任取一元位移 ，设q在位移前后与Q的距离分别为r和r′。场力 在这一元位移上所作的元功dA=Fdlcosa。其中a是 与 的夹角，由图可
当电荷q在点电荷Q的场中运动时电场力所作的功只取决于运动电荷的始末位置，而与路径无关。任何电荷在静电场中的电势能的数值是由该电荷和电源电荷以及它们之间的相对位置所决定。电荷在匀强电场中移动时，场力所作的功可以从功的定义直接计算，即W=FScosθ=qFScosθ。也可以根据电势能的变化来计算，即W=ε始—ε终，对不均匀场，一般采用电势能的变化来计算比较方便。由于电势能等于电量q和电势Ｕ的乘积，所以电场力所作的功也可以写成为
W=qＵ始-qＵ终=q（Ｕ始-Ｕ终）。
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【电势】电势是描写电场的一个物理量，也称为“电位”。静电场中某点的电势等于单位正电荷在该点时所具有的势能。理论上常把“无穷远”处作为电势零点，实用上则常取地球表面为电势零点。故某点的电势在数值上也等于单位正电荷从该点移到无穷远（或地面）时电场对它所作的功。这功与所经路径无关，所以场中各点的电势各有一定数值。
例如由正电荷所激发的场中的单位正电荷，从场中的某点移到无穷远时，电场力作正功，则该点的电势为正。如果是负电荷所激发的场，场中某点的单位正电荷移到无穷远处，电场力所作的功为负，则该点的电势也为负。和电势能一样，电势的概念也是因为静电场具有“功和路程无关”的性质而引入的，但电势能和试探电荷的正负大小有关，而电势完全取决于电场本身，它的数值只和场源电荷的电性、电量大小及所考虑的点的位置有关，和试探电荷的数值及存在与否无关。因为对电场中指定点
电势的单位就是由此公式规定的。正点电荷q0的电场中各点电势都是正
物理量，但电势和电场作功相联系，场强和电场力相联系，所以前者是标量，后者是矢量。在计算场的迭加问题时，电势取标量和，场强用矢量和。在匀强电场中，电荷q沿电场方向移动距离d，电场力所作的功W=qEd，而电势能改变量为qＵab，a、b为电荷q的始点和终点。根据功能关系，二者应该相等，即qEd=qＵab，
位距离的电势差（电压），方向指向电势降落的方向。对于非均匀场，
向电势降落的方向。这一关系非常重要，因为在实践中一般能直接测量的是各个导体的电势，求得电势后就可利用求导数而计算场强。直接求解含有电场强度的矢量方程是比较困难的，而求解含有电势的标量方程，相对说来较为方便（理论物理中的泊松方程和拉普拉斯方程就是电势解场的实例）。
【等势面】亦称为“等位面”。在有势场中，势的数值相等的各点所联成的面。一般规定每隔一定数值的势画一等势面，场较强的地方等势面较密，较弱的地方较疏，因此等势面是描述场分布情况的一种直观图象。例如点电荷产生的静电场，等势面是以点电荷为中心的一组同心球面，且内密外疏。电荷沿同一等势面移动时，电场力不作功，所以等势面与电场方向永远是垂直的。静电场中的任何导体的表面都是等势面；又因其内部不存在电场，它同时也是一个等势体。静电场中的电力线处处和等势面相垂直，并指向电势降落的方向。
【电势差】静电场中或直流电路中两点间电势的差值，也称为“电位差”或“电压”。数值上等于电场力使单位正电荷从一点移动到另一点时所作的功。在交流电路中，两点间的电势差在正负极大值之间作周期性变化，所以电势差只有瞬时值的意义，常用有效值表示，一般交流
用下总是从电势高的地方走向电势低的地方。假定A点的电势为ＵA，B点的电势为ＵB，而ＵA＞ＵB，把正电荷q从A点移到B点，q的电势能减少量为qＵA-qＵB即W=q（ＵA-（ＵB）=qＵAB，ＵAB就是AB两点间的电势差（或电压）。
【电子伏特】在研究原子、原子核、基本粒子等微小粒于时，往往用电子伏特作为能量单位。1电子伏特，就是带有单个电子电量的带电粒子，在电压为1伏特的两点间，在电场力作用下粒子所增加的能量。它是带电粒子加速器中的能量单位，用起来比较方便。比如说这台加速器是1亿电子伏的能量，就是说，他能把单位电荷的粒子加速而得到1亿电子伏的能量。国际通用的符号是eV。1电子伏特=1eV=1.6×10-19库仑×1伏=1.6×10-19焦耳。
【匀强电场】在电场中，各个点的电场强度的大小和方向均相同的场叫匀强电场。在匀强电场中的等势面是垂直于电力线的一族互相平行的平面。在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。即场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势
电势在电场方向上的变化是均匀的。
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【电场强度与电势差】在匀强电场中，电场强度与电势差之间的关系为ＵAB=Ed，其中d是AB两点间沿电场方向的距离。如图3－2所示。对于非匀强电场，单位正电荷从P点移到参考点P0时电场力所作的功，叫做P点的电位（或电势），记作Ｕ。既然场力所做的功与场强有关。就应找到电势与场强的关系。点电荷q从P到P0点时场力所做的功
位移向量的标量积）。对场中任意两点电势之差（电压）与电场强度之 位是点函数，电压不是点函数。应该养成“对一点谈电势，对两点谈电压”的习惯；（2）在许多情况下不但要关心两点电压的绝对值，而且要关心这两点的电势谁高谁低。一般以ＵAB表示ＵA-ＵB，（称为“A对B的电压”），于是从ＵAB的正负便表示了A、B电位的高低；（3）静电场力所作的功与路径无关，所以当电场确定时，两点的电压就完全确定，但电位却与参考点的位置有关。因此说到某点的电势时，一定要明确指出参考点。只要在同一问题中选定一个参考点，电势就有确定的
表示的为电势与场强的微分关系。此式说明，（1）一点的场强与过该点的等位面垂直，而且指向电位减小的方向；（2）某点场强的大小等于该点电势沿等势面法向的变化率（沿法向的方向导数）。
【电场中的带电粒子】在静电场中的带电粒子总是沿着电场方向或逆着电场方向受到电场力的作用。带正电荷的粒子所受的力是沿电场方向的，带负电荷的粒子所受的力则沿着电场的反方向。也就是说，带正电荷的粒子从电势高的地方向电势低的地方做加速运动。而带负电荷的粒子则从电势低的地方向电势高的地方做加速移动。例如带正电粒子从高电位开始运动到低电位。如果高电位与低电位之间的电势差为Ｕ，则在这段运动期间，电场力作功为W，则W=qＵ。到达低电势时质量为m
电粒子所带的电量，以及运动始末的电势差值有关。对同样的电势差，
场或非匀强场均适用，因为电场力所作的功总是qＵ。如果我们在垂直于带电粒子前进的方向上加一个匀强电场，则运动的带电粒子将要发生偏转。
【加速器】加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，象γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒子等。目前世界上的加速器大多是能量在100兆电子伏以下的低能加速器，其中除一小部分用于原子核和核工程研究方面外，大部分用于其他方面，象化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及工业照相、疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等。近年来还利用加速器原理，制成各种类型的离子注入机。以供半导体工业的杂质掺杂而取代热扩散的老工艺。使半导体器件的成品率和各项性能指标大大提高。很多老工艺不能实现的新型器件不断问世，集成电路的集成度因此而大幅度提高。
【密立根】Millikan，Robert Andrews（1868～1953年）美国物理学家。1910～1917年，应用带电油滴在电场和重力场中运动的方法，精确测定单个电子的荷电量，从而确定了电荷的不连续性这就是著名的密立根油滴实验。1916年曾验证爱因斯坦的光电效应公式，并测定普朗克常数。在宇宙射线方面也做了一些工作。
【基本电荷】原子中的电子和原子核中的质子带有等量异种电荷。它们所带的电量都是e=1.602×10－19库仑，这一电量是不可分割的最小电量，称之为基本电荷，也是电量的基本单位，这是密立根通过他的油滴实验验证的结果。不同离子本身可以带有e，2e，3e，……的电量。
【电容器】电路中用以积储电能的基本元件。实际上用得最多的是由两个导体组成的电容器，常见的电容器有平行板电容器以及圆柱电容器两种。在两个导体间由电介质相隔。所用的电介质有固体的、气体的（包括真空）和液体的。按型式分，电容器有固定的、可变的和半可变的三类。按极片间使用的介质分，则有空气电容器、真空电容器、纸介电容器、塑料薄膜电容器、云母电容器、陶瓷电容器、电解电容器等。电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件；在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。电容器电量与电压的比值只与电容器本身有关。
【电容】表征导体由于带电而引起本身电势改变的物理量。一个导体的电势，非但与其本身的电荷有关，且与周围的介质和其他导体的电荷有关。当其他导体的电势都维持一定（例如接地）时，一个导体的电势正比于其本身的电量，这个导体的电容就以其电量与电势的比值来量度；电容器的电容以一个极板的电量与两极板间电势差的比值来量度。电容的大小取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间电介质的介
压升高，就要给它提供电量（充电），使电压升高一个单位所需的电量，在数值上等于它的电容。要注意，电容器和电容是两个不同的概念。前者是两个导体的组合。后者是描写该组合性质的物理量。对平行板电容
平行板之间的距离， L为圆柱电容器的长度，R1和R2是圆柱和球的内外径。在电容器的两个导体之间充入电介质可以使电容增大。实用中常利用这个方法增大电容器的电容。充入均匀介质后，上述的三种形式的电容都要乘以一个大于1的常数ε（由电介质的性质决定），即电容增至ε倍。
【电容器的串联】多个电容器串联时，流入电容器组的电量q全部进入第一个电容器的左边板（设A端接电池正极），其右边板因感应而带-q，于是第二个电容器在板带+q，右板带-q。见图3－3所示，故
电容的倒数等于每个电容的倒数之和。
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【电容器的并联】如图3－4所示为两个电容器并联，其中Ｕ表示两端A与B之间的电压（绝对值），q表示充电时流入电容器的总电量。
=C1+C2即并联总电容等于每个电容器电容之和。电容器并联时电容增大，串联时电容减小。实用中可根据需要而选用并联和串联。
【电容器的击穿】串联时总电压分配于各电容器上，这时电容器的电容减小，却提高了耐压能力。耐压能力是指电容器忍受外加电压的能力。每个电容器的电压都有一个界限，超过此界限时，会产生过大的内部场强，从而使所充的绝缘材料（电介质）变为导体以致于损坏电容器，这种现象叫“电容的击穿”。
【电流】带电粒子的运动叫做“电流”。例如金属中自由电子在电场作用下的定向运动，液体或气体中正负离子相互沿相反方向流动。在电流发生的同时，还会伴生出其他效应：电流的周围存在着磁场；电流通过电路时使电路发热；通过电解质时引起电解；通过稀薄气体时，在适当条件下导致发光等等。由于电流形成过程的不同，除传导电流外，还有对流电流和位移电流。所谓的对流电流是带电介质或介质中的带电部分不是由于电场作用而在空间运动时形成的电流。同一般电流一样，对流电流的周围也存在着磁场。例如当带电的平行板电容器绕垂直于板面的轴急速旋转时就出现磁场。由于带电体在原来没有电磁场的空间中匀速运动不须外力维持（如果不计空气阻力），所以对流电流不需要电势差来维持，它不引起热效应。致于位移电流被定义为电位移矢量随时间的变化率。麦克斯韦首先提出这种变化将产生磁场的假设，故称“位移电流”。实际上位移电流只表示电场的变化率，与传导电流不同，它不产生热效应、化学效应。继电磁感应现象发现之后，麦克斯韦的这一假设更深入一步揭露了电现象和磁现象之间的紧密联系。位移电流是建立麦克斯韦方程组的重要依据。在中学课本中主要讨论的是传导电流。在导体中存在持续电流的条件是保持导体两端的电势差（电压）。
【电流强度】单位时间内通过导体某一横截面的电量为该截面处的电流强度。即通过导体某一横截面的电量q，跟通过这些电量所用的时
强度的单位是安培或简称安，通常用“A”表示。常用的单位还有毫安（即10-3A表示为mA）、微安（即10-6A表示为μA）。金属导体中的电流是自由电子在外电场作用下漂移运动的结果。真空中的电子流，是由灼热的金属或金属氧化物表面发射出来的电子，在真空中由外加电场加速作定向运动而形成电流。如阴极射线就是真空中的高速电子流。气体中的电流，是在稀薄气体中，两端电极上加有足够高的电压时，从阴极表面逸出电子必向阳极运动，在电子向阳极运动的过程中，由外加电压作用可获得较大的动能，这些电子与中性气体分子相碰，使其电离（碰撞电离），同时正离子还能向阴极运动，再次从阴极表面击出电子（二次电子发射）。所以碰撞电离和二次电子发射都使气体中出现离子和大量电子，它们在外电场作用下定向移动，形成气体中电流。当对电解质溶液的两极加上电压时，将使溶液中作热运动的正负离子迭加一个漂移运动而形成电流。注意，由于在溶液中有正负两种电荷沿相反方向运动，所以总电流应该是正离子电流和负离子电流的绝对值的和。
【稳恒电流】在恒定电阻的电路中，加上电压恒定的电源，便产生大小和方向都不随时间改变的电流，称为“稳恒电流。”
【电流密度】描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。其大小等于单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量，以正电荷流动的方向为正方向。注意电流密度和电流强度都是描写电流的物理量。然而电流强度是一个标量，是描写导体中通过一个截面的电流量（不是点函数）；电流密度是一个矢量点函数，是描写导体中某一点的电流方向和通过该点垂直截面的电流强度。
【欧姆定律】欧姆定律是研究在稳恒电流通过的电路中，电流、电压和电阻间的相互关系。这个关系可表示为两种形式：部分电路欧姆定律和全电路（闭合电路）的欧姆定律。当一段导体两端存在电压时，导体内部就出现电场，载流子就要在电场力的作用下发生定向运动，形成电流。关于电流与电压之间的定量关系，德国科学家欧姆通过大量的实
R的数值取决于导体的材料，形状、长短、粗细及温度等。当这些因素不变时R为常数，只有当R为常数时才可以说I与Ｕ成正比。导体的R值越大流过它的电流I越小，可见R值反映导体对电流的阻碍程度，称为导体的电阻。在学习欧姆定律时应注意的是：（1）欧姆定律对金属导体及通常情况下的电解液都很好地成立，但对半导体二极管、真空二极管以及许多气体导电管等元件都不适用。（2）当导体内部含有电源时，
路的欧姆定律。
【电动势】电源内部非静电力移送单位正电荷，将其从电源的负极移至正极所作的功，叫做电源的电动势。电动势的单位是伏特。电源提供电能必须通过非静电力对电荷做功的方式从其他形式能量转变而来。例如，在具有一定负载的直流电路中，若要维持电路中的电流恒定不变，就必须设法维持电路两端有恒定的电势差（电压）。这就必须有非静电力不断对电荷作功来实现。在外电路电流是由高电势的正极流向低电势的负极。则在电源内部必须由非静电力将负电荷移到负极上，并将正电荷送到正极上。才能达到维持电路两端的恒定电势差。
【电阻定律】对于由一定材料制成的横截面积均匀的导体，在一定的温度下，它的电阻R和导体的长度l成正比，和横截面积S成反比。
导体横截面积不均匀，或者电阻率ρ不均匀时，可将其沿长度l的垂直
【电阻率】表征物质导电性能的物理量。也称“体积电阻率”。电阻率越小导电本领越强。用某种材料制成的长1厘米、横截面积为1平方厘米的导体电阻，在数值上等于这种材料的电阻率。也有取长1米、截面积1平方毫米的导电体在一定温度下的电阻定义电阻率的。此两种定义法定义的电阻率在数值上相差4个数量级。如第一种定义，铜在20℃时的电阻率为1.7×10-6欧姆·厘米。而第二种定义电阻率为0.017欧姆·毫米2/米。电阻率的倒数称为电导率。电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρ0（1+αt）。式中t是摄氏温度，ρ0是0℃时的电阻率，α是电阻率温度系数。由于电阻率随温度的改变而改变，所以对某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如220伏、100瓦电灯的灯丝电阻，通电时是484欧姆，未通电时是40欧姆。另外要注意的是：电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电
制中电导率的单位是西门子/米。
【超导体】在温度和磁场都小于一定数值的条件下，许多导电材料的电阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质。具有超导性的物体叫做“超导体”。1911年荷兰物理学家卡曼林-昂尼斯（1853～1926年）首先发现汞在4.173K以下失去电阻的现象，并初次称之为“超导性”。现已知道，许多金属（如铟、锡、铝、铅、钽、铌等）、合金（如铌—锆、铌—钛等）和化合物（如Nb3 Sn、Nb3Al等）都是可具有超导性的材料。物体从正常态过渡到超导态是一种相变，发生相变时的温度称为此超导体的“转变温度”（或“临界温度”）。现有的材料仅在很低的温度环境下才具有超导性，其中以Nb3Ge薄膜的转变温度最高（23.2K）。1933年迈斯纳和奥森费耳德又共同发现金属处在超导态时其体内磁感应强度为零，即能把原来在其体内的磁场排挤出去；这个现象称之为迈斯纳效应。当磁场达到一定强度时，超导性就将破坏，这个磁场限值称为“临界磁场”。目前所发现的超导体有两类。第一类只有一个临界磁场（约几百高斯）；第二类超导体有下临界磁场Hc1和上临界磁场Hc2。当外磁场达到Hc1时，第二类超导体内出现正常态和超导态相互混合的状态，只有当磁场增大到Hc2时，其体内的混合状态消失而转化为正常导体。现在已制备上临界磁场很高的超导材料（如Nb3Sn的Hc2 达22特斯拉，Nb3Al0.75Ge0.25的Hc2达30特斯拉），用以制造产生强磁场的超导磁体。超导体的应用目前正逐步发展为先进技术，用在加速器、发电机、电缆、贮能器和交通运输设备直到计算机方面。1962年发现了超导隧道效应即约瑟夫逊效应，并已用于制造高精度的磁强计、电压标准、微波探测器等。近两年来，中国、美国、日本在提高超导材料的转变温度上都取得了很大的进展。1987年研制出YBaCuO体材料转变温度达到90～100K，零电阻温度达78K，也就是说过去必须在昂贵的液氦温度下才能获得超导性，而现在已能在廉价的液氮温度下获得。1988年又研制也CaSrBiCuO体和CaS- rTlCuO体，使转变温度提高到114～115K。近两三年来，超导方面的工作正在突飞猛进。
【欧姆】Ohm，Georg Simon（1787～1854年）德国物理学家。1787年生于欧蓝格，毕业于欧蓝格大学。1826年发现导体的电阻、电流与电动势之间的关系定律现称欧姆定律。此定律先未受重视，直到1833年欧姆在纽仑堡任物理学教授时才渐为人所知。1849年欧姆任慕尼黑大学物理学教授。后人为纪念其对电学贡献，以其名做为电阻的单位。
【电功】电流通过电路时，电场力对电荷作的功叫做电功。在国际单位制中，电功的单位是焦耳。有时用千瓦·小时（即通常所说的“度”）。
式子，只有当电路是纯电阻电路，并没有反电动势存在时才成立。如果电路负载中存在反电动势，要分清三种形式公式的适用范围以及它们的物理意义。当电路负载中有反电动势时，则W=IＵt为整个负载的总功，而W=I2Rt则仅表示负载所消耗热的那部分功。
【电功率】每单位时间内电场力所作的功叫做电功率。在国际单位制中，电功率的单位是瓦特（常用的单位还有马力、千克力·米/秒）。
电阻，没有反电动势存在时上列各式都成立。如果电路负载中存在反电动势，则要分清此三公式的适用范围及其物理意义。若电路负载中存在反电动势，则P=IＵ为整个负载的总功率，而P=I2R则仅表示负载所消耗热的那部分功率。例如，当电路中接有直流电机时，如果加在电机两端电压为Ｕ，正常工作时通过电流为I。则当电枢线圈转动时作切割磁力线运动而产生感生电动势，这一感生电动势和外加电压方向相反，因
（输入功率），I正ε反为克眼反电动势所消耗的功率，即转变为机械能
，只有在纯电阻电路中，三个公式可以通用，而在有反电动势的电路中（含源电路）三者不能混淆。
【焦耳定律】导体在通过电流时会有热量发出。英国物理学家焦耳通过实验总结出如下的规律：电流通过导体时放出的热量Q与电流I的平方、导体的电阻R以及通电时间t成正比，即Q=KI2Rt，这就是焦耳定律。电流通过导体时按这一规律所放出的热量叫做焦耳热。若分别以焦耳、安培、欧姆及秒等为国际制单位测量热量、电流、电阻及时间，实验测得K=1焦耳/欧姆·安培2·秒。故上式变为
当n个导体串联时，由于通过所有导体的电流都相等，用前式来比较个别导体所放出的热量较为方便。当n个导体并联时，在各个导体上的电流各不相同，但它们两端的电压都相等，在这种情况下用后式较为方便。必须再次强调说明的是，当电路上有电流通过时，不但产生热的效应，而且还可以产生其他不同的效应。例如，在一般的电路中，除有纯电阻外还有电动机，电解槽等用电器，那么电能除部分转化为热（内能）外，还要转化为机械能、化学能等。因此，只有当电路为纯电阻，而且整个电路不能运行时，电流所做的功才全部变为热，否则W=ＵIt总要大于电流的纯电阻上产生的热量Q=I2Rt。
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【串联电路】多个电阻按图3－5所示方式的联接叫做串联。串联电路的基本特征是只有一条支路，由此出发可以推出串联电路有如下五个特点：（1）流过每个电阻的电流相等。因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。（2）总电压（串联电路两端的电压）等于分电压（每个电阻两端的电压）之和，即Ｕ=Ｕ1＋Ｕ2＋…+Ｕn。这可由电压的定义直接得出。（3）总电阻等于分电阻之和。把欧姆定律分别用于每个电阻可得Ｕ1=IR1，Ｕ2=IR2，…Ｕn=IRn代入Ｕ=Ｕ1+Ｕ2＋…＋Ｕn并注意到每个电阻上的电流相等，得Ｕ=I（R1＋R2＋…＋Rn）。此式说明，若用一个阻值为R=R1＋R2+…+Rn的电阻元件代替原来n个电阻的串联电路，这个元件的电流将与原串联电路的电流相同。因此电阻R叫原串联电阻的等效电阻（或总电阻）。故总电阻等于分电阻之和。（4）各电阻分得的电压与其阻值成正比，因为Ｕi=IRi。（5）各电阻分得的功率与其阻值成正比，因为Pi=I2Ri。
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【并联电路】多个电阻按图3－6所示方式的联接叫并联。由n个电阻并联而成的那部分电路有两个节点，n条支路。并联电路有如下五个主要特点：（1）每个电阻两端电压相等。因为每个电阻两端都是A点和B点。（2）总电流等于各分电流之和，即I=I1+I2+…+In。因为从节点A流入的电流一定等于从节点B流出的电流。（3）总电阻的倒数
满足上式的R叫做并联电路的等效电阻（或总电阻），可见总电阻的倒数等于分电阻的倒数和。对两个电阻并联的简单情况，总电阻可以写成
多个电阻则可依此类推。图3－7所示是一个电阻R等效代替两个并联电阻的情况。（4）各电阻分得的电流与其阻值成反比。这一点可由Ii=
上的几个特点，不难得出结论：（1）并联电阻必小于每个参与并联的电阻的阻值。（2）当两个并联电阻的阻值R1和R2悬殊时（R1<?
【电流表】用以测量电流的仪表叫做电流表。常用的电流表是磁电式电流表（亦称磁电式表头）。它的主要组成部分是一块永久磁钢及一个可动线圈。当被测电流流过线圈时，它将受磁场的力矩而偏转。电流的大小由偏转的角度来反映，可由固定在线圈上的指针在刻度盘上的位置读出。因为偏转角度与电流成正比，所以刻度盘上的刻度是均匀的。由于测量的需要不同，电流表分为安培表，毫安表和微安表。当被测电流超过电流表的量程时，指针的偏转将超出刻度的界限，不但不能读出电流的数值，还会把指针碰弯，电流太大时甚至会因过量的焦耳热而把线圈烧断。所以，每个表头所能测量的范围都有一限度，这就是表头的量程（或称满刻度电流）。
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【电流表的分流】电流表本身线圈能够承受的电流不超过毫安级。为了扩大其量程，可以对表头进行改装，使之能够测量几安培，甚至更大的电流。设表头的量程为100微安，欲要测500微安的电流，可以在表头上并联一个电阻r如图3－9所示。适当选择r值，可使被测电流的1/5（即100微安）流过表头，这样指针就恰好指在刻度的最右端。当被测电流为500微安以下的任一数值I时，由并联电路的计算可知，流过表头的电流IG恒与I成正比，因此只需把刻度盘的读数乘以5便得被测电流的数值。因为电阻r起到分流作用，所以叫做分流电阻。表头与分流电阻的总体组成一个量程扩大了的新电流表（亦称毫安表，安培表等，视扩大后的量程而定）。一般地说，如果要把量程扩大n倍（在
圈的电阻（也称表头的内阻）。
【电压表】用以测量电压的仪表叫做电压表。电压表所能测量的最大电压叫做电压表的量程。表头本身可台看作一个电压表，因为表头两端加上被测电压时，线圈就有电流通过，指针就有偏角。由于线圈的电阻一定，其电流与电压成正比，因此指针的偏角可以反映被测电压的数值。只要把刻度盘接电压标定，就可以把表头当作电压表使用。然而这种电压表的量程很小。例如，一个电流量程为100微安、电阻为2000欧姆的表头，最多只能测量100微安×2000欧姆=0.2伏特的电压。在实际测量中，被测电压往往大大超过表头允许的电压。要测量这种电压就需对表头进行改装。每个表头之所以都有一个电压量程，关键在于当电压超过这个量程时流过表头的电流就超过了它的电流量程。如果用适当的电阻与表头串联来减小流过表头的电流，那么串联而成的电压表就允许承受较大的电压，或者说这个表头与电阻R串联构成一个量程较大的电压表。图3－10所示是用这种改装后的电压表测量电路中A、B两点电压的电路图。对同一个表头来说，要改装成量程大的电压表，所需串联的电阻R也越大。设表头的电流量程为IGm，内阻为RG，欲改装成量程为Ｕm的电压表。因为串联电路的总电压Ｕm=IGmR
表之分。
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【线路上的电能损失】在日常生活中常会发现，家庭中用电，在用电高峰时，显得灯不很亮，甚至有时洗衣机等都不能正常运转。这就是因为电路里并联使用的用电器越多，在干路里的总电流越大，而干路输电的导线总要有一定大小的电阻，电流越大，在导线的电阻上降压越多，因而加在用电器上的电压就越小。故造成电灯不很亮。机器不能正常运转的情况。例如，如图3－11所示的为100盏“220伏，40瓦”的电灯并联在220伏的线路电压上。其线路电阻为2r=2欧姆（即图中的r=1欧姆）。（1）在只打开其中10盏灯时每盏灯的电压和功率；（2）100盏灯全部打开时每盏灯的电压和功率。在只打开10盏灯时，每盏灯
=1.8×2=3.6（伏特）。这时加在电灯上的电压为（220-3.6）伏=216
2×16×1=32伏，这时电灯上的电压只有（220-32）伏=188伏。每盏
=39瓦。从这个例子中可知，用电量也是要有限度的，不能像有人认为的那样，只要有电就可随便用。从此例中也应更明确节约用电的道理和重要性。
【闭合电路的欧姆定律】通过闭合电路的电流I跟电源的电动势ε成正比，跟电路电阻与电源的内阻和R＋r（即闭合电路的总电阻）
过。通常称电源以外的电路叫外电路，电源以内的电路叫内电路。当电流流过电阻时，电能将转化为热能，而当电流流过电源时，电源中的非静电力作用将其他形式能转化为电能。从能量守恒定律可以写出ε
电压、内电压、电动势三者既有区别，又有联系。当外电阻 R→∞时，即外电路开路，电流为零，内电压为零，则路端电压等于电动势。当R
零，则内电压等于电动势。从微观上看。金属中存在着大量的自由电子，自由电子和振动着晶格原子发生碰撞，碰撞非常频繁，一般情况下，每秒可达1014次。在无外电场作用下，自由电子在任一方向上的运动几率均相等，因此这些自由电子的运动可看作热运动，其速度矢量以及其平均值都等于零。如果加上外电场，那么在相邻两次碰撞之间的一段时间内，电场对自由电子起加速作用，这时形成的速度除热运动外还有沿电
间。所以金属导体中存在电场时，自由电子的平均速度就等于由电场所
自由电子最后一次碰撞到观察的这一时刻间的平均时间。因为
一般不同，这表明不同金属在同一场强作用下出现不同的电流密度，即不同金属的导电性能不同。实际上这个比值就是金属的导电率σ。对闭
式。即ε=Ｕ+Ir。
【路端电压】简称“端电压”。电路接通时，电源两极间的电压。它等于电源的电动势减去内电路的电压，即Ｕ=ε－Ir。一般来说，电源的电动势和内阻都是定值。所以外电路的端电压是随着电流的大小而变的。电流大Ｕ就减小，由此可见端电压是随着负载的变化而变化的。当没有电流，即外电路切断时，Ir=0，这时端电压就等于电源的电动热，当外电路负载电阻R=0时，路端电压为零，这时电流强度为ε/r。这种现象叫做“短路”。在使用电器时要严防这种现象发生。
【基尔霍夫定律】确定电路中有关量的两个定律。第一定律：在任一时刻流入电路中某一分节点的电流强度的总和，等于从该点流出的电流强度的总和。第二定律：在电路中任取一闭合回路，并规定正的绕行方向，其中电动势的代数和，等于各部分电阻（在交流电路中为阻抗）与电流强度乘积的代数和。这两个定律是德国物理学家基尔霍夫首先提出的。两个定律的数学式分别为ΣI=0，ΣE-ΣIR=0。在应用节点电流方程时，通常规定流进节点的电流为正，流出节点的电流为负。节点电流方程不仅对节点适用，还可把它推广到任意假定的封闭面。可以把几个元件放入一个假想的封闭面中，也可把一部分电路划入。这时流进封闭面的电流和流出的电流相等。在应用回路电压方程时，必须先选定沿回路绕行的方向，以便定出电阻上电压降或电源的电动势的正负。当绕行方向和流过电阻的电流方向一致时，电流应取正值，即减去正IR，反之，取负值；当绕行方向从电源负极到正极时，电动势应取正值，反之取负值。
【电池】是将化学能直接转变为电能的装置。主要部分包括正负两个电极和电解质。使用时，用导线把两个电极和外电路联接，即有电流流过，称为放电，从而获得电能。放电到一定程度后，经过直流电源给其充电，能复原续用的称蓄电池，如汽车中常用的铅蓄电池；不能复原蓄用的称“原电池”，如手电筒中常用的锌干电池。除了化学电池外，还有从其他形式的能转为电能的电池，如温差电池、太阳能电池（光电池）、原子电池等。
【电池组】把两个或多个电池连接起来作为电源使用的一种组合。如果将电池串联使用，则串联电池组的电动势等于各个电池电动势之和，串联电池组的内电阻等于各个电池内电阻之和。对n个电动势一样的电池串联而成的电池组，有ε串=nε，r串=nr。对相同电动势的n个电池
给较高的电压。而并联电池组不能给出高电压，但可以供给较强的电流。有时为了两者兼而有之，把电池按不同的需要组成一定形式的串并联混用的电池组。
【电流表的测量误差】如果我们用电流表测量某电路中的电流。必须把电流表串在这个电路中，因为电流表有内阻（等于表头内阻与分流电阻r 的并联总电阻），它的串入必然使电路的电流变小，而电流表的读数只能反映这个变小后的电流，这就带来了误差。显然，电流表内阻Ri越小误差越小。Ri等于表头内阻Rg与分流电阻r的并联值，因r与Rg成正比，可见Rg越小Ri就越小。所以在量程相同的表头中，由内阻较小的表头改装成的电流表有较小的内阻，因而由于内阻带来的测量误差也就越小。
【电压表测量的误差】在用电压表测量电路两端的电压时，必须将电压表与被测电压段并联。并联的结果将影响被测段的电压和其它段的电压分配，因此测出的电压只能是接入电压表后的电压值，显然，电压表内阻越大误差越小。电压表的内阻等于表头内
一定时，其内阻（Rg+R）与所用表头的量程Igm成反比。因此在实用中，为了减小误差，应尽可能采用Igm较小的表头。
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【欧姆表的测量原理】欧姆表是测量电阻的仪表。图3－12所示为欧姆表的测量原理图。虚线方框内是欧姆表的内部结构（简化），它包含表头G、直流电源ε（常用干电池）及电阻RΩ。当被测电阻RX接
的电压（测量时基本上不变）。由上式可知，对给定的欧姆表，I与RX是一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道RX的大小。为了读数方便，事先在刻度盘上直接标出欧姆值。
和电压表不同，欧姆表的刻度有三方面的特点：（1）电流表及电压表的刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是由于RX越小I越大造成的。每个欧姆表刻度盘的最右端都标以“0Ω”的数值，因为总可以选择RΩ的值以保证RX=0时流过到头的电流恰好等于它的满刻度电流IGm。（2）磁电式电流表及电压表是均匀的，欧姆表的刻度都不很均匀，越向左越密。这是因为刻度的疏密程度取决于电流对电阻的变化率，即取
刻度赵密。（3）电流表及电压表的刻度都是从0到某一确定的值，因此每个表都有一个确定的量程。但欧姆表的刻度却总是从0到∞欧姆。
【欧姆表中值电阻】当RX=0时表头电流等于它的满刻度电流IGm，
（RΩ+RG）是一个定值，所以每个RX值都对应一个确定的I/IGm值。I/IGm这个数值是很有实际意义的，正是它唯一地决定着表针的位置，例
表针指在刻度盘的中间，等等。即每个RX值决定一个I/IGm值，而每个I/IGm值又决定表针的一个位置。如果两个欧姆表有不同的（RΩ＋RG）值，同一RX就对应不同的I/IGm，即对应不同的表针位置，它们的实际情况就不一样。反之，只要两个欧姆表的（RΩ＋RG）值相等，它们的刻度情况就完全相同（可以共用一个刻度盘。欧姆表的（RΩ＋RG）叫做它的“中值电阻”，因为当RX=RΩ＋RG时，则I/IGm=1/2，表针恰指正中。也就是说：中值电阻唯一地决定了欧姆表的刻度。
【欧姆表的测量范围】虽然任何欧姆表的刻度都从0到∞欧姆。但因为越向左边刻度越密，所以当被测电阻Rx很大时就难以得到准确读数。这时就应换用一个中值电阻较大的欧姆表。若此表的中值电阻是原表的中值电阻的100倍，则该表刻度盘的中值位置的电阻值即为原表的100倍。人们通常用的万用表的电阻档都是有几个中值电阻，以便取不同的档次。例如，最常用的欧姆表有×1、×10、×100、×1000等档。
【欧姆表调零】干电池在使用一段时间后两端电压有所下降，于是当Rx=0时表针不能指零。为了解决这一问题采用一个可变电阻R0与表
（RΩ+RG+R0）。当电池电压改变后，调整R0可以保证当Rx=0时表针指零。但R0的改变会导致中值电阻的改变，因此使刻度情况改变。然而刻度盘的刻度却无法改变，这就带来误差（除Rx=0以外，测量任何Rx都有误差）。
?
【惠斯通电桥】惠斯通电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。图3－13所示是一个通用的惠斯通电桥。电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。平衡时，检流计所在支路电流为零，则有，（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）。（2）B，D两点电位相等，即ＵB=ＵD。因而有I1R1=I2R2；
个阻值已知，便可求得第四个电阻。测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，
电阻而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表
分条件。电桥不平衡时，G的电流IG与R1，R2，R3，R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值，因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。在不平衡电桥中，G应从“检流计’改称为“电流计”，其作用而不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见，不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有原则上的区别。利用电桥还可测量一些非电学量。例如，为了测量温度变化，只需用一种“热敏元件”把它转化为电阻的变化，然后用电桥测量。不平衡电桥往往用于测量非电学量，此外还可用于自动控制和远距离联动机构中。下面用基尔霍夫定律，求惠斯通电桥中电流计的电流IG与电源电动势及各臂电阻的关系（忽略电源的内阻）。先规定各支路电流I1，I2，I3，I4，IG及I的正方向如图3－14所示，因为节点n=4，故可列出三个节点方程，即节点A：I=I1+I2；节点B：I1=I3+IG；节点C：I3+I4=I。又因支路数P=6，故独立回路数m=P-n+1=3。选图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个独立回路，约定其绕行方向如图3－14中箭头所示，列入回路方程。回路Ⅰ：I1R1+IGRG-I2R2=0；回路Ⅱ：I3R3-I4R4-IGRG=0；回路Ⅲ：I2R2+I4R4=ε。这样得到的6个方程联立求解得到：
?
由此式可以看出，当R1/R2=R3/R4时，IG=0，当IG=0时必然有R1/R2= R3/R4。可见R1/R2=R3/R4是电桥平衡的充分必要条件。当R2R3-R1R4＞0时，IG＞0，电流IG的实际方向与图3－14中所设的正方向一致（向下）；当R2R3-R1R4＜0时，IG＜0，IG的实际方向与所设的正方向相反（向上）。
【电源】使其他形式的能量转变为电能的装置。如发电机、电池等。发电机是将机械能转变为电能；干电池、蓄电池是将化学能转变为电能；光电池是将光能转变为电能；原子电池是将原子核放射能转变为电能；在电子设备中，有时也把变换电能形式的装置，如整流器等，作为电源看待。
【电压】静电场或电路中两点间的电势差（电位差）。实用单位为伏特简称为伏或写为“Ｖ”。在交流电路中，电压有瞬时值、平均值和有效值之分。交流电压的有效值有时就简称电压。例如电力系统的输电电压有220，000伏特和330，000伏特等，工业用电电压为380伏特，照明用电的电压为220伏特都是指电压的有效值。
【绝缘体】在外电场作用下不容易传导电流的物体叫做“绝缘体”也称为非导体（电介质）。如松香、陶瓷玻璃、电木、橡皮、石蜡、塑料等都是绝缘体。绝缘体之所以导电能力弱是由于它的分子中正负电荷束缚得很紧（形成一对对的束缚电荷），在一般条件下不能相互分离，因而在其内部能作自由运动的电荷极少，电导率约在10-8S/m以下，S/m为西门子/米。
【太阳能电池】把太阳能直接转变为电能的装置。一般是在电子型硅单晶的小片上用扩散法或离子注入法渗入一薄层的硼或磷，以得到p－n结，再加上电极而成。当光照射到薄层表面时，两极间就产生电动势，一些小型电器如计算器等用灯光照射即可工作，但主要还是用太阳光做为能源，因此也称为“日光电池”或“阳光电池”。可用作人造卫星上仪表的电源。除硅外，化合物半导体砷化镓等也是制作太阳能电池的好材料。
【原子电池】将原子核放射能直接转变为电能的装置。常用的一种其结构与太阳能电池相类似，利用辐射到半导体上的带电粒子能量，使内部部分束缚电子受激发而导电，从而送出电能。有的原子电池则利用带电粒子在两电极间的定向运动，来产生通过外电路的电流。
【电子论】根据物质是电荷系所构成，亦即物质电结构的假设以解释各种物理现象的理论。经典电子论认为：当金属内部没有电场时，自由电子的无规则运动类似于理想气体分子的无规则热运动，因此金属中自由电子的整体常又称为电子气。电子在热运动过程中经常与金属骨架碰撞并改变运动方向，其轨迹是一条不规则的曲折的折线，洛伦兹用经
是一个很大的速率，但由于热运动的无规则性，从宏观上看，单位时间内通过金属中任一面元的电量为零，因此宏观电流处处为零。当金属内部存在电场时，每个自由电子都将在原有热运动的基础上附加一个逆场强方向的定向运动，正是这个定向运动而构成电流。这时每个电子的速度可以分为两个部分——热运动速度和定向运动速度。虽然定向运动的
观效应时，所有电子热运动的平均效果为零，而所有电子的定向运动由
着电流密度的数值和方向。在词目“闭合电路欧姆定律”中的微观解释就是用电子论的观点解释和推导的。经典电子论是1885年由洛伦兹首先提出的，所以也称为“洛伦兹电子论”。它也把电磁波经过物质时所呈现的各种宏观现象，归结为电磁波与物质中在准弹性力作用下的电子相互作用的结果。这一理论能够解释物质中一系列电磁现象，以及物质在电磁场中运动的一些效应，获得了相当的成功。经典电子论后来为相对论和量子论所扩充，成为现代物理学的基础。
【自由电子】对于金属原子来说，它的最外层的电子受到原子核的束缚比较弱，当这些原子组成金属导体时，一个原子的最外层电子由于受其他原子的影响，不再束缚在某个原子核周围运动，而是在整块金属中“自由”地运动着。这些电子就是金属导体中的自由电子。以常见的金属铜为例，假定每个铜原子在组成导体时，最外层有一个电子成为自由电子，则在一立方厘米的金属铜里，大约就有1023个自由电子。所以，金属中的自由电子的数目是非常可观的。金属导线中的电流正是导线中的自由电子在外加电压的作用下作定向运动的结果。由于历史上的原因通常将正电荷运动的方向规定为电流的方向。在金属导线中，既然电流是带负电的自由电子定向运动的结果，因此其电流的方向正好与自由电子的漂移运动方向相反。
【量子理论】探索微观粒子运动所遵从的量子规律的初步理论。量子力学的先驱，是从普朗克在物理学中引入量子概念开始，特别是在玻尔提出氢原子理论以后发展起来的。量子论仍然以经典物理规律为基础，但加上了一些反映微观运动具有量子特性的附加条件（量子条件）。它指出，在物体大、运动范围广（相当于量子数量很大）的极限情形下，微观运动规律应该趋近于宏观运动规律；并且两种运动规律应该具有相互对应关系（对应原理）。量子论能够解释一些简单的原子、分子所发射的光谱和黑体辐射等现象，但由于它的半经典性质，其结果在数量方面往往不能与实验符合。量子论本身还包含着很大矛盾，在解释许多实验事实时都遇到严重困难。它的进一步发展导致量子力学的建立（1924～1926年），现在这一理论虽然被量子力学所代替，故有时称之为旧量子论。但由于它直观性强，它的部分方法在解释某些现象（如复杂的光谱）时，还常被采用。人们有时也把研究微观运动的整个学科系统称为量子论或量子物理学。
【电解质】在水溶液中或在熔融状态下能导电的化合物，如酸类、碱类和盐类等。因为电解质能离解成离子，故能寻电。一般依据电离度的大小，可分为强电解质和弱电解质。
【液体导电】由电解质在溶液中离解出的正负离子导电是液体导电的特点（不包括液态金属）。例如，硫酸铜分子在通常情况下是电中性的，但它在溶液里受水分子的作用就会离解成带正电的铜离子（Cu2+）
因。当极板没有和外接电源相联时，铜离子和硫酸根离子与水分子一起在作杂乱的热运动，因而其总电流等于零。但当与一直流电源接通后，
加了一个定向的漂移运动。铜离子向负极运动；硫酸根离子向正极运动。这样溶液内发生了电荷沿一定方向的迁移，即形成了电流。由于在溶液中有两种电荷沿相反方向运动，所以在液体内的电流应是正负离子电流的绝对值总和。由此往往错误地认为，在到达正负极板上离子数都等于N时，液体中任一截面所通过的正负离子总数为2N，因而液体内通过电流，将是外电路通过电流的两倍。其实不然，假设在t时间内液体中正负离子迁移总数为2N，由于均匀分布，则取中央面为界，两边各具有相等的
离子无须通过中央截面而移向极板，到达一块极板的正或负的离子总数也是N个。通过电解溶任一截面正、负离子的总数和到达一块极板上正或负的离子总数是相同的。故电解液内所通过的电流强度和外电路通过的电流强度是相等的。
【电解】在电解质溶液或熔液电解质中通入电流，则在两个电极上（或电极旁）同时产生化学反应的过程叫作“电解”。通电时，溶液或熔体中的正离子向阴极迁移，负离子向阳极迁移；同时，在阴极上起还原反应，产生新物质；在阳极上起氧化反应，产生新物质。决定产生何种新物质的因素甚多，主要为所用电极及电解质的性质、溶液的浓度等等。例如，用炭极电解浓的食盐溶液，阴极上放出氢气，极旁产生苛性钠，阳极上放出氯气。如用炭极电解淡的食盐溶液，阴极上仍放出氢气，极旁产生苛性钠，阳性上则放出氧气而在极旁产生盐酸。又如用白金极电解硫酸铜溶液，阴极上析出铜，阳极上放出氧气，极旁产生硫酸。
【法拉第电解定律】这是英国物理学家法拉第在1933年所发现的两条电解定律：（1）电解时在电极上析出或溶解的物质的质量和电流强度，通电时间成正比，或在电极上析出的物质的质量和通过电解液的总电荷量成正比。这就是法拉第电解第一定律。它说明在电极上分离出来的物质质量m和电流强度I以及通电时间t的乘积成正比。即m∝It
m=kIt＝KQ
式中Q为析出质量为m的物质所需要的电量。K为电化当量，电化当量的数值随着被析出的物质种类而不同。某种物质的电化当量在数值上等于通过1库仑电量时析出的该种物质的质量。其单位为千克/库。（2）物质的电化当量K和它的化学当量成正比，就叫做“法拉第电解第二定律”。某种物质的化学当量是该物质的摩尔质量M（克原子量）
它的数值等于在电极上析出 1克当量物质时，通过电解质电量的库仑数。F=96500库/摩尔对于任何物质都相同。将两个定律联立可得：
【电镀】 利用电解作用，在物件之表面镀以一层金属以防止生锈，并使部件美观的加工工艺。电镀时以被镀之物件作为阴极，并以欲镀金属的盐或酸溶液为电解质，通以电流则溶液分解，金属附着于物体表面。阳极为欲镀金属逐渐被溶解，以保持溶液的浓度一定。用这种方法可以将各种金属镀在物体表面，如金、银、镍、铬等金属，不易生锈又比较光亮，所以很多机件和生活日用品往往都是电镀件。电镀时析出的金属皆为结晶体，晶体越细越均匀越好。在通常电镀工艺中的注意之点有：（1）电镀时电镀液里的金属离子浓度越低越好。而液体中的金属盐浓度则大些为宜；（2）要有适当的添加剂，添加少量的明胶等胶状物质。此种物质与金属共同被阴极吸收，可使被电镀的金属结晶变小；（3）电流密度不宜过大，因为电流密度小时结晶核的生成较迟，故结晶的成长甚佳，电镀比较均匀。电流密度过大结晶核多，各部分离子浓度不均匀，以致发生树脂状海绵状等；（4）要搅拌使电镀液均匀，以得到平滑的电镀；（5）温度要适当高一点，因为温度高可以使电镀液浓度增高，因而减少含氢现象；（6）酸性不宜过强，否则生氢而妨碍电镀（7）电镀前应把金属件的锉痕、生锈或油污等弄平滑和清洗干净，再行电镀。
【气体导电】 在通常情况下气体分子是电中性的，但在地面放射性元素的辐照以及紫外线和宇宙射线等的作用下，或多或少总有一些气体分子或原子被电离，即原来是电中性的气体分子或原子分离为一个电子和一个带正电的离子。此外，在有些灯管内，通电的灯丝也会发射电子。当在灯管两端的电极间加上一定的电压时，外加电压迫使这些电子和正离子各向阳极和阴极运动，不过此时灯管内的正离子和电子为数甚少，故所形成的电流十分微弱，在通常情况下可以忽略不计。但是，若灯管中的气体相当稀薄但不是真空，灯管两端电极上加的电压足够高，则电子在向阳极运动的过程中可以得到很大的动能，它们和中性气体相碰撞时，可以使中性分子电离，即所谓碰撞电离。同时，在正离子向阴极运动时，由于以很大的速度撞到阴极上，还可能从阴极表面上打出电子来，这种现象称为二次电子发射。碰撞电离和二次电子发射使气体中在很短的时间内出现了大量的电子和正离子。在外电压作用下这些电子和正离子向相反的方向运动。气体中就有了电流通过。常见的气体放电灯，如日光灯、霓虹灯、高压汞灯、氙灯等的灯管中都充有一定量的气体，当两端加上一定电压时，在气体中就有电流流过。在常压下的气体是不易导电的，像空气就是很好的绝缘物质，一般情况下是不导电的。使这些气体由不导电变为导电的过程称为气体击穿。雷雨时天空中的闪电就是空气被击穿形成的。通常情况气体导电是在稀薄气体中发生。常压气体不易导电，在比较高的真空中因为电子和离子不易碰到中性粒子，故也不能发生气体电流。上述的气体电离导电均属自激放电。但只靠这种碰撞电离不能长久维持自激放电，因为碰撞产生的所有电子都要向阳极运动，到了阳极便停止了。要想长久地维持放电，必须使阴极不断地提供电子。一般阴极均装有能发射电子的灯丝。
【光电子】 光子与原子中的电子碰撞，可使电子脱离原子，被撞而离开原子的电子称为“光电子”。20世纪初，雷纳对这种效应作了一番有系统的实验。其结果是：（1）光电子的能量和入射线的能量无关。（2）增加辐射的强度可使光电子数目增加。（3）光电子的能量与入射光线的颜色有关，波长较短的辐射，所生光电子的能量较高。
【热电子发射】 热阴极是将金属丝加热到高温（一般在2000～3000K），使金属内部的自由电子获得能量，克服金属对电子的束缚力而飞向真空空间。一个处于绝对零度的电子，从金属内部飞向真空无场空间所必须供给的最低能量，叫做功函数。不同元素具有不同的功函数。功函数用符号(表示，可写成：
(=Ea－Ei
Ei代表金属内处于绝对零度时电子可能具有的最大能量值，Ea是金属边界上的势垒高度或叫做总功函数。见图3－15所示。热阴极发射电子密度可表示为：
其中A是常数=60（安培/厘米2度2）； T为金属的绝对温度（K）； K为玻耳兹曼常数=8.62×10-5（电子伏/度）；(为金属的功函数（电子伏）。为了获得高密度的电子发射电流，阴极材料要选择熔点较高和功函数较低的材料。经常选用的有钨、钽等材料。
?
【场致电子发射】金属在强电场作用下，有电子发射现象，这种现象称为场致电子发射，或称为金属冷电子发射。场致电子发射与金属热电子发射不同。后者是由于电子跨越势垒而造成，金属冷电子发射则由于电子穿透势垒而引起。因为在阴极表面具有很强的电场，于是在真空中电子的势能曲线随着远离阴极表面而降低，如图3－16所示，图中曲线a代表电场为零的情况；b曲线代表有弱外电场的情况；c曲线代表有强外电场的情况。外电场越强，则势垒的宽度越窄。根据量子力学的观点，电子不仅具有粒子性，而且还具有波动性。并非只具有足够动能（在数值上等于功函数φ）的电子才能越过势垒高度飞出金属表面，而是具有任意动能的电子都有一定的几率穿透金属边界的势垒，进入真空空间。势垒宽度越窄，穿透的几率越大。这种现象叫做“隧道效应”。在给定条件下（外电场E，功函数φ，势垒高度等）解薛定谔方程，可得到场致发射的电流密度为
?
从上式可以看出，外电场E越强，功函数φ越小时，这种冷发射电流越大。场致电子发射与温度无关。
【正离子轰击发射电子】 当冷阴极放电后，就有离子在电场的加速下打到阴极，这些离子轰击阴极将会打出电子，这叫做次级电子发射。次级电子发射，是冷阴极发射电子的主要过程。如果不考虑离子复合，由冷阴极次级发射产生自持放电的稳定条件是
δN=1
这里δ是次级发射系数，即一个离子打到阴极可能打出的电子数；N是从阴极打出来的一个电子，在放电区域可能产生的离子数。显然这时放电电流应该是
Ia=I+×（1+δ）
这里的I+是打到阴极上的正离子流。
【电子枪】 电真空器件中产生聚焦电子束的电极系统。一般电子枪由三部分组成，包括热阴极、控制电极及一个或数个加速阳极。从阴极发射出的电子受各电极的静电场控制，被聚成向同一方向运动的、密集的、截面很小的电子束。也可以利用磁场使电子束聚焦，常常在真空外部加上电磁铁代替第二阳极来加强对电子束的聚焦。控制极的电压是可调的，改变控制极的电压，可以控制通过这个电极引出孔的电子数因而改变电子束的电流密度。电子枪的用途很广，像阴极射线管、示波器、电视机显象管，电子加速器等都要有发射电子的电子枪作为电子源。
【辉光放电】 在低压气体中显示辉光的放电现象。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。稀薄气体辉光放电的机理见辞目“气体导电”。
【弧光放电】 产生高温的气体放电现象，它能发射出耀眼的白光。通常是在常压下发生，并不需要很高的电压，而有很强的电流。例如把两根炭棒或金属棒接于电压为数十伏的电路上，先使两棒的顶端相互接触，通过强大的电流，然后使两棒分开保持不大的距离，这时电流仍能通过空隙，而使两端间维持弧形白光，称之为“电弧”。维持电弧中强大电流所需的大量离子，主要是由电极上蒸发出来的。电弧可作为强光源（如弧光灯）、紫外线源（太阳灯）或强热源（电弧炉、电焊机等）。在高压开关电器中，由于触头分开而引起电弧，有烧毁触头的危害作用，必须采取措施，使之迅速熄灭。在加速器的离子源中，也有用弧放电的源。这种弧放电机制是：电子从加热到白炽的阴极发射出来，在起弧电源的电场加速下，获得一定能量后与气体原子碰撞，产生激发与电离而引起的放电也称为“弧放电”。
【火花放电】在电势差较高的正负带电区域之间，发出闪光并发出声响的短时间气体放电现象。在放电空间内，气体分子发生电离，气体迅速而剧烈发热，发出闪光和声响。例如，当两个带电导体互相靠近到一定距离时，就会在其间发生火花和声响（它们的电势差愈大，则这种现象愈显著），结果两个导体所带的电荷几乎全部消失。实质上分立的异性电聚积至足够量时，电荷突破它们之间的绝缘体而中和的现象就是放电。而中和时发生火花的就叫“火花放电”。在阴雨天气，带电的云接近地面，由于感应作用，在云和地的中间发生火花放电即为“落雷”。由于它们之间电势差非常之大，所以这种放电的危害特别大，它可以破坏建筑物，打死人和牲畜。高大建筑物均装有避雷针就是为了对落雷的防范。在日常生活中，我们往往看到运送汽油的汽车，在它的尾部，总是有一根铁链在地上拖着走。这根铁链不是多余的而是起着很重要的作用。运汽油的车中装载的是汽油，汽车在开动的时候，里面装着汽油也不停地晃动，晃动的结果，会使汽油跟油槽的壁发生碰撞和摩擦，这样就会使油槽带电。因为汽车的轮胎是橡胶，是绝缘体，油槽里发生的电荷不可能通过轮胎传到地下，这样电荷就会积聚起来，甚至有时会发生电火花。遇到火花，汽油很容易发生爆炸。为了防止这一危险，采用拖在汽车后面的铁链来作导电工具，使产生的电荷不能积聚。
【电晕放电】带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体的尖端附近）。其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音，产生臭氧、氧化氮等。电晕引起电能的损耗，并对通讯和广播发生干扰。例如，雷雨时尖端电晕放电，避雷针即用此法中和带电的云层而防止雷击。我们知道，电晕多发生在导体壳的曲率半径小的地方，因为这些地方，特别是尖端，其电荷密度很大。而在紧邻带电表面处，电场E与电荷密度σ成正比，故在导体的尖端处场强很强（即σ和E都极大）。所以在空气周围的导体电势升高时，这些尖端之处能产生电晕放电。通常均将空气视为非导体，但空气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子，带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和。若带电导体有尖端，该处附近空气中的电场强度E可变得很高。当离子被吸向导体时将获得很大的加速度，这些离子与空气碰撞时，将会产生大量的离子，使空气变成极易导电，同时借电晕放电而加速导体放电。因空气分子在碰撞时会发光，故电晕时在导体尖端处可见亮
【霓虹灯】 即氖灯。是一种冷阴极放电管，把直径为 12～15毫米的玻璃管弯成各种形状，管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏特的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光，多用此作为夜间的广告等。若把电容器接在霓虹灯的两极上，则可做成时亮时灭的霓虹灯广告。电容器的电容大，亮灭循环的时间长；电容器电容小，则亮灭的时间较短。霓虹灯需要电压较高。灯管越细，越长需要的电压就越高。
【日光灯】 亦称“荧光灯”。一种利用光致发光的照明用灯。灯管用圆柱形玻璃管制成，实际上是一种低气压放电管。两端装有电极，内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽去空气，充入少量水银和氩气。通电后，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出可见光，不同发光物质产生不同颜色，常见的近似日光（荧光物质为卤磷酸钙）。荧光灯光线柔和，发光效率比白炽电灯高，其温度约在40～50℃，所耗的电功率仅为同样明亮程度的白炽灯之1/3～1/5。广泛用于生活和工厂的照明光源。
【水银灯】利用汞蒸气放电的发光灯。也称为“汞灯”。按照使用时水银气压之高低分为低压、高压与超高压水银灯。低压汞灯能辐射出较窄的汞特征谱线，在紫外线，可见光与红外线区有以下几条：（1）紫外区波长（毫微米）253.7；313.2；365.0；366.3。可见区波长（毫微米） 404.7（紫）；407.8（紫）；435.8（蓝）； 491.6（蓝绿）；546.1（绿）；577.0（黄）；579.0（黄）；612.3（红）。红外区波长（微米）1.014；1.129；1.395；1.694；1.813；1.970。这些特征谱线可用于光谱仪的波长定标。低压汞灯上在医药学上作为杀菌用灯。高压水银灯、超高压水银灯为双管构造，其内管由石英制成，直径约为2.5毫米左右，在管内封入适量的水银和氩，通电时全部水银都蒸发而能保持一定蒸气压。电极为涂上碱土金属氧化物的钨或加钍的钨。开始氩先放电，温度上升，引起水银蒸汽的放电。因气压高，原子间作用力强，因而连续光谱相当强。高压水银灯为1～3气压，超高压水银灯为10～ 200气压。高压灯各谱线的辐射强度大，可作为仪器光源，由于有相当比例的谱线是在不可见的紫外区域，若再加上一只荧光外泡后可使这部分不可见光变为可见光而作为较强的照明光源。超高压水银灯是一种体积小、亮度高、辐射很强的红外、可见及紫外光的点光源，也作为荧光显微镜、高亮度照相记录器等仪器及投影器的光源，也可作为红外光源。
【钠灯】利用钠蒸气放电的发光灯。在可见光波段辐射两条黄色谱线，其波长分别为5890×10-10米和5896×10-10米，是目前所知发光效率最高的电光源之一。用做路灯的钠灯，在夜间可产生良好的路面能见度。这种桔黄色的灯光，在雾天的透射力强而且柔和，在这种灯光下的物体，可以看得很清楚。所以不少交通要道和人工照明上，都使用钠气灯来减少汽车的交通事故。钠灯光源可以作为单色光源用于玻璃折射率测定或平面检查。发光管则以耐钠玻璃制作且封入数毫米汞柱气压的氖、钠与微量的氩。因氖的气体放电温度上升，而引起钠气压的上升，发生放电，而发出原子光谱5890×10－10米和5896×10－10米的光线。其波长在视觉敏税度最高点附近。一开始点灯时将发出氖光谱，在250℃温度附近，钠放电最大。
【氙灯】氙灯是一种高辉度的光源。它的颜色成分与日光相近故可以做天然色光源、红外线、紫外线光源、闪光灯和点光源等，应用范围很广。其构造是在石英管内封入电极，并充入高压氙气而制成的放电管。在稀有气体中，氙的原子序数大，电离电压低，容易产生高能量的连续光谱，并且因离子的能量小，电极的寿命长达数千小时。因点灯需要高电压，要使用附属的起动器、安定器、点灯装置等。使用时应当注意：（1）小心高电压注意绝缘；（2）因灯泡内有高压的氙气，小心不要过分的振动；（3）不要用眼直接看直射光；（4）灯泡要把阳极向上使用并要保持竖直；（5）固定一端另一端要呈自由状态留有热膨胀的余地；（6）因发热量很大应注意通风，必要时要实行强制通风。
【阴极射线】 在抽成1.33帕（10－2乇）以下真空的气体放电管或电子管中，由阴极发射出的电子在电场加速下所形成的电子流通称为“阴极射线”。在放电管中，阴极由于受到管内剩余气体中正离子的撞击而发射电子。在电子管中则由于受到电流的加热而发射电子。阴极射线应用很广，它能使被照射的某些物质（如硫化锌）发出荧光，而且在外加电磁场中又能迅速随着场的变化而发生偏析，电子示波器中的示波管和电视机中的显像管，均依此原理制成；在适当的电磁场中可以发散，也能够聚焦，所以也应用于电子显微镜中；高速的阴极射线照射金属板时，能产生X射线；利用电子的波动性阴极射线还可用以研究物质的结晶构造。
【汤姆逊】Thomson.Joseph John 约瑟夫·约翰·汤姆逊（1856～1940年）。英国物理学家。世界著名的卡文迪什研究所所长。1891年用法拉第管开始了原子核结构的理论研究。他研究了阴极射线在磁场和电场中的偏转,作为比值e/m（电子的电荷与质量之比）的测定，结果他从实验上发现了电子的存在。他把电子看成原子的组成部分，用原子内电子的数目和分布来解释元素的化学性质。提出了原子模型，把原子看成是一个带正电的球，电子在球内运动。他还进一步研究了原子的内部构造和阳极射线。1912年与阿斯顿共同进行阳极射线的质量分析，发现了氖的同位素。1906年他因在气体导电研究方面的成就获得了诺贝尔物理学奖。另有，威廉·汤姆逊（1824～1907年）。亦译为汤姆生。英国物理学家。1892年封为凯尔文（又译开耳芬）勋爵。在他的研究工作中，以热学和电学及它们的应用等方面最有成就。1848年创立绝对温标（亦称开氏温标）；以后，他把热力学第一定律和热力学第二定律具体应用到热学、电学和弹性现象等方面，对热力学的发展起了一定作用。此外，还制成静电计、镜式电流计、双臂电桥等很多电学仪器。1866年起，他领导完成了横越大西洋海底电缆的安装工作。1853年证明了电容放电是一种振荡。19世纪末论述了原子的构造。坚持用力学模型来解释一切物理现象。曾任格拉斯哥大学教授（1846）和校长（1904）。
【示波器】显示某些随时间变化的物理量（如电压、电流等）波形的电子仪器。一般有电子（阴极射线）示波器、脉冲示波器、电磁（磁电式）示波器三种。（1）阴极射线示波器：此种示波器为应用最广的一种示波器，用以观察变化物理量的过程，是一个阴极射线管，是显示电压波形的电子仪器。它主要由示波管、放大器、锯齿波发生器等部分组成。通过加在示波管垂直偏转板上的信号电压和加在水平偏转板上的锯齿波电压的联合控制，使电子束在荧光屏上描出所欲研究的电压波形以便观察、记录或拍摄照片。各种非电的物理量（如压力、温度等）的变动，在转换为相应的电压变动后，也可用这种示波器观察。把两个信号电压各自加在两对偏转板上，荧光屏上即显示利萨如图形（同时在两个互相垂直的方向上作谐振动的点所描出的轨迹，形状同两个谐振动的振幅之比、频率之比和周相差有关）。这样，就能由一已知信号电压的频率来测定另一个信号电压的频率或相位。阴极射线示波器不但可以用来显示波形，还可用于测量频率、相位、电压、电流，研究电子管和晶体管的特性曲线以及其它专门用途，是一种应用非常广泛的电子仪器；（2）脉冲示波器：它也是阴极射线示波器的一种，但它是研究非常短暂的和不重复的过程。例如雷电放电、绝缘体被击穿（试验时）等。显示和测量脉冲的一种宽带阴极射线示波器。它具有特殊的扫描装置，可以显示单个脉冲或一串脉冲。在雷达、电视、计算技术和核子物理等运用脉冲技术的地方，都广泛应用这种仪器；（3）电磁示波器或称光束示波器：此种示波器适于观察和记录比较缓慢的过程，例如频率在数十千周以下的振荡，一般应用电磁示波器。此种示波器，在磁场中安放一个用细丝作成的小圈，上面装有一个小镜子，过程的观察和记录就是利用这个小圈和小镜也进行的。在小圈内有电流通过时，便在磁场中转动，圈上的小镜以及由小镜反射出来的细小光束也就发生偏转。由于小圈具有这样的可动性，故其偏转以及与相随的光束偏转便重复小圈中的电流强度的变化。为了得到扫描，由小镜出来的光束射到一个转动的多面镜上，多面镜使光束以恒定的速度在另一个方向（垂直于光束因小圈振动动而发生偏转的方向）内偏转。这样一来，光束在屏上产生的亮点便画出一条曲线，此曲线便表示小圈内所通过的电流强度的变化。为了把过程记录下来，可使光束投射到感光胶片上。
【阴极射线管】利用电子束在荧光屏上聚焦，并改变其位置及强度以产生图象的电子束管。一般由电子枪、双方向偏转系统及荧光屏三部分组成。从电子枪射出的电子束在荧光屏上聚焦，产生一个很小的亮点。调节电子枪内控制电极（调制极）的电压，可改变束内电子流密度，因而改变亮点的亮度。电子束打在屏上的位置，可随偏转系统所加的电压（或电流）而移动。偏转系统有两种：一种是利用两对相互垂直的偏转板构成的静电偏转式；一种是利用两对偏转线圈构成的磁偏转式。常见的阴极射线管有示波管、电视显像管及雷达指示管等。
【示波管】它是阴极射线管的一种。在一个抽成真空的管状玻璃泡中装有一系列金属制的电极。管的一端是阴极。它的外形是一个圆筒，中间有加热用的灯丝。阴极顶部涂有发射电子效率高的金属氧化物，通常是氧化钡（BaO、氧化锶（SrO）、氧化钙（CaO）的混合物。阴极外面套有中间开小孔的圆筒状电极，称为栅极。阴极受热后发射的电子就从栅极小孔中出来。相对于阴极来说，栅极上加的是负电压。改变栅极和阴极间的负电压可以调节通过栅极小孔的电子数，所以通常又称它为“调制栅”。调制栅后面是加速极，它是一个和栅极形状相似的圆筒。加速极后面是半径略大的圆柱面状的电极，称为第一阳极。第一阳极后面还有一个半径略小的圆筒状电极，称为第二阳极。相对于阴极来说，加速极、第一阳极和第二阳极上加的都是正电压。调节这些极上的电压就可使从栅极小孔出来的电子加速，并会聚到管轴附近形成很细的一束电子流，打到管子的荧光屏上。这一段过程称为电子束的加速和聚焦。阴极、栅极、加速极、第一阳极、第二阳极这?二、热学
?
【热学】热学是物理学的一个重要部分。它专门研究热现象的规律及其应用。对热现象的研究：一是由观察和实验入手，总结出热现象规律，构成热现象的宏观理论，叫做热力学；二是从物质的微观结构出发（即以分子、原子的运动和它们之间的相互作用出发），应用统计方法去研究热现象的规律，构成热现象的微观理论，叫做统计物理学。它所研究的范围包括：测温学、量热学、热膨胀以及热传递等。若从广泛的涵义上，热学还包括其他有关热现象研究的热力学、分子物理学和热工学等分科。热力学和统计物理学研究对象是一致的，都是研究物体内部热运动的规律性以及热运动对物体性质的影响，但是研究的方法截然不同。热力学根据观察和实验所总结出来的热力学定律，以严密的逻辑推理来研究宏观物体的热性质，它不涉及物质的微观结构。统计物理学则从物质的微观结构出发，依据每个粒子所遵循的力学规律，用统计学的方法研究宏观物体的热性质。热力学对热现象给出可靠的依据，用以验证微观理论的正确性；统计物理学可深入探讨热现象的本质，使热力学的理论获得更深刻的意义。因此这两种方法，起到了相辅相成的作用，使热现象的研究更加深入。
【热力学】它是研究热现象中物态转变和能量转换的学科。由观察和实验总结出热现象的规律，构成热现象的宏观理论。在19世纪中叶，焦耳等人通过多次实验，将热确定为能的一种形式，从而建立了热力学。热力学的研究是从大量经验中总结了自然界有关热现象的一些共同规律而得出热力学定律（即热力学第零、第一、第二和第三定律），用严密的逻辑推理来研究宏观物体的热性质及规律。热力学所研究的内容，在量子力学发展以前就有了一定的基础，故论及的系统及所持的理论均出于宏观的概念。主要探讨物质系统的平衡状态以及与平衡状态偏离不大的物理、化学过程，近年来，对非平衡状态过程的研究，亦取得一定的成果。热力学不涉及物质内部的微观结构，对热现象的本质亦不能作出解释，这是它的局限性，这些都需要统计物理学来补充、说明并加以发展。
【统计物理学】是用统计方法研究由大量微观粒子组成的物质系统内部热运动规律及其对系统性质的影响。它是从物质的微观结构，即从分子、原子的运动和它们之间的相互作用出发，来研究热现象的规律，构成热现象的微观理论。统计物理学的前身是气体分子运动论。统计物理学是从宏观系统内部的微观结构出发，根据微观粒子所遵从的力学规律，用统计方法，将系统的宏观性质及其变化规律推导出来。所以，统计物理学与热力学两者之间可以相互补充。19世纪在经典力学基础上形成了“统计力学”。在研究气体处于平衡状态下的性质方面取得成就，对热力学已经获得的结果，能从微观角度更深刻地加以阐明。以后，随着研究范围的扩展而取得统计物理学的名称。20世纪以来，由于发现微观粒子具有量子性质之后，在量子力学基础上形成“量子统计物理”。
统计物理学对于许多涉及多体问题的学科都有重要应用。例如，在固体物理学、原子核物理学、物理化学和天体物理学等方面均取得巨大成就。在相变，超导性、超流性、等离子体等方面运用统计物理方法，于近年来亦有很大的进展。
【热】热的概念来自人们对冷热的感觉。它是物质运动表现的形式之一。它的本质是大量的实物粒子（分子、原子等）永不停息地作无规则的运动。热与实物粒子的无规则运动的速度有关，无规则运动越强烈时，则该物体或系统就越热，温度也越高。热的另一种涵义是热量，热量是能量变化的一种量度。热量与温度的概念不同，不能混为一谈。
【热运动】是物质的一种运动形式。宏观物体内部大量微观粒子（如分子、原子、电子等）永不停息的无规则运动称为热运动。它是物质的一种基本运动形式。一个物体或某一系统在热平衡时的温度，取决于他内部微观粒子热运动的状况，热运动越剧烈，它的温度就越高。
【热现象】凡与温度有关的物质系统性质的变化，统称为“热现象”。例如，物体吸热后温度升高，体积膨胀；水受热后变成水蒸气等，都是由于温度发生了变化，物体的性质也随着而变化，这说明热现象是大量分子无规则运动的表现。
【温度】是表示物体冷热程度的物理量。由人的感觉来判断物体的冷热程度，是建立在主观感觉基础上的。为了能客观地反映物体的冷热程度，人们引入了温度的概念。从分子运动论的观点来看，温度是物体内部大量分子无规则热运动剧烈程度的体现。它是物体冷热的内在根据，热运动越剧烈，物体的温度就越高。某一物体温度升高或降低，就标志
kT。式中k为玻尔兹曼常数，T为
气体温度的微观实质是分子平均动能的量度。由此看来，温度是含有统计意义的，它是大量气体分子热运动的集体表现。对于个别分子而言，它的动能可能大于平均动能，也可能小于平均动能。但在温度一定时，它是一个确定的值。对于个别分子，说它温度是多少是没有意义的。
【温标】温度数值的表示方法叫做“温标”。为了定量地确定温度，对物体或系统温度给以具体的数量标志，各种各样温度计的数值都是由温标决定的。为量度物体或系统温度的高低对温度的零点和分度法所做的一种规定，是温度的单位制。建立一种温标，首先选取某种物质的某一随温度变化的属性，并规定测温属性随温度变化的关系；其次是选固定点，规定其温度数值；最后规定一种分度的方法。最早建立的温标是华氏温标、摄氏温标，这些温标统称为经验温标。它们的缺陷是温度读数与测温物质及测温属性有关，测同一热力学系统的温度，若使用摄氏温标标定的不同测温属性的温度计，其读数除固定点外，并不严格一致。经验温标现已废弃不用。为了统一温度的测量，温度的计量工作中采用理想气体温标为标准温标。规定温度与测温属性成正比关系，选水的三相点为固定点。在气体液化点以下及高温下理想气体温标不适用，由于氦的液化温度最低，因此氦温度计有它一定的优越性。国际单位制中采用的温标，是热力学温标。它的单位是开尔文，中文代号是开，国际代号是K。
【摄氏温标】是经验温标之一，亦称“百分温标”。温度符号为t，单位是摄氏度，国际代号是“℃”。摄氏温标是以在一大气压下，纯水的冰点定为0℃。在一大气压下，汽点作为100℃，两个标准点之间分为100等分，每等分代表1℃。在温度计上刻100℃的基准点时，并不是把温度计的水银泡（或其他液体）插在沸腾的水里，而是将温度计悬在蒸汽里。实验表明只有纯净的水在正常情况下沸腾时，沸水的温度才同上面蒸汽温度一样。若水中有了杂质，溶解了别的物质，沸点即将升高，也就是说，要在比纯净水的沸点更高的温度下才会沸腾。如水中含有杂质，当水沸腾时，悬挂在蒸汽里的温度计上凝结的却是纯净的水，因此它的水银柱的指示跟纯净水的沸点相同。在给温度计定沸点时，避免水不纯的影响，应用悬挂温度计的方法。
为了统一摄氏温标和热力学温标，1960年国际计量大会对摄氏温标予以新的定义，规定它应由热力学温标导出，即
t=T-273.15
用摄氏度表示的温度差，也可用“开”表示，但应注意，由上式所定义的摄氏温标的零点与纯水的冰点并不严格相等，沸点也不严格等于100℃。华氏温度计的冰点为32度，沸点为212度，两
【华氏温标】是经验温标之一。在美国的日常生活中，多采用这种温标。规定在一大气压下水的冰点为32度，沸点为212度，两个标准点之间分为180等分，每等分代表1度。华氏温度用字母°F表示。它与
摄氏温度（C）和华氏温度（F）之间的换算关系为
摄氏温标与华氏温标的各种温度计，在玻璃管中根据不同的用途，装有不同的液体（如煤油、酒精或水银），由于液体膨胀与温度之间并不严格遵守线性关系，而且不同的液体和温度的非线性关系彼此也不一样，由于测温物质而影响温标的准确性，为此这些经验温标已在废弃之列。
【国际实用温标】从准确与实用出发，在1927年第七届国际计量大会上决定采用国际温标。由于科学技术不断地发展，工业生产上的需要，国际温标不断修改，目前所采用的国际实用温标，是1968年国际计量委员会对1948年国际实用温标（1960年修正版）作了重要修改而建立的。1968年国际实用温标选取的方法，是根据它所测定的温度可紧密接近热力学温度，而其差值应在目前测定准确度的极限之内。1968年国际实用温标在国际实用开耳文温度和国际实用摄氏温度之间是用符号T68和t68来加以区分的。T68和t68之间的关系是：t68=T68-273.15。T68和t68的单位如在热力学温度T和摄氏温度t中一样仍为开尔文（符号K）和摄氏度（符号℃）。常用的换算公式是T=t+273.15。
【三相点】亦称“三态点”。一般指各种稳定的纯物质处于固态、液态、气态三个相（态）平衡共存时的状态，叫做该物质的“三相点”。该点具有确定的温度和压强。
物态叫做“相”，通常物质是以三种形态存在。即固态、液态、气态，也可称为固相、液相、气相。物体的变化常叫做相变。或者说，在某一系统中，具有相同物理性质均匀的部分亦称为相。相与相间必有明显可分的界面。例如，食盐的水溶液是一相，若食盐水浓度大，有食盐晶体，即成为两相。水和食油混合，是两个液相并存，而不能成为一个相。又如水、冰和汽三相共存时，其温度为273.16K（0.01℃），压强为6.106×102帕。由于在三相点物质具有确定的温度，因此用它来作为确定温标的固定点比选汽点和冰点具有优越性，所以三相点这个固定温度适于作为温标的基点，现在都以水的三相点的温度作为确定温标的固定点。
几种物质三相点的数据
?
温? 度? （K）
压? 强? （帕）
氢
13.84
7038.2
氘
18.63
17062.4
氖
24.57
43189.2
氮
63.18
12530.2
二氧化碳
216.55
517204
水
273.16
610.5
?
【绝对零度】绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，用外推的方法得到的。当温度降低到-273.15℃时，气体的体积将减小到零。若用分子运动论来解释，理想气体分子的平均平动动能由温度T确定，则可将绝对零度与“理想气体分子停止运动时的温度”等同看待。事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时，早已变成液态或固态，它的温度趋于一个极限值，这个极限值就称为绝对零度。绝对零度是温度的最低点，实际上永远也不会达到的。
【温度计】是测定温度的仪器之统称。利用物质的某一物理属性随温度的变化来标志温度。根据使用目的的不同，已设计制造出多种温度计。其设计的依据：如利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩的现象；在定容条件下，气体或蒸气压强因不同温度而变化；热电效应的作用；电阻随温度的变化而变化；以及热辐射的影响等多种。一般说，任何物质的任一物理属性，只要它随温度的改变而发生单调的、显著的变化，都可用来标志温度而制成温度计。
温度计的种类很多，如定容气体温度计、定压气体温度计、液体（水银、酒精、煤油）温度计、铂电阻温度计、温差电偶温度计、辐射高温计、光测高温计等多种类型。在我国气象上常将能自动记录温度变化的仪器称“温度计”。而对无自动记录装置的测温仪器称“温度表”。
【温度表】俗称“寒暑表”。我国气象上将直接能读取数值而无自动记录装置的仪器，统称为温度表。其种类甚多，如干湿球温度表、最低温度表、最高温度表、地面温度表等。家庭使用的温度表，系常见的一种两端封闭内径均匀的毛细玻璃管。封闭的下端是圆球或圆柱形，内注水银、酒精或煤油。由于温度的变化，液柱升降而伸缩。根据液柱顶端所在位置，即可直接读出标度数值。
【水银温度计】它是利用水银热胀、冷缩的性质而制造的一种测温计。高温可以测到300多摄氏度。由于熔点关系，测量-30℃以下的低温时则不能使用。
制造水银温度计，首先应选取壁厚、孔细而内径均匀的玻璃管，经酸洗等过程使管内洁净。一端加热并吹成一个壁薄的球形或圆柱形的容器。水银是在某种特定温度下注入球形容器与玻管之中，此时水银的温度应比以后所测之最高温度还要高些。然后用火焰将灌满水银玻管的顶端封闭。当水银温度降低时开始收缩，于是在水银柱的上部管内出现一段真空。温度计的定标分度，首先要确定两个固定标点，作为永不改变的标记。将温度计液泡部分，插入在一标准大气压下正在熔解的冰块中，当水银柱下降至某一处稳定时，刻一记号作为下固定点。然后再将温度计的整体，置于处在一标准大气压下的水蒸气中，当水银柱上升停在某一位置不动时作一记号为上固定点。此二固定点间的距离，称为基本标距。此标距的长短与温度计的管径以及液泡的容积有关。将这段标距分成100等分，每一等分即为一度。在下固定点处标0°记号，在上固定点标100°记号。在熔点以下及沸点以上还可刻同样长的标度。刻在0°以下的标度，称为冷度，刻在0°以上的称热度。由于温度计的基本标度被均分为100等分，故称百分温度计，又称摄氏温度计。除摄氏温标外也有采用华氏温标的，此温标以32°为冰点，以212°为沸点，其中等分180个刻度。华氏温度计用字母F表示。两种温标关系为
水银温度计存在一定的缺点，例如，玻璃管的内径不可能完全相同，尽管每个刻度与每个刻度之间的距离相等，但由于管的内径不同，则每刻度之间水银液柱的体积并不相等，因而造成误差。当玻璃管内水银受热体积膨胀的同时，温度计的玻璃管及液泡部分的玻璃也受热膨胀。结果所读出的只不过是水银膨胀数值与玻璃膨胀数值之间的差数而已。由于水银的凝固点（-38.87℃）与沸点（356.7℃）的关系，故它的计量只能在这个范围之内，可以测高温。若用以测低温，则必受限制。
【酒精温度计】构造与水银温度计相同，唯管内装有含红色染料的酒精，便于观察，此种温度计是用酒精为工作物质。因酒精的沸点（78℃）较低，凝固点在-117℃，因此多用酒精温度计作测低温物质。
【煤油温度计】煤油温度计的工作物质是煤油，它的沸点一般高于150℃，凝固点低于-30℃。所以煤油温度计的量度范围约为-30℃～150℃。因酒精的沸点是78℃，凝固点是-114℃，酒精温度计能比煤油温度计测更低的温度，但高于78℃的温度它就不能测定了。从中学物理实验室经常要测量的温度范围来看，煤油温度计比酒精温度计更适用。当学生看到温度计的刻度在100℃，却不加分析地把温度计说成是酒精温度计，这是错误的（酒精温度达到78℃就已经沸腾了，岂能有100℃的温度刻度）。目前中学实验室里所用的装有红色工作物质的温度计，一般都是煤油温度计，而不是酒精温度计。
【体温计】是测量人体温度用的温度计。亦称“体温表”或“医用温度计”。体温计的工作物质是水银。它的液泡容积比上面细管的容积大得多。泡里水银，由于受到体温的影响，产生微小的变化，水银体积的膨胀，使管内水银柱的长度发生明显的变化。人体温度的变化一般在35℃到42℃之间，所以体温计的刻度通常是35℃到42℃，而且每度的范围又分成为10分，因此体温计可精确到1/10度。体温计的下部靠近液泡处的管颈是一个很狭窄的曲颈，在测体温时，液泡内的水银，受热体积膨胀，水银可由颈部分上升到管内某位置，当与体温达到热平衡时，水银柱恒定。当体温计离开人体后，外界气温较低，水银遇冷体积收缩，就在狭窄的曲颈部分断开，使已升入管内的部分水银退不回来，仍保持水银柱在与人体接触时所达到的高度。体温计是一种最高温度计，它可以记录这温度计所曾测定的最高温度。用后的体温计应“回表”，即拿着体温计的上部用力往下猛甩，可使已升入管内的水银，重新回到液泡里。其他温度计绝对不能甩动，这是体温计与其他液体温度计的一个主要区别。
【温差电偶温度计】利用温差电偶来测量温度的温度计。将两种不同金属导体的两端分别连接起来，构成一个闭合回路，一端加热，另一端冷却，则两个接触点之间由于温度不同，将产生电动势，导体中会有电流发生。因为这种温差电动势是两个接触点温度差的函数，所以利用这一特性制成温度计。若在温差电偶的回路里再接入一种或几种不同金属的导线，所接入的导线与接触点的温度都是均匀的，对原电动势并无影响，通过测量温差电动势来求被测的温度，这样就构成了温差电偶温度计。这种温度计测温范围很大。例如，铜和康铜构成的温差电偶的测温范围在200～400℃之间；铁和康铜则被使用在200～1000℃之间；由铂和铂铑合金（铑10％）构成的温差电偶测温可达千摄氏度以上；铱和铱铑（铑50％）可用在2300℃；若用钨和钼（钼25％）则可高达2600℃。
【分子物理学】物理学的一个学科。分子物理学从物质的微观结构的观点出发，研究气体、液体和固体的基本性质及其热现象的规律。如物体的体积，压强和温度之间的关系；物质的比热容；扩散、热传递、粘滞性等输运过程以及液体的表层性质，相平衡以及简单的相变过程。
【分子运动论】分子运动论是从物质的微观结构出发来阐述热现象规律的理论，例如它阐明了气体的温度是分子平均平动动能大小的标志，大量气体分子对容器器壁的碰撞而产生对容器壁的压强。此外，它还初步揭示了气体的扩散，热传递和粘滞现象的本质，并解释了许多气体实验定律，分子运动论的成就促进了统计物理学的进一步发展。
【分子】由化学键结合起来的单个原子或一组原子，它是物质中能独立存在并保持该物质一切化学性质的最小单位。例如，水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的（H2O）。像氯化钠那样的离子化合物并无明显的分子结构。氯化钠一般写成NaCl，但氯化钠晶体事实上是由氯离子（Cl-）和钠离子（Na+）有规则排列。构成物质的单位是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（如盐类）或是分子（如有机物）。为了简化，在中学物理中，一般把构成物质的单位统称为分子。用油膜法可以粗略地测定分子的大小。分子直径的数量级是10-10米。物理学中有各种不同的方法来测定分子的大小。用不同方法测出的分子的大小并不完全相同，但数量级是相符的。把分子看作小球，是分子运动论中对分子的简化模型，实际上，分子有它复杂的内部结构。
【阿伏伽德罗常数】是化学和物理学中的重要常数之一。1摩尔（简称摩，国际符号是mol）的任何物质，其中含有的粒子数相同。称为“阿伏伽德罗常数”。用“N”表示
N=6.022045×1023摩尔-1。
此常数系意大利化学家阿伏伽德罗发现，因而得名。知道阿伏伽德罗常数，可算出水分子的质量mH2O=3×10-26千克。阿伏伽德罗常数是微观世界的一个重要常数，用分子运动论定量地研究热现象时经常要用到它，它是联系宏观世界和微观世界的桥梁。这一常数将摩尔质量或摩尔体积这种宏观物理量跟分子质量或分子大小这种微观物理量联系了起来。因此阿伏伽德罗常数相当重要。上述为其精确值，通常可取作N=6.02×1023摩尔-1。
【阿伏伽德罗定律】又称“阿伏伽德罗假说”。由压强公式和气体分子的平均平动动能与温度的关系，将得到气体压强的另一表达式：
P=nKT
这一公式表明，在相同的温度T和相同的压强P下，任何气体在相同的体积内所包含的分子数都相等。这一结论叫做“阿伏伽德罗定律”。如在标准状态（大气压值为标准大气压，温度T为273.15K）时，任何气体在1米3中含有的分子数都等于2.6876×1025个/米3。这个数值就称为洛喜密脱常数。由于1摩尔的任何气体所含分子数都相等，所以阿伏伽德罗定律也可表述为：在相同的温度和相同的压强下，1摩尔的任何气体所占有的体积都相同。这一定律仅对理想气体才严格正确。
【物态】亦称“聚集态”。是物质分子集合的状态，是实物存在的形式，在通常条件下，物质有三种不同的聚集态：固态、液态和气态，即平常所说的物质三态。固态和液态，统称为凝聚态。它们在一定的条件下可以平衡共存，也可以相互转变。例如，在一个标准大气压，0℃时，冰、水混合物可以平衡共存，当温度和压强变化时，该混合物可以完全变成水，或完全结成冰。除上述物质三态外，近年来我们还把“等离子体”称为物质的第四态，把存在于地球内部的超高压、高温状态的物质称为物质的第五态。此外还有超导态和超流态。
【固体】凡具有一定体积和形态的物体称为“固体”，它是物质存在的基本状态之一。组成固体的分子之间的距离很小，分子之间的作用力很大，绝大多数分子只能在平衡位置附近作无规则振动，所以固体能保持一定的体积和形状。在受到不太大的外力作用时，其体积和形状改变很小。当撤去外力的作用，能恢复原状的物体称弹性体，不能完全恢复的称塑性体。构成固体的粒子可以是原子、离子或分子，这些粒子都有固定的平衡位置。但由于这些粒子的排列方式不同，固体又可分为两类，即晶体和非晶体。如果粒子的排列具有规则的几何形状，在空间是三维重复排列，这样的物质叫晶体，如金属、食盐、金刚石等。如果组成固体的粒子杂乱堆积，分布混乱，这样的物质叫非晶体。如玻璃、石蜡、沥青等。晶体有一定的熔点，而非晶体却没有固定的熔解温度。非晶体的熔解和凝固过程是随温度的改变而逐渐完成的。它的固态和液态之间没有明显的界限。
【液体】液体的分子结构介于固体与气体之间，它有一定的体积，却没有一定的形状。液体的形状决定于容器的形状。在外力作用下，液体被压缩性小，不易改变其体积，但流动性较大。由于受重力的作用，液面呈水平面，即和重力相垂直的表面。从微观结构来看，液体分子之间的距离要比气体分子之间的距离小得多，所以液体分子彼此之间是受分子力约束的，在一般情况下分子不容易逃逸。液体分子一般只在平衡位置附近作无规则振动，在振动过程中各分子的能量将发生变化。当某些分子的能量大到一定程度时，将作相对的移动改变它的平衡位置，所以液体具有流动性。液体在任何温度下都能蒸发，若加热到沸点时迅速变为气体。若将液体冷却，则在凝固点凝结为固体（晶体）或逐渐失去流动性。
【气体】是物质三种聚集状态之一。气体分子间的距离很大，分子间的相互作用力很小，彼此之间不能约束，所以气体分子的运动速度较快，因此它的体积和形状都随着容器而改变。气体分子都在作无规则的热运动，在它们之间没有发生碰撞（或碰撞器壁）之前，气体分子作匀速直线运动，只有在彼此之间发生碰撞时，才改变运动的方向和运动速度的大小。由于和器壁碰撞而产生压强，因此温度越高、分子运动越剧烈，压强就越大。又因为气体分子间的距离远远大于分子本身的体积，所以气体的密度较小，且很容易被压缩。任何气体都可以用降低温度或在临界温度以下压缩气体体积的方法使它变为液体。所以，对一定量的气体而言，它既没有一定的体积，也没有一定的形状，它总是充满盛它的容器。根据阿伏伽德罗定律，各种气体在相同的温度和压强下，在相同的体积里所包含的分子数都相同。
【晶体】具有规则几何形状的固体。其内部结构中的原子、离子或分子都在空间呈有规则的三维重复排列而组成一定型式的晶格。这种排列称为晶体结构。晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体，这是它的宏观特性。同一种晶体的外形不完全一样，但却有共同的特点。各相应晶面间的夹角恒定不变，这条规律称为晶面角守恒定律，它是晶体学中重要的定律之一，是鉴别各种矿石的依据。晶体的一个基本特性是各向异性，即在各个不同的方向上具有不同的物理性质，如力学性质（硬度、弹性模量等等）、热学性质（热膨胀系数、导热系数等等）、电学性质（介电常数、电阻率等等）光学性质（吸收系数、折射率等等）。例如，外力作用在云母的结晶薄片上，沿平行于薄片的平面很容易裂开，但在薄片上裂开则非易事。岩盐则容易裂成立方体。这种易于劈裂的平面称为解理面。在云母片上涂层薄石蜡，用烧热的钢针触云母片的反面，便会以接触点为中心，逐渐化成椭圆形，说明云母在不同方向上导热系数不同。晶体的热膨胀也具各向异性，如石墨加热时沿某些方向膨胀，沿另一些方向收缩。晶体的另一基本特点是有一定的熔点，不同的晶体有它不相同的熔点。且在熔解过程中温度保持不变。
对晶体微观结构的认识是随生产和科学的发展而逐渐深入的。1860年就有人设想晶体是由原子规则排列而成的，1912年劳埃用X射线衍射现象证实这一假设。现在已能用电子显微镜对晶体内部结构进行观察和照相，更有力地证明假想的正确性。
【非晶体】指组成它的原子或离子不是作有规律排列的固态物质。如玻璃、松脂、沥青、橡胶、塑料、人造丝等都是非晶体。从本质上说，非晶体是粘滞性很大的液体。解理面的存在说明晶体在不同方向上具有不同的力学性质，非晶体破碎时因各向同性而没有解理面，例如，玻璃碎片的形状就是任意的。若在玻璃上涂一薄层石蜡，用烧热的钢针触及背面，则以触点为中心，将见到熔化的石蜡成圆形。这说明导热系数相同。非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体。具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性，也是晶体和非晶体的主要区别。
晶体和非晶体之间是可以转化的。许多物质存在的形式，可能是晶体，也可能是非晶体。将水晶熔化后使其冷却，即成非晶体的石英玻璃，它的转化过程需要一定的条件。
【各向同性】亦称均质性。物理性质不随量度方向变化的特性。即沿物体不同方向所测得的性能，显示出同样的数值。如所有的气体、液体（液晶除外）以及非晶质物质都显示各向同性。例如，金属和岩石虽然没有规则的几何外形，各方向的物理性质也都相同，但因为它们是由许多晶粒构成的，实质上它们是晶体，也具有一定的熔点。由于晶粒在空间方位上排列是无规则的，所以金属的整体表现出各向同性。
【各向异性】亦称非均质性。物理性质随量度的方向而变化的通性，称为各向异性。各向异性是晶体的重要特征之一。即在各个不同的方向上具有不同的物理性质，如力学、热学、电学、光学性质等。参见“晶体”条。
【多晶体】由许多晶体（称为晶料）构成的物体，称多晶体。一块晶体是由许多小的晶粒聚合起来组成的。每一晶粒又由许多原子构成。原子在每一晶粒中作有规则的整齐排列，各个晶粒中原子的排列方式都是相同的。但是在一块晶体中，各个晶粒的取向彼此不同，晶粒与晶粒之间并没有按照一定的规则排列。尽管每个晶粒内部原子排列很整齐，但由于一块晶体内部各个晶粒的排列不规则，总的来看是杂乱无章的，这样的多晶体不能用来制造晶体管。例如多晶硅可用来拉制单晶，称为单晶硅。掺有特定微量杂质的单晶硅，可制成大功率晶体管、整流器及太阳能电池等。
【单晶体】简称“单晶”。单个晶体构成的物体。在单晶体中所有晶胞均呈相同的位向。单晶体具有各向异性。自然界存在的单晶，如金刚石的晶体等。亦可由人工将多晶体拉制成单晶体，如电子器件中所用的锗及硅的单晶体。
【解理面】晶体中易于劈裂的平面称为“解理面”。凡显露在晶体外表的晶面往往是一些解理面。例如，云母结晶薄片，在外力作用下很容易沿平行于薄片的平面裂开，石膏也容易沿一定方向裂成薄片，岩盐则容易裂成立方体。解理面的存在，说明晶体在不同方向上具有不同的力学性质。非晶体破碎时因各向同性而没有解理面，例如，玻璃碎片形状就是完全任意的。
【结合力】晶体中粒子之间存在着相互作用力，这种力称为“结合力”。这种力使粒子规则地聚集在一起形成空间点阵，使晶体具有弹性、具有确定的熔点和熔解热，决定晶体的热膨胀系数等等。因此结合力是决定晶体性质的一个主要因素。可从四种典型的结合力（离子键、共价键、范德瓦耳斯键和金属键）的本质和有关结合力的规律来进一步探讨。
【离子键】将正、负离子结合在一起的静电力，称为“离子键”。由离子键的作用而组成的晶体，称为离子晶体。最典型的离子晶体是NaCl。由于离子键的作用强，因此离子晶体具有高的熔点，低的挥发性和大的压缩模量。
【共价键】因共有电子而产生的结合力称为“共价键”。例如氢分子就是氢原子靠共价键而形成的。完全由负电性元素组成晶体时，粒子之间的结合力就是共价键。由共价键的作用而组成的晶体称为原子晶体，例如，金刚石和金刚砂（SiC）为典型的原子晶体。由于共价键的作用强，所以原子晶体硬度大、熔点高、导电性差、挥发性慢。例如，硅、锗、碲这些半导体中的重要材料都是原子晶体。
【金属键】正离子与自由电子的总体之间的作用力使各粒子结合在一起，这种结合力称为“金属键”。这种结合的特点是电子的“共有化”。在结合时，原来分属各自原子的价电子不再被束缚于其本身，而为所有“原子实”所共有。于是共有化电子形成的负电子云和浸在这个负电子云中的带正电的原子实之间出现库仑作用，原子越紧密，势能越低，从而把原子聚合在一起。由金属键的作用而组成的晶体叫金属晶体，简称金属。因此金属可以具有较高的熔点，高硬度和低挥发性，还具有导电、导热性能好和金属光泽，以及较大的范性。
【结合能】分散的原子（离子或分子）在结合成稳定晶体的过程中，所释放出来的能量称为“结合能”。如以EN表示组成晶体的N个原子在自由时的总能量，E0为晶体的总能量，则结合能E6可表示为
E6=EN-E0
虽然四种化学键的性质不同，起源不同，但具有共同的特征即：排斥力和吸引力两部分。结合能也有排斥和吸引两部分，并与r有关。例如，在范德瓦尔斯键和离子键的情况下，整个晶体的相互作用能与气体分子间的势能相似，可写成
表示引力所引起的相互作用能，r是两相邻粒子间的距离。由于排斥能随距离的变化比吸引能迅速，因而m＞n。Am、An、m、n的大小由晶体的结构和作用力的性质所决定。
【分子力】组成物体的分子间在距离相当近时所显示的相互作用力。这种相互作用在分子间距r＜10-8米时才显示出来。当分子间距r＜10-10米时，分子之间表现为斥力，而当分子间距处于10-8米＞r＞10-10米的范围内，分子之间又表现为引力。如图2-1所示。
当r＜r0（r0约为10-10米左右）时，两分子之间的引力和斥力将随距离的缩小而迅速增大，引力比斥力增长慢，总的表现是斥力。当r＞r0时，两分子间的斥力和引力都随距离的增大而减小，但引力减小得慢，总的表现出是一种引力。当r=r0时，两分子之间的引力和斥力相等，作用的合力为零。分子间的作用同时存在引力和斥力，由于这两个力随分子间距离变化的情况不同，所表现出来的合力有时为引力，有时为斥力，有时为零。分子力的本质相当复杂，它与分子的电性结构有密切关系。对于气体，在一般条件下，分子之间的距离较大，其分子力是微不足道的，可以忽略。但在低温、高压情况下，分子力不能忽略。固体和液体分子聚集的主要因素是分子力，使它们有一系列不同于气体的性质。此外，分子之间的作用力在不同的情况下表现的形式是不同的。有时表现为“内聚力”，有时表现为“附着力”。
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【内聚力】是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。只有在各分子十分接近时（小于10-6厘米）才显示出来。内聚力能使物质聚集成液体或固体。特别是在与固体接触的液体附着层中，由于内聚力与附着力相对大小的不同，致使液体浸润固体或不浸润固体。
【附着力】是在两种不同物质的接触处所发生的相互吸引力。这种相互吸引力是两种物质分子之间存在分子力的表现。只有在这两种物质的分子十分接近（小于10-8米）时才显示出来。从微观角度来看固体表面总是“粗糙”的，所以两固体接触时很难显示附着力的作用。液体与固体则能密切接触，它们之间就容易显示附着力的作用。液体浸润固体的现象，就是附着力发生作用的结果。总之附着力和内聚力都来源于分子之间的作用力，但不能把分子之间的作用力称为附着力或内聚力，因附着力和内聚力是指物质各部分间的相互作用，并不是指某几个分子之间的相互作用。
【表面张力】液体表面分子间的吸引力。即液体表面的分子有一种使其面积缩成最小的力，或称一种抵抗表面积扩张的力，此力称“表面张力”。液体表面是指液体与空气或其他液体相接触的自由面。若不指明，即可认为相对于空气而言。表面张力的大小与接触面的物质有密切关系。此外，表面张力还与温度有关，温度越高，表面张力越小。表面张力的方向总是与液面相切，与分界线相垂直。若在液面作一长为L的直线，将液面分成两部分，这两部分之间的相互牵引力为F，则表面张力F=σL。其中σ为液体表面张力系数。表面张力的单位为牛顿/米。由于表面张力的作用，液滴表面有收缩到最小的趋势，而使液滴成近似球形的状态。
【液体的表面层】液体自由面以下厚度等于分子力作用半径的一层液体层，叫做“液体表面层”。从微观角度来看，液体表面并不是一个几何面，而是有一定厚度的薄层。由于表面层内的分子力作用，使分子都受到一个与液体自由面相垂直、方向指向液体内部的作用力。表面张力就是由表面层中应力的各向异性所引起的。
【液体的附着层】设液体分子的分子力作用半径为r，固体分子的分子力作用半径为l，当液体与固体接触时，在界面处液体一侧厚度等于r（当r＞l时），或等于l（当l＞r时）的一层液体层，叫做液体的附着层。在附着层中的液体分子，是处于液体与固体两种物质分子的分子力相互作用下，于是在与固体接触处的液面将出现浸润、不浸润、弯月面以及毛细现象等。
【浸润现象】亦称润湿现象。当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸。当接触角θ为锐角时，液体润湿固体，若θ为零时，液体将展延到全部固体表面上，这种现象叫做“浸润现象”。如图2-2a、b所示。润湿现象的产生与液体和固体的性质有关。同一种液体，能润湿某些固体的表面，但对另外某些固体的表面就很难润湿。例如，水能润湿玻璃，但不能润湿石蜡。造成浸润现象的原因，可从能量的观点来说明。如图2-3所示。A为附着层中任一分子，在附着力大于内聚力的情况下，分子A所受的合力与附着层相垂直，指向固体，此时，分子在附着层内比在液体内部具有较小的势能，液体分子要尽量挤入附着层，结果使附着层扩展。附着层中的液体分子越多，系统的能量就越低，状态也就越稳定。因此引起了附着层沿固体表面延展而将固体润湿。
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【不浸润现象】亦称不润湿现象。当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面收缩。当接触角θ为钝角时，液体不润湿固体，若θ=π时，液体完全不润湿固体。这种现象称为液体不浸润现象。如图2-4a、b所示。不润湿现象的产生与液体和固体性质有关。同一种液体，能润湿某些固体的表面，但不能润湿另一些固体的表面。例如，水银不能润湿玻璃，却能润湿干净的锌板、铜板、铁板。造成不浸润现象的原因，可从能量的观点来说明。
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如图2-5所示。A为附着层中任一分子，在内聚力大于附着力的情况下，分子A受到的合力f垂直于附着层指向液体内部，此时，若将一个分子从液体内部移到附着层，必须反抗合力f作功，结果将使附着层中势能增大。附着层中的液体分子越少，系统的能量就越低，状态就越稳定，因此附着层就有缩小的趋势，宏观上就表现出液体不被固体所吸附。当然液体就不能润湿固体了。
【弯月面】由于液体对固体浸润或不浸润的作用，使液体在圆柱形的管子里，呈现不同的液面。凡不浸润固体的液体表面呈凸状。例如水银装在玻璃管内，液面即成凸状，而浸润体的液体表面则成凹状，例如，水装在玻璃管内其液面即成凹面状态。这些弯曲的液面，统称为弯月面。
【布朗运动】悬浮在液体或气体中的微粒所作的永不停息的无规则运动，叫做布朗运动。作布朗运动的微粒（直径约为10-15～10-3厘米）称为布朗微粒。布朗运动是英国植物学家布朗于1827年观察悬浮在溶液中花粉运动时发现的。这些小的颗粒，为液体的分子所包围，由于液体分子的热运动，小颗粒受到来自各个方向液体分子的碰撞，布朗粒子受到不平衡的冲撞，而作沿冲量较大方向的运动。又因为这种不平衡的冲撞，使布朗微粒得到的冲量不断改变方向。所以布朗微粒作无规则的运动。温度越高，布朗运动越剧烈。它间接显示了物质分子处于永恒的，无规则的运动之中，所以，布朗运动只反映了液体分子热运动所产生的结果，它并不能代表液体分子本身的热运动。布朗运动的颗粒并不是单一的分子，每个小颗粒都含有千百万个分子。因此，小颗粒的布朗运动只间接地揭露了分子的运动，并不就是分子运动。由于分子的频繁碰撞，每个小颗粒在液体中受周围液体分子的碰撞每秒钟约有1021次。在气体中由于气体分子的密度较低，小颗粒受气体分子的碰撞每秒至少也有1015次。在这样频繁的碰撞下是很难观测的。通常在显微镜下观察到的仅是微粒经过数秒或数十秒钟运动的总结果。
但是，布朗运动并不限于上述悬浮在液体或气体中的布朗微粒，一切很小的物体受到周围介质分子的撞击，也会在其平衡位置附近不停地作微小的无规则颤动。例如，灵敏电流计上的小镜以及其他仪器上悬挂的细丝，都会受到周围空气分子的碰撞而产生无规则的扭摆或颤动。
【毛细管】凡内径很细的管子叫“毛细管”。通常指的是内径等于或小于1毫米的细管，因管径有的细如毛发故称毛细管。例如，水银温度计、钢笔尖部的狭缝、毛巾和吸墨纸纤维间的缝隙、土壤结构中的细隙以及植物的根、茎、叶的脉络等，都可认为是毛细管。
【毛细现象】插入液体中的毛细管，管内外的液面会出现高度差。当浸润管壁的液体在毛细管中上升（即管内液面高于管外）或当不浸润管壁的液体在毛细管中下降（即管内液面低于管外），这种现象叫做“毛细现象”。产生毛细现象原因之一是由于附着层中分子的附着力与内聚力的作用，造成浸润或不浸润，因而使毛细管中的液面呈现弯月形。原因之二是由于存在表面张力，从而使弯曲液面产生附加压强。由于弯月面的形成，使得沿液面切面方向作用的表面张力的合力，在凸弯月面处指向液体内部；在凹弯月面处指向液体外部。由于合力的作用使弯月面下液体的压强发生了变化——对液体产生一个附加压强，凸弯月面下液体的压强大于水平液面下液体的压强，而凹弯月面下液体的压强小于水平液面下液体的压强。根据在盛着同一液体的连通器中，同一高度处各点的压强都相等的道理，当毛细管里的液面是凹弯月面时，液体不断地上升，直到上升液柱的静压强抵消了附加压强为止；同样，当液面呈凸月面时，毛细管里的液体也将下降。
当液体浸润管壁致使跟管壁接触的液面是竖直的，而且表面张力的合力也竖直向上时，若毛细管内半径为r，液体表面张力系数是σ，沿周界2πr作用的表面张力的合力等于2πrσ。在液面停止上升时，此一作用力恰好跟毛细管中液体柱的重量相平衡。若液柱上升高度为h，液体密度是ρ，则得
2πrσ=πr2hρg
因而液柱上升高度是
【半透膜】只允许某种混合气体或溶液中的某一种物质透过而不允许另一种物质透过的薄膜，叫做半透膜。例如，动物的膀胱，只允许水分子通过，而不允许糖的分子透过。肠壁膜、玻璃纸等，主要由于膜的微细孔而形成半透膜，半透膜性能与孔的大小有关。
【渗透】被半透膜所隔开的两种液体，当处于相同的压强时，纯溶剂通过半透膜而进入溶液的现象，称为渗透。渗透作用不仅发生于纯溶剂和溶液之间，而且还可以在同种不同浓度溶液之间发生。低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度的溶液中。砂糖、食盐等结晶体之水溶液，易通过半透膜，而糊状、胶状等非结晶体则不能通过。
渗透现象，在生物机体内发生的许多过程都与此有关。如各物浸于水中则膨胀；植物从其根部吸收养分；动物体内的养分，透过薄膜而进入血液中等现象都是渗透作用。
【渗透压强】简称渗透压。当溶液和溶剂之间被半透膜隔开时，纯溶剂会通过半透膜进入溶液而使溶液变淡。若在原溶液上，加一适当的压强，恰好阻止了纯溶剂进入溶液，此时，所施加的压强就等于原溶液中溶质的渗透压强。当浓度不太大时，溶液的渗透压与浓度及绝对温度成正比，而与纯溶剂的压强无关。根据范托夫理论，渗透压P在稀溶液时等于
这就是用来表示渗透压强的范托夫公式，由公式知：若温度一定，溶质的渗透压强P与溶液浓度C成正比；若浓度一定，溶质的渗透压强P与溶液的绝对温度T成正比；对不同的溶质，若浓度和温度均相同，则渗透压强P与溶质的摩尔质量μ成反比。此公式只适用于不导电的稀溶液；而不适用于电解液和浓度较高的非导电溶液。
【摩尔】它是国际单位制中物质的量的基本单位，符号为mol。含有的基本单元数与0.012千克碳12的原子数相等。使用这单位时必须指明是什么样的基本单元，它可以是原子、分子、离子、电子、光子等。1摩尔含有6.02252×1023个基本单元。1摩尔原子量为A的元素具有A克质量（以前称1克原子）。1摩尔分子量为M的化合物具有M克质量（以前称为1克分子）。
【扩散】由于粒子（原子、分子或分子集团）的热运动自发地产生物质迁移现象叫“扩散”。扩散可以在同一物质的一相或固、液、气多相间进行。也可以在不同的固体、液体和气体间进行。主要由于浓度差或温度差所引起。一般是从浓度较大的区域向浓度较小的区域扩散，直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度达到平衡时为止。物质直接互相接触时，称自由扩散。若扩散是经过隔离物质进行时，则称为渗透。
在自然界中扩散现象起着很大的作用。它使整个地球表面附近的大气保持相同的成分；土壤里所含有的各种盐类溶液的扩散，便于植物吸收，以利生长。此外在半导体，冶金等很多行业都应用扩散，以达目的。扩散，热传导和粘性通称为输运现象，其分别将物质（质量）、热能、动量由一位置移至另一位置，从而达到浓度或温度的均匀。
【吸收】物质吸取其他实物或能量的过程。气体被液体或固体吸取，或液体被固体所吸取。在吸收过程中，一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。例如，硫酸或石灰吸收水分；血液吸收营养；毡毯、矿物棉、软质纤维板及膨胀珍珠岩等材料可吸收噪声；用化学木浆或棉浆制成纸质粗松的吸墨纸，用来吸干墨水。吸收气体或液体的固体，往往具有多孔结构。当声波、光波、电磁波的辐射，投射到介质表面时，一部分被表面反射，一部分被吸收而转变为其他形式的能量。当能量在介质中沿某一方向传播时，随入射深度逐渐被介质吸收。例如玻璃吸收紫外线，水吸收声波，金属吸收X射线等。
【吸附】在固体或液体表面对气体或溶质的吸着，而形成一层某种物质的原子和分子的过程。一切固体的表面都从周围的大气中吸附了一层气体。吸附层可以是化学键的结合（化学吸附），也可以是范德瓦耳斯力的结合（物理吸附）。物理吸附是以“分子间力”相互吸引的，例如活性炭吸附各种气体。化学吸附，一般吸附热较大，如镍催化剂吸附氢气。在防毒、脱色等方面，吸附现象起一定的作用。
【液晶】是某些有机化合物，在一定温度范围内，并不由固态直接变为液态，而呈现一种中间状态，这种处在过渡状态的物质称为“液晶”。即“液态晶体”的简称。液晶的力学性质，像是液体，具有液体的流动性。它的光学性质像是晶体，具有晶体的有序性。从某个方面来看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向，分子运动也有特定的规律，因而液晶既有液体的流动性，又具有表面张力。但从另一方面看，分子排列杂乱无章，只有近程有序特点，而没有不可改变的固定结构，因此它也呈现某些晶体的光学性质（如光学的各向异性、双折射、圆二向色散等）。液晶只能存在于一定的温度范围内，这一温度范围的下限T1称为熔点，其上限T2称清亮点。当温度T＜T1时，液晶就变为普通的晶体，失去流动性；当温度T＞T2时，液晶就变成普通的透明液体，失去上述的光学性质，称为“各向同性液”。只有在这个温度范围内，物质才处于液晶态，才具有种种奇特的性质和许多特殊的用途。根据分子的不同排列情况，液晶可分为向列型，胆甾型和近晶型三种。近年来胆甾型液晶，用于温度指示、无损伤探及医疗诊断方面。向列型液晶已用于电子工业，作为显示的材料，还用于分析化学（气相色谱和核磁共振）等方面。早在1881年就已发现液晶，受条件限制发展较慢，到1968年发现液晶的动态散射现象后，才获得进展。
【热质说】是在19世纪初期以前流行的一种对热的本性解释的学说。它认为“热”是一种没有质量，也没有体积的流质，称之为“热质”。含热质越多的物体，温度就越高，所以物体温度的高低是取决于热质的含量。它还认为热质可以渗入一切物体之中，热质可以从温度高的物体向温度低的物体流动。当时就有人发现热质说对摩擦生热等现象无法解释，而且是矛盾的。后来人们逐渐认识到热现象是与构成物质的微粒的运动相联系，热质并不存在。到19世纪中期有关热质说即被废弃。
【热传递】亦称“传热”。物质系统间的能量转移过程。即内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到同一物体邻近部分的过程，叫做“热传递”。内能永远自发地从温度高的物体向温度低的物体传递。在所有条件都相同的情况下，两个物体温度相差越大，内能的传递速度也快，当冷热程度不同的物体互相接触时，热传递要进行到它们的温度相等时才会停止，即达到热平衡。一个物体不同部分的温度有差别，热传递在物体内部也要进行，直到温度相同为止。虽然参加热传递过程的物体的温度将发生这样或那样的变化，但传递的能量与温度的变化之间没有必然的联系。
热传递的方式有三种：即对流、传导和辐射。这三种热传递的方式往往是伴随着进行的。
【热接触】在两个系统相互接触时，在系统间发生了热量的传递，这种接触即称为热接触。
【热平衡】当两个系统互相接触时，如有温度的差异，其各自的状态可能发生变化，一段时间后，不再发生热量的传递，两系统将达到热平衡状态。这种热平衡是经过热传递出现的。某一系统，与外界接触时，其内部温度各处均匀，且与外界的温度相等，亦呈现热平衡。
【热传导】亦称“导热”。是热传递三种基本方式之一。它是固体中热传递的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与对流同时发生。热传导实质是由大量物质的粒子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，晶体中结点上的微粒振动动能较大。在低温部分，微粒振动动能较小。因微粒的振动互相联系，所以在晶体内部就发生微粒的振动，动能由动能大的部分向动能小的部分传递。在固体中热的传导，就是能量的迁移。在金属物质中，因存在大量的自由电子，在不停地作无规则的热运动。自由电子在金属晶体中对热的传导起主要作用。在液体中热传导表现为：液体分子在温度高的区域热运动比较强，由于液体分子之间存在着相互作用，热运动的能量将逐渐向周围层层传递，引起了热传导现象。由于热传导系数小，传导的较慢，它与固体相同，而不同于气体；气体依靠分子的无规则热运动以及分子间的碰撞，在气体内部发生能量迁移，从而形成宏观上的热量传递。
【对流】是流体（液体和气体）热传递的主要方式。热对流指的是液体或气体由于本身的宏观运动而使较热部分和较冷部分之间通过循环流动的方式相互掺和，以达到温度趋于均匀的过程。
对流可分自然对流和强迫对流两种：自然对流是由于流体温度不均匀引起流体内部密度或压强变化而形成的自然流动。例如，气压的变化，空气流动，风的形成，地面空气受热上升，上下层空气产生循环对流等；而强制对流是因受外力作用或与高温物体接触，受迫而流动的，叫强制对流。例如，由于人工的搅拌，或机械力的作用（如鼓风机、水泵等），完全受外界因素的促使而形成对流的。
【热辐射】热的一种传递方式。它不依赖物质的接触而由热源自身的温度作用向外发射能量，这种传热方式叫“热辐射”。它和热的传导、对流不同。它不依靠媒质而把热直接从一个系统传给另一系统。热辐射是以电磁波辐射的形式发射出能量，温度的高低，决定于辐射的强弱。温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，当温度为300℃时，热辐射中最强的波长在5×10-4厘米左右，即在红外区。当物体的温度在500℃以上至800℃时，热辐射中最强的波长成分在可见光区。例如，太阳表面温度为6000℃，它是以热辐射的形式，经宇宙空间传给地球的。这是热辐射远距离传热的主要方式。近距离的热源，除对流、传导外，亦将以辐射的方式传递热量。热辐射有时亦称红外辐射，波长范围约0.7微米到1毫米，为可见光谱中红光端以外的电磁辐射。
关于热辐射，其重要规律有四个：基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩—玻耳兹曼定律、维恩位移定律。这四个定律，有时统称为热辐射定律。
【保温瓶】此容器能使放置其中之物体保持较长时间温度不变。它既可使开水的温度在一相当长的时间内保持不下降，又可使冰在一个相当长的时间内保持不熔化。保温瓶的玻璃和软木塞是热的不良导体，内、外瓶胆互不接触，防止热的传导。夹层间已被抽成真空，防止对流作用。在夹层的玻璃壁上镀一薄层银（实际镀的是水银），光亮面能把辐射出去的内能反射回来。因此保温瓶把传导、对流、辐射三种作用尽可能地减少，从而起到保温作用。
【热绝缘】阻止或减少热能传递的任何方法谓之“热绝缘”。例如，用泡沫材料或锯末填充的空心墙或屋顶棚，起绝热作用。
【热绝缘体】不易传热的材料，亦称热的不良导体。如石棉等很多材料都是多孔的或纤维状的固体，它们能把空气封闭在小孔内。气体不易导热，并防止对流。瓷、纸、木头、玻璃、皮革等是热的不良导体。羊毛、棉花、软木、除水银外的液体、以及气体等都是热的绝缘体。
【导热体】具有相当高热导性能的材料。一般情况下各种金属都是良好的导热体，最善于传热的是银。
【热动平衡】当系统处于平衡状态时，其宏观物理性质是不随时间变化的，但从微观方面来看，组成系统的粒子却处于永不停息的热运动之中。在热力学中的平衡是动的平衡，故称作“热动平衡”。例如，若将两个处于不同温度的铜块放在一起，将发生热量的传递，直到两个物体的温度相同时，这两个物体就处于热平衡。液体与其相接触的饱和蒸气处于平衡状态。从宏观上看，压强、密度、温度等是不变化的。在这种情况下，分子仍在从液态变成气态，同时分子以同样速率从蒸气回到液体。因此称这种类型的平衡为热动平衡。
【红热】系统的大量微观粒子（分子、原子等）的混乱运动，即组成宏观物体或系统的大量微观粒子的无规则运动。这种形式的运动越剧烈，那么，由这些微观粒子所组成的物体或系统就越热。随着温度升高，物体开始发出可见光，首先是波长较长的红色部分，由暗红色逐渐变成橙红色。处于这种红热状态的物体，温度为500～1200℃之间。温度再升高，物体将由红热转换为白炽状态。物体受热达到红光的状态称为红热。
【白热】系统的温度升高到1200～1500℃时，系统所发出的可见光中除波长较长的红、黄色光外，还有较多的绿、蓝色波长较短的光，呈现耀眼的白光。此时系统处于白炽状态。这种状态谓之白热。参见“红热”条。
【热膨胀】物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。在相同条件下，气体膨胀最大，液体膨胀次之，固体膨胀最小。也有少数物质在一定的温度范围内，温度升高时，其体积反而减小。因为物体温度升高时，分子运动的平均动能增大，分子间的距离也增大，物体的体积随之而扩大；温度降低，物体冷却时分子的平均动能变小，使分子间距离缩短，于是物体的体积就要缩小。又由于固体、液体和气体分子运动的平均动能大小不同，因而从热膨胀的宏观现象来看亦有显著的区别。
【膨胀系数】为表征物体受热时，其长度、面积、体积变化的程度，而引入的物理量。它是线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数的总称。
【固体热膨胀】固体热膨胀现象，从微观的观点来分析，它是由于固体中相邻粒子间的平均距离随温度的升高而增大引起的。晶体中两相邻粒子间的势能是它们中心距离的函数，根据这种函数关系所描绘的曲线，如图2-6所示，称为势能曲线。它是一条非对称曲线。在一定温度下，粒子在平衡位置附近振动、具有的动能为EK，总能量为EK与相互作用能EP之和，它在整个运动过程中是守恒的。图中，粒子间最接近的距离是r′，最远的距离是r″。由于距离减小所引起的斥力增长比由于距离增大所引起的引力下降快的多，因而粒子间接近的距离与粒子间远离的距离关系是
r0r′＜r″-r0
所以两相邻粒子中心的平均距离为
变的情形。由此可见，当晶体温度升高，粒子热振动加剧，体积膨胀。
?
【固体的线膨胀】由于固体随温度的变化而变化，当温度变化不太大时，在某一方向长度的改变量称为“固体的线膨胀”。例如，一细金属棒受热而伸长。固体的任何线度，例如，长度、宽度、厚度或直径等，凡受温度影响而变化的，都称之为“线膨胀”。
【线膨胀系数】亦称线胀系数。固体物质的温度每改变1摄氏度时，其长度的变化和它在0℃时长度之比，叫做“线膨胀系数”。单位为1/开。符号为αl。其定义式是
即有
lt=l0（l+αlt）。
由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度l时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可忽略这种变化，而将α当作与温度无关的常数。
【固体的面膨胀】当固体的温度变化不大时，其表面积随温度的升高而增大，这一现象叫“固体的面膨胀”。遵循的规律为：
St=S0（1+αst）
式中αs为面膨胀系数，单位是1/开，其量值为αs≈2ατ。
【固体的体膨胀】当固体的温度变化不大时，其体积随温度的升高而增大，这一现象叫“固体的体膨胀”。
【体积膨胀系数】或称“体胀系数”。无论物质是哪种（固体、液体或气体）形态的变化，都称之为体膨胀。当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化和它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”。符号用α表示。设在0℃时物质的体积为V0，在t℃时的体积为Vt，则体胀系数的定义式为
即有
Vt=V0（1+αt）。
由于固体或液体的膨胀系数很小，为计算方便起见，在温度不甚高时，可直接用下式计算，无需再求0℃时的体积V0
V2=V1[1+α（t2-t1）]。
式中V1是在t1℃时的体积，V2是在t2℃时的体积。这一式只适用于固体或液体，因为气体物质的膨胀系数值较大，不能运用此式。
【液体热膨胀】液体是流体，因而只有一定的体积，而没有一定的形状。它的体膨胀遵循Vt=V0（1+βt）的规律，β是液体的体膨胀系数。其膨胀系数，一般情况是比固体大得多。
【气体的热膨胀】气体热膨胀的规律较复杂，当一定质量气体的体积，受温度影响上升变化时，它的压强也可能发生变化。若保持压强不变，则一定质量的气体，必然遵循着Vt=V0（1+γt）的规律，式中的γ是气体的体膨胀系数。盖·吕萨克定律，反映了气体体积随温度变化的规律。这一定律也可表述为：一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减小）的体积等于它在0℃时体
【反常膨胀】一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的体积最小，密度最大。湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差。因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
【复合金属板】由两种不同金属（铜片和铁片）组成长度相同的物体，将它们铆钉在一起，在室温情况下是直的。当温度升高后，它们将发生弯曲。在这种情况下，虽然两种金属温度上升是相同的，但由于它们的线膨胀系数不同，所以两种金属伸长的量不相等，因而发生弯曲。这种金属板称为复合金属板。
利用双金属片的特性，可制成金属温度计，或自动调节温度电路的触点。日光灯电路中的起辉器就是用它来作起动开关的。
【伸缩管】在温度变化较大的管道上连接伸缩管或波纹管，是一种保护措施。由于固体在热胀冷缩时，长度的变化量虽然不大，但对妨碍它发生形变的物体，却有巨大的作用力。例如，截面积为1厘米2、长度为1米的钢条，当温度升高40℃时，伸长只有约0.0005米。如果不让它伸长，它就会对限制它的物体产生104牛顿的作用力。横截面积越大，作用力也越大。为此在工程技术上对于热膨胀所产生的力，应预先考虑，采取必要的措施。例如，钢制桥梁必须把一端架置在活动支座上，使桥梁能自由伸缩。又如在铺设铁轨时，也都是分段留有膨胀余地。
【金属温度计】利用一种呈弧形的双金属片在温度变化的影响下，双金属片带动指针偏转，用以指示或自动记录温度的变化。
【温度调节器】它是用来保持恒温的装置。如图2-7所示的是一种温度调节器的构造原理。弧形的双金属片C由于温度的改变促使其伸展或更加弯曲。在C的自由端固定一块金属板L，在C受热膨胀而伸展时，L与接触点相接触；当温度降低时，C将更加弯曲，L与K离开。若将L与K串接在电热器的QQ1中，当L与K相接触时，电路接通，电热器开始加热，使双金属片C的温度升高。当温度达到某一定值时，由于C更加弯曲，L离开K，电路断开，电热器停止加热。当温度再一次降低时，C又伸展使电路接通。这样就可以自动地保持恒定的温度。复合金属板的里、外层，用线胀系数大的材料。根据仪器构造的需要，可将膨胀系数大的重合板用在环内侧或环外侧。
【相对膨胀】置于容器中的液体，温度升高后，直接观察到的并不就是液体的真实膨胀。因为当温度升高时，固体容器的容积也要膨胀。因此所见到的膨胀，既有液体的膨胀也有固体的膨胀，这种膨胀是液体相对于容器的膨胀故称“相对膨胀”。
【分子的动能】分子作无规则运动所具有的动能叫做“分子的动能”。由于各个分子的运动速度一般说是不同的，因而分子的动能亦不相等，而它们动能的平均值，叫做“分子平均动能”。物体的温度是大量分子热运动剧烈程度的表征；分子热运动越剧烈，物体的温度就越高。也可以说分子的平均动能大，物体的温度就高；分子平均动能小，温度就低。从分子运动论的观点来看，温度是分子平均动能的标志。温度的升高与降低，标志分子平均动能的增大或减小。物体的动能是一种机械能，是力学中的量。它只跟物体的机械运动有关，而跟物体内部分子的无规则运动无关。分子的平均动能，是分子动能的平均值，它是热运动的能量。
【分子的势能】由于分子间的相互作用而具有的势能，叫做“分子的势能”。地面上的物体，由于它跟地球相互作用而具有势能，拉长或压缩弹簧，反抗弹力做功，使弹簧各部分之间的相对位置发生变化，增加了弹簧的势能。一切相互作用的物体都具有由它们的相对位置或物体内部各部分之间的相对位置所决定的势能。若物体间的相互作用力是引力，那么，当它们的距离增大时，必须反抗引力做功，使物体的势能增加；在距离缩小时，引力做功，势能减小。如果物体之间的相互作用力是斥力，在距离增大时，物体的势能减少；距离缩小，物体的势能增加。分子之间也存在相互作用力，并且随着距离的不同，有时表现为引力，有时表现为斥力。因此，分子也具有由它们的相对位置所决定的势能。
【分子平均动能】见“分子的动能”。
【内能】内能是指由物质系统内部状态所决定的能量。从分子运动论的观点看，热力学系统的内能，包括组成物质的所有分子热运动的动能、分子与分子间相互作用的势能的总和，以及分子中原子、电子运动的能量和原子核内的能量等等。当有电磁场和系统相互作用时，还应包括相应的电磁形式的能。内能是热力学系统的状态函数，完全由系统的初、终状态所决定的物理量。当状态一定时，系统的内能也一定。当系统从一个状态转变到另一个状态时，不论这种转变通过什么过程实现，只要系统的初、终状态不变，在各种不同的绝热过程中，采用各不相同的做功形式，所测得功的数值都相同，而与转变过程无关。对于均匀系统而言，若没有外力场的作用，内能可以表示为温度T和体积V的函数，即
U=U（T，V）
当温度和体积分别增加dT和dV时，内能的增加量可如下表示
式中CV和CP分别为系统的定容热容量和定压热容量。
对于理想气体系统而言，由于不存在分子间的相互作用，系统的内能只是所有分子热运动动能的总和。而分子热运动动能只是温度的函数，所以理想气体的内能也只是温度的函数，即
U=U（T）
当温度增加dT时，内能的增量可如下式表示：
dU=CVdT
式中CV为理想气体系统的定容热容量。
物体内能的大小跟它的质量有关。质量越大，即分子数量越多，它的内能就越大。还跟物体的温度和物体的聚集态（固态、液态和气态）以及物体存在的状态（整块、碎块或粉末）有关。其原因是物体温度越高，分子运动越快，分子动能越大；分子间距离越大，分子的势能就越大。对气体来说，它的内能基本上只有分子的动能。因气体分子间的距离已经变得很大，它们之间相互作用力实际上已不再发生作用，所以气体分子的势能可以忽略。物体的内能跟整个物体的机械能含义不同，只要是物体的温度、体积、形状、物态不变，尽管它的机械能在变，它的内能仍保持不变。
物体的温度升高，物体内能增加。因为分子无规则运动加快，分子的动能增加；还因为一般物体受热体积膨胀，分子间距离增大，分子的势能增加。相反，物体的温度降低时，物体的内能就减少。整块物体破成碎块或粉末，分子的势能就要增加。物态变化也伴随物体内能的变化。在熔解、蒸发、沸腾等过程中，物体的内能增加。相反，在凝固和液化等过程中，物体的内能减少。改变物体内能的方式是做功和热传递两种方式。
【物体的状态】物体的状态是指它所处的情况。物体的状态由一组物理量来确定，例如，物体的机械运动状态是指它的位置和速度；一定质量气体的热学状态由它的温度、压强、体积这三个物理量中的任意两个量来确定；物体的状态也指它的聚集态（固态、液态、气态），是整块的还是分散的。
【分散】把整块物体分裂成粉末或碎片的现象，叫做物体的“分散”。它是物体状态变化中一种很重要的概念。例如，喷雾器将水喷出；在黑板上用粉笔写字；用铅笔在纸上绘图；磨粉机磨面粉；车刀切削金属等都是分散的事例。物体在分散时，分子间的平均距离有了增加，这就需要克服分子间的引力做功。所以分子相互作用的势能就要增加。
【物体内能的变化】改变物体的内能有两种方式：一种叫做作功，另一种叫做热传递。热传递只能发生在温度不同的两个物体之间，或一个物体的温度不同的两个部分间。它是温度不同的两物体间能量转移的过程，即能量从高温物体转移到低温物体。热传递的结果使两个物体的温度趋于均衡。在热传递的过程中转移的能量，称之为热量。改变系统内能的另一条途径是做功。即用机构的或电的办法来对系统作功以达到改变其内能的目的。对物体传递热量或作功，不但同样可以改变物体的内能，并且在量的方面也具有一定的关系（热功当量）。
【热量】由于温度差，在热传递过程中，物体（系统）吸收或放出能量的多少，叫做“热量”。它与作功一样，都是系统能量传递的一种形式，并可作为系统能量变化的量度。热量是热学中最重要的概念之一，它是量度系统内能变化的物理量。在热传递的过程中，实质上是能量转移的过程，而热量就是能量转换的一种量度。热传递的条件是系统间必须有温度差，参加热交换的不同温度的物体（或系统）之间，热量总是由高温物体（或系统）向低温物体（或系统）传递的，直到两个物体的温度相同，达到热平衡为止。即使在等温过程中，物体间温度也不断出现微小的差别，通过热量传递而不断达到新的平衡。对于参加热传递的任何一个系统，只有在和其他系统之间有温差，才能获得或失去能量。另外，对系统本身来说，它获得或失去的这部分能量（即热量），并不一定全部用来升降自身的温度，也可用来使自身发生物态的变化。若用分子运动论的观点来看，实际就是将系统分子无规则的热运动转移到另一系统，使该系统的分子热运动的动能或分子间相互作用的势能发生变化。
热量原是热质说中引入的一个物理量。热质说把热量定义为热质之量，即热质的多少。热质说认为物体温度的高低由所含热量（热质）的多少来决定，而且传递的过程是热质移动的过程。现在热质说已被废弃，却保留了“热量”一词，但两者的含义根本不相同。我们说到热量由一个物体转移到另一物体时，意思是说，能量由热传递的方式，从一个物体转移到了另一个物体，其能量转移的数量（不是代表每个物体内能的多少）就用热量来表示。可见，热量只是用来衡量在热传递过程中物体内能增减的多少，并不是用来表示物体内能的多少。说某系统或某物体包含了多少热量，是没有意义的。在国际单位制中，热量的单位是焦耳（卡或千卡已废弃不用）。
在对热量的理解基础上，有必要弄清与其他概念的关系：首先应明确，尽管热量和温度有一定的联系，但它们是完全不同的两个物理量。因为热量是系统内能变化的量度，而温度则是系统内部大量分子作无规则热运动的激烈程度的标志。尽管热传递必须在两系统间有温度差时进行，但传递的是能量，不是热质，更不是温度。热传递不仅可使系统温度发生变化，还可使物态发生变化。在物态变化过程中，传递给系统的热量不一定使系统温度变化（如萘的熔解过程）。因此说：“系统吸收热量多，温度变化不一定大”。“系统的温度高，放出的热量也不一定多”。因为放出的热量，不但和温度的变化值有关，还和热容量等因素有关。其次热量和功有着本质的区别。功是在没有热传递过程中，系统能量变化的量度。而热是在没有作功过程中，系统能量变化的量度。热量和功，都是系统内能变化的量度，都是与过程有关的物理量。热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统转化为热，一定量的热量和一定量的功是相当的。用作功来改变系统的内能，是系统分子的有规则运动转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，也就是机械能或其他能和内能之间的转化过程。用传热来改变系统的内能，是通过分子间的碰撞以及热辐射来完成的。它将分子的无规则运动，从一个系统转移到另一个系统。这种转移也就是系统间的内能转换的过程。因此功和热量既有内在的联系，又有本质的区别。最后还应明确热量和内能的关系：内能是由系统的状态决定的。状态确定，系统的内能也随之确定。通过作功和热传递这两种过程可使系统的内能发生变化。热量是热传递过程中的特征物理量。和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的。有过程，才有变化，就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在什么“功”和“热量”。因此也不能说一个系统中含有多少热量或多少功。
【卡】卡路里的简称。是计算热量曾用的一种单位。代号为cal。使1克纯水温度升高1℃所需要的热量叫做1卡路里，简称1卡，有时亦称1小卡。由于水的比热随温度不同而略有差异，精密的量度发现，把1克纯水从1℃加热到2℃时所需要的热量，比把它从31℃加热到32℃时所需要的热量大约多1％，所以在精密测定中，是把1克纯水从14.5℃加热到15.5℃所需要的热量规定为1卡。通常不加区别而以1卡/（克·度）为水的比热。应用上为方便起见，常以1千卡作为热量的单位，称为“千卡”或“大卡”。原来的“卡”是根据“热量是‘热质’的量”这一观点来定的，随着科学的发展，认识到热量是一种能量变化的量度。热量的单位完全应该采用能量的单位。但由于卡这一单位已经长期沿用，特别是在生物学和食品工业中，已习惯用卡来表示，故这一单位保留下来，但现在卡的意义跟原来的已经完全不同了。在国际单位制和我国法定计量单位中热量的单位是焦耳，1卡约等于4.184焦耳。即1焦耳等于0.24卡。
【大卡】即千卡，为卡的1千倍。它是热量曾用的单位。参见“卡”。
【热能】是能量的一种形式，依物质的分子运动学说，热能是物质中分子或原子无规则热运动的动能。任何一种运动形式都有与其相对应的能量。例如，机械运动的能量是机械能。物体内部所有分子的各种动能以及分子间势能的总和叫做内能。内能包括两部分：一部分是与分子热运动相对应的各种分子运动的动能EK，另一部分是由分子之间的相互作用力引起的分子势能EP。所有分子的各种形式的动能和势能的总和，叫物体的内能，用E表示，即E=EK+EP。由上可见，热能只是内能的一部分。在某些技术部门中，曾把热能和内能混淆，教学中宜将内能和热能区别开来。
【热功当量】热量以卡为单位时与功的单位之间的数量关系，相当于单位热量的功的数量，叫做热功当量。焦耳首先用实验确定了这种关系，将这种关系表示为
1卡（热化学卡）=4.1840焦耳
即1千卡热量同427千克米的功相当，即热功当量J=427千克米/千卡=4.1840焦耳/卡。
从下述两点说明功和热是相当量，而不是相等。其一是在系统的内能发生同样的变化中，既可以通过作功来完成，也可以通过传递热量来完成。两者之间只是在作用于系统这一效果上是等效的，决不能等同起来；其二是功和热之间的转换只是通过系统内能的变化才能完成。脱离系统去谈功和热之间的直接转换是不恰当的。尽管在宏观上可能反映出系统的内能没有发生变化，也不能得出热可以变功或功可以变热这样简单的结论。如果在转换过程中，外界供给系统热量，使系统全部用来对外作功，实际是外界供给系统热量，使系统的内能增加，同时系统对外作功，消耗了从外界获得的能量。
功热当量是热功当量的倒数，它等于0.24卡/焦耳。
【平衡状态（热学）】对于一定的热力学系统，当外界对它既不传热也不作功的条件下，无论该系统的初始状态如何，经过一定时间以后，必将达到其宏观物理性质不随时间变化的状态，这种状态称为平衡状态，简称平衡态。系统处于平衡态时，具有确定的状态参量。平衡态是热力学中重要的基本概念之一。这是在一定条件下对实际情况的概括和抽象，是一种理想的状态。事实上，自然界中并不存在完全不受外界影响，并且宏观性质又绝对不变的系统。只有当人们在研究有关热学问题时，为使问题简化，常把实际的状态，近似地当作平衡状态处理。
【热力学系统】热力学研究的对象是由大量粒子所组成的整体，这一宏观客体称热力学系统，简称系统。而与此系统相互作用的周围环境，称系统的外界。从系统与外界的关系来看，热力学系统有三种情况：其一是孤立系统，即热力学系统与外界没有任何相互作用的联系；其二是封闭系统，即与外界有能量交换的系统，但没有物质的交换；其三称为开放系统，与外界既有物质的交换，又有能量的交换。
【热力学过程】简称过程，即热力学系统从一个状态向另一个状态的过渡，或者说热力学状态随时间的变化。例如，在物态变化中，汽化是物质由液态转变为气态的过程，是凝结的相反过程，都是热力学的过程。按过程所经历中间状态的性质，可把热力学过程分为准静态过程和非静态过程。若在准静态过程中系统内部没有摩擦，则系统经历的过程具有可逆性，也就是说系统从某一初态经过一系列的中间状态到达末态，而后可按相反的次序经历中间各状态，由末态回到初态，因而这类过程又称为可逆过程。
【水当量】在热的测量中，一般将量热器的热容量称之为“水当量”。
【量热器】是一种测量热量等的仪器，亦称“卡计”。它是由白瓷外筒和铜（或铝质）小筒组成，小筒的底部用不传热的小支架支起来，见图2-8所示。两筒间是不易传热的空气，外筒上的盖子，一般用木料制成，其传热效率低。盖上有两个小孔，一孔插温度计，另一孔插搅动器，搅动器用来使投入水中的待测物（己知其质量和温度）跟水温迅速交换，而温度计则
用来测小筒内已知质量水的初温及混合后的温度。两筒间不接触防止热的传递。这种量热器，可用来测定热量、比热、潜热（熔解热、汽化热、升华热等）、化学反应热，以及火炉及酒精灯火焰的温度等。
【焦耳实验】它是1850年焦耳首先测定热功当量的实验。盛在绝热容器内的水，由于砝码的下落带动桨叶旋转，而使水温升高。如果砝码下落所作的功为ΔW，使容器中质量为m的水升高温度为ΔT，那么与ΔW相当的热量ΔQ应为
ΔQ=CmΔT
式中C是水的比热，根据实验测得的ΔT，可将ΔQ计算出来；ΔW可以根据砝码的重力和下落的距离算出。根据实验所得数据，计算所得结果，这就是测热功当量的焦耳实验。
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【燃料的燃烧值】1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。常用q表示，它的单位是焦耳/千克或焦耳/克。如果质量为m的燃料完全燃烧后所放出的热量为Q放，其定义式为
Q放=qm
燃料燃烧时放出的热量多少，不但与燃料的质量多少有关，还与燃料的种类及燃烧程度有关。燃料燃烧放热与高温物体通过热传递向低温物体放热有本质的区别。前者是化学变化而后者是物理变化。燃烧值是反映燃料通过燃烧这种化学变化放热的特性。为比较各种燃料发热的本领，以相同质量的不同燃料完全燃烧后所释放出的热量来对比。
【热容量】系统在某一过程中，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。如果在一定的过程中，当温度升高ΔT时，系统从外界吸收的热量为ΔQ，那么在该过程中该系统的热容量为
热容量的单位是焦耳/开。系统的热容量与状态的转变过程有关。在提到系统或物质的热容量时，必须指明状态的转变过程。系统的热容量还与它所包含的物质的质量成正比，不同过程的热容量不同。
为计算简便，常用水当量的概念，如某系统的热容量与多少克水的热容量相等，即称该系统的水当量为多少克。所以任何系统的热容量在数值上就等于它的水当量。
通常规定，系统吸收的热量为正值，而释放的热量为负值，故在系统吸收热量引起温度升高时，热容量为正值。也有的系统，如饱和水蒸气，在温度升高时，释放热量，故其热容量为负值。
【比热容】即比热。是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的“比热容”。在国际单位制中，比热的单位是焦耳/（千克·开）（曾用的单位还有卡/（克·℃）、千卡/（千克·℃）等）在国际单位制中，能量、功、热量的单位统一用焦耳，因此比热容的单位应为J/（kg·K）。
比热容是反映物质的吸热（或放热）本领大小的物理量。它是物质的一种属性。任何物质都有自己的比热容，即使是同种物质，由于所处物态不同，比热容也不相同。例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·K），而结成冰以后的比热容则为2.1×103J/（kg·K）。比热容是热学中一个重要概念。它涉及热量、温度、质量三个物理量间的变化即C=
压强和体积的变化，而有所不同。水的比热容，只有当温度从14.5℃上升到15.5℃时，它的比热容才等于4.2×103J/（kg·K），在其他温度间隔，水的比热容不一定等于4.2×103J/（kg·K）但由于差别很小，可不加考虑。其他物质在温度改变时，比热容也有很小的变化。比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。
【定容比热容】在物体体积不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1℃所需吸收的热量，叫做该种物质的“定容比热容”。
【定压比热容】在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1℃所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。由于固体和液体在没有物态变化的情况下，外界供给的热量是用来改变温度的，其本身体积变化不大，所以固体与液体的定压比热容和定容比热容的差别也不太大。因此也就不需要区别了。
【热平衡方程】（热交换定律）温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递，直到系统的温度相等。在热量交换过程中，遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量，实际上就是内能的转移，高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。其平衡方程式为
Q放=Q吸
此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则是由于温度升高，溶解及汽化过程而引起的。
【等温过程】热力学系统在恒定温度下发生的各种物理或化学过程。在整个等温过程中，系统与其外界处于热平衡状态。例如，与恒温箱接触的一个气筒，可用一活塞对它缓慢地压缩，所做的功表现为流进容器内使气体的温度保持不变的能量。蓄电池在室温下缓慢充电和放电，都是近似的等温过程。对一定质量理想气体等温可逆过程的特征是气体压强P和体积V的乘积不变，PV=恒量。理想气体的内能仅仅是温度的函数，所以过程中内能不变。
【等压过程】又称“定压过程”。热力学系统在状态发生（物理或化学）变化过程中，其物质系统的压强始终保持恒定，其特点是P=恒量。等压过程能量转化特点是系统吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外所做功之和；等于系统态函数焓的变化。
等压过程在工程热力学中，如水蒸气在锅炉过热器内受热的过程，常常用工质的焓的数值所编成专门的图表，可直接根据状态从图表中查出焓值，用来计算工质在定压下吸收的热量。又如在大气压下，气缸中的气体受热缓慢膨胀；等压下的化学反应，由QP=ΔH知其反应热等于生成物和反应物的焓差，可用来计算反应热。对一定质量理想气体等压过程的特征是它的体积在过程中与绝对温度成正比。
【等容过程】又称“定容过程”。物质系统的体积保持不变的情况下所发生各种物理或化学过程，其特点是体积V=恒量。由于在等容过程中系统对外界不作功，所以，当系统的温度升高时，将从外界吸收热量Q，并全部转变为自身内能的增加。对一定质量理想气体等容过程的特征是压强和绝对温度按正比的变化。
【绝热过程】热力学系统与外界无热交换的过程，即不吸收热量也不放出热量的过程叫“绝热过程”。由良好的绝热材料隔绝的系统中进行的过程，或由于过程进行得过速来不及和外界有显著热交换的过程，都可近似地看作绝热过程。例如，声波在空中的传播，蒸气在汽轮机内膨胀作功的过程，均可当作绝热过程处理。一个系统作绝热变化，只是对外没有热量交换，并不是这系统本身温度不变。例如，对气体作绝热压缩，温度升高，当气体作绝热膨胀时，温度则常是降低。绝热过程中系统与外界无热交换Q=0。根据热力学第一定律，绝热过程中能量转化的特点是系统内能的变化等于外界对系统所作的功，ΔU=A。当A＞0，外界对系统做功，则ΔU＞0，系统内能增加。反之，当A＜0时，系统对外界做功，系统内能减少。
【相变】（物态变化）不同相之间的相互转变，称为“相变”或称“物态变化”。自然界中存在的各种各样的物质，绝大多数都是以固、液、气三种聚集态存在着。为了描述物质的不同聚集态，而用“相”来表示物质的固、液、气三种形态的“相貌”。从广义上来说，所谓相，指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分，它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。例如，在由水和冰组成的系统中，冰是一个相，水是另一个相。α铁、β铁、γ铁和δ铁是铁晶体的四个相。不同相之间相互转变一般包括两类，即一级相变和二级相变。相变总是在一定的压强和一定的温度下发生的。相变是很普遍的物理过程，它广泛涉及到生产及科技工作。在物质形态的互相转换过程中必然要有热量的吸入或放出。物质三种状态的主要区别在于它们分子间的距离，分子间相互作用力的大小，和热运动的方式不同。因此在适当的条件下，物体能从一种状态转变为另一种状态。其转换过程是从量变到质变。例如，物质从固态转变为液态的过程中，固态物质不断吸收热量，温度逐渐升高，这是量变的过程；当温度升高到一定程度，即达到熔点时，再继续供给热量，固态就开始向液态转变，这时就发生了质的变化。虽然继续供热，但温度并不升高，而是固液并存，直至完全熔解。一般物质三态相互变化过程可见图2-9所示。
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【熔解】物质由固相转变为液相的过程，叫做“熔解”。它是凝固的相反过程。晶体物质在一定压强和一定的温度下，就开始熔解。在熔解过程中，要吸收热量，这部分热量是熔解热。尽管晶体物质吸收熔解热而熔解，但其温度不变，直至全部晶体都变成液体时为止。晶体熔解时对应的温度，称为熔点。
在熔解过程中，吸收热量的多少，只能影响熔解的快慢，而不能影响熔解温度的高低。这说明晶体在熔解和凝固的过程中具有共同的特征——温度保持不变。晶体的液态和固态之间有着明显的界限。这是由于晶体的分子是按一定的规则排列成为空间点阵的。分子只能在平衡位置附近不停地振动，因此，它具有动能；同时，在空间点阵中，由于分子之间相互作用，它又同时具有势能。晶体在开始熔解之前，从热源获得的能量，主要是转变为分子的动能，因而使物质的温度升高。但在熔解开始时，热源传递给它的能量，是使分子的有规则的排列发生变化，分子之间的距离增大以及分子离开原来的平衡位置移动。这样加热的能量就用来克服分子之间的引力做功，使分子结构涣散而呈现液态。也就是说，在破坏晶体空间点阵的过程中，热源传入的能量主要转变为分子之间的势能，分子动能的变化很小，因此，物质的温度也就没有显著的改变。所以熔解过程是在一定温度下进行的。
非晶体在熔解过程中，随温度的升高而逐渐软化，最后全部变为液体，所以熔解过程不是与某一确定温度相对应，而是与某个温度范围相对应。因为非晶体物质的分子结构跟液体相似，它的分子排列是混乱而没有规则的，即使由于它的粘滞性很大，能够保持一定的形状，但是实际上它并不具有空间点阵的结构。热源传递给它的能量，主要是转变为分子的动能。所以在任何情况下，只要有能量输入，它的温度就要升高。因此它没有一定熔解温度，并且在熔解过程中，温度是不断上升的。
固态在熔解时，物质的物理性质要发生显著变化，其中最主要的是饱和蒸汽压、电阻率以及熔解气体能力的变化，特别是体积的变化。例如，冰总是浮在水面上，严冬季节，盛满水的瓶子因冻结而胀裂。固体石蜡放入熔解的液体石蜡里，会下沉到底部。从而得出固态熔解成液态，或液态凝固成固态时，体积和密度通常是要发生变化的。大多数物质如石蜡、铜、锌、锡等，在溶解时体积变大，在凝固时体积要缩小。这是因为在晶体内分子有规则排列时所占的体积要比在液体内分子杂乱无章排列时所占的体积小些。但也有少数物质例外，例如，水、铋和?五、原子和原子核
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【电子】是一种最小的带电粒子。它也是最早被人们发现的基本粒子。带负电，电量为，1.602189×10-19库仑。是电量的最小单元。质量为9.10953×10-28克。常用符号e表示。电子在原子中，围绕于原子核外，其数目与核内的质子数相等，亦等于原子序数。导线中电流的产生即是电子流动的结果。一安培的电流相当于每秒通过6.24×1018个电子。利用电场和磁场，能按照人们的要求控制电子的运动（特别是在真空中），从而制造出各种电子仪器和元件，如各种电子管，电子显像管、
正电子的质量和电子相等，它的电量的数值和电子相等而符号相反，即带正电。一个电子和一个正电子相遇会发生湮没而转化为一对光子，即
一对正负电子，常称为正负电子对（电子偶）。能量超过1.02MeV（兆电子伏特）的光子穿过铅板时，会产生电子一正电子对，这个反应表示为
电子的运动质量m与静止质量m0的关系为
这里v是电子运动速度，c是光速，这就是相对论的公式。
【原子】组成单质和化合物分子的最小粒子。不同元素的原子具有不同的平均质量和原子结构。原子是由带正电的原子核和围绕核运动的、与核电荷核数相等的电子所组成。原子的质量几乎全部集中在原子核上。在物理化学反应中，原子核不发生变化。只有在核反应中原子核才发生变化。
【汤姆逊的原子核模型】汤姆逊的原子核模型是最早提出的原子核模型，他认为：构成原子的正电荷是均匀分布于球状原子内，原子大小乃是此正电荷球之大小，电子则埋藏于此正电荷中，当电子受到外界激励时，它即以平衡位置为中心作振动而发射光。当a粒子穿过此原子时，a粒子将受到散射，因电子质量很小，这项散射之主要原因是正电荷之斥力作用。由电磁理论预示加速的带电物体如振动的电子等会发射电磁辐射，故根据汤姆生模型，便可了解受激原子会发射电磁辐射的性质。在实际计算其可能发射的辐射能谱，即发现此模型所导致的结果，与实验观察到的能谱在数值上并不相符。1911年卢瑟福对原子核散射a粒子的实验加以分析之后，便得出汤姆生模型不正确的结论。卢瑟福分析的结果表明，正电荷并非布满在整个原子内，而是集中在原子中心的极小区域，或原子核内，就此，汤姆生的原子模型便被废弃了。
【a粒子的散射】 1911年卢瑟福等人用a粒子（He的原子核）射击重的金属箔，结果大部分a粒子穿过了金属箔而很少改变其运动方向，一少部分a粒子被分别散射到不同的方向上。他们测定了不同散射角中a粒子的数目，加以分析后，得出如下结论：原子是由一个很小的核心（原子核）和围绕着它运动的电子构成（原子行星模型），原子核所带电荷量为Ze（Z为该金属的原子序数，e为电子的电荷），其线度约为原子的十万分之一，一般为10-13～10-12厘米，a粒子散射，又称为卢瑟福散射，它是原子物理发展中最早期的重要实验之一。图5-1所示描述了a粒子通过重金属箔的散射情况。假设距原子核很远的地方，a粒子沿直线ab以速度V运动，以P表示直线ab与原子中心O（即原子的正电荷E所在的地方）的最短距离。P被称为“瞄准”距离，可由理论力学应用电学知识计算证明，在a粒子与电荷E之间存在着库仑相互作用力的情况下，a粒子沿双曲线运动。而a粒子轨道的偏转角θ（双曲线的渐近线之间的角）为下式决定：
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式中M是a粒子的质量，重金属原子核的质量和a粒子的质量相比较，可以看作是无穷大。由上式可知，“瞄准”距离P愈小，偏转角θ愈大。对于不同的“瞄准”距离，a粒子的轨道形状可有如图5-2所示
能被弹回。这种情况往往称为a粒子背向散射。假定一束平行的a粒子穿过金属箔，并设单位时间内通过单位横截面的粒子数为n0。我们可以计算单位时间内有多少个粒子的偏转角是在给定的θ与θ+dθ之间。设偏转角θ与“瞄准”距离P对应，而偏转角θ+dθ与“瞄准”距离P—dP对应。在此情况下，偏转角在0～θ+dθ之间的粒子，是那些穿过以A为中心，以P为半径所作的宽为dP的环的面积中的粒子如图5-3所示。这样的粒子数目等于n。dS，式中dS为环的面积。如果金属箔每单位面积有N个原子，则单位时间内其偏转角在θ与θ+dθ之间的a粒子的总数为
?
?
dn=n0NdS
此关系式是在每一个a粒子只偏转一次的条件下才正确，而这个条件在金属箔足够薄时是能够实现的。环的面积dS近似地等于2πPdP。所以有
dn=2πn0NPdP
式中Z是原子核的电荷数（原子序数）。dn表示单位时间内散射角在已知值θ与θ+dθ之间的粒子数目。换句话说dn是单位时间内在开放角为2θ和2（θ+dθ）的二锥体之间的空间内飞行的a粒子数目。如果我们以这两个锥体的顶点c为球心，作一半径为r的球，则这两个锥体在球面上截出的面积为2πrsinθ·rdθ=2πr2sinθ· dθ的区域，如图 5-4所示的阴影部分。所有dn个粒子都射在这区域的面积上。因而落在单位面积上的粒子数目
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实验的结果完全证实了理论的这一结论。
式中的θ，V，n0，N和测出的dn′诸值）。可以计算出各种元素原子核的电荷Q=Ze。其中Z是某种元素的原子序数。
【原子核的大小】根据卢瑟夫的核式结构模型，可以估计出原子核的线度不超过10-13〔厘米〕，它的这一线度也是由散射实验确定的。
粒子的散射）求出与不同偏转角θ对应的“瞄准”距离P。我们发现，对于重的元素，θ的值达到150°，P的数量级为10-13〔厘米〕。这表示，当a粒子中心与原子中心距离的数量级为10-13〔厘米〕的时候，相互作用力仍遵守库仑定律，由此可得出结论：原子核的线度不超过10-13〔厘米〕。因为整个原子的线度是一数量级为10-8〔厘米〕的量，这很显然说明了原子核在较原子小得多的体积内。原子核虽小但集中了原子的几乎全部质量，因此原子核的密度非常之大，如果在一立方厘米的体积中全部充满原子核，则它的质量约为一千万吨。
【卢瑟福】? Rutherford， Ernest（1871～1937年）物理学家。生于新西兰，长期在英国工作。在原子结构和放射性研究方面做出了重要的贡献。1899年发现放射性辐射中的两种成分，并由他命名为α射线和β射线，接着又发现新的放射性元素“钍”。1902年与英国化学家素第一起提出原子自然蜕变理论。1911年根据α粒子的散射实验（卢瑟福实验）最先发现原子核的存在，并提出了关于原子结构的行星模型。1919年用α粒子轰击氮原子而获得氧的同位素，第一次实现了元素的人工嬗变。
【玻尔】Bohr， Niels Henrik David（1885～1962年）丹麦物理学家。他在普朗克量子假说和卢瑟福原子行星模型的基础上，于1913年提出了氢原子结构和氢光谱的初步理论。后来，又提出了“对应原理”。这些工作，对量子论和量子力学的建立起了重要作用。此外，玻尔在原子核反应理论和解释重核裂变现象等方面，也有重要的贡献。1916年任哥本哈根大学理论物理教授。由于他在原子结构方面的研究成就而获1922年诺贝物理学奖。
【玻尔的原子理论】由丹麦物理学家玻尔根据原子行星模型用经典运动规律和普朗克的量子概念来阐明原子结构的初步理论。这一理论的基础是两个基本假设：（1）电子在原子中不可能沿着经典理论所允许的能量连续变化的所有的轨道运动，而只能沿着一组特殊的轨道运动。只有当电子运动的动量矩等于h/2π（h为普朗克常数）的整数倍时，其轨道才是稳定的。在每一稳定轨道中，原子具有一定的能量。处于稳定状态的电子不吸收也不发出辐射。（2）当电子从一个定态跃迁到另一个定态时，才产生辐射的吸收或发射现象。当原子从能量为En的能级跃迁到另一个能量为Em的能级时，将发射或吸收一定频率的光，频率的数值为
玻尔的理论只考虑到电子的圆周轨道，即电子只具有一个自由度，因此它对只有一个电子的氢原子和类氢原子的谱线频率作出了解释，对于具有两个或更多电子的原子所发的光谱，这理论遇到了根本的困难。后来索末菲将玻尔的量子化条件加以推广，使得它不仅能解释氢原子的光谱，而且对于只有一个价电子的复杂原子光谱也能较好地解释。玻尔理论的部分成就，促进了量子论的发展，在历史上曾起大的作用。
【波尔轨道】在玻尔的理论中，认为电子绕原子核运行是许多分立的圆形轨道。轨道半径在10-8厘米左右。在不同轨道上运行的电子各有确定的能量。当电子从外层轨道跳向内层轨道时，便发射光子。电子沿轨道运动这一概念并不正确，后已被量子力学的几率分布概念所取代，但由于它的直观性，现在仍然经常用轨道这个述语来近似地描述原子内部电子运动的规律性。根据玻尔的量子化条件，可以算出轨道的半径，对于圆形的轨道，电子的动量矩P为
P=mvr
又根据电子与核之间的作用力为库仑力，所以有
圆形轨道的向心力为
所以
量子数（见词目玻尔的原子理论）。得到
靠核最近的圆形轨道半径，约为0.529×10-8〔厘米〕。在原子物理中常用它作为一种长度单位以a0表示：
【量子数】表征微观粒子运动状态的一些特定数字。按照量子力学，表征微观粒子运动状态的某些物理量只能不连续变化，称为量子化。量子数就是用来确定它们所可能具有的数值。按照物理量的性质，量子数可以是整数或半整数，有的只能取正值，有的能取正值，也能取负值，但当微观粒子运动状态发生变化时，量子数的增减只能为1的整数倍。例如，电子在原子中的运动可用四个量子数表示：主量子数n只能取1，2，3，……等正整数，它是确定电子能量的主要量子数；角量子数L只能采取0，1，2……等正整数，它表示电子轨道动量矩；磁量子数m可以采用0和正或负整数，它表示电子轨道动量
子自旋动量矩在这一空间方向上的分量。
【基态】由量子的观点来看，微观粒子系统（如原子、原子核或其他多粒子体系等）所能具有的各种状态中能量最低的状态（也就是处于最低能级）叫做基态。当原子处于基态时，电子处于离核最近的轨道上，此时原子处于稳定状态。
【激发态】对于微观粒子体系（如原子、原子核）当其内部能量高于基态能量时所处的能量状态称为激发态。当原子中的电子通过某种方式从外界吸收光子或与其他粒子相互作用而获得能量时，原子便由基态跃迁到激发态。处于激发态的原子是不稳定的，一般是由发射光子或与其他粒子发生作用而回复到基态。例如，当激发态的原子在回到基态时，它将以光子的形式放出它所减少的这部分能量。光子的频率为
其中w2表示发光之前原子的能量，而w1表示发光之后的能量。
【能级】微观粒子系统在束缚态中只能处于一系列不连续的、分立的状态，这些状态对应着一定的能量，它们的数值各不相等。为了形象化起见，人们往往按比例以一系列不同高度的水平线代表不同的能量状态，并把这些状态的能量按大小排列，犹如一级一级的阶梯。故称为能级。例如，原子中的电子处于一系列不连续而分立的定态。每一个定态所具有的能量可用一定高度的能级表示。对于氢原子，电子在各个定态上的能量（包括动能和电势能）为
式中K为静电力恒量，等于9.0×109N·m2/C2，e和m分别为电子的电量和质量，h为普朗克常数。由于取电子电离时（即电子脱离原子时）的电势能为零，所以氢原子能量En取负值。图5-5是按能量数值的大小排列成的能级图。从图中可以看出，能级之间的间隔不等，n愈大，即能量愈高时能级愈密。n=1的能级代表基态。n=2，3，4……都叫做原子的激发态。n→∞对应于使原子电离所需要的最小能量。使原子中的电子从能量较低的状态跃迁到能量较高的状态叫做原子受激发。将电子从基态激发到脱离原子，
?
叫做电离，这时所需的能量叫电离电势能。例如氢原子中基态的能量为-13.6eV（电子伏特），使电子电离的电离势能就是13.6eV（即2.18×10-18焦耳）。
【跃迁】微观粒子系统从某一状态（初态）到另一个状态（末态）的过程。如一个处于能量较高的激发态原子，将发射光子而变到能量较低的激发态或基态，称为原子从高能态到低能态的跃迁。这时原子以光子的方式放出能量。如果原子由基态过渡到激发态或由较低的激发态过渡到较高的激发态，称为原子从低能态到高能态的跃迁。这时原子需要吸收相应的能量。
【量子】在微观世界中的某些物理量不能连续变化，而只能以某一最小单位的整数倍发生变化。这一物理量的最小单位称为该物理量的量子，普朗克在研究黑体辐射时，首先发现自然现象中的这一不连续的量子性质。他发现物质吸收或发射的辐射能量量子，其大小为h（其中h为普朗克常数，v为辐射的频率）。能量分化为量子的现象，只是普遍自然规律中的一个例子，其他物理量如动量矩等也是量子化的。有时也将同某种场联系在一起的基本粒子称为这个场的量子。例如电磁场的量子就是光子。每种物理量的量子数值都很小，所以在较大物体的运动中，量子化不发生显著地影响，各量犹如能连续变化一样。但对微观粒子（如电子、原子）来说，这种量子化效应就不能忽视，对于它们，牛顿力学已不适用，必须用量子力学来研究。
【量子论】探索微观粒子运动所遵从的量子规律的初步理论，是量子力学的先驱。是从普朗克在物理学中引入量子概念（1900年）开始，特别是在玻尔提出他的氢原子理论（1913年）以后发展起来的。量子论仍然以经典物理规律为基础，但加上了一些反映微观运动具有量子特性的附加条件（量子条件）。它指出，在物体大、运动范围广（相当于量子数很大）的极限情形下，微观运动规律应该趋近于宏观运动规律；并且两种运动规律应该具有相互对应的关系（对应原理）。量子论能够解释一些简单的原子、分子所发射的光谱和黑体辐射等现象，但由于它的半经典性质，其结果在数量方面往往不能与实验符合。量子论本身还包含着很大矛盾，在解释许多实验事实时都遇到严重困难。它的进一步发展导致量子力学的建立（1924～1926年），现在这一理论已被量子力学所代替，故有时称之为旧量子论，但由于它的直观性强，在解释某些现象（如复杂的光谱）时，还常被采用。人们有时也把研究微观运动的整个学科统称为量子论或量子物理学。
【原子光谱的规律】在19世纪下半期，已了解到稀薄气体发光产生的光谱是不连续的。从1885年，瑞士中学教师巴耳末发现描述氢原子光谱规律性的巴耳末公式开始，由大量实验数据分析出原子发射的线光谱是由按照一定规律组成的若干线系构成的。例如，氢原子光谱谱线的波数可用下述的经验公式来描述
式中R=1.096776×107〔米〕-1，称为里德伯常数。m与n都是正
线属于同一个线系，当
m=1，n=2，3，4，……组成的线系叫赖曼线系。
m=2，n=3，4，5，……组成的线系叫巴耳末线系。
m=3，n=4，5，6，……组成的线系叫帕邢线系。
m=4，n=5，6，7，……组成的线系叫布喇开线系
m=5，n=6，7，8，……组成的线系叫做逢德线系。
由此可见，氢原子光谱具有确定的规律性，每一条光谱线的波长都
T（m）和T（n）叫做光谱项。由于氢原子光谱具有上述的规律性，人们又企图在其他元素的原子光谱中寻找类似的规律。不过其他原子的光谱比氢原子的光谱复杂，这表明其他原子内部的结构比氢原子复杂。但它们也组成若干线系，每一条谱线也可以写成两个光谱项的差。例如类氢离子的光谱可表述为
或中R为里德伯常数，Z为类氢离子的原子序数，m、n是整数，且n＞m。碱金属的光谱项和氢的光谱项不同，碱金属光谱项中多一个改正数α、β，即
总之，关于原子光谱规律可归结为；（1）谱线的波数由两个谱项的差值来决定。（2）如果前项保持定值，后项按整数参变量而变，则所给出的各谱线便是同一谱系中各谱线的波数。（3）改变定项的数值，便给出不同的谱系。
【氢原子光谱解析】玻尔的原子理论是建立在三个基本假设的基础上：（1）原子系统只能具有一系列的不连续的能量状态，在这些状态中，电子虽然作加速运动但不辐射电磁能量。这些状态叫做原子的定态，相应的能量分别为E1，E2，E3……（E1＜E2＜E3……）这就是所谓的定态假设。（2）当原子从一个具有较大能量E2的定态跃迁到另一个能量较低的定态E1时，它辐射出具有一定频率的光子，光子的能量为
这一假设确定了原子发光的频率——它就是频率假设。（3）原子的不同能量状态和电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，电子的可能轨道的分布也是不连续的，只有当轨道的半径r与电子的动量P的乘积（即为动量矩）等于h/2π的整数倍，轨道才是可能的。即
根据玻尔的第二个假设，原子系统中电子从较高能级Wn，跃迁到较低能级Wk时，发出单色光，其频率为
电子在量子数为n的轨道上运动时，其原子系统的总能量Wn等于电
因为与能级Wk和Wn相应的量子数分别为k和n
所以有
?
由玻尔假设而推出的上式，当k为2时，与氢原子光谱巴耳末系的里德伯公式完全相同，且R的理论值可由式
算出，结果R=1.097373×107〔米〕-1，此值与经验公式中的R的实验值十分符合。故上式也为里德伯恒量提供了理论解释。根据玻尔理论，氢原子光谱的产生可解释如下：由式
可知，n越大，原子系统Wn的绝对值越小，但代数值越大，亦即电子离核越远，原子能量越大。电子在第一轨道亦即最内层轨道（n=1）时，能量最小，原子最为稳定，这种状态便是基态。量子数n大于1的各个状态，其能量均大于基态能量，这些状态都是激发态。当原子由基态跃迁到受激态时，原子必须吸收一定的能量。例如原子受到辐射的照射或高能粒子的撞击等，这时电子可由第一轨道跃迁到量子数较高的轨道上运动。处于受激状态的原子一般在10-8秒内自发地跃迁到能量较低的受激态或基态，在跃迁过程中，将发射一个一定频率的光子，其波数由
决定。由此可看出，巴耳末谱系是当氢原子中的电子从不同的较外层的轨道，跃迁到第二轨道时所发射的谱线。当电子跃迁到第一轨道时，应发出谱系：
跃迁到第三轨道时应发出的谱系：
而跃迁到第四第五轨道时应发出的谱系：
两谱系。这些谱系，的确都在氢原子光谱中观察到，而且有些还是在玻尔理论发表以后先从理论上计算出来，然后才通过实验找到的。在k=1时所表示的谱系在光谱的远紫外部分，称为赖曼系。k=3所表示的谱系在红外部分，称为帕邢系。k=4和k=5所表示的谱系也都在红外范围，分别称为布喇开系和普芳德系。在某一瞬时，一个氢原子只能发射一个一定频率的光子，这一频率相应于一条谱线，不同的受激氢原子才能发射不同的谱线。实验中观察到的是大量不同受激状态的原子所发射光的组合，所以能观察到大量的谱线。
【巴耳末公式】由于氢原子是诸原子中最简单的原子，物理学家曾对氢原子就理论上及实验上作了比较细致的研究，并以它为研究复发原子的基础。应用光谱方法是研究原子结构的一种重要手段。任何元素的原子，如令其在气态下发光，均随元素的不同而发射或吸收某一特定波长的光波。利用光谱仪，可以观察到各种波长不同的明线，称为光谱线。在1885年瑞典物理学家巴耳末发现，氢原子光谱可见光区的光谱线。排列是很有规律的，故其波长存在着一定的关系。设光波之频率为v，波长为λ，则波长的倒数1/λ为单位长度中的波数；巴耳末发现氢原子光谱中可见光区之明线与其波数之关系为：
此式称为巴耳末公式，R称为里德伯常数。
7，…。
【a粒子散射装置】早期的a粒子散射的实验装置如图5-6所示。R为放在铅室中的放射源，D1和D2为限束光栏（目的是为了形成细束），F为金属箔上通过来的位置，S为一荧光屏，M为放大镜。每当a粒子打到荧光屏上时，就有荧光闪烁，通过放大镜观察和计数荧光闪烁的次数，从而测定a粒子束在该处的强弱。S和M可以同步地在以F为圆心的圆弧上移动。在不同的散射角度上测a散射的粒子数是不相同的，利用这些散射粒子的能量和不同角度上的分布，可以研究不同的物质的性质。这种装置是很简单的。近期的a粒子散射实验装置中，多用加速器把a粒子（氦原子核）加速到一定能量并准直为细束，打到要研究的金属箔上，其探测装置，也多用半导体探测器代替荧光屏和放大镜。探测器可以，记录a粒子的数量，通过多道分析器还能定出各种a粒子的能量，测出按能量分布的能谱。a粒子的散射有的散射角大于90°，对于大于90°角的散射，常称之为“背散射”。对于要研究的样品不是薄片而是比较厚的样片，a粒子不能穿过，要研究其表面的性质。多用背散射进行研究。在背散射的分析中，可以用加速器来精确地控制a粒子的能量，使a粒子和靶核的作用在弹性碰撞范围之内，这就可以用经典理论来分析。利用加速器作a粒子源其主要优点是：（1）a粒子的能量单色性好。（2）a粒子的能量可调整到所需要的能量。 （3）可以做高能量的a粒子实验。大大改善了早期a粒子散射实验的精度。近年来，a粒子背散射技术有了更大的发展，特别是在半导体领域中，由于工业生产的发展迫切要求了解半导体表面1μm（微米）内杂质的纵剖面分布、晶体损伤和杂质原子的晶格定位等。背散射技术及沟道效应的应用，正好满足这些要求。此外这种分析方法是定量的，可靠的，对样品非破坏性的分析，尤其是对轻衬底中的重元素杂质的分析，因此这种分析技术得到了很快的发展，成为表面分析的有利工具。
?
【量子力学】它是研究微观粒子（如电子、原子、分子等）运动规律的理论。原子核和固体的性质以及其他微观现象，目前已基本上能从以量子力学为基础的现代理论中得到说明。现在量子力学不仅是物理学中的基础理论之一，而且在化学和许多近代技术中也得到了广泛的应用。上世纪末和本世纪初，物理学的研究领域从宏观世界逐渐深入到微观世界；许多新的实验结果用经典理论已不能得到解释。大量的实验事实和量子论的发展，表明微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性（参见波粒二象性），微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描写。德布罗意、薛定谔、海森堡，玻尔和狄拉克等人逐步建立和发展了量子力学的基本理论。应用这理论去解决原子和分子范围内的问题时，得到与实验符合的结果。因此量子力学的建立大大促进了原子物理。固体物理和原子核物理等学科的发展，它还标志着人们对客观规律的认识从宏观世界深入到了微观世界。量子力学是用波函数描写微观粒子的运动状态，以薛定谔方程确定波函数的变化规律，并用算符或矩阵方法对各物理量进行计算。因此量子力学在早期也称为波动力学或矩阵力学。量子力学的规律用于宏观物体或质量和能量相当大的粒子时，也能得出经典力学的结论。在解决原子核和基本粒子的某些问题时，量子力学必须与狭义相对论结合起来（相对论量子力学），并由此逐步建立了现代的量子场论。
【海森堡】（1901～1976）德国物理学家，因创立矩阵力学等成就而获1932年诺贝尔物理学奖。26岁任莱比锡大学教授。1928年提出把量子力学应用于金属内部电磁的强磁体理论。1929年与泡利一起提出量子场论作为电磁场与电子相互作用的理论。在查德威克发现中子后，他又建立了把中子看作原子核结构要素的结构理论，继续从事量子物理学的研究。1941年任伯林大学教授和凯泽·威廉研究所所长。1943年提出S矩阵理论。第二次世界大战期间领导德国原子能利用事业。战后被俘往美国。1946年返回德国后，任普朗克物理研究所所长兼哥廷根大学教授，从事基本粒子研究。1958年与泡利一起研究基本粒子的统一场论，提出“元物质”理论，1967年发表《基本粒子统一场论》。著有《量子论的物理学基础》（1930年）、《自然科学基础的变化》（1935年）、《原子核物理》（1943年）、《物理学与哲学》。
【薛定谔】（1887～1961年）生于维也纳。理论物理学家。1910年取得维也纳大学博士学位。先后在维也纳，苏黎世等地任教。1926年将法国人德布罗意的物质波观念用数学表示，得到量子力学中最基本的薛定谔 方程式，因而获1993年诺贝尔物理学奖。1928年继普朗克退休出任伯林大学物理学系主任。由于纳粹党得势，1933年离德赴美国牛津之一学院任客座教授。1936年回奥国任大学教授，至奥国被纳粹德国合并后，先短期访问美国，后长期定居爱尔兰，1940年任爱尔兰皇家学院教授及伯林高等研究院教授。曾试图推广爱因斯坦的重力场论到电磁场，并尝试对生命现象用纯物理观念解释。1944年著《什么是生命》一书。1938年曾经意大利到美国，任达布林研究所所长，在此期间曾从事波动力学应用问题的研究，还从事物理学基础和物理学哲学问题的研究，由他建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律，在粒子运动速度远小于光速的条件下适用。它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。
【狄拉克】1902年生，英国理论物理学家，原在布里斯托大学学习工程，后兴趣转到物理而在剑桥大学获物理学博士学位。1933年31岁时以对量子力学的贡献荣获诺贝尔物理学奖（与薛定谔共享）。1925年海森堡和薛定谔创立量子力学，狄拉克将相对论引进量子力学，写下
等。并预测及粒子的存在，此预测1931年被美国人安德生在宇宙射线中发现。狄拉克是量子辐射理论的开创者，又与费米分别发现费米，狄拉克统计律，并预测磁子的存在，提出了宇宙尺度中重力常数随时间变化的论述。1930年初版的《量子力学原理》是量子力学的标准教科书之一。
【薛定谔方程】薛定谔方程式为量子力学中粒子运动的基本方程式，但是这一理论假定粒子运动速度比光速小得多，因此它是非相对论性的。理论的基本点是一物理系统中的特定能量，可用一波动方程求出。此方式式的形式为
此方程也常称为薛定谔波动方程，它描写子状态随时间的变化。它反映了微观粒子的运动规律。上式也常写为
动量和能量的关系为
波函数是平面波：
它是薛定谔方程的解，我们可以由解来反推方程，即
三式相加，得
利用自由粒子的能量和动量的关系式：
用在波函数上的算符相当：
量和动量的关系是
用上述与能量和动量相对应的算符代替E和P，并在等式两边乘上粒子的波函数ψ（r，t）便得到
?
这就是著名的薛定谔方程式，在这个方程式问世以后不久，就被成功地用于解决许多原子和分子物理学的问题，并促使有关学科向前迈进了一大步。
【物质波】也称为“德布罗意波”或“实物波”对微观粒子所具有的波动性的描述。由法国物理学家德布罗意在1924年首先提出的。他把当时已发现的关于光的波粒二象性这一事实加以推广，提出一切微观粒子也都具有波粒二象性的论点。他认为19世纪在对光的研究上，只重视光的波性，忽视了光的微粒性；而在对实体的研究上，则过分重视了实体的微粒性，而忽略了实体的波性。因此他提出了微观粒子也具有波性的假设。德布罗意把粒子和波通过下面的关系联系起来：粒子的能量E和动量P与平面波的频率γ和波长λ之间的关系正象光子与光波的关系一样，即
ν=E/h
λ=h/P
且平面波沿着粒子运动方向传播（h为普朗克常数）。如电子衍射实验完全证实了物质波的存在，它成为建立量子力学的重要基础之一。按照德布罗意假设，粒子以速度v运动时，相应于这些粒子的平面单色波的波长是
如果v＜＜c，那末
再如，电子经电场加速（加速电位差为u）后，电子的速度将由关系式
得
将h=6.62×10-34〔焦耳〕〔秒〕，e=1.60×10-19〔库仑〕，m0=9.11×10-31〔公斤〕等数据代入后，得
由此可知，假如用150〔伏特〕的电位差所加速的电子，物质波的波长为10-10米，与伦琴射线（x射线）的波长的数量级相同；而当u=10000〔伏特〕时，λ=0.122×10-10米。所以这种物质波的波长是很短的。我们知道，光学仪器的分辨率与光的波长成反比，电子显微镜的放大率，远大于光学仪器的放大率，就是因为电子的物质波（德布罗意波）的波长，远较可见光波长为短的缘故。这也充分证明物质波是确实存在的。
【相对论】相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论。它是现代物理学的理论基础之一。相对论是本世纪初由爱因斯坦等在总结实验事实（如迈克耳孙—莫雷实验）的基础上所建立和发展。在这以前，人们根据经典时空观（集中表现为伽利略变换）解释光的传播等问题时，导致一系列尖锐的矛盾。相对论针对这些问题，建立了物理学中新的时空观和高速物体的运动规律，对以后物理学的发展有重大作用。相对论分为狭义相对论和广义相对论两大部分。1905年建立的狭义相对论的基本原理：（1）在任何惯性参考系中，自然规律都相同，称为相对性原理。（2）在任何惯性系中，真空光速c都相同，即光速不变原理。由此得出时间和空间各量从一个惯性系变换到另一惯性系时，应该满足洛伦兹变换，而不是满足伽利略变换。并由此推出许多重要结论，例如：①两事件发生的先后或是否“同时”，在不同参照系看来是不同的（但因果律仍然成立）。②量度物体的长度时，将测到运动物体在其运动方向上的长度要比静止时缩短。与此相似，量度时间进程时，将看到运动的时钟要比静止的时钟进行得慢。③物体质量m随速度v的增加而增大，其关系为
m0为静止时的质量，称为静止质量。④任何物体的速度不能超过光速c。⑤物体的质量m与能量E之间满足质能关系式E=mc2。以上结论与目前的实验事实符合，但只有在高速运动时，效应才显著。在通常的情况下，相对论效应极其微小，因此经典力学可认为是相对论力学在低速情况下的近似。在1916年又建立了广义相对论，其基本原理：（1）广义相对论原理，即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同数学形式。（2）等价原理，即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。按照上述的原理，万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀（所谓时空弯曲）；并由此建立了引力场理论；而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。从广义相对论可以导出一些重要结论，如水星近日点的进动规律；光线在引力场中发生弯曲；较强的引力场中时钟较慢（或引力场中的光谱线向红端移动）等。这些结论和后来的观测结果基本上相符合。近年来，通过测量雷达波在太阳引力场中往返传播在时间上的延迟，以更高的精密度证实了广义相对论的结论。相对论，具有重要的历史意义，但许多问题仍有待研究。
【原子物理学】物理学的一个部门。是研究原子和分子结构及其运动规律的学科。近代物理学主要是以原子物理学的研究为基础，从微观的本质阐明聚集态物质的性质，同时深入原子的内部领域中，阐明原子核及其基本粒子的属性。原子物理学主要研究的对象包括：原子和分子的基本结构，如各种原子模型，核外电子的分布规律；各种发射和吸收光谱；谱线的强度、分布规律及其精细结构等；原子的激发和电离；以及X射线的产生和特性等。原子物理学在本世纪初开始得到迅速发展，它的早期研究成果成为建立量子力学的重要基础，并进一步推动了原子核物理、固体物理等许多科学的发展；目前它的研究在理论和实验上都已达到相当精确的程度，并得到广泛应用。它是近代物理学的基础之一。
【玻恩】 ?Born， Max（1882～1970年）德国理论物理学家。从事过相对论和晶格力学的研究。1912年与卡尔曼一起提出了采用晶格理论解释固体比热的量子理论论文。1915年写了《晶格的动力学》。和约尔丹、海森堡一起创立了矩阵力学。由于对波函数的概率（几率）解释而获得1954诺贝尔物理学奖。
【几率】也称为“概率”和“或然率”，是概率论中最基本的概念。在社会和自然界中，某一类事件在相同的条件下可能发生也可能不发生，这类事件称为“随机事件”。如掷骰子，设骰子落地后每一面朝上的可能性均相同。即1、2、3、4、5、6朝上的可能性是一样的，而出现六个数字中的每一个数字都是随机事件。再如一只口袋装两个黑球，一个白球和一个红球，这四个球的大小、形状、重量完全一样，从口袋中任取一球，所取得的是红球也是一个随机事件。不同的随机事件发生的可能性的大小是不相同的，几率就是用来表示随机事件发生的可能性大小的一个量。很自然地把必然发生的事件的几率规定为1，并把根本不可能发生的事件的几率规定为零，而一般随机事件的几率是介于零与1之间的分数，例如，在上面的第一个例子中，出现，1，2，3，4，5，
?
【电子云】描写原子或分子中电子在原子核外围各区域出现的几率的状况，为直观起见，把电子的这种几率分布状况用图像表示时，以不同的浓淡程度代表几率的大小，这种图像所显示的结果，有如电子在原子核周围形成云雾，故称“电子云”。在距原子核很远的地方，电子出现的几率几乎等于零，意味着不可能在那里发现电子。有些非常靠近核的区域其几率也是零，也是无法发现电子的区域。
【亚稳态】某些原子有一些特殊激发态的能级，原子处于这些激发态的能级上时，能停留比较长的时间，比处于一般激发态的时间最多可长10多万倍，这种特殊的激发态叫做“亚稳态”。例如有的原子的亚稳态上，电子可停留10-3秒，而电子在氢原子的激发态上只停留10-8秒。具有亚稳态的原子很多，如氖、钕等。
【粒子数反转】在通常情况下，处于低能级E1的原子数大于处于高能级E2的原子数，这种情况得不到激光。为了得到激光，就必须使高能级E2上的原子数目大于低能级E1上的原子数目，因为E2上的原子多，发生受激辐射，使光增强（也叫做光放大）。为了达到这个目的，必须设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2，处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数。这样就在能级E2和E1之间实现了粒子数的反转。在工作物质处于谐振腔内时，只要有能量为hv=E2-E1的光子能引起腔内谐振，就可以得到激光。实现粒子数反转的工作物质是制造激光器所不能缺少的。例如，氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子中的两个能级实现粒子数反转而获得激光。
【激光器】也称为“光激射器”或“莱塞”。利用受激辐射原理使光在某些受激发的工作物质中放大或发射的器件。用电学、光学及其他方法对工作物质进行激励，使其中一部分粒子激发到能量较高的状态中去，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射作用，该工作物质就能对某一定波长的光辐射产生放大作用，也就是当这种波长的光辐射通过工作物质时，就会射出强度被放大而又与入射光波位相一致、频率一致、方向一致的光辐射，这种情况便称为光放大。激光器一般由三个部分组成：（1）能实现粒子数反转的工作物质。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；（2）光泵：通过强光照射工作物质而实现粒子数及转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转。造成了产生激光的条件；（3）光学共振腔：最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁，辐射出平行于激光器方向的光子时，这些光子将在两反射镜之间来回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜，一个反射率接近100％，即完全反射。另一个反射率约为98％，激光就是从后一个反射镜射出的。激光器的种类很多，如氦氖激光器、二氧化碳激光器，红宝石激光器、钇铝石榴石激光器，砷化镓激光器，染料激光器，氟化氢激光器和氩离子激光器等等。
【固体激光器】这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。在固体中能产生受激发射作用的金属离子主要有三类：（1）过渡金属离子（如Cr3+）；（2）大多数镧系金属离子（如Nd3+、Sm2+、Dy2+等）；（3）锕系金属离子（如U3+）。这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是：具有比较宽的有效吸收光谱带，比较高的荧光效率，比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线，因而易于产生粒子数反转和受激发射。用作晶体类基质的人工晶体主要有：刚玉（AL2O3）、钇铝石榴石（Y3Al5O12）、钨酸钙（CaWO4）、氟化钙（CaF2）等，以及铝酸钇（YAlO3）、铍酸镧（La2Be2O5）等。用作玻璃类基质的主要是优质硅酸盐光学玻璃，例如常用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。与晶体基质相比，玻璃基质的主要特点是制备方便和易于获得大尺寸优质材料。对于晶体和玻璃基质的主要要求是：易于掺入起激活作用的发光金属离子；具有良好的光谱特性、光学透射率特性和高度的光学（折射率）均匀性；具有适于长期激光运转的物理和化学特性（如热学特性、抗劣化特性、化学稳定性等）。晶体激光器以红宝石（Al2O3：Cr3+）和掺钕钇铝石榴石（简写为YAG：Nd3+）为典型代表。玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。
【液体激光器】液体激光器所采用的激光工作物质主要包括两类：一类是有机染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液。有机染料液体激光器是应用较普遍的一类液体激光器，目前已在数十种有机荧光染料（如若丹明，荧光素、香豆素、吖定等）溶液中实现激光发射作用。一般采用光泵激励，光泵源可以是脉冲放电灯，也可以是由其他激光器发出的一定波长的激光辐射。这一类激光器的特点是输出波长覆盖的光谱区域较广、可调谐和器件效率较高。
【气体激光器】这类激光器采用的气体工作物质，是所使用的工作物质中数目最多、激励方式最多样化、激光发射波长分布区域最广的一类激光器。气体激光器所采用的工作物质，可以是原子气体、分子气体和电离化离子气体，为此，把它们相应的称为原子气体激光器、分子气体激光器和离子气体激光器。在原子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体原子，所采用的气体主要是几种惰性气体（如氦、氖、氩、氪、氙等），有时也可采用某些金属原子（如铜、锌、镉、铯、汞等）蒸汽，或其他元素原子气体等。原子气体激光器的典型代表是氦一氖气体激光器。在分子气体激光器中，产生激光作用的是没有电离的气体分子，所采用的主要分子气体工作物质有CO2、CO、N2、H2、HF和水蒸气等。分子气体激光器的典型代表是二氧化碳（CO2）激光器的氮分子（N2）激光器。离子气体激光器，是利用电离化的气体离子产生激光作用，主要的有惰性气体离子和金属蒸汽离子，这方面的代表型器件是氩离子（Ar+）激光器、氪离子（Kr+）激光器以及氦一镉离子激光器等。
【半导体激光器】这是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件。其工作原理是，通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转关态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式、光泵式和高能电子束激励式。电注入式半导体激光器，一般是由GaAS（砷化镓）、 InAS（砷化铟）、 Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。光泵式半导体激光器，一般用N型或P型半导体单晶（如GaAS、In、As、InSb等）做工作物质，以其他激光器发出的激光作光泵激励。高能电子束激励式半导体激光器，一般也是用N型或者P型半导体单晶（如PbS、CdS、ZbO等）做工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。在半导体激光器件中，目前性能较好，应用较广的是具有双异质结构的电注入式GaAs二极管激光器。
【红宝石激光器】红宝石激光器的工作物质是红宝石棒。在激光器的设想提出不久，红宝石就被首先用来制成了世界上第一台激光器。激光用红宝石晶体的基质是Al2O3，晶体内掺有约0.05％（重量比）的Cr2O3。Cr3+密度约为，1.58×1019/厘米3。Cr3+在晶体中取代AL3+位置而均匀分布在其中，光学上属于负单轴晶体。在Xe（氙）灯照射下，红宝石晶体中原来处于基态E1的粒子，吸收了Xe灯发射的光子而被激发到E3能级。粒子在E3能级的平均寿命很短（约10-9秒）。大部分粒子通过无辐射跃迁到达激光上能级E2。粒子在E2能级的寿命很长，可达3×10-3秒。所以在E2能级上积累起大量粒子，形成E2和E1之间的粒子数反转，此时晶体对频率v满足
hv＝E2-E1
（其中h为普朗克常数，E2、E1分别为激光上、下能级的能量）的光子有放大作用，即对该频率的光有增益。当增益G足够大，能满足阈值条件时，就在部分反射镜端有波长为6943×10-10米的激光输出。
【二氧化碳激光器】二氧化碳激光器是以CO2气体作为工作物质的气体激光器。放电管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以CO2气体和其他辅助气体（主要是氦气和氮气，一般还有少量的氢或氙气）；电极一般是镍制空心圆筒；揩振腔的一端是镀金的全反射镜，另一端是用锗或砷化镓磨制的部分反射镜。当在电极上加高电压（一般是直流的或低频交流的），放电管中产生辉光放电，锗镜一端就有激光输出，其波长为10.6微米附近的中红外波段；一般较好的管子，一米长左右的放电区可得到连续输出功率40～60瓦。CO2激光器是一种比较重要的气体激光器。这是因为它具有一些比较突出的优点：第一，它有比较大的功率和比较高的能量转换效率。一般的闭管CO2激光器可有几十瓦的连续输出功率，这远远超过了其他的气体激光器，横向流动式的电激励CO2激光器则可有几十万瓦的连续输出。此外横向大气压CO2激光器，从脉冲输出的能量和功率上也都达到了较高水平，可与固体激光器媲美。CO2激光器的能量转换效率可达30～40％，这也超过了一般的气体激光器。第二，它是利用CO2分子的振动一转动能级间的跃迁的，有比较丰富的谱线，在10微米附近有几十条谱线的激光输出。近年来发现的高气压CO2激光器，甚至可做到从9～10微米间连续可调谐的输出。第三，它的输出波段正好是大气窗口（即大气对这个波长的透明度较高）。除此之外，它也具有输出光束的光学质量高，相干性好，线宽窄，工作稳定等优点。因此它在国民经济和国防上都有许多应用，如应用于加工（焊接、切割、打孔等），通讯、雷达、化学分析，激光诱发化学反应，外科手术等方面。
【染料激光器】是一种以染料为工作物质，用激光器为泵浦源的激光器。这种激光器输出激光的波长连续可调。因而人们可以得到所需要波长的激光。它具有高的输出功率和波长连续可调的特点，故此种激光器应用范围较广，目前使用不同的染料和泵浦源产生的激光波长已可覆盖（3200～12850）×10-10米的区间。连续染料激光的线宽已可压缩到1千赫以下。而脉冲染料激光的脉冲时间已可压缩到8×10-15秒。用于染料激光器的染料是有机大分子，分子量一般在几百。染料激光器按泵浦的方式可分为脉冲和连续运转两类。对于脉冲染料激光的形成过程为：未被泵浦的染料分子处于S0（v=0）能级。在泵浦光作用下，跃迁到S1（v=1，2，……）而后又很快通过振转能级间弛豫而到达S1=（v=0）能级。而因被激发的分子都聚集在S1（v=0）能级上。同时S0（v＞0）上的分子由于同样的过程而聚集在S0（v=0）能级上，而S0（v＞0）的各能级则是空的。这样，就在S1（v=0）和S0（v＞0）各能级间形成粒子数反转，提供了高增益。这就使S1（v=0）和S0（v＞0）间的光跃迁可能形成激光振荡。由于下能级是S0（v＞0）的一系列能级，一般能复盖几百厘米-1；所以在激光腔中加入色散元件就可选择激光波长，实现激光波长连续可调。由于S1有相当的宽度，所以激发谱很宽。当用激光来激发时，一种固定波长的激光也可用以激发多种染料。但是，染料激光器输出的激光波长一定比做为光泵的激光器的波长更长。
【原子核】简称“核”。原子的核心部分。类似球体，带正电。原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。核是质子和中子的紧密结合体。原子核占有原子质量的绝大部分，但它的直径不足原子直径的万分之一。由于质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子的质量几乎相等，都等于一个质量单位，所以原子核的电荷数就等于它的质子数，原子核的质量等于它的核子数（即质子数和中子数的和）。
的中子，才能使质子和中子聚集在一起，组成稳定的原子核。对于质子数不多的核，只要有等量的中子，就能组成稳定的原子核。例如氦的原
子和8个中子，对于质子数超过20的稳定原子核内，中子数大于质子数。
都是不稳定的。现在已经知道的核超过1600种，其中约有300种是稳定的，其余的均是不稳定的。
【放射性】不稳定的原子核自发放出α、β、γ射线的现象。天然存在的放射性同位素能自发放出射线的特性，称为“天然放射性”。而通过核反应，由人工制造出来的放射性，称为“工人放射性”。放射性在工业、农业和医疗各方面的应用，具有极重要的价值和很广阔的前途。但人类或其他生物受到过量的放射性物质辐照时，可能引起各种放射性病或烧伤等，必须注意防护。
【贝克勒耳】Baekeland， Leo Hendrik（1852～1908年）法国物理学家。从1895年起一直研究磷光现象。在研究X射线的荧光作用时发现了不可见的辐射。1896年发现铀的放射性质，是科学实验中认识放射性的开端。贝克勒耳1903年获诺贝尔物理学奖。
【玛丽·居里】 Marie Sklodowska Curie人们常称为“居里夫人”。（1867～1934年）法国物理学家、化学家。原籍波兰，姓斯可罗多夫斯卡。1891年去巴黎大学学习。1894年与皮埃尔·居里结婚。在1896年贝克勒尔发现含铀物质的自发放射现象之后，居里夫妇开始从事放射性物质的研究。1898年发现了新的放射性元素钚和镭。1902年提取出氯化镭结晶，测定了镭的原子量获得1903年诺贝尔物理学奖。居里去世（1906）后，居里夫人提取出纯镭元素，测定了它的各种物理化学性质。还测定了氢等元素的半衰期，并在此基础上整理出放射性元素蜕变的系统关系，又获得了1911年诺贝尔化学奖。并著有《放射性通论》、《放射性物质的研究》等，对原子核科学的发展起了不少推动作用。
【居里】 Pierre Curie比埃尔·居里（1859～1906年）。法国物理学家。早期的主要贡献为确定磁性物质的转变温度（居里点），建立居里定律和发现晶体的压电现象。后与居里夫人共同研究放射性现象，发现钋和镭两种天然放射性元素。荣获1903年诺贝尔物理学奖。
【同位素】同属一种元素（即核电荷数相同）但具有不同的质量数的原子。它们彼此之间的化学性质几乎相同，在周期表中占同一位置。每一种元素包括几种同位素。同位素的表示是在该元素符号的左上角（有时在右上角）注明质量数。需要时可同时在左下角（或右下角）注明核
性同位素及人工放射性同位素在内，已达2000种左右。
【放射性同位素】具有放射性的元素，叫做放射性同位素。根据放射性同位素的性质和特点，人们利用放射性同位素解决了很多技术上的问题，在工农业生产和医药卫生各方面都起着重要的作用：（1）利用射线的穿透性质来检查金属制品内部的缺损，测量物体的密度和厚度。例如，对金属板进行探伤时，就要选用穿透本领强的γ射线的同位素。如钴60或钽182都是放出γ射线的同位素。（2）利用射线的电离本领来消除工业上有害的静电积累。这时应用电离本领较大的β或α射线。（3）利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤。（4）示踪原子的应用。在物质中加入少量的放射性同位素而追踪探索，如用放射性同位素检漏、研究机械部件的磨损、分析农业上的肥效，炼钢中的去硫和去磷过程等。对于需要长时间的示踪工作，就要选择半衰期较长的同位素。（5）辐射育种和辐射保鲜等工作。
【α射线】也称“甲种射线”。是放射性物质所放出的α粒子流。它可由多种放射性物质（如镭）发射出来。α粒子的动能可达几兆电子伏特。从α粒子在电场和磁场中偏转的方向，可知它们带有正电荷。由于α粒子的质量比电子大得多，通过物质时极易使其中的原子电离而损失能量，所以它能穿透物质的本领比β射线弱得多，容易被薄层物质所阻挡。从α粒子的质量和电荷的测定，确定α粒子就是氦的原子核。
【β射线】也称“乙种射线”。它是由放射性原子核所发出的电子流。电子的动能可达几兆电子伏特以上，由于电子质量小，速度大，通过物质时不易使其中原子电离，所以它的能量损失较慢，穿透物质的本领比α粒子强。实质上它是高速运动的电子流。
【γ射线】γ射线与X射线、光、无线电波一样，为一种电磁辐射，是原子核内所发出的电磁波。原子核从能量较高的状态过滤到能量较低的状态时所放出的能量常以γ射线形式出现。γ射线也称为“丙种射线”。带电粒子的轫致辐射，基本粒子转化过程中发生的湮没，以及原子核的衰变过程中都产生γ射线。它的穿透本领极强。
【衰变】原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化叫做原子核的衰变。大量的同种原子核由于衰变过程，原状态的核数目不断减少，新核的数目不断增加。如α衰变、β衰变等。对个别核来说，这种衰变以一定的几率发生（见半衰期）。此外，不稳定的基本粒子转变为新粒子的过程也称为衰变。
【α衰变】不稳定的重原子核，自发放出α粒子的衰变叫做α衰变。例如，-238核放出α粒子变成钍-234核的衰变，即为α衰变，可用方程表示为
由此可见，α衰变的规律是：新核的质量数比原核的质量数减少4，新核的电荷数比原来核的电荷数减少2，所以新核在元素周期表中的位置要向前移两位。α衰变的半衰期与所放射的α粒子的能量密切有关，原子核发射出的α粒子能量越大，它的半衰期越短。在α衰变中往往有γ辐射伴随发生。
【β衰变】放射性原子核放射电子（β粒子）和中微子而转变为另一种核的过程。放出正电子的称为“正β衰变”，放射负电子的称为“负β衰变”。在正β衰变中，核内的一个质子转变成电子，在负β衰变中，核内的一个中子转变为质子。因为β粒子就是电子，而电子的质量比起核的质量来要小很多，所以一个原子核放出一个β粒子后，它的质量数不变。电子的质量数是零，电荷数是-1。可以用
可用方程表示为
由此可见，β衰变的规律是：新核的质量数不变，电荷数增加1，新核在元素周期表中的位置要向后移一位。β衰变中放出的电子能量是连续分布的，但对每一种衰变方式有一个最大的限度，可达几兆电子伏特以上。此外电子俘获也是β衰变的一种。
【半衰期】在放射性衰变过程中，放射性元素的核数减少到原有核数的一半时所需的时间。半衰期是放射性元素的一个特性常数，一般不随外界条件的变化，元素所处状态（游离态或化合态）的不同、或元素质量的多少而改变。每一种放射性元素都有一定的半衰期，不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。例如，氡-222变为钋-218的半衰期为3.8天，镭-226变为氡-222的半衰期为1620年，铀238变为钍-234的半衰期是4.5×109年。因此，放射性元素经过一个半衰期后其核数余存一半，经过两个半衰期后其核数余存四分之一。短的半衰期仅有几千万分之一秒。长者可达数亿年（如钍Th）的α衰变半衰期可达139亿年，（即1.39×1010年）。原子核的衰变规律是：N=N0e-λt，这里的N0是初始时刻（t=0）时的原子核数，λ为衰变常数，N为衰变后留下的原子核数。由此可以导出半衰期T和衰变常数λ的关系，即
故? T=ln2/λ=0.693/λ。
由元素的半衰期可以计算出岩石结构及其年龄。
【云室】在原子核物理研究中观测微观粒子径迹的仪器，由英国物理学家威尔逊于1911年发明。故又称为威尔逊云室。威尔逊云室的作用是以体中的离子作为气体的凝结核（凝结中心）。如果在云室中充满空气、水和酒精的饱和蒸气。若使云室中的主体突然膨胀而变冷，这时室中的蒸气达到饱和状态。此时如有带电粒子进入云室主体，在它经过的路程上产生离子时，则过饱和蒸气即在离子的周围凝成雾滴，在适当的照明下，就能看到或拍到粒子运动的径迹。根据径迹的长短、浓淡，以及在磁场中的弯曲程度等可以分辨粒子的种类和性质（如质量、电荷和能量）。通过间接的分析也可以测定不带电的粒子。这种云室有时也称为“膨胀云室”。威尔逊云室的示意图如图5-7所示。C是一个圆筒状的容器，里面盛有气体和水或任何液体的饱和汽。圆筒上面用一玻璃窗O封闭起来。活塞P能够在圆筒C内移动。当活塞P迅速下降时，气体绝热地膨胀，结果气体变冷，而形成汽体的过饱和状态。如果将极少量的放射性制品R引入容器中，则放射性物质放射出的粒子在自己的轨道上使气体电离，因而使粒子的路径上形成雾滴的凝聚，致使轨迹为可见的。
?
【计数器】是一种常用的原子核辐射探测器。适用于不同的用途，有各种不同的结构和型式。常见的一种是在一玻璃管内，装一个金属圆筒作为阴极，在其轴线上有一细钨丝作为阳极，管内充以惰性气体（如氩）和少量有机气体或卤素气体（如乙醚、溴等），并在两极之间加上适当的电压。如果有带电粒子或γ光子射入管内使气体分子电离，所产生的电子就向阳极运动，同时在强电场的加速下，与更多的气体分子和碰撞，并使它们电离而产生大量电子。这些电子由阳极收集后在外部电路中形成一个脉冲电压，记录这种脉冲发生的次数，便可获知射入管内的粒子数目。此种计数器应用很广。另一种是正比计数器，结构和前者相似，但所加电压较低，产生的脉冲电压大小与入射粒子的能量近似成正比，主要应用在科学研究中。
【电离室】一种测量电磁辐射或粒子流强度或测量短射程带电粒子（如α粒子）能量的仪器。在一个充有气体（如氩、空气等）的密封容器内装两个电极，其上加有几百伏特的电压。（1）当带电粒子、X射线或γ射线进入容器后，使电极间的气体电离而产生正负离子，这些离子分别向两极运动而形成电流。用测量仪器测出电流的大小，就可以推知粒子流的强度或物质所受X射线或γ射线照射的剂量。这种是“电流电离室”或“累积电离室”。（2）当短射程带电粒子进入后，将在两极间消耗其全部能量于使气体电离，所产生的正负离子分别到达两极，使它们间的电势发生改变（“脉冲电压”）。测量出脉冲电压的大小和数目，就可推知带电粒子的能量和数量。这种是“脉冲电离室”。
【核乳胶】记录带电微观粒子运动径迹的一种特制照相乳胶。这种方法，是根据带电粒子穿过照相乳胶时，使乳胶粒子内的溴化银分解。因此，在厚的照相乳胶层中，显影像后得到的粒子轨道痕迹是一个跟一个的黑点。核乳胶层比一般照相乳胶层厚，溴化银的含量更多，且颗粒细，分布均匀。作为一种核物理实验中的径迹探测器、核乳胶的优点是体积小、轻便、能将高能粒子的径迹永久保存等。故常用于高空宇宙射线和基本粒子的研究方面；其缺点是根据径迹测量粒子能量时精确度较低。核乳胶经适当处理后，也可用来记录不带电粒子，如中子等。
【质子】质子是带正电的基本粒子，常用符号P来表示。质子是氢的原子核，也是其它任何原子核的组成部分。原子核中所含质子的数目就是该核的原子序数Z。质子的静止质量为1.673×10-27kg（千克），电量为1.602×10-19C（库仑），半径约为0.8×10-15m（米）。质子的自旋量子数（简称自旋）为1/2。1919年英国物理学家卢瑟福用天然放射性产生的α粒子轰击氮的原子核，核反应方程为
这是第一次用人工方法使原子核发生变化，实验中产生的新粒子
但所带电荷符号相反。质子和反质子相遇时发生质子对“湮没”而转变为其他的基本粒子。我们说，质子是氢的原子核，是指普通氢（即只含一个质子而没有中子的核）。氢还有两种同位素。即氘（重氢）和氚（超
表示。显然氘核中包含1个质子和1个中子。而氚核中包含1个质子和2个中子。
【布拉凯特】Blaskett， Ratrik Maynard Stuart（1897～1974年）英国物理学家。1948年诺贝尔物理学奖的获得者。他用威尔逊云室观测和研究α粒子轰击氢、氦、氮等元素原子核的情况，并成功地从氮原子核中击出质子。还从事宇宙射线中高能粒子的研究。证明了C·D·安德森所发现的正电子。第二次世界大战期间从事军事技术研究以对付德国的U型导弹。
【闪烁计数器】由透明荧光体和光电倍增管以及有关电子仪器组成的记录原子核辐射的仪器。当一个粒子射入荧光体，其能量被吸收后，荧光体便发出一次为时极短（无机荧光体约为10-6～10-7秒；有机的约10-8～10-9秒）的闪光，再经光电倍增管转变一个电脉冲，最后由电子仪器记录下来。采用的荧光物质多种多样，有某些无机或有机化合物的单晶、塑料、有机溶液等。目前常用的荧光体是单晶体。其光学性能较好。且它们对于自己的特征荧光都是透明的。常用的无机晶体有碘化钠（加铊）、钨酸镉、钨酸钙等，有机晶体有萘、蒽、反式 等。射线产生荧光的过程基于射线对物质中电子的激发。电子吸收射线的能量以后跃迁到较高的激发能级，电子从激发能级恢复到正常状态时可能发射荧光，也可能以别的方式把能量放出。在荧光物质中前者的几率大。闪烁计数器的主要优点是其分辨时间短和效率高。根据脉冲的大小，还可用以测定粒子的能量。
【半导体探测器】近些年来发展的一种新型核辐射探测器。它的特点是能量分辨本领好，分辨时间快。常用的半导体探测器有两种类型：（1）金硅面垒型，它是在一块n型硅单晶片上喷涂一层金膜，在金硅交界面附近形成一个高阻区。也就是形成一个非常薄的P型反型层，接线从底面和靠近交接部分的表面引出。形成一个半导体二极体。如果加上一个方向偏压，在二极体交接部分的电场使得只有微弱的电流能通过。在靠近交接部分的两边有一个所谓耗尽层的区域，所有反向偏电压都加在这个区域。耗尽层是半导体射线探测器的灵敏部分，如果射线穿过这部分，产生载流子，它们就会被收集，和气体电离室的情形一样。（2）锗（或硅）—锂漂移型探测器。它是使适量的锂均匀地漂移进一块P型锗（或硅）单晶，形成高阻区。使用时探测器接上反向电压，当有射线进入高阻区时，损耗能量产生电子—空穴对，在电场作用下，电子、空穴被收集，就有电信号输出，再用电子仪器记录。其中金硅面垒探测器适用于测量带电粒子。锗（或硅）—锂漂移探测器测量γ射线、X射线等的能量分辨率特别好，但必须要在低温（77K）真空条件下工作。一般必须用液态氮冷却真空条件下工作。一般必须用液态氮冷却条件下使用。近代也曾把此种探测器放在火箭中升到太空做宇宙射线的探测和研究，在化学方面用来做化学分析后的放射性物质的精密测定。由于半导体探测器的体积小，将来会在医学上得到广泛的应用。
【核反应】利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核时，由于相互作用而产生各种变化的过程叫做核反应。在核反应过程中将有能量放出或吸收。所放出或吸收的能量叫做反应能。放出能量的核反应叫做放能反应，吸收能量的核反应叫做吸能反应。历史上
轰击氮，产生了
的核反应。现在利用各种加速器和原子核反应堆，能进行上万种核反应，由此获得了千余种放射性同位素和各种介子、超子、反质子、反中子等基本粒子。任何核反应的过程都遵守能量、动量、质量和电荷等守恒定律。这方面的研究对于了解原子核的结构，基本粒子间的相互作用。以及探索新的能源等方面都有重大意义，通过裂变反应而释放出来的巨大能量在技术上已能加以控制和利用。要发生吸能反应，入射粒子的能量必须大于阈能。阈能的值大于反应能。如果入射粒子的能量小于阈能，吸能反应就不能发生。反应能的量值和符号，可以按爱因斯坦相对论的质能关系式加以确定。如果引起反应的粒子和靶核的静止质量分别为Ma和Mx，反应后产物的静止质量分别为Mb和My，根据质量守恒定律应满足下式：
Mx+Ma=My+Mb+△m
如果△m＞0，则在反应中是放出能量的。反之，当△m＜0时，反应将吸收能量。反应中放出或吸收的能量为
△E=△mc2。
【约里奥-居里】 Joliot-Curie， Jean Frederic（1900～1958年）法国物理学家。物理学家居里夫妇的女婿。对原子核物理学有重要贡献。1932年和他的妻子伊丽夫-居里（1897～1956年）合作，用放射性元素钋（Po）所产生的α射线轰击铍、锂、硼等元素，发现了前所未见的穿透性强的辐射，后经查德威克的研究，确定为中子。1934年在用α粒子轰击铅、硼时首次产生了人工放射性物质，并对裂变现象进行过研究。他们夫妇曾长期领导法国原子能委员会，并领导建成了法国第一个原子核反应堆（1948年）。
【查德威克】 Chad Wick， Sir James（1891～1974年）英国物理学家，因发现中子（1932年）而获1935年诺贝尔物理学奖。1930～1932年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铍等轻原子核时发现了穿透力极强的射线。查德威克重复这一实验并证明这是与质子质量相仿但不带电的粒子，由此而开创了原子核物理学的新时代。曾作为英国代表参加在美国原子弹的研制工作。
核的组成部分。它的静止质量为1.675×10-27千克，其半径为0.8×10-15米，与质子的大小类似。中子是1932年英国物理学家查德威克在做了用α粒子轰击硼的实验中发现的，即
单独存在的中子是不稳定的，平均寿命约15.3分，然后就衰变成质
中子不带电，易于进入原子核内部，因此在原子核物理研究中，常利用中子来引起核反应。原子核由中子和质子组成，在原子核内的中子是稳定的。中子的自旋量子数为1／2。利用中子作为入射粒子也可产生放射性同位素，例如。
6C14是放射性的。它是由氮被中子照射而产生的核反应，制造出6C14放射性同位素。中子的用途很多。在核裂变中必须由中子引爆。可以用各种类型的加速器加速带电粒子并使这些加速粒子轰击适当的靶而得到一定产额的中子；也可以用天然放射物质放出的α粒子轰击Be而制造天然放射中子的中子源。如Ra－Be中子源和Po－Be中子源。它们是适当比例的镭和铍或钋和铍混在一起，用适当的容器封装而成。实际上就是用镭或钋放射的α粒子轰击铍而产生核反应而放出中子。
【射线的防护】α粒子、β射线、γ射线以及中子，是核物理实验中经常要遇到的，在研究核反应，原子核的结构等方面，它们也是相当重要的实验手段。但是，它们对人的身体是有害的，因此在使用、接触这些射线时必须加以屏蔽和防护。然而由于各种射线的性质不同，采用的防护手段和材料各有不同。（1）对α粒子的防护：由于α粒子较大，又带有两个电子电量的电荷，因此，它的穿透本领较弱。甚至一张纸就能把它挡住，但它的电离本领较大。故在使用α放射源，或接触α射线时，主要不是考虑外防护，而是不要使α粒子进入体内。因为人的皮肤可使α粒子进入不了体内。但如果实验完不洗手就吃东西，使很多α粒子进入体内，它会使食道内壁电离而受到严重的损伤。因此，使用α放射源，要防止通过口或伤口处进入体内，不造成伤害。（2）对β射线的防护： β射线是高速运动的电子，它的穿透本领较强，但不如γ射线和中子的穿透本领强。对β射线的防护要注意它的次级效应。这是因为，高速运动的电子，与物质相互作用时，产生轫致辐射（γ光子）。特别是与重粒子相互作用，轫致辐射相当厉害。例如，在接触β射线时，为保护眼睛，应该用普通的玻璃眼镜，不能用铅玻璃或较重物质的眼镜。因为较重的物质与β射线作用，在镜片上产生非常强的轫致辐射，虽然β粒子被防护了，但其次级的射线，将会伤害眼睛。（3）γ射线的防护：对γ射线主要是防护外照射。一般采用较重的物质，如铅等来防护。一般Co0γ辐射源，都放置在铅罐中。（4）对中子的防护：在使用中子放射源时，要特别注意。因为中子通过人体时，和人体中的一些元素发生核反应，有可能产生放射性同位素、造成内部照射，而中子的穿透本领极强。这是因为，中子不带电，不受原子核库仑场的作用。它可在原子之间的空隙中直穿而过。它和较重原子核的作用，能量减少很小。故在防护中子时均采用两层防护。内层采用较轻的物质，使和中子在碰撞中迅速减慢，使较快的中子变成慢速中子，然后再用较重的物质将其屏蔽。达到安全防护的目的。在运送中子源的罐中，内层多用石腊外部用铅或钢罐。
【辐射剂量】当辐射通过物质时，物质就要吸收辐射能。剂量就是单位质量被照射的物质所吸收辐射能的数值即
式中D为辐射剂量，E为被照射物质吸收的辐射能，M为物质的质量。辐射能在物质中的吸收，是由于辐射与物质原子中的电子相互作用而引起的，因此在估计单位质量被照射的物质所吸收的能量时，可认为只决定于电子在原子中的结合能，以及一克物质中所含有的原子数目。由此可见，同一辐射对不同的物质其辐射剂量不相同。因为剂量是以单位物质吸收能量多少来定义的。剂量不反映放射性强度的大小。辐射剂量的常用单位是拉德（rad）和伦琴（R）。一克物质吸收辐射能量为10-5焦耳时，该物质的吸收剂量是lrad。注意，拉德的数值与被照射物质的性质无关。只要1克物质吸收了10-5焦耳的能量其吸收剂量即为lrad。伦琴则不然，它的定义是：使射线通过0.001293克空气，如果在其中由电离而产生正负离子各为一个静电单位的电量，那么这些空气吸收的剂量为1R。0.001293克的空气是在标准状况下（0℃760mmHg）的一立方厘米干燥空气的质量。因为一个离子的电量的绝对值为4.8×10-10静电单位，因此要积累起一个静电单位的电量，必须在每立方厘米
谱范围内，空气的电离能可取作32.5电子伏特，故一伦琴相当于吸收的能量为
2.083×109×32.5=0.68×1011电子伏特／立方厘米空气所以 1伦琴相当于
0.68×1011×1.6 × 10-19焦耳／立方厘米
空气=0.11×10-7焦耳／cm3
一电子伏特为1.6×10-19焦耳。显然1克空气所吸收的辐射能为
= 84×10-7焦耳／克（空气）
故1伦琴实际上是1克空气从射线吸收84×10-7焦耳能量。
【示踪原子】示踪原子是将一种稳定的化学元素和它的具有放射性的同位素混合在一起。当它们参与各种系统的运动和变化时，由于放射性同位素能发出射线，测量这些射线便可确定它的位置与分量，只要测出了放射性同位素的分布和动向，就能确定稳定化学元素的各种作用。例如，将放射性磷混合在磷肥中使用，根据放射性磷在植物中的分布，便可了解植物对磷吸收的实际情况。示踪原子在生物学、医学、工业和农业等方面都有极为广泛的用途。（1）在医学上的用途：在医学上利用示踪原子主要是为了诊断病情。例如，放射性的碘化钠在人体内的作用与通常的碘化钠完全相同。这些碘元素集中在甲状腺，然后转变为甲状腺荷尔蒙，另外有些含放射性的原子能够附在骨髓、红血球、肺部、肾脏或留滞在血液中，可被适当的仪器探测出来。作为检查各部位病情的依据。（2）在工业上的应用：有些工业部门，在很多操作过程中，都应用同位素。如，在石油工业中，探测石油时，将放射性的针放入试验井或插进地中，然后再测量放射线，穿过不同的岩石被散射的情况，记录下来各处所测的辐射线，据此画出地层的剖面图。此图可告诉地质学家在何处打井较为适当。（3）在化学上的应用：在化学中的某些问题必须使用示踪原子方能解决，例如，金属离子在其盐类的溶液中自身扩散的现象，不能由其他方法加以研究。有些问题虽然原则上并不一定非要使用示踪方法，不过为了方便，也常使用示踪方法。示踪原子的应用有特殊的优点：（1）灵敏度极高。通常最灵敏的天平可以称出10-6克，最灵敏的光谱分析法可以鉴定10-9克的物质，而用示踪原子法能检查出10-14～10-1克的放射性物质，这是任何化学分析所不及的。（2）容易辨别，手续简单。用示踪原子法可以节省很多繁复的分析工作。（3）可以揭示其他方法在目前还不能发现的事实，从而得出新的正确的结论。例如用示踪原子测定平衡状态下物质运动的规律、物质的扩散等。
【中子的发现】1930年发现α粒子轰击铍（4Be9）时，产生穿透本领非常大的辐射。当时曾认为这种辐射是能量很高的γ射线。因此被误认为α粒子轰击铍的反应是
4Be9+2He4→6C13→6C13+hν
式中6C13为碳同位素6C13的激发核。测定发生的射线在铅中的吸收，证明γ光子的能量应该为 7MeV（兆电子伏特）。 1932年，伊伦·约里奥-居里和约里奥-居里发现如果使铍射线（α粒子轰击铍放出的射线）通过石蜡板，则其电离作用大大增加。这种效应的产生是由于铍射线由石蜡中击出质子所致。铍射线从石蜡中击出的质子，在空气中的射程为40厘米，大约相当于5兆电子伏特的能量。若假定质子是由于与γ光子作用，发生弹性碰撞而被加速，则γ光子应该具有大约55兆电子伏特的能量，此值比由铅吸收得到的7兆电子伏特大很多。55兆电子伏特这个值也不与根据反应式中的质量亏损相符合。由4Be4，2He4、6C13的原子量和轰击的α粒子的能量，能够求出按反应式进行过程对应的质量亏损等于0.01665原子量单位（相当于15.5兆电子伏特的能量）。由此可见，γ光子的能量不可能超过15.5（兆电子伏特）。查德威克证明，如果假设铍在α粒子轰击下发射出的辐射是由中性的、质量接近于质子的粒子组成的，便圆满地解释了这一放射现象，其反应式为
4Be9+2He4→（6C13）→6C12+0n1
因为中子不带电，所以它从原子和分子的近傍飞过时同它们的相互作用很弱，这就是它的电离本领极小，而穿透本领很强的原因。中子与原子核之间的碰撞，与弹性球之间的碰撞相同，遵守能量守恒和动量守恒定律。利用此二定律可得出对心碰撞时，反冲核的速度为
式中的v′为反冲核速度，v为中子的初速度，Mn为中子的质量，M为反冲核的质量。在中子速度相同的情况下，质量为M1和M2的两个不同的反冲核的速度v′1和v′2之比为
由此式便可求出中子的质量Mn。由各对不同的核得到相同的中子质量Mn这件事实，证实了查德威克假设：铍的辐射不是光子，而是质量Mn=1.00893的中子。
【正电子】亦称“阳电子”。是电子的反粒子，基本粒子之一。常用符号e+表示。所带电量与电子相等，但符号相反；质量也与电子相同。正电子的存在最早是英国物理学家狄拉克在理论上所预言，1932年由美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现。当能量超过1.02兆电子伏特的光子经过原子核附近时，或在放射性元素的正β衰变中都可出现正电子。当它和电子相遇时，就会被湮灭而放出两个γ光子。
【核子】组成原子核的基本粒子。质子和中子的统称。
（D2O），在海水中重水大约占海水的七千分之一。它的原子核是由一个质子和一个中子组成的氘核。被加速器加速的氘核能产生很多核反应。在热核反应中释放出巨大的能量，是一极有前途的能源。
【核力】核力是核子之间的作用力，它是核子组成稳定的原子核的非常巨大的力。核力是一种近程力，在大于10-15米的距离时，核力远比库仑力小。在小于10-15米的距离时，核力比库仑力增加得更为迅速，核力与核子是否带有电荷并无关系。核力的本质，目前认为是一种交换力。我们知道电磁力是通过电磁场而作用的，电磁场具有粒子（光子）性，因此电磁力是通过光子的交换来实现的一种交换力。对核力，目前假设，核子之间的相互作用是通过一种特殊的粒子（介子）的交换来实现的。认为中子和质子的相互作用是通过带正、负电的或中性的介子（π+、π-或π°）的交换来完成的，交换的方式为
目前以介子场论作为核力的基本理论，它能作出很多有价值的定性说明，但是这种理论还不完备，还存在严重的困难。核力的本质，还没有一个比较完美的理论来说明。
【质量亏损】按照经典的想法，原子核的质量应等于核内所有核子质量的总和。例如，电荷数为Z、质量数为A的原子核的质量应等于
ZMp ＋（A-Z）Mn
式中Mp和Mn分别为质子和中子的质量，然而从实验测得的原子核的质量MA恒小于上式给出的量值，其差额
△M=ZMp +（A-Z）Mn -MA
为质量亏损。质量亏损说明当核子集合组成原子核时要放出结合能。
个质子和两个中子组成，质子质量为1.007276原子质量单位，中子质量为1.008665原子质量单位，故这4个核子独立存在时的总质量为
2×（1.007276＋1.008665）
=4.031882
但当它们组成氦核后，其氦核质量为4.001505原子质量单位，其质量亏损为
4.031882-4.001505
=0.030377
由于△E=△Mc2=0.030377×1.660×10-27（公斤）
×（3×108）2＝28.297（MeV）
1个原子质量单位相当于931.50MeV（兆电子伏特）的能量。
【质能关系式】根据相对论原理，物质的质量与能量之间的关系式：E=mc2；其中 c为真空中的光速。当物质的能量发生改变时，它的质量就按照这一关系相应地发生变化，反过来也是如此。此式是相对论的一个重要结论，且为实验所证实。人们运用这一关系式解释原子核质量亏损现象时，就发现了核内蕴藏着巨大的能量，看到了利用原子能的可能性和重要性。按照这一关系式，1克质量相当于9×1020尔格或9×1013焦耳的能量。
【平均结合能】将原子核的结合能除以核子数（即质量数A），即得每个核子的平均结合能。不同元素的原子核的稳定程度是不同的。我们可以用每个核子的平均结合能来表示原子核的稳定程度，核子的平均结合能越大，原子核就越稳定。质量数中等的核，平均结合能近似相等，在8MeV左右，而最轻和最重的一些核（元素周期表上两端的原子核）平均结合能较小。由此可见，中等原子量的核最稳定。在重核裂变或轻核聚变时，都相当于平均结合能较小的核转变为平均结合能较大的核，因而能释放能量。
【裂变】重核分裂为两个中等质量核的过程，同时还可能放出中子（也有分裂成更多裂块的情形，但几率很小）。裂变有自发和感生两种，前者裂变的半衰期很长。如铀-238的半衰期为1016年。后者指原子核在受到其他粒子轰击时立即发生的裂变，如铀-235受到热中子（非常慢的中子）轰击时就能分裂。铀核裂变时的产物多种多样，有时裂变成氙和锶，有时裂变为钡和氪，有时裂变成锑和铌等等；同时还放出2～3个中子。原子核裂变时释放出巨大能量（包括裂块和中子的动能及γ辐射的能量等）。在原子核反应堆中已经能控制和利用这种能量。例如，92U235裂变时，能放出巨大的能量，根据计算和实验测得：每一个核分裂时约放出200MeV（兆电子伏特）的能量，主要是裂变碎片的动能，辐射能约占总能量的10％。能量分配为： （1）裂变碎片的动能168MeV；（2）中子的动能5MeV；（3）裂变碎片衰变时放出的能量13MeV；（4）裂变时放出的γ射线的能量5MeV；（5）中微子的能量11MeV。这些能量最后绝大部分转变为热能。以一个铀核裂变产生200MeV的能量来计算。1千克铀全部裂变时放出的能量相当于 2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。此两种燃料的质量比为2.5×106，由此可见核内所蕴藏的能量比化学能巨大得多。
【原子能】指原子核能。原子核结构发生变化时放出的能量。在实用上指重核裂变和轻核聚变时所放出的巨大能量。在利用裂变所放出的能量方面已取得很大进展，现已建成各种类型的原子核反应堆和原子能发电站。轻核聚变时放出的能量要比同质量重核裂变时大几倍。聚变能量是太阳等恒星能量来源的重要部分；而人工控制聚变反应以及利用其能量的研究正在积极进行。急剧的裂变和聚变反应会引起爆炸，原子弹和氢弹就是根据这一原理制造的。此外对放射性同位素各种辐射线的应用，也是原子能利用的一个重要方面。
【链式反应】当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子继续能引起其他铀核裂变，并且能不断继续下去。例如，铀-235的核吸收一个中子后发生裂变，同时放出二到三个中子；除去损耗以外，这些中子中如能至少剩下一个以引起另一个铀-235核裂变，链式反应就可持续不断。在天然铀中，29.3％是铀-238，只有0.7％是铀-235。铀-235俘获各种能量的中子都会发生裂变，而且俘获慢中子发生裂变的几率较大。铀-238和快中子作用时，大多俘获中子后形成铀-239，并不发生裂变；如果铀-238和慢中子作用，它们只发生弹性碰撞，而不发生裂变反应。因此铀-238的存在是不利于裂变反应的继续进行的。因此作为核燃料的铀均采用浓缩铀（其中铀-235的含量比天然铀中的含量高）。各种浓缩度的铀已广泛应用于原子核反应堆和原子武器中。
【临界体积】也称“临界大小”。可发生裂变的物质，产生链式反应所必须具有的最小体积。如果铀块的体积小于临界体积，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀-235而引起裂变前就已飞出铀块外去了。于是中子数目越来越少，不能使链式反应继续下去。在原子核反应堆能正常运转，即堆内链式反应能正常进行，就必须能保证由原子核裂变所产生的中子，能补偿被其它核俘获（不产生裂变）或者逸出反应堆而损耗的中子，这条件只有在反应堆具有一个最低限度的体积，即临界体积时，才能实现。临界体积与堆内可裂变物质，例如，同位素铀-235的含量百分比、铀和减速剂的布置方式以及其他物质存在的情况都有关，因而它不是一个常数。又如要使原子弹发生爆炸，也必须使铀块具有一个最低限度的体积，这体积也称临界体积。在设计原子核反应堆时，临界体积的计算是重要的一环。
【原子弹】以纯铀-235或纯钚-239作核燃料（或称炸药），将它们做成半球形的两块，每一块的体积小于临界体积，因此单块存在不能引起核裂变的链式反应。但当两块合成一块时，将大于临界体积，中子倍增系数K比1大很多，只要有一个中子进入，链式反应将开始，并非常激烈地进行。将这两块半球形的核燃料，分开安装在炸弹中，其中一块被固定，另一块后面装上普通炸药和引爆装置。当引爆装置引起普通炸弹爆炸时，就把两块炸药迅速压在一起，成为一个整块，这时核裂变开始并发生激烈的链式反应，大量能量在极短的时间内放出，因而形成剧烈爆炸，这就是原子弹爆炸的原理。
【核反应堆】使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行而获得核能的装置。是利用原子能的一种最重要的大型设备。如果裂变反应达到一定强度后，控制中子倍增系数K=1，这时裂变链式反应就能有控制地按照这一强度进行下去，不发生爆炸而输出巨大能量。按照不同的目的和要求，反应堆有许多型式。原子核反应堆主要有三种类型，它们是非均匀反应堆，均匀反应堆和增殖堆。（1）非均匀反应堆：此种反应堆的中心部分用重混凝土屏蔽，以防止各种放射性射线对反应堆周围人们的伤害。堆芯部分装着铀棒，这些铀棒是浓缩铀，这些铀棒插在减速剂（通常为石墨或重水）中，减速剂的作用是使裂变产生的高速中子和石墨或重水的原子碰撞后变成慢中子，慢中子不会被铀-238吸收，但能引起铀-235的分裂，所以减速剂使中子倍增系数K增加。堆芯中还插有控制棒，它们插在各层铀棒之间，通常是用碳化硼或镉制成的，它能吸收中子，控制棒推入深些，吸收的中子就多，逐渐拉出吸收的中子就渐渐减少，通过控制棒插入的深浅可以控制堆芯内的中子数，从而控制了链式反应的速度。堆芯的外面是传热剂，如液态钠吸收了反应堆放出的能量以后，由泵打到热交换器，在那里把热量传给水，然后再回到堆芯去循环。水获得热量后成为蒸气，可以推动汽轮机工作。可用于发电机组的动力，核潜艇的动力等。（2）均匀反应堆：这种反应堆是将浓缩铀的盐类溶解在重水中（重水又作为减速剂），然后通入堆芯，堆芯有一定的体积，在其中进行链式反应，镉棒插入堆芯以控制中子倍增系数K。溶解着铀的盐类的重水本身同时作为传热剂。这就是均匀反应堆。（3）增殖反应堆：当铀-238俘获中子以后，经过两次β蜕变形成了钚-239。在天然铀中主要是铀-238，其中有一部分钚-239。如果有一个钚-239在中子作用下发生了裂变反应，同时放出几个中子。其中有一个中子引起其他的钚-239发生裂变，而剩下的中子被铀-238俘获后蜕变成钚-239，这就意味着，这块天然铀中不但有钚-239的链式反应，而且还有钚-239的增殖。一个增殖反应堆，中心处是活性区，活性区内是铀-235和稀释剂，铀-235裂变而放出快中子。这些快中子射入围成一圈的铀棒使钚-239增殖，当铀棒中的钚-239增加到一定的程度，增殖和链式反应就开始。这种反应堆可以用较易得到的天然铀作铀棒，其功率也由控制棒来控制。当需要停止反应堆的工作时，可将所有的控制棒全部插进。将大量的中子全部吸收，链式反应停止，反应堆停止工作。反应堆的核燃料的链式反应，不象其他的化学燃料，在燃烧时需要氧气。所以核潜艇的隐蔽性更强。可以长期沉于水下，不需要到海面上吸气。
【减速剂】也称“慢化剂”。它可使快速运动的中子减速成为慢中子或热中子，热中子就能有效地使铀-235发生裂变，减速剂是原子核反应堆中必不可少的物质。优良的减速剂必须具备两种性质：（1）对中子的吸收较少；（2）中子与它的核只要碰撞很少次数就能被减慢到所需要的程度。常用的减速剂有重水、石墨、铍等。一般减速剂均采用较轻的元素或化合物。中子与原子核的弹性碰撞会引起中子运动方向的改变和中子的一部分能量损失（将能量传给原子核），从动量和能量守恒定律出发，可证明，碰撞后质量为M的反冲核的能量为
当M=m时（即反冲核的质量等于中子质量时）α最大为1，反之M与m的差距越大其α值越小。比较轻的物质的原子核的质量更接近中子的质量，因而α值大，减速效果好。
【控制棒】用以控制原子核反应堆的反应速率或输出功率的元件，它是用能够强烈吸收中子的材料（如镉或含硼物质等）制成，一般制做成棒状，故名控制棒。用它可以控制反应堆的启动和停止，以及控制核裂变链式反应的强弱，从而达到反应堆输出功率的控制，控制棒插入堆内越深，吸收的中子越多，使反应速度减慢或停止；而把棒从堆内抽出时，吸收的中子减少，可使反应起动或使反应加快。一般控制棒也不是一根，也可用插入棒的多少来调整。这种调节一般都通过自动装置进行。
【载热剂】反应堆工作时，核燃料裂变放出巨大的热量。这些热量必须靠载热剂的循环流动不断把能量输送到堆外，作为动力的能源加以利用，同时使堆内的温度不致过分升高，保证反应堆正常工作，优良的载热剂必须具有不易吸收中子、比热大、在高温和γ辐照下不会分解等性质，并可兼作减速剂用。常用的有水，重水，二氧化碳，液态金属钠、钾和某些有机物（如双酚）等。
【防护层】在核辐射强烈的区域（如原子核反应堆、加速器周围）使人体免受过量的γ射线、中子辐照以及其它放射线的伤害而建造的屏蔽层。一般采用厚实的重混凝土墙来屏蔽γ辐照，用水层、石蜡层和含硼物质来减弱中子辐照。
【反射层】能够起反射作用的物质层。在原子核反应堆中，反射层包围反应堆的主体部分，用来反射中子，以减少中子逸出反应区的可能。便用反射层可以缩小反应堆的体积。常用的材料是水、石墨、铍等。
【聚变】由于轻核中的核子的平均结合能更小，当轻核相遇聚合成
百万电子伏特，其反应式可写成
因为所有的核都带有正电，相互间存在着库仑排斥力，因此在一般条件下不可能发生核的聚变。自然界中只有在太阳等恒星内部，因温度极高，轻核才有足够的动能克服库仑斥力，而能自发地进行持续的聚变。人工聚变目前只能在氢弹爆炸或由加速器产生的高能粒子碰撞中实现，然而大规模的聚变控制，目前尚未能办到，正在通过控制热核反应进行探索研究。可聚变的元素有氢、重氢、锂等轻原子核。聚变反应因为需要在高达百万度或千万度以上的温度才能进行，故又称“热核反应”。在摄氏百万度以上的高温，所有原子均完全游离，原子中所有电子全部逸出，仅余下原子核。在高温下这些原子核因热运动而获得高速，在它们相互碰撞时因直接接触而能产生聚变反应，同时放出很大能量。
【热核反应】热核反应是在极高的温度下将轻核聚变为较重的原子
核，因而放出大量能量的反应。当温度足够高时，聚变能自动持续进行。象太阳等恒星的主要能量来源就是其内部的热核反应。根据理论上的估算，使氘核和氚核实现自持热核反应，需要五千万度以上的高温，而氘核同氘核则需要几亿度的高温。目前已实现的人工热核反应是氢弹的爆炸，它利用铀（235U）或钚（239Pu）在裂变时发生爆炸而产生的高温，从而使内部的轻原子核产生剧烈而不可控制的聚变反应。由此可见，氢弹的爆炸，必须由原子弹来引爆。至今，人们不能自如地控制热核反应，其关键在于如何使等离子体达到所需的极高温度，并使之稳定足够长的时间。这是目前自然科学研究的重点问题之一。一旦研究成功，人类将从水中的重氢（氘）获得取之不尽的能量。
【氢弹】它是使轻核发生不可控的热核反应，而产生巨大能量的炸弹。氢弹的结构很复杂，它是靠原子弹爆炸产生的极六、单位与其他
?
【单位】在对物理量进行测量时，所规定的标准量，以便与被测量量进行比较，此标准量叫做单位。体现物质属性的物理量各不相同，因此，物理单位也各有不同。例如，米是计量长度的单位，秒为计量时间的单位等等。
【物理量】量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值。例如，量度物质惯性的物理量是质量，描述物体运动快慢的物理量是速度等。在物理学中以时间、长度、质量、温度、电流强度、发光强度作为基本物理量（在不同时期和不同学科中，基本量的选择可以不同），其余的物理量则分别按其定义由基本物理量组合而成，称为导出物理量。如速度、加速度由时间、长度两个基本量组合而成；力、能量、功等由时间、长度和质量三个基本量组合而成等等。各种物理量都有它们相应的量度单位，并以选定的物质在规定条件下所显示的数量作为基本量单位的标志。
【基本物理量】基本物理量是由人们根据需要选定的，在不同学科中和不同时期，选定的基本物理量有所不同。例如，在力学中选定的基本物理量是：长度、质量、时间；在热学领域中则采用长度、质量、时间、温度为基本物理量。1971年前国际制中采用的基本物理量是六个，即：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度。1971年起又增加了物质的量为基本物理量，使基本物理量增加到七个。
【导出物理量】导出物理量是根据物理量的定义由基本物理量组合而成的。例如，速度就是一个导出物理量。它是以物体的位移和所经过时间的比来定义的，因此它就是由长度和时间这两个基本物理量组合而成的物理量。导出物理量和基本物理量或导出物理量与导出物理量，还可以组成新的导出物理量。从根本上说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量构成的；在电学领域内，除了上述三个基本量外，再加上电流这一基本量就可以导出所有的电学物理量。应用上述七个基本物理量，便可以导出目前物理学中的各个物理量。
【基本单位】物理量的计量，就是将物理量与作为计量单位的同类量相比较，借以确定被量度的物理量为单位量的若干倍。则此单位量值为单位尺度，或简称单位。一般说来，物理量的计量单位是可以任意选择的，单位选择的准绳是：使用方便，尽可能符合近代物理概念，并且有制成物质范型及复制的可能性。根据这些原则制定出的基本物理量的计量单位，叫做基本单位。对于其他物理量的计量单位则可以通过它们与基本单位的关系来确定，而称为导出单位。目前在理论物理方面最通用的绝对单位制是根据1832年高斯所提出的方法建立的，基本量选取了长度、质量和时间，相应的基本单位是厘米、克、秒；米、千克、秒和英尺、磅、秒等数种组合。目前广泛应用在工程技术领域中的重力单位制是选取长度、时间和力作为三个基本量，相应的基本单位有米、秒、千克力和英尺、秒、磅两种组合。各单位制中选用的基本量和基本单位不一定限于三个。例如：在热力学和电磁学领域中通用的单位制，都是由四个基本单位组成，而1960年10月第十一届国际计量大会通过的国际单位制（国际代号为? SI）采用了六个基本单位：米、千克、秒、开氏度、安培和烛光。在1971年第十四届国际计量大会决定采用七个基本单位：米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。随着科学技术的发展，物理基本单位的数目是在变化的，基本单位的定义也在不断更新。
【单位制】由基本单位和它们的导出单位的总和叫做单位制。取长度、质量和时间的单位为基本单位的，称“绝对单位制”，它是1832年由高斯所提出的。如科学上常用的“厘米·克·秒制”（CGS制）就是由基本单位厘米、克、秒及其导出单位如达因、尔格等组成；“米·千克·秒制”（mks制）是由基本单位米、公斤、秒及其导出单位如牛顿、焦耳等组成；还有米、吨、秒为基本单位的“米·吨·秒制”等都是绝对单位制。在工程领域中的重力单位制是选取长度、时间和力作为三个基本量，相应的基本单位则为，米、秒、公斤（力）及其导出单位如能量单位“公斤米”等组成。以上都是力学上用的单位制。在上述单位制中，增添温度的单位时，就得到热学上用的单位制；增加电磁量的基本单位，就得到各种电磁单位制；增加光学量的基本单位，就得到光学上用的单位制。
【国际单位制】由国际计量大会通过决定采用的一种单位制。以米、公斤（千克）、秒、安培，开尔文、坎德拉、摩尔作为基本单位，其他单位均由这七个单位导出。各基本单位规定如下：（1）米。等于氪86原子在真空中发射的橙色光波波长的1，650，763.73倍。（2）公斤。等于保存在巴黎国际计量局的铂铱公斤国际原器的质量。（3）秒。等于铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。（4）安培。在圆截面很小的两根平行的无限长直导体中通以强度相同的稳恒电流，如果两导体相距1米，且处于真空中时，在每米长度上所受到的作用力为2×10-7牛顿，则此稳恒电流的强度为 1安培。（5）开尔文。以水的三相点温度为273.16K。开尔文一度等于水三相点热力学温度的1／273.16。热力学温度T和摄氏温度t的关系为T=t＋273.15。（6）坎德拉。坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540
（W／sr）。（7）摩尔。是一物质系统的物质的量。它是：构成物质系统的结构粒子数目和0.012公斤碳—12中的原子数目相等，则这个系统的物质的量为1摩尔（mol）。结构粒子可以是原子、分子、离子、电子、光子等，或是这些粒子的指定组合体；在使用该单位时必须指明结构粒子的种类。
【公制】也称“米突制”，是“国际公制”的简称。它是法国在18世纪末首创的。采用当时认为最稳定而不变的自然物——地理子午线的长度作为标准，以通过巴黎子午线的四千万分之一作为长度单位，定名米突（米）；容量单位为升，等于一立方米的千分之一；质量单位为公斤（千克），等于摄氏四度时一升纯水的质量。1875年，法、德、美、俄等17个国家的代表在巴黎签订米突公约，公认米突制为国际通用的计量制度，并成立国际计量局，制造出铂铱合金原器，作为长度和质量的国际标准。几个主要单位规定如下：（1）长度单位：米，代号m，为保存在巴黎国际计量局内的铂铱米国际原器，在冰熔点时两标点间的距离，约等于通过巴黎子午线长的四千万分之一。（ 2）质量单位：公斤，代号 kg，为保存在巴黎国际计量局内的铂铱公斤国际原器的质量。（3）容量的单位：升，代号L，质是为1公斤的纯水，在标准大气压下，密度最大时的体积。1升=1.000028立方分米。
【市制】以公制为基础，结合我国民间习惯用的计量名称而定的一种计量制度。市制的主要单位及其与公制的关系为：
容量单位：1（市）升=1升
【英制】用英尺为长度单位、磅为质量单位、秒为时间单位的单位制。在包括美国在内的英语国家中通用。
【英里】简作“哩”。英制中的一种长度单位。1英里=5，280尺，760码=1.609公里=3.219市里。
【英尺】简作“”。英制中的长度单位。十二英寸为一英尺，三英尺为一码。1英尺=0.3048米=0.9144市尺。
【英寸】简作“”。英制中的一种长度单位，十二英寸为一英尺。1英寸=2.54厘米=0.762市寸。
【码】英制中长度的一种单位。? 1码=3英尺；? 1英里=1760码。与公制及市制的关系是： 1码=0.9144米=2.743市尺。
【磅】英制中质量的单位。1磅=0.4536公斤，或1公斤=2.205磅。2 240磅为1英吨；而2 000磅为1美吨。 1磅=16盎斯。以上均指常衡磅或国际磅。金、药衡磅和常衡磅的关系是：常衡1磅=金、药衡磅1.215磅；或金、药衡1磅=0.8229常衡磅。
升）。
【加仑】英、美计量液体和干散颗粒容量的单位。同公制的关系是：1英加仑=4.546升。在美国，1液体加仑=3.785升；1干量加仑=4.405升。
【量纲】把物理量用基本量表示时，在关系式中的各个指数称为该物理量对于所取基本量的量纲。若取长度L、质量M和时间T为基本量，则体积可甲L3表示，因此它对长度的量纲为3。加速度可用LT-2表示，故它对长度的量纲为1，对时间的量纲为-2。能量可用ML2T-2表示，故其对质量的量纲为1，对长度和时间的量纲分别为2和-2。
【量纲式】导出单位随基本单位改变而改变的依从关系，叫做该导出量的量纲式。例如，由速度单位的定义方程可得速度的量纲式LT-1，它表示当长度和时间单位分别改变L和T倍时，速度单位将改变LT-1倍。由此可见，L3、LT-2和ML2T-2依次称为体积、加速度和能量的量纲式。在基本量选定以后，任何物理量都有确定的量纲和量纲式，而且在任何物理方程中，等号两边的量纲和量纲式必须相等。因此，通过量纲分析可检查计算有无错误，甚至可以提供寻找复杂规律的一些线索。同一物理量，在不同的单位制中可能具有不同的量纲和量纲式。
【数量级】在量度或估计物理量的大小时常用的一种概念。当某物理量的数值写成以10为底的指数式时，其指数的数目（不考虑10前面的系数）就是该物理量的数量级。例如地球赤道半径为6.378×103公里，则对量公里来说。它的数量级是3，或说成103公里。真空中光速约为3×1010厘米／秒，则对厘米／秒来说，它的数量级是10，或说成1010厘米／秒。显然，当采用不同单位时数量级也就不同；如果地球半径以厘米为单位时，数量级就是8。有些物理量，由于测量技术的限制，只能量得它的大致范围；或者只要知道它的数量级，而前面的数字对问题影响不大，此时只说出它的数量级就可以了，而不必说出其准确值。
【准确度】在实验测量中，所测得数值（即近似值）对真实数值（即准确值）的接近程度。某测得数值的准确度愈高，表示愈接近真实数值。习惯上用相对误差表示，其数值越小，则准确度越高。这好比一个水平很高的射手，射出的颗颗子弹非常接近靶心。说明相对误差很小，也就是准确度较高。
【精确度】在同一条件下，用同一方法对某物理量进行多次测量时，所测得的各数值间相互接近的程度，精确度指在测量中所测数值重复性的大小。精确度很高，只能说明各次测量值很接近。但这些值可能与准确值（真值）相差很远。这好比，射手射出的颗颗子弹击中靶上某一部位。但这一部位确离靶心很远。
【测量误差】对某量进行测量时所得的值与该量真值之间的差（通常以多次测量结果的平均值作为“真值”）。由于仪器不完善（如刻度不准等）和人为的误差因素（如观测者反应能力有高低和器官的限制等）以及外界条件的影响（如温度改变等），测量误差总是不可避免的。一般可分为两种：（1）偶然误差。如测量时瞄准目标常有偏差，此种误差有正有负，而其产生出于偶然，可用误差理论，对所测的数据进行处理。（2）系统误差。如尺的长度或其刻度不准确，用它测量时就会得出总是偏大或偏小的误差。系统误差带有规律性，原则上可加以改正或消除。此外还有由于读数错误等原因引起的所谓“粗差”，须通过多次测量来发觉，并予剔除。
【贝尔】在声学中测定声强级的特定单位。它在数值上等于被测声强I和声强的最小值I0之比的常用对数。声音最小值I0是指正常人耳能
电学中计算功率的比值也常用贝尔作单位，在数值上等于输出功率和输入功率比的常用对数，即
电学中计算电流或电压的比也借用贝尔作单位。在数值上等于输出电流（或电压）与输入电流（或电压）的比的常用对数的两倍。即
“贝尔”这一单位是为了纪念美国发明家贝尔在电、声学方面的贡献而命名的。
【分贝】贝尔数的十分之一，即1贝尔=10分贝。声强级、电功率比、电流比、电压比，通常都多用分贝作单位。
【奈贝】电平单位，它是电流比值（或电压比值）的自然对数；出是相应的电功率比值的自然对数的二分之一，分别表示为
1奈贝=8.686分贝
1贝尔=10分贝=1.151奈贝
【宇宙】宇宙是指整个的物质世界，是自然界中运动着的万物的总称。它是处于不断地运动和发展之中。在空间上没有边界没有尽头，在时间上没有开始没有终了。宇宙中的物质的表现形式是多种多样的。随着天文学的日益发展，宇宙可观测的范围日益扩大。这个范围已经远远超出太阳系所属的银河系，而包括数以十亿计的其他星系，称为河外星系。每个星系包含着数以百亿、万亿计的恒星。目前，能观测到的最远的天体离地球约为百亿光年。
【恒星】由炽热的气体组成，能自己发光的天体。太阳是距我们最近的一颗恒星。其他的恒星距离地球都十分遥远，其中最近的距离也有4.3光年。在整个天空中，人眼可看到的恒星约6 500颗，利用天文望远镜观测，多得难以数计。恒星实际上也都在不停地运动，但因距我们太远，在短期间内感觉不到它们之间相互位置的改变，故古时就称其为“恒星”，并沿用至今。恒星也和太阳一样各有速度不等的自转运动。各种不同恒星的物理性质也千差万别：直径从太阳的千分之一以下到千倍以上，质量从太阳的二十分之一到百倍以上，密度从水的几千分之一到千万倍以上，光度从太阳的几十万分之一到几十万倍，表面温度从几百到几万度（℃），而中心温度可达千万度甚至上亿度。维持恒星辐射的能源主要是热核反应。
【星座】为使人们便于认识星空，古代巴比伦人将天球分为许多区域，叫做“星座”。每一星座可由其中亮星的特殊分布而辨认出来，如七颗亮星形成象杓子的叫做“大熊座”（我国通称“北斗”七星）。现今国际通用的星座共有88座。如“大熊座”，“小熊座”，“天龙座”，“仙后座”，“仙王座”，“仙女座”，“蝎虎座”等等。
【行星】环绕太阳运行，近似于球形的天体，是太阳系的主要成员。行星本身不发光，按照距离太阳的次序，有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星9颗。其中，水星的体积和质量最小，而木星的体积和质量最大。
【地球】人类居住的星球，太阳系九大行星之一。与太阳的平均距离14 960万公里。体积约10 832亿（1.0832×1012）立方公里，赤道半径6 378公里，极半径6 357公里，两者相差21公里。质量约为5.976×1021公顿，平均密度是水的5.5倍，公转周期365.25日，自转周期为23时56分，地球的轨道平面与地球赤道面相交成23°27′的角度，故有四季寒暑和昼夜长短的差别。地球表面包有坚固的地壳（岩石圈），面积51000万（5.1×108）平方公里，其中海洋（水圈）约占总表面积的70.8％，陆地只占29.2％。地球周围大气层由氮、氧、水汽等气体混合组成。在大气层外还环绕着由带电粒子组成的辐射带。地球有一颗卫星（月球）。
【卫星】围绕行星运行的天体，例如，月球是地球的卫星，卫星本身不能发光，在太阳系中除水星、金星、冥王星未发现卫星外，其他6颗行星已发现卫星共有34颗，其中地球有1颗，火星2颗，木星14颗，土星10颗，天王星5颗，海王星2颗。
【流星】在行星运行的轨道空间里，布满着无数叫做流星体的小物体，当这些小物体进入地球大气层时，因为相对于地球大气的运动速度非常之大，与大气摩擦燃烧而发光而形成流星。平时看到天空中星光如箭掠过的现象，就是流星。一般出现在离地球50～140公里处，速度由每秒12公里到80公里。流星出现，秋季比春季多。后半夜比前半夜多。
【慧星】又称“扫帚星”。也是绕太阳运行的一种天体。形状很特殊，在远离太阳时，是一个发光的云雾状小斑点；接近太阳时，由慧核、慧发和慧尾三个部分组成。慧核由比较密集的固体块和质点组成，其周围的云雾状光辉叫做“慧发”。慧核和慧发总称为“慧头”。慧尾是由极稀薄的气体和尘埃组成，形状象扫帚，是慧星接近太阳时形成的，一般背着太阳方向延伸出去。慧星的体积非常宠大，它可长达数千万、甚至数亿公里；但慧星的质量却很小，一般不到地球质量的十亿分之一。慧尾的密度极小，只有地球上海面大气密度的几千亿分之一。慧星的轨道大多是很扁长的椭圆，少数慧星也运行在抛物线或双曲线轨道上。肉眼能见的慧星很少。哈雷慧星是一颗著名的周期慧星。由英国天文学家哈雷首先确定它的轨道是一个很扁长的椭圆，以约76年的周期绕太阳运行。我国历史上有哈雷慧星出现的最早和最完整的记载：第一次是在春秋鲁文公14年（公元前613年，到最近一次1987年哈雷慧星出现为止，共有32次记载）。
【激光雷达】向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号的到达时间、强弱程度和频率变化等参数，以确定目标的距离、方位和运动速度，还能探测出肉眼看不见的大气中悬浮微粒群的动态以及大气的密度不均匀性等。激光雷达与无线电雷达相比，测量精度高，分辨能力强，在大气吸收较小时，作用距离远；但它受气候影响较大，不易对准目标，且跟踪、监视和大面积搜索较为困难。主要应用于天文观测和气象观测等。它不能完全代替无线电雷达。
【黑洞】天文学名词。依照广义相对论，当一定质量的天体物质高度集聚到很小体积内，集聚到一定程度，引力场便将强到使该天体周围的空间高度弯曲，弯曲到把自己包起来，天体产生的辐射将出不来，这样的天体称为“黑洞”。20世纪60年代里，有人根据许多观测资料推测宇宙间可能存在着许多黑洞。但至今还未得到证实。
【光年】计量天体之间距离的一种单位。光在一年中所走过的距离，约为94 605亿公里。例如，天狼星距离地球约8.7光年，人们现在所看到的天狼星的光是它在8.7年以前发出的光。
【回归线】天球上赤道之北和南各23°27′的两个赤纬圈（即太阳所能达到的两个极限位置）。夏至日太阳到达北回归线后即转向南归；冬至日太阳到达南回归线后即开如转向北归。地球上北、南纬各23°27′的两个纬度圈，是地球上热带和北南温带的分界线。23°27′是黄道与天赤道之间的交角。
【黄道】地球上的人看太阳于一年内在恒星之间所走的视路径，即地球的公转轨道平面和天球相交的大圆。黄道和天赤道成23°27′的角，相交于春分点和秋分点。
【月球】地球的卫星。和地球的平均距离为384 401公里。是距离地球最近的天然星体。本身不发光，但反射太阳光而被人们看见。它的直径为3476公里是地球直径的1／4，质量为地球的1／18.3，密度是水的3.3倍，重力只有地球的? 1／6。月球的自转周期和绕地球转动的周期相等，都是27.3日，因此，它永远以同一面对着地球。月球上无水，基本上没有大气。月球表面的温度变化剧烈，在自转一周之内，其温度变化可达 300℃。月面凹凸不平，有海（实际是平原）、环形山、月面辐射纹和山系等结构。在1959年用宇宙火箭拍摄到了月球背面的照片。照片表明月球的背面和正面的结构有很大差别。主要是背面的“海”的面积小，而环形山较多。
【空间和时间】空间是物质存在的广延性；时间是物质运动过程的持续性和顺序性。同物质一样，它们是不依赖于人的意识而存在的客观实在，是永恒的，是运动着的物质的存在形式。它们与运动物质是不可分割的，没有脱离物质运动的空间和时间，也没有不在空间和时间中运动的物质。就宇宙而言，空间和时间是无限的，空间无边无际，时间无始无终；就每一个具体的个别事物而言则在空间上和时间上都是有限的。量度空间和时间是科学的任务，通过量度单位的选定和参考系的建立而进行。量度单位以某物体在一选定参考系中的尺度或稳定运动为依据。量度空间一般以米（即公尺）或其分数（如厘米、微米）或倍数（千米）为单位。在量度天体间距离时则用天文单位、光年、秒差距。量度时间一般以地球自转和公转为标准，由此定出各种年、月、日、时、分、秒等单位。历法是量度较长时间的系统。近代利用某些物质原子的内部过程作为空间和时间的量度标准。
【原理】在科学领域中具有普遍意义的基本规律，它是在大量实践的基础上获得，其正确性也由实践来检验，并对进一步的实践具有指导作用。它反应自然科学中带有普遍规律的本质。例如，独立作用原理，功的原理等都具有普遍的指导意义。
【定理】通过一定的论据而证明为正确的结论。例如，动量定理是由牛顿定律为根据而导出的。
【定律】对客观规律的一种表达形式。通过大量具体的事实归纳而成的结论。如牛顿定律、折射定律等都是。
【定则】为了快速而准确的判断，并能帮助理解和记忆，用以表达相互关联的事物之间的内在联系并得到公认的方法。如左，右手定则等。
【标量积】又称“数量积”。矢量相乘的一种形式。两个矢量按这
【立体角】一个锥面所围成的空间部分称为“立体角”。立体角是以锥的顶点为心，半径为1的球面被锥面所截得的面积来度量的，度量单位称为“立体孤度”。
【原子时】原子内部能级跃迁时所发射或吸收的电磁波频率极为稳定，以此为基准建立的很均匀的计量时间系统称为“原子时”。原子时的秒长定义为铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。目前，原子时的秒长作为时间的基本单位。
【恒星年】地球绕太阳公转一周所需要的时间。只在天文学上使用。由于岁差（地球自转轴的进动使春分点沿黄道向西缓慢运行，速度每年50.24角秒，约25，800年运行一周，这现象而引起的岁差），恒星年比回归年约长20分23秒。等于365.25636个平太阳日，或365日6时9分9.5秒。
【回归年】太阳视圆面中心相继两次过春分点所经历的时间。又称“太阳年”。回归年比恒星年约短20分23秒，回归年长365.2422平太阳日或365日5时48分46秒。
【恒星日】指太阳在春分点相继两次上中天所经历的时间，等于23时56分4.09秒平太阳时。一恒星日分为24个恒星小时，一恒星小时分60恒星分，一恒星分又分为60恒星秒。
【真太阳日】太阳中心相继两次上中天所经历的时间。由于太阳周年视运动的不均匀性，故真太阳日的长度不一样，一年中最长和最短的太阳日约差51秒。
【平太阳日】太阳在黄道上运行的速度不均匀，又因黄道和天赤道不在同一平面内，所以一年中真太阳日的长短不一样，用它来计时很不方便。在天文学中为了弥补这一缺陷，假想有一天体在天球赤道上以匀速由西向东运行；此速度等于太阳在黄道上运行的平均速度。这个假想的天体，称为“平太阳”。平太阳相继两次下中天所经历的时间（即一年内真太阳日的平均值）叫平太阳日。平太阳日比恒星日约长4分钟。一平太阳日分为24平太阳小时，一平太阳小时分为60平太阳分，一平太阳分又分为60平太阳秒。这些就是平常所使用的时间单位。
【云雾物理】大气物理学的组成部分之一。主要研究云、雾及其伴存现象（例如，降水、电、光等）的形成。发现和消灭的规律，从而阐明其物理过程的本质，外部大气条件及其本身演变间的关系等。
【海市蜃楼】也称为“蜃景”。光线经不同密度的空气层，发生显著折射（有时伴有全反射）时，把远处景物显示在空中或地面的奇异幻景。常发生在海边和沙漠地区。一般有上现蜃景、下现蜃景和侧现蜃景三种，也有其他更复杂的蜃景。我国山东省蓬莱县常见渤海庙岛群岛的幻景。
【能见度】正常人视力能将目标物从背景中区别出来的最大距离（以米或公里为单位）所相应的等级。进行地面气象观测时，白天一般选择离观测点不同距离的目标物，作为估计能见度的依据；夜间则选取测点周围一定亮度的固定灯光来估计。观测能见度对航空、航海等事业具有实际意义。
【诺贝尔】瑞典人（1833～1896年）发明家，工业家，诺贝尔奖的创设者。生于斯德哥尔摩。1842年全家移居彼得堡。从1850年起到美国留学4年，学习机械工程。返回后协助父亲改进炸药。1859年全家返回瑞典，继续从事炸药制造和排除其危险性的研究。他把易爆但不易处理的液状硝基甘油吸到硅藻土中，增加了安全性，也便于处理，称之为黄炸药（达纳炸药），1866年取得了专利。接着发明了比黄炸药威力更强的无烟炸药，也取得了专利。在世界各地经营15家炸药工厂，还在俄国开发巴库油田，成为大富翁。为了促进世界和平和科学的进步，他留下遗嘱设立诺贝尔奖。
【诺贝尔奖】根据诺贝尔的遗言设立的科学奖。自1901年开始设物理学奖、化学奖、医学或生物学奖、文学奖、和平奖，1969年又增设经济学奖。前五项是在诺贝尔逝世的前一年（1895年11月27日）在巴黎写的遗嘱中提出的。他亲手用瑞典文写下并在斯德哥尔摩银行中保存，1897年1月启封。其中写着要遗嘱执行人将其遗产做安全可靠的投资作为基金，以每年的利息作为奖金，授给前一年对人类社会做出最大贡献的人。诺贝尔一生健康不佳，未婚无子女，其遗产的大部分做了诺贝尔的基金。诺贝尔奖由金质奖章、奖状和奖金组成，每年12月10日（诺贝尔忌日）在斯德哥尔摩（和平奖在奥斯陆）发奖，有瑞典国王出席。根据诺贝尔的遗愿，物理学奖和化学奖由瑞典皇家科学院授与，医学或生物学奖由皇家与罗琳医学研究所授与。这三项奖的历史，是20世纪科学史最宝贵的资料。1901～1980年的80年间，三奖获奖总数为331名。根据获奖人数看，科学繁荣的中心，是从欧洲转向美国的。
世界主要地区重力加速度数值表
凡? 例
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一、本辞典共分为力学、热学、电磁学、光学、原子和原子核、单位和其他以及附录七个部分。前五部分基本上与现行教科书学科顺序相同。
二、本辞典主要是为中学物理教学而编写的。旨在作为中学物理教师在教学中的参考用书。所收集的词目均是现行中学教材中出现的物理学名词、定律、定理、定则以及重要的物理现象和仪器设备等。
三、为了体现其实用性，在有些辞目中解释较为详细。对必要的公式推导和定理证明以及重要定律的说明作了一些数学上的处理。便于教师在教学中参考。全书共收集词条1206条。
四、对教材中出现的有些物理学家也作为词条加以简单的介绍。科学家原名的书写均参照1986年12月出版的科学技术史词典的拼法。
五、词目出现的顺序，基本按其在教科书中出现的前后顺序编排。对一词多义的条目，均保留词目并指出见词目××。
六、对于单位、物理量方面的词目以及与教学内容有关（或学生应知道的物理常识的条目）但教科书中未出现的词目，专门收集在单位与其他一章中。
七、对于常用的物理单位及物理常数。收集在附录中。附录均是物理量、物理常数的表格。以便需要时查找。
八、为查找方便起见，本书前有按词目出现顺序排列的目录。书后附有按笔画顺序而编排的词目笔画索引。
前? 言
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百年大计，教育为本。建设有中国特色的社会主义，要靠我国有知识的各类人才。发展教育事业，把教育事业放到突出的战略地位，切实提高全民族的文化素质，为科技的发展、经济的振兴、社会的进步，培养合格的人才，是我国面临的重大而迫切的任务，也是我们中华民族自立于世界民族之林的重要问题。
随着我国四化建设和教育事业的发展，教师队伍不断壮大。他们可能由于教学经验不足，在教学中会遇到一些困难，急需增强基础知识，提高自身教学水平的工具书。因此，我们组织了有多年教学经验的老教师，编写了一套《中小学教师实用各科辞典》。这套辞典的出版，若能对教师的教学有帮助，从而为促进我国教育事业的发展做出微薄贡献，我们和辞典的编写者就得到了最大的满足。
参加《中学教师实用物理辞典》编写的有孙旭初，王文勋，童恒珞，叶九成，由尚世铉、刘锡龙、高尚惠教授分别审定。
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《中小学教师实用各科辞典》编委会
1988年8月
四、光学
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【光学】 物理学的一个部门。光学的任务是研究光的本性，光的辐射、传播和接收的规律；光和其他物质的相互作用（如物质对光的吸收、散射、光的机械作用和光的热、电、化学、生理效应等）以及光学在科学技术等方面的应用。17世纪末，牛顿倡立“光的微粒说”。当时，他用微粒说解释观察到的许多光学现象，如光的直线性传播，反射与折射等，后经证明微粒说并不正确。1678年惠更斯创建了“光的波动说”。波动说历时一世纪以上，都不被人们所重视，完全是人们受了牛顿在学术上威望的影响所致。当时的波动说，只知道光线会在遇到棱角之处发生弯曲，衍射作用的发现尚在其后。1801年杨格就光的另一现象（干涉）作实验（详见词条：杨氏干涉实验）。他让光源S的光照亮一个狭长的缝隙S1，这个狭缝就可以看成是一条细长的光源，从这个光源射出的光线再通过一双狭缝以后，就在双缝后面的屏幕上形成一连串明暗交替的光带，他解释说光线通过双缝以后，在每个缝上形成一新的光源。由这两个新光源发出的光波在抵达屏幕时，若二光波波动的位相相同时，则互相叠加而出现增强的明线光带，若位相相反，则相互抵消表现为暗带。杨格的实验说明了惠更斯的波动说，也确定了惠更斯的波动说。同样地，19世纪有关光线绕射现象之发现，又支持了波动说的真实性。绕射现象只能借波动说来作满意的说明，而不可能用微粒说解释。20世纪初，又发现光线在投到某些金属表面时，会使金属表面释放电子，这种现象称为“光电效应”。并发现光电子的发射率，与照射到金属表面的光线强度成正比。但是如果用不同波长的光照射金属表面时，照射光的波长增加到一定限度时，既使照射光的强度再强也无法从金属表面释放出电子。这是无法用波动说解释的，因为根据波动说，在光波的照射下，金属中的电子随着光波而振荡，电子振荡的振幅也随着光波振幅的增强而加大，或者说振荡电子的能量与光波的振幅成正比。光越强振幅也越大，只要有足够强的光，就可以使电子的振幅加大到足以摆脱金属原子的束缚而释放出来，因此光电子的释放不应与光的波长有关。但实验结果却违反这种波动说的解释。爱因斯坦通过光电效应建立了他的光子学说，他认为光波的能量应该是“量子化”的。辐射能量是由许许多多分立能量元组成，这种能量元称之为“光子”。光子的能量决定于方程
E=hν
式中E=光子的能量，单位焦耳
h=普朗光常数，等于6.624×10-34焦耳·秒
ν=频率。即每秒振动数。ν=c／λ，c为光线的速度，λ为光的波长。现代的观念，则认为光具有微粒与波动的双重性格，这就是“量子力学”的基础。在研究和应用光的知识时，常把它分为“几何光学”和“物理光学”两部分。适应不同的研究对象和实际需要，还建立了不同的分支。如光谱学，发光学、光度学，分子光学、晶体光学，大气光学、生理光学和主要研究光学仪器设计和光学技术的应用光学等等。
【光】 严格地说，光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。由实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。
【光源】 物理学上指能发出一定波长范围的电磁波（包括可见光与紫外线、红外线和X光线等不可见光）的物体。通常指能发出可见光的发光体。凡物体自身能发光者，称做光源，又称发光体，如太阳、恒星、灯以及燃烧着的物质等都是。但像月亮表面、桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源。在我们的日常生活中离不开可见光的光源，可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业，医学和国防现代化等方面。光源主要可分为：热辐射光源，例如太阳、白炽灯、炭精灯等；气体放电光源，例如，水银灯、荧光灯等。激光器是一种新型光源，具有发射方向集中、亮度高，相干性优越和单色性好的特点。
【几何光学】 光学中以光的直线传播性质及光的反射和折射规律为基础的学科。它研究一般光学仪器（如透镜、棱镜，显微镜、望远镜、照相机）的成像与消除像差的问题，以及专用光学仪器（如摄谱仪、测距仪等）的设计原理。严格说来，光的传播是一种波动现象，因而只有在仪器的尺度远大于所用的光的波长时，光的直线传播的概念才足够精确。由于几何光学在处理成像问题上比较简单而在大多数情况下足够精确，所以它是设计光学仪器的基础。
【物理光学】 光学中研究光的本性以及光在媒质中传播时各种性质的学科。物理光学过去也称“波动光学”，从光是一种波动出发，能说明光的干涉、衍射和偏振等现象。而在赫兹用实验证实了麦克斯韦关于光是电磁波的假说以后，物理光学也能在这个基础上解释光在传播过程中与物质发生相互作用时的部分现象，如吸收，散射和色散等，而且获得一定成功。但光的电磁理论不能解释光和物质相互作用的另一些现象，如光电效应、康普顿效应及各种原子和分子发射的特征光谱的规律等；在这些现象中，光表现出它的粒子性。本世纪以来，这方面的研究形成了物理光学的另一部门“量子光学”。
【光线】 光源发出之光，通过均匀的介质时，恒依直线进行，叫做光的直进。此依直线前进之光，代表其前进方向的直线，称之为“光线”。光线在几何光学作图中起着重要作用。在光的直线传播，反射与折射以及研究透镜成像中，都是必不可少且要反复用到的基本手段。应注意的是，光线不是实际存在的实物，而是在研究光的行进过程中细窄光束的抽象。正像我们在研究物体运动时，用质点作为物体的抽像类似。
【日蚀】 指地球进入月球的本影中，太阳被遮蔽的情形。当太阳、月球和地球在同一条直线上时便会发生。月球每月都会处于太阳与地球之间，不过日食并不能每月看到，这是因为白道（月球的轨道）平面对地球轨道有5°的倾角。月球可能时而在黄道之上或时而在黄道之下，故其阴影不能落在地球上。只有当太阳、月球和地球在一直线内，才能产生日蚀。如果地球的某一部分在月影之内，即发生日蚀；日蚀有全蚀、偏蚀、环蚀三种。地球上的某些地方正位于月球的影锥之内（即在基本影之内）这些地方就能观看到日全蚀。锥外虚影所射到的地方（即半影内的地方）则看到偏蚀。月球离地球较远的时候，影锥尖端达不到地面，这时从圆锥的延长线中央部分看太阳的边缘，还有狭窄的光环，这就是发生的环蚀现象。环蚀在亚洲，一百年中只能遇见十几次，在一个小地区欲见环蚀者，数百年也难得有一次机会。月影投到地面上，急速向西走，所以某一地点能够看见的全蚀时间非常的短，最长不过七分半钟，平均约3分。日全蚀带的宽度，平均约160公里。在某一地点能够看见日全蚀的机会，非常的少；平均360年只有一次。日全蚀的机会虽少，而需要观测和研究的问题甚多。例如日月相切时刻的测定。爱因斯坦引力说的证明等等。
【木星】 在我国古代称之为岁星，是九大行星中最大也最重的行星，它的直径比地球的直径大11倍，它的质量也比地球重317倍。它的自转周期为9.842小时，是所有行星中最快的一个。木星上的大气分布很广阔，其组成含氢（H2）氮（N2）、沼气（甲烷CH4）及氨气（NH3），因此，其表面完全为昏暗所笼罩着。木星离地球的距离为628 220 000公里，它的赤道直径为142 804公里，比地球要大11倍。虽然它是太阳系最大的一颗行星，但它却有最短的自转周期，比起地球的一天短了14小时6分钟；故知它是以极其惊人的速度不停地自转着，就是在其赤道上的某一质点最少也以时速45 000公里的速度卷旋前进着。离心力在赤道地带也大得惊人，结果便造成赤道的凸出，使此行星变成如一个压扁的橙子一样。木星有四颗大卫星，被命名为木卫一、木卫二…，都能用小望远镜看到，甚至有人能用肉眼观察到。显然它们的体积必定相当可观，它们的直径木卫一约是3719公里，木卫二约是3139公里，木卫三约是5007公里，木卫四约是5184公里。在这四颗卫星中，最靠近木星表面的一颗就是木卫一。由于巨大的卫星引力。木卫一只能以42小时半的时间环绕木星一周。在这些木卫环绕木星的过程中，它们有时在木星之后所谓被掩，有时在木星的阴暗面，称为蚀，有时在木星前叫作凌犯。
【月蚀】 当地球位于太阳和月球之间而且是满月时，进入地影的月球，就会发生月蚀。月球全部走到地影中的时候，叫做全蚀；只有一部分进入本影的时候，叫做偏蚀。月全蚀的时候可分做五象，当月球和本影第一次外切的时候，叫做初亏；第一次内切的时候叫做蚀既；月心和本影中心距离最近的时候，叫做蚀甚；当月球和本影第二次内切的时候，叫做生光；第二次外切的时候叫做复圆。偏蚀时，只有初亏、蚀甚、复圆三种现象。月蚀现象一定发生于望（阴历十五）的时候；但是望的时候，未必发生月蚀。这是因为白道（月球运行轨道）和黄道（地球运行的轨道）不相一致的缘故。但望时的月球如果距离交点太远，将不能发生月蚀；必须在某一定距离之内，才可以发生月食，这一定的界限，叫做月蚀限；这限界是随日、月、地球的距离和白道交角的变化而略有变动，最大值为12.2°，最小值为9.5°。月蚀最长时共维持3小时40分，其中1时40分为全蚀，其余两小时为偏蚀。月蚀如在地平以上发生，则因地球自转，故可见地区超过半个地球。月全蚀时因地球大气反射红光进入地影，故可见古铜色微光之月面。月蚀次数虽较少，但见蚀带极广，而日蚀带狭窄，故同一地区之居民，看见月蚀之次数较日蚀多。
【光速】 一般指光在真空中的传播速度。真空中的光速是物理学的常数之一，它的特征是：（1）一切电磁辐射在真空中传播的速率相同，且与辐射的频率无关；（2）无论在真空中还是在其他物质媒质中，无论用什么方法也不能使一个信号以大于光速c的速率传播；（3）真空中光速与用以进行观测的参照系无关。如果在一伽利略参照系中观察到某一光信号的速率为c=2.99793×1010厘米／秒，那么，在相对此参照系以速度v平行于光信号运动的另一个伽利略参照系中，所观测到的光信号一定也是c，而不是c＋v（或c-v），这就是相对论的基础；（4）电磁学理论中的麦克斯韦方程和罗伦兹方程中都含有光速。当用高斯单位来写出这两个方程时，这一点特别明显。光在真空中的速度为c，在其他媒质中，光的速度均小于c，且随媒质的性质和光波的波长而不同。
【光速之测定】 伽利略曾经建议，使光行一段7.5千米的路程以测定其速度，但因所用的设备不完善而未成功。此后，直到1675年，丹麦学者罗默在巴黎求得光速之可用数值。罗默把他的观察扩展到宇宙之间，而其所用的研究对象则为木星卫星的成蚀。这些卫星之中最内层的
因此，每经过此一周期之间隔，M便再次进入木星J之阴影中，而使地球上的观察者暂时无法看到它。罗默发现，当地球E环绕太阳S作公转
木星卫星的成蚀要迟14秒钟会才发生；又当地球在同一时间（即
至于木星卫星的实际绕转周期，则可根据地球公转到E5或E8时所作之观测求得。罗默认为此一现象，确实是由于地球从E1运行到W2之时，光之进行必须跟在地球后面追赶上去，而当地球由E6运行到E7时，则光之进行可对着地球迎着赶上所致。由此可知，E1与E2或E6与E7之间的距离，与地球在木星的卫星绕木星一周所需要的时间内运行的路程相符合。因为地球公转速度为30千米／秒，所以此二距离都是等于42.5×60×60×30（千米），约为，4 600 000千米。这说明光需要多走14秒钟始能赶上地球由E1至E2的这一段距离；另一方面它在地球由E6至E7向光迎头赶上的这段距离中，光之行进却能省下14秒钟。由此得到光速约稍大于300 000千米／秒（4 600 000／14≈328 000千米／秒）。当地球由E2远离木星而继续运转至E3、E4…等处时，那么当靠近E5时，则每次成蚀延迟之时间相继地累积起来，直到地球渐近于E5时成蚀延迟时间逐渐减少为零了（此乃由于木星与地球间的距离之增加，由于接近E5而渐渐减少，终于抵达E5而趋于零所致）。故成蚀延迟之时间，当地球在半年之中由E8运转至E5时，每次成蚀延迟时间相加起约等于1000秒。这也就是光从木星到达E5和光从木星到达E8这两段行程所需的时间差（亦即光行经地球公转轨道直径E5E8所需之时间）。由天文学上可知地球公转的轨道这直径为d=300 000 000千米；利用此数值计算出的光速为
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这一数值要比根据每连续两次木星卫星成蚀之时差所求得的光速更可靠一些。罗默测出的光速c=315 000千米／秒，和现在科学家采用更较精细的量度方法在真空中求得之光速的数值c=299 696±4千米／秒，实极接近。c=299 796这个数值是美国物理学家迈克耳孙测出的。在激光得以广泛应用以后，开始利用激光测量光速。其方法是测出激光的频率和波长，应用
c=λν
计算出光速c，目前这种方法测出的光速是最精确的。根据1975年第15届国际计量大会决议，把真空中光速值定为
c＝299 792 458米／秒。
在通常应用多取c=3×108米／秒。
【迈克耳孙】 Michelson（1852～1931年）美国物理学家。他创造的迈克耳孙干涉仪对光学和近代物理学是一巨大的贡献。它不但可用来测定微小长度、折射率和光波波长等，也是现代光学仪器如付立叶光谱仪等仪器的重要组成部分。他与美国化学家莫雷（1838～1923年）在1887年利用这种干涉仪，作了著名的“迈克耳孙—莫雷实验，这一实验结果否定了以太的存在，从而奠定了相对论的实验基础。1926年用多面旋镜法比较精密地测定了光的速度。
【光的直线传播定律】 光在均匀媒质中是沿着直线传播的。因此，在点光源（即其线度和它到物体的距离相比很小的光源）的照明下，物体的轮廓和它的影子之间的关系，相当于用直线所做的几何投影。光的直线传播定律是人们从实践中总结出来的。而直线这一概念本身，显然也是由光学的观察而产生的。作为两点间的最短距离是直线这一几何概念，也就是光在均匀媒质中沿着它传播的那条线的概念。所以自古以来，在实验上检查产品的平直程度，均以视线为准。但是，光的直线传播定律并不是在任何情况下都是适用的。如果我们使光通过很小的小孔，则
我们只能得到一个轮廓有些模糊的小孔的像。孔越小，像越模糊。当孔
而引起的。
【光的反射】 光遇到物体或遇到不同介质的交界面（如从空气射入水面）时，光的一部分或全部被表面反射回去，这种现象叫做光的反射，由于反射面的平坦程度，有单向反射及漫反射之分。人能够看到物体正是由于物体能把光“反射”到人的眼睛里，没有光照明物体，人也就无法看到它。
【光的反射定律】 在光的反射过程中所遵守的规律：（1）入射光线、反射光线与法线（即通过入射点且垂直于入射面的线）同在一平面内，且入射光线和反射光线在法线的两侧；（2）反射角等于入射角（其中反射角是法线与反射线的夹角。入射角是入射线与法线的夹角）。在同一条件下，如果光沿原来的反射线的逆方向射到界面上，这时的反射线一定沿原来的入射线的反方向射出。这一点谓之为“光的可逆性”。
【漫反射】 当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，因面上凹凸不平，所以入射线虽然互相平行，由于各点的法线方向不一致，造成反射光线向不同的方向无规则地反射，这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。这种反射的光称为漫射光。很多物体，如植物、墙壁、衣服等，其表面粗看起来似乎是平滑，但用放大镜仔细观察，就会看到其表面是凹凸不平的，所以本来是平行的太阳光被这些表面反射后，弥漫地射向不同方向。
【平面镜】 镜的反射面是光滑平坦的面，叫做平面镜。普通使用的镜是在磨平后的玻璃背面涂有银，或涂锡和水银的合金。物体放在镜前时，物体即映于镜中而可以看见。这是由于物体反射出的光，于镜面反射后进入眼睛所致。平面镜成像，并非光线实际的集合点，所以叫做虚像。平面镜所成之像的大小和原物体相同，其位置和原物体成对称，因为像和镜面的距离，恒与物体和镜面的距离相等。实物在两平面镜间可引起多次反射而形成复像，其在每镜中除由原物各成一像小，余皆互以他镜之像为物而形成。
【潜望镜】 从海面下伸出海面或从低洼坑道伸出地面，用以窥探海面或地面上活动的装置，其构造与普通的望远镜相同，唯另加两个反射镜使物光经两次反射而折向眼中。潜望镜常用于潜水艇，坑道和坦克内用以观察敌情。
【球面镜】 反射面为球面的镜，可用以成像。球面镜有凹、凸两种，反射面为凹面的称“凹面镜”，反射面为凸面的称“凸面镜”。连接镜面顶点与其球心的直线称为“主轴”。与主轴相近而与它平行的一束光线，被镜面反射后，反射光线（或其延长线）与主轴相交，其交点称为“焦点”。镜面顶点和焦点之间的距离称为“焦距”，等于球半径的一半。凹镜的球心和焦点（实焦点）都在镜前，凸镜的球心和焦点（虚焦点）都在镜后。凹镜有使入射光线会聚的作用，所以也称“会聚镜”，凸镜有使入射光线发散的作用，所以也称“发散镜”。在反射望远镜中用到凹镜；在汽车前面供驾驶员看后面车辆情况的镜子，则是凸镜。
【反射率】 又称“反射本领”。是反射光强度与入射光强度的比值。不同材料的表面具有不同的反射率，其数值多以百分数表示。同一材料对不同波长的光可有不同的反射率，这个现象称为“选择反射”。所以，凡列举一材料的反射率均应注明其波长。例如玻璃对可见光的反射率约为4％，锗对波长为4微米红外光的反射率为36％，铝从紫外光到红外光的反射率均可达90％左右，金的选择性很强，在绿光附近的反射率为50％，而在红外光的反射率可达96％以上。此外，反射率还与反射材料周围的介质及光的入射角有关。上面谈及的均是指光在各材料与空气分界面上的反射率，并限于正入射的情况。
【球面镜成像】 对于凸面镜只能使特成正立、缩小的虚像。如图4－2（a）所示。由物A点出发的平行于光轴的光线，达到镜面后将反射，其反射光的延长线必交球面镜的焦点F上。而从A射向F的光线被球面反射后将平行于光轴。这两条反射线，没有实交点，只有虚交点A′，也就是说视觉认为这两条光线是从A′发出的。物体上的B点发出的沿光轴的光线，即平行于光轴，又过焦点，故B′为B点的像。在物体AB上的各点，接照前述办法作图，其各点的像点都在A′B′上，故A′B′即为AB的像。无论物AB在何处，它所发出的光射到球面镜后而反射的光，没有实交点，因此所成之像必为虚像。由图中可以看出，物体在轴的上方，所成的虚像也在轴的上方，故所成之像为正立。无论AB在什么位置，从A点出发的平行于轴的光线一定在AF方向的光线的上方。此两线的交点A′必比A点更靠近轴，所以像是缩小的。根据上述方法作图可知凹透镜成像可有三种情况：（1）物在凹镜前二倍焦距以外时，是倒立缩小的实像，见图4－2（b）。（2）物在两倍焦距以内，焦点以外时，则成倒立放大的实像，见图4－2（c）。（3）当物位于焦点以内时，则成正立的放大的虚像，见图4－2（c）。
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【光的折射】 凡光线在通过疏密不同介质交界面时改变方向的现象，称为光之折射。如图4－3所示，光线AB由空气内斜向射至水面，自入射点B起，就向这点的法线EE′偏折而取BM的方向。若在水底置一平面镜M，使反射线MC再由水中透入空气，则自入射点C起，离开法线FF′偏折，而取CD的方向。偏折后的光线BM和CD，称为折射线，折射线和法线所成的角，如∠E′BM和∠FCD，称为折射角。由此可知光线由稀的介质入射到密的介质时，折射线常向法线偏向，故折射角常比入射角小；若由密的介质透入稀的介质时，折射线常离法线而偏向，折射角常比入射角大。当光线通过介质的密度在不断变化时，光线前进的方向也随之而改变，因此我们隔着火盆上的热空气看对面的东西时，会觉得那东西不停地在闪动着。这是由于火盆上面的空气因受热很快地上升，这部分空气的密度便和周围空气的密度不同，而且热度还不断在变化，当由物体射来的光线通过这样的空气，其折射光线的路径不断发生变化，就会使物体变成了闪动的形状。在炎夏中午时分，假使躺在地上来看树木、房屋和人物，它们的轮廓好像是透过一层流动的水一样，而且动摇不定。这是因为那时十分炎热，地面的辐射热很多，温度高，接近地面的空气受热，密度变小，因而上升，成为向上流动的气流，由物体射来的光线通过这种变动着的气流折射光线的路径就不断改变，因此所看到的物便都动摇不定。我们在夜里看到天空中恒星的闪动，也是这个道理。大气里经常存在着密度不同的气流和旋涡，当恒星的光线通过这种气流时，就会使它原来折射的路径发生变化，一会儿到左，一会儿到右，恒星是不会闪动的，都是这折射光造成的。又如太阳位于地平线附近时，光之折射作用尤大。在地平线下的太阳，阳光从太空（真空）平射至逐渐变化的光密媒质空气中而发生的折射，光线传到地面是一曲线，因为光之折射的关系，太阳看上去就如同刚刚接触到地平线的下缘一样，其实它业已落至地平线以下了。同理，当太阳刚刚还在地平线下的时候，看上去它已升起来了。所以我们可以说：太阳实际上比我们肉眼所见的要落得早些而起的迟些；这等于说，光之折射将我们的白天稍稍加长了一点。
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【折射定律】 在光的折射现象中，确定折射光线方向的定律。当光由第一媒质（折射率n1）射入第二媒质（折射率n2）时，在平滑界面上，部分光由第一媒质进入第二媒质后即发生折射。实验指出：（1）折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内；（2）折射线和入射线分别在法线的两侧；（3）入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值，对折射率一定的两种媒质来说是一个常数，即
此定律是几何光学的基本实验定律。它适用于均匀的各向同性的媒质。用来控制光路和用来成象的各种光学仪器，其光路结构原理主要是根据光的折射和反射定律。此定律也可根据光的波动概念导出，所以它也可应用于无线电波和声波等的折射现象。
【折射率】 表示在两种（各向同性）媒质中光速比值的物理量。光从第一媒质进入第二媒质时（除垂直入射外），任一入射角的正弦和折射角的正弦之比对于折射率一定的两种媒质是一个常数。这常数称为“第二媒质对第一媒质的相对折射率”。（n12），并等于第一媒质中的
第一媒质）的折射率称为这媒质的“绝对折射率”，简称“折射率”。由于光在真空中传播的速度最大，故其他媒质的折射率都大于1。同一媒质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的媒质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少（例如水为1.33，玻璃按成分不同而为1.5～1.9），是指对钠黄光（波长5893×10-10米）而言的。
【光密与光疏媒质】 折射率较大的媒质（光在其中速度较小）与折射率较小的媒质（光在其中速度较大）相比较，前者称“光密媒质”，后者称“光疏媒质”。如水对空气为光密，空气对水为光疏。光从光疏媒质进入光密媒质时，要向接近法线方向折射，即折射角小于入射角；光从光密媒质进入光疏媒质时，要离开法线折射，即折射角大于入射角。
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【折射定律的解释】 折射定律的解释，是利用原始形态的惠更斯原理。这种形式的惠更斯原理，实质上是几何光学的原理，并且严格地说，只有在几何光学适用的条件下，也即在光波的波长和波阵面的线度相比为无穷小时，才能够加以应用。在这些条件下，它使我们能够导出几何光学的折射定律。假设以v1表示第一种媒质中的光波速度，以v2表示第二种媒质中的波速。设i是波阵面的法线OC与折射媒质表面的法线OD之间的夹角，见图4－4。设在时刻t=0，波阵面的C点到达媒质表面时，和点O重合，则在波阵面从A′点到达第二种媒质（点B）所需的时间为τ，次波便从作为中心的点O出发，传播到某一个距离Of。以点O1，O2等为中心的各个次波，到指定时刻都传播到相应的距离，在第二种媒质中给出许多元球面波f1、f2……。按照惠更斯原理，诸元波的包络面，即平面Bf2f1f，指出波阵面的实在位置。显然
将数值A′B=v1τ和Of=v2τ代入式中，得到：
v1τsinr=v2τsini
或
由此看到，惠更斯的理论解释了折射定律，并且很容易使折射率的数值和傅科在150多年以后所做的实验结果相符。应当注意，在折射现象中，光经过两种媒质，所以折射率与两种媒质有关，当光由媒质Ⅰ射入媒质Ⅱ，这个折射率是指媒质Ⅱ对媒质Ⅰ的相对折射率，通常记作
折射率，通常用n来表示，显然
【全反射】 光由光密（即光在其中传播速度较小的）媒质射到光疏（即光在其中传播速度较大的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。光由光密媒质进入光疏媒质时，要离开法线折射，如图4－5所示。当入射角θ增加到某种情形（图中的e射线）时，折射线延表面进行，即折射角为90°，该入射角θc称为临界角。若入射角大于临界角，则无折射，全部光线均反回光密媒质（如图f、g射线），此现象称为全反射。当光线由光疏媒质射到光密媒质时，因为光线靠近法线而折射，故这时不会发生全反射。
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【临界角】 光从光密媒质射到光疏媒质的界面时，折射角大于入射角。当折射角为90°时，折射光线沿媒质界面进行，这时的入射角称为“临界角”。当入射角大于临界角时，折射定律就无法适用了，而只会发生全反射现象。光由水进入空气的临界角约为48.5°，从玻璃进入空气的临界角，随玻璃的成分不同而异，约在30°～42°之间。利用光的折射定律可以求出其临界角。应注意，这时光是由光密媒质射向光疏
如果光是由某种媒质射向空气界面，则n是该媒质对空气的折射率，
【光导纤维】 光导纤维是利用全反射规律而使光沿着弯曲途径传播的光学元件。它是由非常细的玻璃纤维组成束，每束约有几万根，其中每根通常都是一种带套层的圆柱形透明细丝，直径约为5～10微米，可用玻璃、石英、塑料等材料在高温下控制而成。它已被广泛地应用于光学窥视（传光、传像）和光通讯。光导纤维的结构如图4－6所示，内层材料选取的折射率大，外层材料的折射率低，就是要在内外层之间的界面上产生全反射，以保证光的传输效率。如图4－7所示，单箭头线表示临界光线，它在内外层分界面上的入射角等于或小于临界角A。若在折射率为n0的媒质中入射角大于i0的那些光线（以双箭头表示），在n1、n2分界面上的入射角就小于A，这些光线无法通过纤维而在其中传播。只有在媒质n0中其顶角为2i0的锥体内的全部光线才能在光学纤维中传播，根据临界角的定义。
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和折射定律
n0sini0=n1sini1
可得
所以对于一定的n1和n2，i0的值是固定的，纤维所容许传播的光线所占的范围是一定的。要使更大范围内的光束能在光学纤维中传播，应该选择n1和n2的差值较大的材料。通常把n0sini0的值叫做光导纤维的数值孔径。光导纤维可用于潜望镜和内窥视系统，它可以窥视人眼所观察不到的或有损于人体健康的地方。国防上可以制成各种坦克、飞机或舰艇上的潜望镜。医学上可以用来制作胃、食道、膀胱等内腔部位进行检查和依断的各种医用窥镜。如果配有大功率激光传输的光学纤维，还可进行内腔激光治疗。由于光纤通讯与电通讯相比具有许多优点，诸如抗电磁干扰性强、频带宽和保密性好、通讯容量大，设备轻巧，制取纤维的二氧化硅的资源又十分丰富。近年来已有数百条光纤通讯线路在世界各地进行试验或正式运动。光导纤维的问世，为光能的应用开辟了更广阔的天地。
【棱镜】 透明材料（如玻璃、水晶等）做成的多面体。在光学仪器中应用很广。棱镜按其性质和用途可分为若干种。例如，在光谱仪器中把复合光分解为光谱的“色散棱镜”，较常用的是等边三棱镜；在潜望镜、双目望远镜等仪器中改变光的进行方向，从而调整其成像位置的称“全反射棱镜”，一般都采用直角棱镜。
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【棱镜的偏向角】 光通过一三棱镜的偏向角等于入射角与出射角之和减去棱镜的折射棱角。如图4－8所示。a为棱镜的折射棱角，当光束SB入射到棱镜时，经连续发生两次折射，出射光线（CS′和入射光线SB之间的夹角，叫做偏向角“δ”。由图不难看出：
δ=（i1-i2）+（i′1-i′2）=（i1+i′1）-（i2+i′2）=i1+i′1-a
如果保持入射线的方向不变，而将棱镜绕垂直于图面的轴线旋转，则偏向角必然随之而改变。可以证明，如果入射角等于出射角时，即在i1=i′1时，则偏向角最小，称为最小偏向角。用δmin表示。
δmin=2i1-α
由此可得
又当i1=i′2时，折射角
利用这两个特殊的入射角和折射角，可以计算棱镜材料的折射率
利用最小偏向角测折射率，非常方便也很精确。折射棱角a很小的棱镜，光线通过它时产生的偏向角可按下列方法推出。即由折射定律可知
sini1＝nsini2，sinii′1=nsini′2。
在折射棱角a很小和近轴光线的条件下，△BEC的底角i2，i′2很小，所以
i1≈ni2,i′1≈ni′2
则有
δ=ni2+ni′2-α=n(i2+i′2)-α=(n-1)α
运用这个近似关系，可以推导出薄透镜的物像关系式。
【色散】 复色光被分解为单色光，而形成光谱的现象，称之为“色散”。色散可通过棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。例如，白色光线射于三棱镜，则通过棱镜之后，光线被分散为由不同颜色光组成的色彩光谱。如一细束阳光可被棱镜分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光。这是由于复色光中的各种色光的折射率不相同。当它们通过棱镜时，传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜则便各自分散。折射率较大的紫色光偏向大，而折射率较小的红光则偏向小。由于各色光的折射率有大小之分（这是由于各色光的频率不同造成的，频率高的折射率大），所以非单色光才会发生色散。当一白光由空气射入水或玻璃时，折射后分成各色的光，若玻璃为两面平行的平板，则光从玻璃射出的线平行，不同色光再行重叠，并未发现色散现象。若光通过棱镜，不同色光之出射线不平行，色散现象较易观察。
【光谱】 复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案。例如，太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫次序连续分布的彩色光谱。红色到紫色，相应于波长由7，700～3800×1010米的区域，是为人眼能感觉的可见部分。红端之外为波长更长的红外光，紫端之外则为波长更短的紫外光，都不能为肉眼所觉察，但能用仪器记录。因此，按波长区域不同，光谱可分为红外光谱，可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。光谱的研究已成为一门专门的学科，即光谱学。光谱学是研究原子和分子结构的重要学科。
【透镜】 光学仪器的一种重要元件，由透明物质（如玻璃、水晶等）制成。光线通过透镜折射后可以成像。按照其形状或成像要求的不同，透镜可分为许多种类，如两面都磨成球面，或一面是球面另一面是平面的称“球面透镜”；两面都磨成圆柱面，或一面是圆柱面一面是平面的称“柱面透镜”。透镜一般可分为凸透镜和凹透镜两大类。
【凸透镜】 凸透镜是中央部分较厚的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，如图4－9所示。薄凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、发散或会聚等作用，这与透镜的厚度有关。将平行光线（如阳光）平行于轴（凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴）射入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点（记号为F），凸透镜在镜的两侧各有一焦点，如为薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距如图4－10所示，是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。凸透镜球面半径越小，焦距越短，凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、显微镜、望远镜的透镜等。
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【凹透镜】 两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体，中间部分较薄，称为四透镜。分为双凹、平凹及凸凹透镜三种，如图4－11a所示之A、B、C。其两面曲率中心之连线图4－11b所示之G1H，称为主轴，其中央之点O称为光心。通过光心的光线，无论来自何方均不折射。图4－11c表示，平行主轴之光束，照于凹透镜上折射后向四方发散，逆其发散方向的延长线，则均会于与光源同侧之一点F，其折射光线恰如从F点发出，此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。四透镜的焦距，如图4-12所示。是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的球面曲率半径越大其焦距越长，如为薄透镜，则其两侧之焦距相等。
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【物和像】 人们能感觉到物，是由于物体各点所反射的光，经过人眼这个光学系统（相当一个焦距可调的凸透镜）成像于视网膜上，再由视神经传到大脑而造成视觉，从光学的角度讲，物点是发散光束的顶点，所以物就是由这些发散光束顶点的组合而成。如果光束经不同媒质的界面反射或折射以后，光线的方向虽然改变了，但反射光线或折射光线所构成的光束仍然有一个顶点“P′”，这个顶点P′就叫做像点，在这种情况下，每个像点和物点间建立了一一对应的关系。这些像点的组合就是像。如果光束中各光线确实在某点会聚，那么该会聚光束的顶点叫做实像；如果光束经界面反射或折射后是发散的，但这些光线反向延长后，能够找到光束的顶点，则该发散发束的顶点叫做虚像。物和像则是这些光束顶点的集合。在空间中的物，它向所有方向反光，眼睛无论在何处，只要找对方向都可以看到物。像则不然，因为平面镜或透镜的反射或折射的光束不是向所有方向，光束总是局限在一定的范围内。如果人眼恰处于光束所在的范围内，便可看到像，但是当眼睛位于反射或折射光束的范围之外时，眼睛是看不到像的。因为这些光束不能进入人的眼睛。
【实像和虚像】 物体发出的光线经过光具组（如反射镜、透镜组等）反射或折射后，重新会聚而造成的与原物相似的图景，实像可以显映在屏幕上，能使照像底片感光。摄影或放映电影都必须利用实像。若物体发出的光线经光具组反射或折射后，如为发散光线，则它们反向的延长线（虚光线）相交时所形成的像称为“虚像”。虚像不能显映在屏幕上，也不能使照像底片感光，只能用人眼观察到。在放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器中观察到的像都是虚像。
【虚物】 在光具组中，常按不同的要求使几个透镜来达到成像的目的，以两个透镜为例，如果第一个透镜所形成的实像位于第二个透镜的后面，则对第二个透镜来说，这像就称为“虚物”。
【光学的特定名称】 在研究透镜成象光学中有几个重要的特定名称。它们是：（1）主光轴它是连接透镜两球面曲率中心的直线。（2）副光轴——通过光心的任意直线。所以副光轴有无数条。（3）光心——透镜主轴上的一个特殊点。通过光心的光线，其出射方向和入射方向互相平行，但可有旁向的平行位移，对薄透镜一般认为其方向不变。薄透镜的中心可以近似地当作光心，射向薄透镜中心的光线可认为无折射地通过。（4）焦点——平行光束经透镜折射或曲面镜反射后的交点。有实焦点和虚焦点两类。薄透镜两边的焦点对称。而一般透镜的第一焦点（物方焦点）和第二焦点（像方焦点）不对称。（5）主焦点——平行于透镜的主光轴的平行光束，经反射或折射后和主光轴相交的点。（6）副焦点——平行于跟主光轴夹角不大的副光轴的光线，经透镜折射后会聚（或发散光线的反方向的延长线）于该副光轴上的一点。副焦点都处在焦平面上。（7）焦平面——通过透镜（球面镜）主焦点并和主光轴垂直的平面。和主光轴成任意角度的平行光线经折射后相交的交点，均处于焦平面上。（8）焦距——薄透镜的中心到焦点之间的距离。（9）焦度——透镜或透镜组焦距的倒数。会聚透镜的焦度规定为正，发散透镜的焦度规定为负。如果焦距用米作单位时，焦度的单位叫做屈光度；而眼镜的焦度通常用度作为单位，1度为1屈光度的百分之一。
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【物像公式】 描述物像位置以及它们和透镜或透镜组的特征量之一（焦距）之间的关系式。对一个薄凸透镜可以认为是由底面朝向透镜中央的许多棱镜的集合，而这些棱镜的顶角是很小的，对于顶角很小的棱镜来说，如果构成棱镜的材料的折射率为n，顶角为A，那么在近轴光线的条件下，其偏向角δ为常数（n-1）A。当棱镜给定后，近轴光线的偏向角δ是不变的。我们可以利用此关系来推导薄透镜的物像公式。如图4－13a所示，设PM为平行光束所任一条光线在M点入射，而OM=h，则出射光线MF′必通过透镜的焦点F′，OF′=f，f为透镜的焦距。根据近轴光线的条件，即f>>h，偏向角近似为
当主轴的物点P发出的任一近轴光线PM入射到透镜的M点时，图4－13b所示，在理想成像的条件下，出射光线MP′和主轴的交点P′为像点，此时偏向角也应相同。令物距OP=u，像距OP′=v，由图b中的几何关系可知
ξ+η=δ
在近轴光线的条件下，可得
该式叫做高斯公式。平面镜、球面镜和薄透镜所形成的像的位置，可以根据物像关系式求得，最基本的公式有两个，即高斯公式
其中u是物距——代表物到透镜（或面镜）的距离；v是像距——代表像到透镜（或面镜）的距离；f为透镜的焦距。K是像的横向放大率。此二关系式对三种光具组都适用。下表表明在三种透镜中应用情况。
???? 光具
公式
透镜
球面镜
平面镜
焦距
f→∞
物像公式
横向放大率
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【符号法则】 用物像公式进行计算时，应注意关系式中的各项都是代数值。因为只有取代数值，公式才具有普遍意义，否则会造成、凹球面、凸球面、凹透镜、凸透镜的物像公式各不相同，把问题变得复杂。各特定光学量的符号的采用法则是很重要的，若符号选错，则所有的计算全都错了。下面就其应用法则归纳为：（1）所有距离从光心（或顶点）量起；（2）对于实像v取正值，对于虚像v取负值；对于实物u取正值，对于虚物u取负值；（3）凡已知量，其数值前必须冠以符号；凡未知量，必须根据求出的符号来确定物像的性质和位置；（4）会聚透镜（或凹面镜）的焦距为正（实焦点）；发散透镜（或凸面镜）的焦距为负（虚焦点）。物像公式，正确运用符号法则，只要知道物体离开透镜（或球面镜）光心的距离u和焦距f，就可以求出成像的位置、像的性质和像的大小。应该注意的是，在球面反射和薄透镜折射时，物像公式只有在近轴光线，近轴物的情况下才适用。因此成像关系式是近似的。
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【牛顿公式】 设X1表示物体与第一焦点的距离，而X2表示光像与第二焦点的距离，由图4－14可以看出，△CC′F2～△MOF2和△M′OF1～△AA′F1放大率
即
X1X2=f1f2
对于薄透镜来讲，f1=f2=f，所以有
X1X2=f2
著，运用时也较方便。
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【透镜成像作图】 各种透镜成像作图中，应注意，实际光线用实线画出，在每一条光线上还必须标明箭头，以示光的传播方向。其辅助线，引伸线通常不用实线而采用虚线，以免和实际光线混淆。最后，光线作图法的目的是确定像的位置、性质和大小，因此作图可在方格纸上完成，图中标明比例和所有已知量及待定量的数值。即称为按比例成像作图法。（1）凸透镜成像作图——这一作图主要是三条光线。如图4－15所示。其中PF为通过主焦点的入射线经透镜折射后平行于主轴。而POP′为通过光心的入射线不改变方向。由P点出发平行于主光轴的入射线折射后通过主焦点。此三条线必交于同一点P′，P′便是P点的像。为了简便只要用其中的两条线便可确定像点的位置；（2）凹透镜成像作图的三条光线，如图4－16所示。平行于主轴的入射线，经透镜折射后的出射线的反向延长线通过和物同侧的虚主焦点。由P点射向透镜另一侧虚主焦点的入射线，折射后平行于主光轴。由P点射出通过光心的线不改变方向。其前两条线的反向延长线与第三条线均交于P′点。P′点便是P点的虚像；（3）凸透镜的任意光线作图法。如果物点P在主轴上，则上述的三条光线便合为一条而无法作图，此时像的位置可利用副光轴和焦平面的性质来确定。利用第一焦平面的作图方法，如图4－17所示。经P点作一条入射光线PO，它沿着主轴方向穿过透镜方向不变；经P点作一条任意光线PA，交透镜于A点并与第一焦平面交于B点；作副光轴BO，过A点作和BO平行的线AP′，交主光轴的P′点，P′便是P的像点。同理，也可用第二焦平面作图，其作法如图4－18所示。作任意光线PA交透镜于A点；过透镜中心O作平行于PA的辅助线OB′，与第二焦平面交于B′点；连接A、B′两点且延长，与沿主轴的光线交于P′点，则P′点即为所求也像：（4）凹透镜的任意光线作图法。利用凹透镜的副光轴和焦平面作图，如图4－19所示。经P点作任意光线PA，交透镜于A点，经透镜的中心O作平行于PA的副光轴OB′，和第二焦平面交于B′点；连接A、B′两点，它和延主轴的光线交于P′，则P′点为所求之像点。
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【凸透镜成像规律】 从图4－20可以看出，随着物和焦点之间的相对位置的不同，成像的情况也不同。大致可分为6种情况说明，如图4－20所示。（1）物位于无穷远时，则像距v=f，成实像，放大率K=0。可用于测定焦距；（2）当∞＞u＞2f时，像的位置f＜v＜2f，这时是倒立实像，放大率K＜1。眼睛、照像机均相当于这种成像关系；（3）当u=2f时，v=2f，这时是倒立实像，放大率K=1，即物像的大小相等；（4）2f＞u＞f时，2f＜v＜∞，倒立实像，K＞1，放大像。幻灯机，显微镜，均是这种成像关系；（5）u=f时，则v→∞这时无像，这时K→∞放大，探照灯是这种光学关系；（6）f＞u＞0时，v＜O，正立虚像，K＞1放大，放大镜是这种光学成像关系。图中的2、3、4、5、6各种情况，分别代表（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）所说之情况。
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【凹透镜的成像规律】 凹透镜所成的像，无论物体的位置在焦点以外还是焦点以内，它经凹透镜折射后，所成的像，都是缩小的，正立的虚像。像和物在透镜的同侧。因此它的成像规律，不同于凸透镜那样复杂。如图4－21所示。
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【眼睛】 人的眼睛是一个光学系统。它的构造可以简化为一个单凸透镜和一个屏幕。从物体的两端反射出的两条光线对眼睛的光心点所张的角，叫做视角。物体越小或距离越远，视角越小。观察很小或很远的物体，常使用放大镜、显微镜和望远镜等以增大射角。不是在任何距离处的物体人眼都能看清楚。眼睛能看清物体必要的条件是：（1）物体的像不但要落在视网膜上，并用要落在黄斑中央的中央凹处；（2）像应该有一定的照度。进入眼中的光通量是由瞳孔自行调节，达到一定照度。这一照度是在视网膜透应机能范围之内；（3）视角一般不能小于1′（长1厘米的线段在距眼睛34米处的视角约为1′）。由眼睛的调节作用（或称调焦）所能看得清楚的最远和最近两点，分别叫做远点和近点。正常眼睛远点在无穷远处，近点在10厘米到15厘米处。在适当的照度下，物体离开眼睛25厘米时，在视网膜上造成的像最清晰，并且看起来不易感到疲劳，这个距离叫做明视距离。人的眼睛就是一个透镜系统。外界的景物通过成像在视网膜上而被视觉神经所感受。
【近视眼】远处物体无法成像于视网膜上，而在网膜前，这时要带近视镜。这是由于近视眼的晶状体比正常眼睛凸一些，或视网膜距晶状体的距离过远，所以造成远处的平行光不能会聚在视网膜上，而会聚在视网膜之前，这说明近视眼的远点不在远穷远处。故不能看清远处物体，只能看清一定距离内的物体。为了矫正近视眼，应采用凹透镜制成的眼镜，使光通过眼镜先发散，再通过晶状体会聚，使会聚点后移到视网膜上。
【远视眼】无穷远处的物体所成的像只能在视网膜后面。这是由于视网膜到晶状体的距离过近，或晶状体比正常人眼扁平所致。远视眼的近点比正常人眼远，所以视力范围比正常人眼小。矫正远视眼的方法是用凸透镜做眼镜，使光线在进入眼睛之前，先由凸透镜会聚，以达到使会聚点移前而达到视网膜上。
【眼镜】用以矫正视力或保护眼睛的简单光学器件。由镜片（一般为透镜）和镜架组成。矫正视力的眼镜可分为三种：（1）近视眼镜：由凹透镜制成，能把原先落在视网膜前的像移后到视网膜上；（2）远视眼镜和老光眼镜：由凸透镜制成，能把原先落在视网膜后的像移前到视网膜上；（3）散光眼镜：由球柱面透镜或复曲面透镜制成，以矫正由于角膜各方向曲率不同所引起的像散。保护眼睛用的眼镜有防护镜、防风镜和太阳镜等，用以保护眼睛免受灼伤、暴风袭击、强烈紫达线辐射和红外线的刺激，以及防止强光刺激等。
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【显微镜】显微镜为一使微小物构成放大虚像的透镜系统。最简单之显微镜为单显微镜，系一收敛透镜，俗称放大镜。通常我们所说的显微镜是指复显微镜的简称，用以观察极微小的物体。显微镜是1610年伽利略发明的。其最简单的型式只包括两个凸透镜，用一个直立金属圆筒，上下两端各装一个焦距极短的物镜和一个焦距较长的目镜，为了消除像差，实际上二透镜均已各由数个透镜组合所取代。图4-22是以基本的单片透镜构造说明显微镜的工作原理。物体置于物镜焦点稍外，得到倒立放大实像于目镜的焦点稍内处；再经目镜折射产生放大虚像于明视距离处。显微镜的放大率为m，在明视距离D处的虚像对眼睛所张的视角为β，并设物体置于D距离处，直接看物的视角为α，则β与α之比值等于显微镜的放大率即m=β/α。求得虚像与物体的大小之比，则可求得显
显微镜的放大率是目镜与物镜放大率的乘积
因物镜的放大率，通常为5～40倍，目镜约为3～20倍，所以一般显微镜的放大率最大约为800倍。如果选用放大倍数更大的物镜时，必须在物体与物镜之间，充以折射率与透镜接近的油，这种镜头叫做油浸镜头，利用油浸镜头可使放大倍数达2000倍。最近又发明一种激光断层共轭扫描显微镜，使放大倍数又大大地提高。
【望远镜】用以观测远处物体或天体的光学仪器。通常的望远镜是由两组胶合透镜构成。每一组胶合透镜都相当一个凸透镜。简单的一种结构：可于一圆筒一端装一个物镜——焦距较长的凸透镜，另一端插入一较小的圆筒，可以自由在大筒中前后移动，小圆筒外端装一目镜——焦距较短的凸透镜，也可作成双筒（即由两个装有物镜和目镜的圆筒构成）。两目镜间的距离可以调节，两筒可使两眼同时观察，从而获得立体感。从远处物体来的光，经物镜折射后造成物体的倒像，将小圆筒伸缩调节，而由目镜将物镜所成的像加以放大，以便观察。用以观察地上远处物体的望远镜有伽利略望远镜、观剧镜、棱镜望远镜等类型，均成正像。用以观测天体的望远镜称天文望远镜，一般均成倒像。按光在望远镜中的路线分，又有折射望远镜（亦称开普勒望远镜）、反射望远镜、双筒望远镜等几种。具有正像透镜装置的折射望远镜亦称“地上望远镜”。本世纪30年代发现天体也发出无线电辐射。用以接收和测量天体无线电辐射的仪器称为射电望远镜，也是天文望远镜的一种。由于开普勒望远镜的镜筒较长，携带不便；故往往在物镜和目镜之间加装一对全反射棱镜，使入射光线在镜筒中经过多次全反射，以减短筒的长度，同时可以将物镜所成的倒像再倒转过来而成正像。这种装置便称为棱镜望远镜，它的视野较大。棱镜望远镜常用于航海、军事窥测和野外观察等。开普勒望远镜的原理如图4-23所示。从远处物体射来的光线，经过物镜L1后，在其焦点以外距焦点很近的地方成一倒立缩小的实像。调节目镜L2与物镜L1的距离使L2的前焦点和物镜的焦点重合，所以实像的A′B′位于L2和它的焦点之间，但距焦点很近的地方，L2以A′B′为物，形成放大的虚像A″B″。这时观测者所看到的就是A″B″。A″B″的视角远大于直接用眼睛看远处物体的视角，因此从望远镜中看到的物体使人觉得离自己既近而又清楚。对于观测天体的天文望远镜，它的聚光本领很大，能看到很远的天体。天文望远镜分为折射式、反射式和折反射式三种。由物镜造成的天体实像可用目镜观测，天文望远镜的口径应尽量大一些，这样进入镜中的光就多一些，所成的像就越明亮清晰，我国最大的天文望远镜口径为2.16米。望远镜种类很多，但基本原理还是光的折射和反射。用其观察远物时，使视角变大。
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【射电望远镜】又名“无线电望远镜”。专门用来接收由天体发来的无线电波的仪器。主要由天线和接收机两部分构成。天线用来接收天体发射的无线电波，相当于光学望远镜的物镜。天线类型很多。由许多作为半波振子的金属棒构成的，称为“振子天线”，专用于米波波段无线电波的接收。有的天线则成抛物面形状，称为“抛物面天线”，无线电波的探测器就装在抛物面的焦点上。它主要用于分米、厘米和毫米波波段无线电波的接收。天线和接收机用传输线联接起来。接收机先把由天线传来的高频信号放大，然后加以检滤，再把高频电信号变成可用仪表测量和记录的低频电信号，或变成直接进行照相的图形。因为无线电波可以穿过云雾和尘埃，因此用射电望远镜能不分睛雨昼夜连续进行观测；对于那些难以用光学望远镜观测的天体和宇宙空间，利用射电望远镜便可进行探测研究。
【光的波动说】关于光的本性的一种学说。第一位提出光的波动说的是与牛顿同时代的荷兰人惠更斯。他在17世纪创立了光的波动学说，与光的微粒学说相对立。他认为光是一种波动，由发光体引起，和声一样依靠媒质来传播。这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认。19世纪后期，在电磁学的发展中又确定了光实际上是一种电磁波，并不是同声波一样的机械波。19世纪60年代英国物理学家麦克斯韦在理论研究中发现，振动着的电荷或迅速交变的电流都会激起其周围的电磁场，并以波的形式向外传播，其传播速度与光速相同，从而提出光是电磁波的假说。1888年德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，从此奠定了光的电磁理论。这一理论能够说明光的传播、干射、衍射、散射、偏振等许多现象。但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质，所以还需要近代的量子理论来补充。
【光的微粒说】关于光的本性的一种学说。17世纪曾为牛顿等所提倡。这种学说认为光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进至被照物，因此可以想像为一束由发光体射向被照物的高速微粒。这学说很直观地解释了光的直进及反射折射等现象，曾被普遍接受；直到19世纪初光的干涉等现象发现后，才被波动说所推翻。但在19世纪末和20世纪初，许多有关光和物质相互作用的现象，如光电效应，不能用波动说来解释，这促使爱因斯坦于1905年提出光是一种具有粒子性的实物（光子）。但这观念并不摒弃光具有波动性质。这种关于光的波粒二象性的认识，是量子理论的基础。
【光子】光量子之简称。基本粒子的一种，光子不显电性。光子的能量是量子化的。1905年爱因斯坦在解释光电效应时首次指出了光子的存在，从而揭示了光的波粒二象性。真空中的光子在不同参照系中都以光速c运动。如果光的频率为γ，则光子的能量为hγ（h为普朗克常数，动量为hγ/c，质量为hγ/c2）。但其静止质量为零。
【干涉】发出具有相同频率、相同振动方向和恒定相位差的两列（或两列以上）波在空间迭加时，在交迭区的不同地点加强或减弱的现象。这是波的一个重要特性。波在交迭的区域中，有些地方振动被加强，有些地方振动被减弱，形成明暗相间的“干涉图样”。水波的干涉是常见的现象。单色光波的干涉图样是明暗相间的条纹，复色光产生彩色条纹。利用光的干涉，可以精确地进行长度测量，以及检查表面的平滑程度等。利用电磁波的干涉，可作成定向发射天线。显然声波也可产生干涉。
【光的干涉】两列或多列光波在空间相遇时相互迭加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。在一般的情况下两个独立光源向空间的一个区域发出光波时不能发生干涉。不发生干涉的两个光源，只说明它们没有发出相干涉。通常的独立光源不相干的原因是：光的辐射一般是由原子的外层电子激发后自动回到正常状态以光的形式把能量放出所形成的。由于辐射原子的能量损失，加上和周围原子的相互作用，个别原子的辐射过程是杂乱无章而且常常中断，持续时间甚短，即使在极度稀薄的气体发光情况下，和周围原子的相互作用已减至最弱，而单个原子辐射的持续时间也不超过10-3秒。当某个原子辐射中断后，它自身或者其他的原子又受到激发重新辐射，但却具有新的初位相。这就是说，原子辐射的光波并不是一列连续不断、振幅和频率都不随时间变化的简谐波，即不是理想的单色光。此外，不同原子辐射的光波波列的初相位之间也是没有一定关系和规律。这些断续、或长或短、初位相不规则的波列的总体，构成了非相干的光波。由于原子辐射的这种复杂性，在不同瞬时迭加所得的干涉图样变化得如此之快和如此地不规则，以致这种短暂的干涉现象无法观测。从微观上看，光子只能自己和自己干涉，不同的光子是不相干的；但是从宏观上看，干涉现象却是大量光子各自干涉结果的统计平均效应。故实际的光的干涉对光源的要求也不是那么苛刻。由于60年代激光的问世，使光源的相干性大大提高，同时快速光电探测仪器的出现，探测仪器的时间响应常数缩短，以至可以观察到两个独立光源的干涉现象。1963年玛格亚和慢德用时间常数10-3～10－9秒的变象管拍摄了两个独立的红宝石激光器发出的激光的干涉条纹。可目视分辨的干涉条纹有23条。对于普通的光源，保证相位差恒定是实现相干的关键。为了解决发光机制中初相位的无规则迅速变化和干涉条纹的形成要求相位差恒定的矛盾，可采用把同一原子所发出的光波分解成两列或几列，使各分光束经过不同的光程，然后相遇，这样，尽管原始光源的初相位频繁变化，分光束之间仍然可能有恒定的相位差，因此可以产生干涉现象。通常用两种方法实现这种分解：（1）分波阵面法——将光源的波阵面分为两部分，使之分别通过两个光具组，经反射、折射或衍射后交迭起来，在一定区域形成干涉。由于波阵面上任何一部分都可以看成为新光源，而且同一波阵面的各个部分有相同的位相，所以这些被分离出来的部分波阵面可作为初相位相同的光源，不论点光源的位相改变得如何快，这些光源的初相位差却是恒定的，杨氏双缝、菲涅耳双面镜和洛埃镜等都是产生这类分波阵面的干涉装置。（2）分振幅法——当一光束投射到两种透明媒质的分界面上，光能一部分反射，另一部分折射。之方法叫做分振幅法。最简单的分振幅干涉装置是薄膜，它是利用薄膜的上下表面对入射光反复地反射，由这些反射光波在空间相遇而形成的干涉现象。由于薄膜的上下表面的反射光来自同一入射光的两部分，只是经历不同的路径而有恒定的相位差，因此它们是相干光。另一种重要的分振幅干涉装置，是万克耳孙干涉仪。光的干涉现象是光的波动性的最直接、最有力的实验证据。光的干涉现象是牛顿微粒模型根本无法解释的，只有用波动说才能圆满地解释这一现象。
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【杨氏干涉实验】杨格于1801年设法稳定两光源之相位差，首次做出可见光之干涉实验，并由此求出可见光波之波长。其方法是，使太阳光通过一挡板上之小孔使成单一光源，再使此单一光源射到另一挡板上，此板上有两相隔很近的小孔，且各与单光源等距离，则此两同相位之两光源在屏幕上形成干涉条纹。因为通过第二挡板上两小孔之光因来自同一光源，故其波长相等，并且维持一定的相位关系（一般均维持同相），因而能在屏幕上形成固定不变的干涉条纹。若X为屏幕上某一明（或暗）条纹与中心点O的距离，D为双孔所在面与屏幕之间的距离，2a为两针孔S1，S2间之距离（通常小于1毫米），λ为S光源及副光源S1、S2所发出的光之波长。两光源发出的两列光源必然在空间相迭加，在传播中两波各有各的波峰和波谷。当两列波的波峰和波峰或波谷和波谷相重叠之点必为亮点。这些亮点至S1与S2的光程差必为波长λ的整数倍。在两列波的波峰与波谷相重叠之点必为暗点，这些暗点至S1与
涉条纹如图4-24所示，它是以P0点为对称点而明暗相间的条纹。P0点处的中央条纹是明条纹。当用不同的单色光源作实验时，各明暗条纹的间距并不相同。波长较短的单色光如紫光，条纹较密；波长较长的单色光如红光，条纹较稀。另外，如果用白光作实验，在屏幕上只有中央条纹是白色的。在中央白色条纹的两侧，由于各单色光的明暗条纹的位置不同，形成由紫而红的彩色条纹。干涉明暗条纹的条件由图4-25所示，设相干光源S1与S2之间的距离为2a，到屏幕E的距离为D，已知D＞＞2a。在屏幕上任取一点P，P距S1与S2的距离分别为r1与r2。从S1与S2所发出的光，到P点处的光程差是：
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δ=r2-r1
设N1和N2分别为S1和S2在屏幕上的投影点，O为N1和N2的中点，并设OP=x。从图中直角三角形S1PN1和S2PN2，可知
两式相减后，得
因D＞＞2a，所以r2+r1≈2D，因此
如果P为一亮点，按干涉条件，光程差应等于波长的整数倍，
即
或
这里K=0相应于在O点处的中央明条纹。K=1，K=2，…等等相应的明条纹分别称为第一级、第二级、…明条纹。如果P点为暗点，按干涉条件，有
由此可知某明（暗）条纹与中点O的距离与光之波长及光源到屏幕的距离成正比，与二针孔间的距离成反比。依此公式可计算某光波波长的近似值。
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【薄膜干涉】水面上的薄层油膜，机动车在潮湿柏油道上所遗留下来的油迹，或是肥皂泡等，都会在白光中出现灿烂的彩色。所有上述的各例中，均是由薄膜干涉现象引起的。若将一用金属细丝制成的矩形框架，浸以肥皂水形成一层薄膜，然后用弧光灯的白光或阳光照射于其上，就呈现出典型的薄膜干涉。其中一部分是由反射光产生的干涉条纹，而其余的则从皂液膜中透过去。此时从反射光中可以看到许多与水平框架上缘平行的彩色横条纹。不但如此，这些横条纹还会慢慢地向下移动，愈靠近框架上缘则愈宽。此外，透射光在白幕上也显示出许多彩色横条纹，但比起反射光中的条纹要暗淡得多。如果用单色光代替白光，则彩色现象会立即消失，而出现的便是一些彩色条纹的花样类似于明暗相间的条纹。在1800年英国科学家杨格指出薄膜彩色条纹之形成，是因为干涉现象所致。如图4-26，SA是一束单色光，斜射到厚度为d之皂液薄膜P1P2上。照射于A处之光线S（实际上它代表的是一个光束），一部分立即被反射，而另一部分则折射到B处。反射部分以S1来表示，折射至B处者又会照样地有一部分立即被反射，及另一部分被折射。后者仍用S3来表示。被反射的光线抵达C处，又在该处分为两部分，一部分折射为平行于S1之S2，另一部分被反射后则沿CD路线而抵达D处。然后再在该处被分为两部分，一部分折射为平行于S3之S4，另一部分则被反射到E处。关于薄膜上所发生之干涉现象（单色光），如果有两条平行入射到薄膜上，如图4-27中的a和b，b在薄膜上表面的反射光线为b1，a由膜的上表面折射到下表面的C点再反射到B点，又折回a1与b1重合。我们可以计算出aa1和bb1之间的光程差。对薄膜来说，AB的长度比光源S到薄膜的距离小得很多，因此∠BSA非常小，可以认为SA和SB是相互平行的。作AD⊥SB，可以认为SA=SD，也就是说从S发出的这两条光线分别到达A点和D点时，光程是相等的。从图中可以看出，光线a在薄膜（折射率为n2）中经历路程ACB到达B点，而光线b在原媒质（折射率n1＜n2）中经历路程DB而在B点反射。所以这两光线之间的光程差
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的，而光线a在c处是在光疏媒质面上反射的，两者之间有了附加的半波长光程差的缘故，从图上可以看出
式中e为薄膜厚度，r为折射角。根据折射定律n1sini=n2sinr，因此
于是，干涉条件是
（e到处一样）来说，光程差是随光线的倾角（指入射角i）而改变的。如果用发散的单色光线束照射在厚度均匀的平面薄膜上，相当于每一入射角i都有一束平行光入射，那么，具有同一倾角的一切光线将有同一光程差。这样，不同的干涉明条纹和暗条纹，相应地具有不同的倾角，而同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角，因此这种干涉条纹叫做等倾干涉条纹。对于透射光来说，也有干涉现象。这时，光线b，是由光线b直接透射而来的，而光线a2是由光线a折入薄膜后在C点和B点处经两次连续反射后再透射出来的，这两次反射均在光疏媒质面上发生，所以不存在反射时的半波损失，因此，这两束透射的相干光的光程差是
由此可见当反射光相互加强时，透射光将相互减弱；当反射光相互减弱时，透射光将相互加强。
【光程】光在媒质中通过的路程和该媒质折射率的乘积。例如，在折射率为n的介质中，光行进一距离d，光程即为乘积nd，由n的物理意义可知，光在该介质中行经距离d所需的时间，与光在真空中行经nd距离所需的时间相等。这是因为，媒质的折射率等于真空中的光速和媒质中的光速之比，所以光程也就是在相同的时间内光在真空中通过的路程。显然，当光在折射率为n1、n2、…的各介质中行程各为d1、d2…，则光程为
d=n1d1+n2d2+…=Σnidi
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【牛顿环】又称“牛顿圈”。光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接处点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。在加工光学元件时，广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。图4-28为牛顿环的示意图，B为底下的平面玻璃，A为平凸透镜，其与平面玻璃的接触点为O，在O点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙。当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时。在空气气隙的上下两表面所引起的反射光线形成相干光。如图中所示。光线在气隙上下表面反射（一是在光疏媒质面上反射，一是在光密媒质面上反射）。形成两相干光线，这两光线之间的光程差是
所以
现在我们求与O相距r处的空气层厚度e，由图中的直角三角形得
r2＝R2-（R-e）2=2Re-e
因R＞＞e，所以e2＜＜2Re，可将e2从式中略去，于是
上式说明e与r2成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所
【半波损失】光在被反射过程中，如果反射光在离开反射点时的振动方向对入射光到达入射点时的振动方向恰好相反，这种现象叫做半波损失。从波动理论知道，波的振动方向相反相当于波多走（或少走）了半个波长的光程。入射光在光疏媒质中前进，遇到光密媒质界面时，在
程中产生半波损失，这只是对光的电场强度矢量的振动而言。如果入射光在光密媒质中前进，遇到光疏媒质的界面时，不产生半波损失。不论是掠射或垂直入射，折射光的振动方向相对于入射光的振动方向，永远不发生半波损失。
【全息照相】一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息（振幅、相位）的新型照相技术。普通的照相利用透镜成像原理，在感光胶片上记录反映被摄物体表面光强变化的平面像。全息照相不单是记录了被摄物体的反射光波强度（振幅），而且还记录了反射光波的位相。通过一束参考光束和一束被摄物体上的反射光束在感光胶片上迭加而产生干涉现象，可以实现上述的目的。参考光束与反射光束都是从一束相干性极好的激光束分离出来的。感光胶片上记录的干涉图样极为错综复杂，这样的图样称为全息图。由全息图看不出原来被摄物体的表观图像，但是当再用一束激光（或单色光）照射这全息图时，可以透过全息图而看到原物体的具有立体感的形像。这是因为光束经过全息图后又模拟出与原来物体相同的反射光波，这种重构光波状态的效应称为波前重建。全息照相在讯息记录、形变计量等方面有较多的应用。
【光的衍射】光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。这种现象也体现了光的波动特征。光的衍射现象是光的波动性的最直接，最有力的实验证据。牛顿的微粒模型难以说明光绕过障碍物时发生的弯曲现象，衍射现象只能用波动说解释。根据惠更斯一菲涅耳原理，不仅可以对光绕过障碍物边缘偏离直线传播的现象作一般性的解释，而且能定量分析衍射图样的发光强度分布。光屏上任意一点的发光强度可根据次波迭加推算出来。因此光的衍射现象是光的波动性的最直接、最有力的证据。如图4-29所示，K是一可以调节的狭缝。从光源S发出的光线，穿过K后，在屏幕E上呈现光斑ab。在S、K、E三者的位置已经固定的情形下，ab的宽度是由缝的宽度决定的。当狭缝从一定的宽度逐渐缩小时，穿过缝的光束也逐渐变窄，在屏幕E上的光斑ab随之变窄，但是当缝K缩小到一定程度时，屏幕上的光斑不仅不变窄，反而增宽，如图中a′b′所示。而且光斑的全部亮度也将发生变化，由原来的均匀分布变成一系列明暗条纹。光斑的边缘也将失去明显的界限，变得模糊不清。应当指出。在图4-29中所示的衍射实验装置中，狭缝距光源和屏幕都很近，所以入射光和衍射光均是非平行光束。在光学中，通常把入射光或衍射光不是平行束的衍射，称为菲涅耳衍射。图4-29所示的单缝衍射情况就是一种菲涅耳衍射。在另一些装置中，如果入射光和衍射光都是平行光束，那末，这种衍射称为夫琅和费衍射。显然，观察这种绕射现象需要利用透镜。
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【单缝衍射】单缝衍射的实验装置（夫琅和费单缝衍射）如图4-30所示。光源S放在透镜L1的主焦面上，因此通过透镜L1后的光线是一平行光束。这束平行光照射在很窄的单缝K上，一部分穿过单缝，再经过透镜L2在屏幕E上将出现衍射条纹的像。实验指出，平行光（波阵面和透镜的光轴相垂直）经过透镜后，会聚在焦面中间的光线相互加强而产生亮条纹，这就证明，周相相同的平行光线，经过透镜而被聚焦时，它们的周相仍然是相同的。故可认为透镜的存在不引起附加的周相差。图4-31所示为单缝衍射的说明图。设有宽度为a原单缝，在平行单色光的垂直照射下，位于单缝所在处的波阵面AB上的子波沿各方向传播。衍射角（衍射后的平行光束与入射平行光束所成的角）为(的一束平行光经过透镜后，聚焦在屏幕上P点。这种光线的两条边缘光线之间的光程差为
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BC=asin(
P点条纹的明暗完全决定于光程差BC的量值。菲涅耳在惠更斯—菲涅耳原理的基础上，提出了将波阵面分割成许多等面积的波带的方法。在单缝的例子中，可以作一些平行于AC的平面，使两相邻平面之间的
分成AA1、A1A2、A2B等整数个波带。由于各个波带的面积相等，所以各个波带在P点所引起的光振幅接近相等。两相领的波带上，任何两个对应点（如A1A2带上的G点与A2B带上的G′点）所发出的光线的
加周相差，所以到达P点时周相差仍然是π，结果任何两个相邻波带所发出的光线在P点将相抵消。由此可见，BC是半波长的偶数倍时，即对应于某给定角度(，单缝恰好能分成偶数个波带时，所有波带的作用成对地相互抵消，在P点处将出现暗条纹；如果
BC是半波长的奇数，亦即单缝可分成奇数个波带时，在P点处将出现明条纹。上述结果可用数学式表示为，当(适合
-λ＜ asin(＜λ
时为零级明条纹，当(适合
时为暗条纹，当(适合
时为明条纹。从K=1，2，3，…分别得到第一级、第二级、…等明条纹或暗条纹。应当指出，对任意衍射角(来说，AB一般不能恰巧分
焦后，形成屏幕上亮度介于最明和最暗之间的中间区域。
【衍射光栅】衍射光栅简称光栅。利用光的多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。它是在一块平面（或凹面）玻璃或镀有金属的反射面上刻上大量相互平行、等宽、等距的刻痕。平面的称为平面的光栅，凹面的称为凹面光栅。平面光栅又可根据所用的是透射光还是反射光而分为透射光栅和反射光栅两种。通常用塑料在做为母模的光栅上复制出与原刻线完全一样的薄膜，把它贴在玻璃片上，制成所谓“复制光栅”或“摹拟光栅”。最新的光栅是利用全息照相方法制做的，叫做“全息光栅”。全息光栅比用机械刻划的光栅的条纹更密，条纹间隔误差更小，因此在很大的应用范围里，刻划光栅逐渐为全息光栅所取代。光栅每单位长度内的刻痕多少，主要决定于所要分光的波长（两刻痕间的距离应与该波长同一数量级），单位长度内刻痕越多，它的色散率越大。而光栅的分辨本领则决定于刻痕的总数。天然晶体内按一定规则排列的微粒，形成所谓“空间光栅”（两微粒间距离比人工刻出来的痕距要小得多），它适用于对X射线的衍射。当一束平行单色光垂直照射在光栅上，光线经过透镜L后，将在屏幕E上呈现各级衍射条纹。图4-32是光栅实验的原理。精制的光栅，在1厘米内刻痕可以多达数万条。图中S是和纸面垂直的线光源，它们于透镜L1的焦平面上，屏幕DD放在透镜L2的焦平面上。在两透镜之间是一块由一系列等宽等间隔的平行狭缝构成的光栅。设各缝的宽度都等于a，相邻两缝间不透明的部分的宽度都等于b。则a+b=d称为“光栅常数”。由光源S发出的光通过L1而出射的平行光照射在光栅上。对光栅中每一狭缝来说，均有单缝衍射的结果，由于光栅中有大量的等面积的平行狭缝，所以最后结果并不是每个单独的狭缝所起的作用，这时最重要的作用来自各个狭缝所发出的光波之间的干涉。即使在某一给定方向上，按单缝衍射将得到明条纹，但由于缝与缝之间光波的相互干涉，最后可能得到暗条纹。因此，光栅的衍射条纹应看作是衍射与干涉的总结果。查衍射角(适合条件
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时，由所有相邻狭缝的相应位置射出的光线的光程差是波长的整数倍，因而相互加强形成明条纹。显然，光栅上狭缝的条数愈多，条纹就愈为明亮。上式中k是整数，表示明条纹的级数。而当(角适合条件
（
时，将出现暗条纹。当(角适合条件
时，由各个狭缝所射出的光波都将各自地由于干涉而抵消，形成暗条纹。当然也就谈不上缝与缝之间的干涉作用，在这里即使符合明干涉条纹条件的也没有明条纹出现。由此可见在光栅衍射中，仅当(角满足（a+b）
景，对给定的入射单色光波来说，光栅上每单位长度的狭缝条数愈多，亦即光栅常数a+b愈小，各级明条纹的间隔也愈大，因为这时的(角要大。光栅上狭缝总数愈多透射光束愈强，因此所得明条纹也愈亮。由于这些优点，通常用衍射光栅可以准确地测量光的波长。
【分辨本领】仪器或肉眼对两个非常靠近的物点或量值刚能加以识别的能力。随着仪器和所要分开的量值性质不同，分辨本领有不同的衡量方法。（1）在光学仪器如显微镜中，以它所能分辨的物体上两个最靠近的细点间距离作为分辨本领；但在望远镜和肉眼中，则以它们对两物点的视角来量度。目前一般的光学显微镜的分辨本领可达2×10-5厘米，电子显微镜可达2～3×10-8厘米；望远镜的理论分辨本领可达0.03秒（实际分辨本领受观察地点的大气条件影响，一般要比理论分辨本领小），人的眼睛分辨本领约为1分。（2）光谱仪的分辨本领为两条刚能分辨的光谱线的波长平均值对它们波长差的比值。比值越大分辨本领越高。各种“能谱仪”的分辨本领可用类似的定义来表示。也有以这种定义的倒数来表示的（如β谱仪），称为“分辨率”。（3）成像系统（如照相、电视等）的分辨本领通常以某一规定长度内能够分辨的平行直线数表示，线数越多，分辨本领越大，成像就越清晰。在电视系统中分辨本领常称为分解力。
【光的电磁说】说明光在本质上是电磁波的理论。电磁辐射不仅与光相同，并且其反射、折射以及偏振之性质也相同）由麦克斯韦的理论研究表明，空间电磁场是以光速传播，这一结论已被赫兹的实验证实。麦克斯韦，在1865年得出了结论：光是一种电磁现象。按照麦克斯韦的理论
式中c为真空中的光速。v为在介电常数为ε和导磁系数为μ的媒
这个关系式给出了物质的光学常数，电学常数和磁学常数之间的关系。当时从上述的公式中看不出n应随着光的波长λ而改变，因而无法解释光的色散现象。后来罗仑兹在1896年创立了电子论，从这一理论看，介电常数ε是依赖于电磁场的频率，即依赖于波长而变的，从而搞清了光的色散现象。光的电磁理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象，但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质，所以还需要近代的量子理论来补充。
【红外线】亦称“红外光”。在电磁波谱中，波长介于红光和微波间的电磁辐射。在可见光的范围以外，波长比红光要长，有显著的热效应，可以用温差电偶、光敏电阻等仪器来测量，波长在0.77～3微米为近红外区；3～30微米为中红外区；30～1000微米为远红外区。红外线容易被物体吸收，转化为物体的内能；在通过云雾等充满悬浮粒子的物质时，不易发生散射，具有较强的穿透能力，红外线应用很广，可用以焙制食品、烘干油漆以及进行医疗等。物质对红外线的吸收光谱对研究物质的分子结构、化学分析及化学工业上的控制有重要意义。军事上常用红外探测器来探测目标，以及红外通信等。
【紫外线】亦称“紫外光”。在电磁波谱中位于紫光和伦琴射线（X射线）之间的电磁辐射。波长约为（4～39）×10-6厘米，不能引起视觉（即在可见光范围之外）。可见光能透过的物质，对于紫外线的某些波段却会强烈的吸收。例如：玻璃对波长小于35×10-4厘米的紫外线有强烈的吸收；地球大气中的氧和臭氧几乎全部吸收了太阳辐射中，波长小于29×10-6厘米的紫外线；水晶（即石英）吸收波长小于2×10-5厘米的紫外线；波长小于2×10-5厘米的紫外的线被空气强烈吸收。因此观察这一紫外线波段的光谱仪的内部必须抽成真空，这个波段称为真空紫外，适用于这一波段的光谱仪称为真空紫外光谱仪。水银灯和电弧的光中有（25～39）×10-6厘米之间的强紫外辐射，是常用的紫外线光源，紫外线通常用光电元件和感光乳胶来检测。紫外光谱是研究原子结构的重要手段，紫外线在工农业方面也有重要应用价值。在生物学和医学上常用紫外线进行杀菌消毒，诱发突变、治疗皮肤病和软骨病等。
【伦琴射线】又称“X射线”，它是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如黑纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。当在真空，高速运动的电子轰击金属靶时，靶就放出X射线，这就是X射线管的结构原理。放出的X射线分为两类：（1）如果被靶阻挡的电子的能量，不越过一定限度时，只发射连续光谱的辐射。这种辐射叫做轫致辐射；（2）一种不连续的，它只有几条特殊的线状光谱，这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射。连续光谱的性质和靶材料无关，而特征光谱和靶材料有关，不同的材料有不同的特征光谱这就是为什么称之为“特征”的原因。X射线的特征是波长非常短，频率很高。因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的。所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的，而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的。X射线在电场磁场中不偏转。这说明X射线是不带电的粒子流。1906年，实验证明X射线是波长很短的一种电磁波，因此能产生干涉、衍射现象。X射线用来帮助人们进行医学诊断和治疗；用于工业上的非破坏性材料的检查；在基础科学和应用科学领域内，被广泛用于晶体结构分析，及通过X射线光谱和X射线吸收进行化学分析和原子结构的研究。
【电磁波谱】在空间传播着的交变电磁场，（即电磁波）。它在真空中的传播速度约为每秒30万公里。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，不过它们的产生方式不尽相同，波长也不同，把它们按波长（或频率）顺序排列就构成了电磁波谱。依照波长的长短以及波源的不同，电磁波谱可大致分为：（1）无线电波——波长从几千米到0.3米左右，一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波；（2）微波——波长从0.3米到10-3米，这些波多用在雷达或其它通讯系统；（3）红外线——波长从10-3米到7.8×10-7米；（4）可见光——这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。波长从（78～3.8）×10-6厘米。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分；（5）紫外线——波长从3×10-7米到6×10-10米。这些波产生的原因和光波类似，常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外光的化学效应最强；（6）伦琴射线——这部分电磁波谱，波长从2×10-9米到6×10-12米。伦琴射线（X射线）是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的；（7）γ射线——是波长从10-10～10-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的，放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。
【分光镜】可产生并观察光谱的仪器，故又称分光仪。也可以用来作简单的波长测量仪器。分光镜的型式很多，各型式间除操作原理的差异外，还有被探测的辐射线不同，辐射频率的区间由红外光到伦琴射红（X光）。一种简单的分光镜就是：从光源S射出的光，经过一狭缝，变成一窄束光后，由凸透镜而变成平行光（窄缝应处在凸透镜的焦平面内），使平行光经过一棱镜而色散，因同色光（同波长）的射线平行，这些光线再通过一凸透镜时则可把各色光发别聚焦在屏幕的不同位置上，于是在屏幕上就呈现出一排按照波长长短排列的彩色的光谱，这就是光源发出的光谱，不同元素的光源它的光谱也各不相同。现在的分光镜中多数都用衍射光栅代替棱镜。如果光栅的表面是凹面的（凹面光栅），这种光栅本身就有聚焦作用，因此可以取消透镜系统。
【发射光谱】由物体发光直接所产生的光谱叫做发射光谱。如物质在高温状态或因受到带电粒子的撞击而激发后而直接发出的光谱均属发射光谱。由于物质被激发时所处的状态不同，发射光谱有不同的组合形式；如原子被激发后发出明线光谱；分子则有带光谱，实际上是一组非常密集的线光谱组成；在炽热的固态、液态或高压气体中为连续光谱。例如，稀薄气体发光是由不连续的亮线组成的，这种发射光谱就是明线光谱，也就是原子光谱。因为原子有一系列分立的能级，电子从能量较高的激发状态跃迁到能量较低的激发态或基态时，以一定频率的光的形式放出能量。其发光频率由?
hv=E2-E1
确定。对于不同的E1和E2，有不同的能量差。或者说，电子在不同能级之间的跃迁将产生不同频率的光谱线。不同的原子具有一系列不同的能级，正如每个人有他独特的指纹一样。因此不同的原子有不同的发射光谱线系。通过测定光谱线系的波长能鉴定发光的原子是何种元素。波长连续分布的光谱叫做连续光谱。炽热的固体、液体、高压气体往往发出连续光谱。电子和离子复合时，以及高速运动的带电粒子在加速场中运动时，也能发射这种光谱。参见“轫致辐射”。
【吸收光谱】当物体发出的波长连续分布的光通过物质时，某些波长的光被物质有选择性地吸收，它所产生的光谱是在连续光谱的背景下，分布着一系列暗线或暗带。这种光谱叫做吸收光谱。由于物质所在的状态不同，吸收光谱有不同的形状；如原子状态的吸收光谱中有比较分开的暗线光谱；气体或蒸气的分子状态的吸收光谱是由密集的暗线组成的暗带光谱；处于固体或液体状态中的物质，则往往将一定波长区域的光线吸收，而表现出逐渐变暗的一些暗带。在一般情况下，物质吸收光谱的波长与该物质的某些发射光谱波长相对应。因为发射光谱一般必须在高温下获得，而高温下的分子或晶体往往是易于分解，因此吸收光谱最适宜于研究分子的结构。又由于分子的振动和转动光谱均位于红外区域，所以红外吸收光谱是研究分子结构变化的重要手段。
【光谱分析】应用光谱学的原理和实验方法以确定物质的结构和化学成分的分析法。炽热的气体或蒸气能产生特定的光谱线，人们可以根据分析所产生的这些谱线来确定此种气体中的物质成分。从各种星球的光谱中，可以推断其上所存在之元素与物质。由于极微量的元素存在足以在光谱中产生特征谱线，所以此种分析在化学中价值很大。许多元素，如铯与铷等，就是由光谱分析发现的。光谱分析包括：（1）发射光谱分析——利用各种物质的特征发射光谱以确定其化学成分。按目的和方法不同又可分为：①光谱定性分析。因每种元素都有各自的特征谱线，可从待测物质所发射的光谱，鉴定其中所含的元素。②光谱定量分析。因每种元素所发射的特征谱线的强度，与它在物质中的含量有关，所以可通过谱线强度的对比，测定物质中各元素含量的多少。（2）吸收光谱分析——利用各种物质的特征吸收光谱以确定其结构的化学成分。例如分光光度分析。根据特征光谱的波长不同，分为“可见和紫外分光光度分析法”及“红外分光光度分析法”。适用于可溶性物质的分析。光谱分析具有极高的灵敏度和准确度、且分析速度快，故在生产技术（如冶金、地质、化工，石油等部门）中广泛采用。
【光谱仪】将复色光分解为光谱，并进行记录的精密光，学仪器。在可见光和紫外光区域，过去常用照相法记录光谱，故也称摄谱仪。在红外区域，一般用光敏或热敏元件逐点记录，故有红外分光计的名称。现在在各个波段均采用光电接收和记录的方法，比较直接、灵敏，称为“光电记录光谱仪”。为了得到更多的光谱线，可以把被分析物质放在等离子体火焰中激发，在光谱仪中除采用光电接收方法外，还配有专用计算机，计算物质中各元素含量。可以在数秒种内从显示器的荧光屏读出结果。这种仪器称为“等离子体光电直读光谱仪”简称ICP光谱仪，是当前光谱分析中最迅速最灵敏的一种仪器。光谱仪是上述各种仪器的总称。虽然各种光谱仪的形式各异，但均有三大主要部分：一是激光光谱的光源；二是光谱仪系统，使不同波长的光聚焦在仪器上的特定位置。三是用置于焦点上的探测器来量光的强度。近代的光谱仪大都采用微型计算机处理实验结果。
【激光】用电学、光学及其它方法对工作物质进行激励，使其中一部分粒子激发到能量较高的而又能维持时间较长的所谓亚稳态上去，当这种状态的粒子数量大于能量较低状态的粒子数时，叫做粒子数的反转。由于场效应的作用，处于高能态的粒子受到感应而跃迁到低能态，同时发生光的辐射，这种辐射称为受激辐射。这种辐射又感应其他高能态的粒子发生同样的辐射。受激辐射的特点是辐射光和感应它的光子同方向、同位相、同频率并且同偏振面。若把激光的工作物质置于谐振腔内，则光辐射在谐振腔内沿轴线方向往复反射传播，多次通过工作物质，使工作物质中处于反转态的粒子不断受到感应而发光，一个粒子的辐射感应一大片造成雪崩似的放大效果，而形成一束强度很大、方向集中的光束，这种光束称之为激光。激光的特点是：具有很好的单色性、方向性和相干性，并且亮度极高。（1）单色性——如氦氖激光器发射出频率为4.74×1014赫兹的红色激光，它的频带宽仅是9×10-2赫兹。（2）方向性——激光光源的光束延伸几公里后扩展范围的线度不到几厘米，而探照灯延伸几公里后的扩展范围的线度有几十米。（3）相干性——受激辐射满足干涉条件，因而激光具有很好的相干性。（4）高亮度——由于激光能把巨大的能量高度集中地辐射出来。如果把强大的激光束会聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在不到千分之一秒时间内产生几千万度的高温。自从激光问世以来，不但使古老的光学又变得生气勃勃，并促使许多科学技术领域发生了巨大的变化，诸如激光手术刀，激光切割，直至激光武器等等。
【光电效应】物质（主要指金属）在光的照射下释放出电子的现象，称之为光电效应。其所释放出的电子叫做“光电子”。1887年德国物理学家，赫兹首先发现，这种效应不能简单地用光的波动理论来解释，中学教师实用物理词典
目录
力学 - 力学
经典力学 - 经典力学
牛顿力学 - 牛顿力学
分析力学 - 分析力学
理论力学 - 理论力学
运动学 - 运动学
动力学 - 动力学
弹性力学 - 弹性力学
连续介质力学 - 连续介质力学
力 - 力
力的三要素 - 力的三要素
物性 - 物性
物理变化 - 物理变化
物质 - 物质
物体 - 物体
张力 - 张力
力的单位 - 力的单位
牛顿 - 牛顿
重力 - 重力
重量 - 重量
重心 - 重心
质量 - 质量
质量和重量 - 质量和重量
密度 - 密度
比重 - 比重
弹力 - 弹力
形变 - 形变
测力计 - 测力计
弹簧秤 - 弹簧秤
胡克定律 - 胡克定律
弹性力 - 弹性力
弹性 - 弹性
弹性限度 - 弹性限度
弹性形变 - 弹性形变
弯曲形变 - 弯曲形变
扭转形变 - 扭转形变
倔强系数 - 倔强系数
摩擦 - 摩擦
摩擦力 - 摩擦力
静摩擦 - 静摩擦
静摩擦力 - 静摩擦力
最大静摩擦力 - 最大静摩擦力
静摩擦系数 - 静摩擦系数
动摩擦 - 动摩擦
动摩擦力 - 动摩擦力
动摩擦系数 - 动摩擦系数
滑动摩擦 - 滑动摩擦
滑动摩擦力 - 滑动摩擦力
滑动摩擦系数 - 滑动摩擦系数
滚动摩擦 - 滚动摩擦
滚动摩擦力 - 滚动摩擦力
滚动摩擦系数 - 滚动摩擦系数
牛顿第一定律 - 牛顿第一定律
牛顿第二定律 - 牛顿第二定律
牛顿第三定律 - 牛顿第三定律
惯性 - 惯性
惯性定律 - 惯性定律
惯性力 - 惯性力
惯性系 - 惯性系
合力 - 合力
分力 - 分力
惯性质量 - 惯性质量
引力质量 - 引力质量
质量守恒 - 质量守恒
质量守恒定律 - 质量守恒定律
力的合成 - 力的合成
共点力 - 共点力
平行四边形法则 - 平行四边形法则
三角形法则 - 三角形法则
力的分解 - 力的分解
隔离体法 - 隔离体法
矢量 - 矢量
矢量的合成 - 矢量的合成
矢量的分解 - 矢量的分解
标量 - 标量
平衡 - 平衡
物体的平衡条件 - 物体的平衡条件
平衡状态 - 平衡状态
二力的平衡 - 二力的平衡
力学平衡 - 力学平衡
平衡力 - 平衡力
平衡力系 - 平衡力系
受力分析 - 受力分析
三力平衡条件 - 三力平衡条件
质点 - 质点
刚体 - 刚体
机械运动 - 机械运动
参照系 - 参照系
坐标系 - 坐标系
平动 - 平动
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路程 - 路程
运动 - 运动
时间 - 时间
时刻 - 时刻
速度 - 速度
匀速度 - 匀速度
匀变速直线运动的速度 - 匀变速直线运动的速度
平均速度 - 平均速度
即时速度 - 即时速度
速率 - 速率
平均速率 - 平均速率
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加速度 - 加速度
匀加速度 - 匀加速度
平均加速度 - 平均加速度
重力加速度 - 重力加速度
图象表示法 - 图象表示法
位移—时间图象 - 位移—时间图象
速度—时间图象 - 速度—时间图象
直线运动 - 直线运动
匀速直线运动 - 匀速直线运动
变速运动 - 变速运动
变速直线运动 - 变速直线运动
匀变速直线运动 - 匀变速直线运动
匀变速直线运动的基本公式 - 匀变速直线运动的基本公式
自由落体 - 自由落体
自由落体运动 - 自由落体运动
抛体 - 抛体
抛体运动 - 抛体运动
竖直上抛运动 - 竖直上抛运动
竖直下抛运动 - 竖直下抛运动
平抛运动 - 平抛运动
斜抛运动 - 斜抛运动
运动迭加原理 - 运动迭加原理
曲线运动 - 曲线运动
运动的合成 - 运动的合成
运动的分解 - 运动的分解
射高 - 射高
射程 - 射程
弹道曲线 - 弹道曲线
圆周运动 - 圆周运动
匀速圆周运动 - 匀速圆周运动
线速度 - 线速度
角速度 - 角速度
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离心力 - 离心力
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超重 - 超重
失重 - 失重
离心运动 - 离心运动
弧度 - 弧度
开普勒三定律 - 开普勒三定律
万有引力 - 万有引力
万有引力定律 - 万有引力定律
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人造地球卫星 - 人造地球卫星
宇宙速度 - 宇宙速度
静止 - 静止
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拉力 - 拉力
推力 - 推力
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压强 - 压强
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帕斯卡 - 帕斯卡
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液体内部压强 - 液体内部压强
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流体 - 流体
流体力学 - 流体力学
流体静力学 - 流体静力学
流体动力学 - 流体动力学
液体之表面 - 液体之表面
水压 - 水压
液体的压力 - 液体的压力
液压机 - 液压机
液压机原理 - 液压机原理
万吨水压机 - 万吨水压机
油压千斤顶 - 油压千斤顶
连通器 - 连通器
水位计 - 水位计
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涵洞 - 涵洞
船闸 - 船闸
大气 - 大气
大气压 - 大气压
标准大气压 - 标准大气压
大气压强 - 大气压强
托里拆利实验 - 托里拆利实验
托里拆利真空 - 托里拆利真空
马德堡半球 - 马德堡半球
气压计 - 气压计
水银气压计 - 水银气压计
无液气压计 - 无液气压计
真空 - 真空
低气压 - 低气压
高气压 - 高气压
抽水机 - 抽水机
活塞式抽水机 - 活塞式抽水机
离心式水泵 - 离心式水泵
压水机 - 压水机
抽气机 - 抽气机
压缩气体 - 压缩气体
虹吸现象 - 虹吸现象
浮力 - 浮力
阿基米德定律 - 阿基米德定律
物体浮沉条件 - 物体浮沉条件
漂浮 - 漂浮
悬浮 - 悬浮
排开 - 排开
上浮 - 上浮
下沉 - 下沉
浮力公式 - 浮力公式
浮力测定 - 浮力测定
排水量 - 排水量
吃水线 - 吃水线
浮沉子 - 浮沉子
潜水艇 - 潜水艇
浮船坞 - 浮船坞
比重计 - 比重计
气体的浮力 - 气体的浮力
气球 - 气球
飞艇 - 飞艇
简单机械 - 简单机械
杠杆 - 杠杆
杠杆原理 - 杠杆原理
动力 - 动力
作用线 - 作用线
动力臂 - 动力臂
阻力臂 - 阻力臂
转动轴 - 转动轴
三类杠杆 - 三类杠杆
机械利益 - 机械利益
杠杆的应用 - 杠杆的应用
杆秤 - 杆秤
力矩 - 力矩
力偶 - 力偶
力偶矩 - 力偶矩
力偶臂 - 力偶臂
轮轴 - 轮轴
滑轮 - 滑轮
定滑轮 - 定滑轮
动滑轮 - 动滑轮
滑轮组 - 滑轮组
差动滑轮 - 差动滑轮
斜面 - 斜面
螺旋 - 螺旋
齿轮和齿轮组 - 齿轮和齿轮组
劈 - 劈
功 - 功
功的原理 - 功的原理
正功 - 正功
负功 - 负功
功率 - 功率
平均功率 - 平均功率
即时功率 - 即时功率
马力 - 马力
瓦特 - 瓦特
焦耳 - 焦耳
尔格 - 尔格
达因 - 达因
额定功率 - 额定功率
机械能 - 机械能
能量 - 能量
动能 - 动能
动能定理 - 动能定理
势能 - 势能
重力势能 - 重力势能
弹性势能 - 弹性势能
引力势能 - 引力势能
机械能守恒定律 - 机械能守恒定律
功能原理 - 功能原理
冲量 - 冲量
冲力 - 冲力
动量 - 动量
动量定理 - 动量定理
动量守恒定律 - 动量守恒定律
麦克斯韦滚摆 - 麦克斯韦滚摆
碰撞 - 碰撞
正碰 - 正碰
斜碰 - 斜碰
弹性碰撞 - 弹性碰撞
非弹性碰撞 - 非弹性碰撞
完全非弹性碰撞 - 完全非弹性碰撞
非完全弹性碰撞 - 非完全弹性碰撞
反冲运动 - 反冲运动
机械效率（力学） - 机械效率（力学）
内力 - 内力
外力 - 外力
力系 - 力系
力场 - 力场
汇交力系 - 汇交力系
力线 - 力线
力程 - 力程
场 - 场
保守力 - 保守力
非保守力 - 非保守力
力的正交分解法 - 力的正交分解法
速度的解析表示法 - 速度的解析表示法
势 - 势
气垫导轨 - 气垫导轨
机械振动 - 机械振动
回复力 - 回复力
振幅 - 振幅
周期 - 周期
频率 - 频率
弹簧振子 - 弹簧振子
振动 - 振动
简谐振动 - 简谐振动
等幅振动 - 等幅振动
固有振动 - 固有振动
自由振动 - 自由振动
固有周期 - 固有周期
固有频率 - 固有频率
单摆 - 单摆
相 - 相
相差 - 相差
角频率 - 角频率
复摆 - 复摆
振动的超前与落后 - 振动的超前与落后
受迫振动 - 受迫振动
阻尼振动 - 阻尼振动
阻尼因数 - 阻尼因数
临界阻尼 - 临界阻尼
无阻尼振动 - 无阻尼振动
共振 - 共振
策动力 - 策动力
振动迭加原理 - 振动迭加原理
拍 - 拍
拍频 - 拍频
波 - 波
波源 - 波源
横波 - 横波
纵波 - 纵波
水面波 - 水面波
弹性波 - 弹性波
波长 - 波长
波速 - 波速
波峰 - 波峰
波谷 - 波谷
行波 - 行波
波形 - 波形
波的迭加原理 - 波的迭加原理
波的衍射 - 波的衍射
波的干涉 - 波的干涉
波节 - 波节
波腹 - 波腹
冲击波 - 冲击波
波面 - 波面
波前 - 波前
波线 - 波线
平面波 - 平面波
球面波 - 球面波
表面波 - 表面波
波的反射 - 波的反射
波的折射 - 波的折射
波的图象 - 波的图象
声学 - 声学
音 - 音
声源 - 声源
声波 - 声波
声速 - 声速
声波的反射 - 声波的反射
回声 - 回声
交混回响 - 交混回响
声波的干涉 - 声波的干涉
声波的衍射 - 声波的衍射
共鸣 - 共鸣
空气柱的共鸣 - 空气柱的共鸣
音叉 - 音叉
音调 - 音调
响度 - 响度
音品 - 音品
声音的三要素 - 声音的三要素
基音 - 基音
泛音 - 泛音
声压 - 声压
声强 - 声强
声强级 - 声强级
乐器 - 乐器
乐音 - 乐音
噪音 - 噪音
超声波 - 超声波
次声波 - 次声波
二、热学 - 二、热学
热学 - 热学
热力学 - 热力学
统计物理学 - 统计物理学
热 - 热
热运动 - 热运动
热现象 - 热现象
温度 - 温度
温标 - 温标
摄氏温标 - 摄氏温标
华氏温标 - 华氏温标
热力学温标 - 热力学温标
兰氏温标 - 兰氏温标
国际实用温标 - 国际实用温标
三相点 - 三相点
理想气体温标 - 理想气体温标
绝对零度 - 绝对零度
温度计 - 温度计
温度表 - 温度表
水银温度计 - 水银温度计
酒精温度计 - 酒精温度计
煤油温度计 - 煤油温度计
体温计 - 体温计
高温计 - 高温计
低温计 - 低温计
电阻温度计 - 电阻温度计
温差电偶温度计 - 温差电偶温度计
光测高温计 - 光测高温计
全辐射高温计 - 全辐射高温计
最高最低温度计 - 最高最低温度计
簧片温度计 - 簧片温度计
气体温度计 - 气体温度计
定容气体温度计 - 定容气体温度计
定压气体温度计 - 定压气体温度计
分子物理学 - 分子物理学
分子运动论 - 分子运动论
分子 - 分子
阿伏伽德罗常数 - 阿伏伽德罗常数
阿伏伽德罗定律 - 阿伏伽德罗定律
物态 - 物态
固体 - 固体
液体 - 液体
气体 - 气体
晶体 - 晶体
非晶体 - 非晶体
各向同性 - 各向同性
各向异性 - 各向异性
多晶体 - 多晶体
单晶体 - 单晶体
解理面 - 解理面
结合力 - 结合力
离子键 - 离子键
共价键 - 共价键
范德瓦尔斯键 - 范德瓦尔斯键
金属键 - 金属键
结合能 - 结合能
分子力 - 分子力
内聚力 - 内聚力
附着力 - 附着力
表面张力 - 表面张力
液体的表面层 - 液体的表面层
表面张力系数 - 表面张力系数
液体的表面能 - 液体的表面能
液体的附着层 - 液体的附着层
浸润现象 - 浸润现象
不浸润现象 - 不浸润现象
接触角 - 接触角
弯月面 - 弯月面
布朗运动 - 布朗运动
毛细管 - 毛细管
毛细现象 - 毛细现象
半透膜 - 半透膜
渗透 - 渗透
渗透压强 - 渗透压强
摩尔 - 摩尔
扩散 - 扩散
粘滞性 - 粘滞性
吸收 - 吸收
吸附 - 吸附
液晶 - 液晶
向列型液晶 - 向列型液晶
胆甾型液晶 - 胆甾型液晶
近晶型液晶 - 近晶型液晶
热质说 - 热质说
热传递 - 热传递
热接触 - 热接触
热平衡 - 热平衡
热传导 - 热传导
对流 - 对流
热辐射 - 热辐射
保温瓶 - 保温瓶
热绝缘 - 热绝缘
热绝缘体 - 热绝缘体
导热体 - 导热体
热动平衡 - 热动平衡
热导率 - 热导率
红热 - 红热
白热 - 白热
热膨胀 - 热膨胀
膨胀系数 - 膨胀系数
固体热膨胀 - 固体热膨胀
固体的线膨胀 - 固体的线膨胀
线膨胀系数 - 线膨胀系数
固体的面膨胀 - 固体的面膨胀
固体的体膨胀 - 固体的体膨胀
体积膨胀系数 - 体积膨胀系数
液体热膨胀 - 液体热膨胀
气体的热膨胀 - 气体的热膨胀
视体胀系数 - 视体胀系数
反常膨胀 - 反常膨胀
复合金属板 - 复合金属板
伸缩管 - 伸缩管
金属温度计 - 金属温度计
温度调节器 - 温度调节器
液体体胀系数的测定 - 液体体胀系数的测定
相对膨胀 - 相对膨胀
液体的实胀系数 - 液体的实胀系数
分子的动能 - 分子的动能
分子的势能 - 分子的势能
分子平均动能 - 分子平均动能
内能 - 内能
物体的状态 - 物体的状态
分散 - 分散
物体内能的变化 - 物体内能的变化
热量 - 热量
卡 - 卡
大卡 - 大卡
热能 - 热能
热功当量 - 热功当量
平衡状态（热学） - 平衡状态（热学）
状态参量 - 状态参量
热力学系统 - 热力学系统
热力学过程 - 热力学过程
水当量 - 水当量
量热器 - 量热器
焦耳实验 - 焦耳实验
燃料的燃烧值 - 燃料的燃烧值
热容量 - 热容量
比热容 - 比热容
定容比热容 - 定容比热容
定压比热容 - 定压比热容
热平衡方程 - 热平衡方程
等温过程 - 等温过程
等压过程 - 等压过程
等容过程 - 等容过程
绝热过程 - 绝热过程
相变 - 相变
一级相变 - 一级相变
二级相变 - 二级相变
熔解 - 熔解
熔点 - 熔点
熔解热 - 熔解热
凝固热 - 凝固热
凝固 - 凝固
凝固点 - 凝固点
结晶 - 结晶
过冷 - 过冷
冰点 - 冰点
复冰现象 - 复冰现象
熔化 - 熔化
潜热 - 潜热
转变热 - 转变热
汽化 - 汽化
汽化热 - 汽化热
蒸发 - 蒸发
沸腾 - 沸腾
沸点 - 沸点
过热 - 过热
暴沸 - 暴沸
汽化核 - 汽化核
蒸气 - 蒸气
临界状态 - 临界状态
临界点 - 临界点
临界压强 - 临界压强
临界温度 - 临界温度
临界常数 - 临界常数
饱和蒸气 - 饱和蒸气
饱和蒸气压 - 饱和蒸气压
过饱和蒸气 - 过饱和蒸气
过冷蒸气 - 过冷蒸气
未饱和蒸气 - 未饱和蒸气
水蒸气 - 水蒸气
液化 - 液化
云 - 云
雨 - 雨
暖云 - 暖云
雪 - 雪
雪雨 - 雪雨
冷云 - 冷云
制冷机 - 制冷机
制冷剂 - 制冷剂
湿度 - 湿度
绝对湿度 - 绝对湿度
相对湿度 - 相对湿度
湿度计 - 湿度计
干湿球湿度计 - 干湿球湿度计
通风干湿计 - 通风干湿计
毛发湿度计 - 毛发湿度计
自记温度计 - 自记温度计
露点湿度计 - 露点湿度计
露点 - 露点
露 - 露
骤雨 - 骤雨
雾 - 雾
雾冰 - 雾冰
凝结 - 凝结
凝结核 - 凝结核
气泡室 - 气泡室
升华 - 升华
升华热 - 升华热
干冰 - 干冰
凝华 - 凝华
霜 - 霜
霰 - 霰
雹 - 雹
汽化曲线 - 汽化曲线
三相图 - 三相图
相平衡曲线 - 相平衡曲线
克拉珀龙方程 - 克拉珀龙方程
能量守恒定律 - 能量守恒定律
热工学 - 热工学
热机 - 热机
工质 - 工质
锅炉 - 锅炉
安全阀 - 安全阀
蒸汽机 - 蒸汽机
静点 - 静点
冷凝器 - 冷凝器
燃烧效率 - 燃烧效率
热效率 - 热效率
机械效率（热学） - 机械效率（热学）
热机的总效率 - 热机的总效率
提前闭汽 - 提前闭汽
多级膨胀 - 多级膨胀
换热损失 - 换热损失
蒸汽机示功图 - 蒸汽机示功图
内燃机 - 内燃机
汽油机 - 汽油机
上止点 - 上止点
下止点 - 下止点
冲程 - 冲程
四冲程 - 四冲程
二冲程内燃机 - 二冲程内燃机
辅助冲程 - 辅助冲程
辅助设备 - 辅助设备
奥托循环图线 - 奥托循环图线
柴油机 - 柴油机
狄塞尔循环图线 - 狄塞尔循环图线
压缩比 - 压缩比
旋转活塞式内燃机 - 旋转活塞式内燃机
蒸汽轮机 - 蒸汽轮机
燃气轮机 - 燃气轮机
空气喷气发动机 - 空气喷气发动机
冲压式喷气发动机 - 冲压式喷气发动机
气轮式喷气发动机 - 气轮式喷气发动机
火箭喷气发动机 - 火箭喷气发动机
热力学基本定律 - 热力学基本定律
热力学第零定律 - 热力学第零定律
热力学第一定律 - 热力学第一定律
第一类永动机 - 第一类永动机
热力学第二定律 - 热力学第二定律
第二类永动机 - 第二类永动机
热力学第三定律 - 热力学第三定律
准静态过程 - 准静态过程
P－V图 - P－V图
循环 - 循环
循环过程 - 循环过程
态函数 - 态函数
摩尔热容量 - 摩尔热容量
焓 - 焓
节流过程 - 节流过程
焦耳－汤姆孙效应 - 焦耳－汤姆孙效应
焦耳－汤姆孙系数 - 焦耳－汤姆孙系数
正焦耳－汤姆孙效应 - 正焦耳－汤姆孙效应
负焦耳－汤姆孙效应 - 负焦耳－汤姆孙效应
转换温度 - 转换温度
多方过程 - 多方过程
热源 - 热源
热效应 - 热效应
热力状态 - 热力状态
热力循环 - 热力循环
热水供暖 - 热水供暖
卡诺循环 - 卡诺循环
卡诺循环的效率 - 卡诺循环的效率
致冷系数 - 致冷系数
逆向卡诺循环 - 逆向卡诺循环
逆向斯特林循环 - 逆向斯特林循环
可逆过程 - 可逆过程
不可逆过程 - 不可逆过程
卡诺定理 - 卡诺定理
克劳修斯等式 - 克劳修斯等式
克劳修斯不等式 - 克劳修斯不等式
熵 - 熵
熵增加原理 - 熵增加原理
原子量 - 原子量
分子量 - 分子量
摩尔质量 - 摩尔质量
气体分子运动论 - 气体分子运动论
理想气体 - 理想气体
实际气体 - 实际气体
标准状态 - 标准状态
理想气体的实验定律 - 理想气体的实验定律
玻义耳－马略特定律 - 玻义耳－马略特定律
盖·吕萨克定律 - 盖·吕萨克定律
查理定律 - 查理定律
理想气体状态方程 - 理想气体状态方程
普适气体常数 - 普适气体常数
自由度 - 自由度
分子的自由度 - 分子的自由度
能量按自由度均分定理 - 能量按自由度均分定理
理想气体的内能 - 理想气体的内能
分子间的碰撞 - 分子间的碰撞
内摩擦现象 - 内摩擦现象
真空度 - 真空度
真空泵 - 真空泵
机械泵 - 机械泵
转片式旋转真空泵 - 转片式旋转真空泵
定片式旋转真空泵 - 定片式旋转真空泵
扩散泵 - 扩散泵
真空计 - 真空计
麦克劳真空计 - 麦克劳真空计
皮喇尼真空计 - 皮喇尼真空计
热阴极电离真空计 - 热阴极电离真空计
测超高真空的真空计 - 测超高真空的真空计
统计规律 - 统计规律
涨落现象 - 涨落现象
三、电磁学 - 三、电磁学
电磁学 - 电磁学
电 - 电
摩擦起电 - 摩擦起电
静电感应 - 静电感应
电荷守恒定律 - 电荷守恒定律
库仑定律 - 库仑定律
库仑 - 库仑
点电荷 - 点电荷
电介质 - 电介质
介电常数 - 介电常数
电场 - 电场
电场强度 - 电场强度
电动力学 - 电动力学
电子的发现 - 电子的发现
场的迭加原理 - 场的迭加原理
电力线 - 电力线
法拉第 - 法拉第
麦克斯韦 - 麦克斯韦
超距作用 - 超距作用
导体 - 导体
自由电荷 - 自由电荷
束缚电荷 - 束缚电荷
电量 - 电量
电离 - 电离
静电平衡 - 静电平衡
静电屏蔽 - 静电屏蔽
电势能 - 电势能
电势 - 电势
等势面 - 等势面
电势差 - 电势差
电子伏特 - 电子伏特
匀强电场 - 匀强电场
电场强度与电势差 - 电场强度与电势差
电场中的带电粒子 - 电场中的带电粒子
加速器 - 加速器
密立根 - 密立根
基本电荷 - 基本电荷
电容器 - 电容器
电容 - 电容
电容器的串联 - 电容器的串联
电容器的并联 - 电容器的并联
电容器的击穿 - 电容器的击穿
电流 - 电流
电流强度 - 电流强度
稳恒电流 - 稳恒电流
电流密度 - 电流密度
欧姆定律 - 欧姆定律
电动势 - 电动势
电阻定律 - 电阻定律
电阻率 - 电阻率
超导体 - 超导体
欧姆 - 欧姆
电功 - 电功
电功率 - 电功率
焦耳定律 - 焦耳定律
串联电路 - 串联电路
并联电路 - 并联电路
电流表 - 电流表
电流表的分流 - 电流表的分流
电压表 - 电压表
线路上的电能损失 - 线路上的电能损失
闭合电路的欧姆定律 - 闭合电路的欧姆定律
路端电压 - 路端电压
基尔霍夫定律 - 基尔霍夫定律
电池 - 电池
电池组 - 电池组
电流表的测量误差 - 电流表的测量误差
电压表测量的误差 - 电压表测量的误差
欧姆表的测量原理 - 欧姆表的测量原理
欧姆表的刻度特点 - 欧姆表的刻度特点
欧姆表中值电阻 - 欧姆表中值电阻
欧姆表的测量范围 - 欧姆表的测量范围
欧姆表的调零 - 欧姆表的调零
惠斯通电桥 - 惠斯通电桥
电源 - 电源
电压 - 电压
绝缘体 - 绝缘体
太阳能电池 - 太阳能电池
原子电池 - 原子电池
电子论 - 电子论
自由电子 - 自由电子
量子理论 - 量子理论
电解质 - 电解质
液体导电 - 液体导电
法拉第电解定律 - 法拉第电解定律
电镀 - 电镀
气体导电 - 气体导电
光电子 - 光电子
热电子发射 - 热电子发射
场致电子发射 - 场致电子发射
正离子轰击发射电子 - 正离子轰击发射电子
电子枪 - 电子枪
辉光放电 - 辉光放电
弧光放电 - 弧光放电
火花放电 - 火花放电
电晕放电 - 电晕放电
霓虹灯 - 霓虹灯
日光灯 - 日光灯
水银灯 - 水银灯
钠灯 - 钠灯
氙灯 - 氙灯
阴极射线 - 阴极射线
汤姆逊 - 汤姆逊
示波器 - 示波器
阴极射线管 - 阴极射线管
示波管 - 示波管
半导体 - 半导体
能带 - 能带
本征半导体 - 本征半导体
杂质半导体 - 杂质半导体
n型半导体 - n型半导体
p型半导体 - p型半导体
p－n结 - p－n结
晶体二极管 - 晶体二极管
晶体三极管 - 晶体三极管
集成电路 - 集成电路
半导体集成电路 - 半导体集成电路
磁性 - 磁性
磁学 - 磁学
永磁体 - 永磁体
磁极 - 磁极
磁化 - 磁化
磁力 - 磁力
磁场 - 磁场
磁场强度 - 磁场强度
磁力线 - 磁力线
磁通量 - 磁通量
地球磁场 - 地球磁场
磁偏角 - 磁偏角
磁倾角 - 磁倾角
磁感应强度 - 磁感应强度
磁现象的本质 - 磁现象的本质
毕奥—萨伐尔定律 - 毕奥—萨伐尔定律
直线电流的磁场 - 直线电流的磁场
安培力 - 安培力
安培 - 安培
电流天平 - 电流天平
安培定律 - 安培定律
螺线管 - 螺线管
螺线环 - 螺线环
左右手定则 - 左右手定则
右手螺旋定则 - 右手螺旋定则
洛仑兹力 - 洛仑兹力
洛仑兹 - 洛仑兹
电荷的圆周运动 - 电荷的圆周运动
质谱仪 - 质谱仪
回旋加速器 - 回旋加速器
电子感应加速器 - 电子感应加速器
磁流体发电机 - 磁流体发电机
电磁感应 - 电磁感应
楞次 - 楞次
楞次定律 - 楞次定律
感应电流 - 感应电流
感应电动势 - 感应电动势
法拉第电磁感应定律 - 法拉第电磁感应定律
动生电动势 - 动生电动势
动生电动势与洛仑兹力 - 动生电动势与洛仑兹力
磁场中的带电粒子 - 磁场中的带电粒子
霍耳效应 - 霍耳效应
磁单极子 - 磁单极子
电动机 - 电动机
电动机的反电动势 - 电动机的反电动势
自感 - 自感
自感系数 - 自感系数
自感电动势 - 自感电动势
互感 - 互感
涡流 - 涡流
趋肤效应 - 趋肤效应
电磁阻尼 - 电磁阻尼
电磁驱动 - 电磁驱动
交流电 - 交流电
交流电的频率和周期 - 交流电的频率和周期
交流电流的峰值 - 交流电流的峰值
交流电流的有效值 - 交流电流的有效值
交流电的平均值 - 交流电的平均值
位相 - 位相
交流电路中的电阻 - 交流电路中的电阻
交流电路中的电感 - 交流电路中的电感
交流电路中的电容 - 交流电路中的电容
交流电路中的欧姆定律 - 交流电路中的欧姆定律
交流电功率 - 交流电功率
功率因数 - 功率因数
变压器 - 变压器
电力变压器 - 电力变压器
电源变压器 - 电源变压器
耦合变压器 - 耦合变压器
调压变压器 - 调压变压器
互感器 - 互感器
隔直电容 - 隔直电容
旁路电容 - 旁路电容
远程输电 - 远程输电
交流电的整流 - 交流电的整流
半波整流 - 半波整流
全波整流 - 全波整流
桥式整流 - 桥式整流
滤波电路 - 滤波电路
滤波器 - 滤波器
三相交流电 - 三相交流电
三相发电机 - 三相发电机
单相交流电 - 单相交流电
三相电源绕组的连接法 - 三相电源绕组的连接法
电源绕组的星形接法 - 电源绕组的星形接法
电源绕组的三角形接法 - 电源绕组的三角形接法
负载的星形接法 - 负载的星形接法
负载的三角形接法 - 负载的三角形接法
三相电功率 - 三相电功率
感应电动机 - 感应电动机
电磁振荡 - 电磁振荡
电磁场 - 电磁场
电磁波 - 电磁波
爱因斯坦 - 爱因斯坦
赫兹 - 赫兹
赫兹振荡器 - 赫兹振荡器
赫兹实验 - 赫兹实验
无线电波的传播 - 无线电波的传播
无线电波 - 无线电波
无线电通信 - 无线电通信
无线电发射机 - 无线电发射机
无线电广播 - 无线电广播
电视 - 电视
调制 - 调制
调制器 - 调制器
调幅 - 调幅
调频 - 调频
谐振电路 - 谐振电路
检波 - 检波
传真 - 传真
雷达 - 雷达
通讯卫星 - 通讯卫星
电子计算机 - 电子计算机
电子显微镜 - 电子显微镜
摄像管 - 摄像管
四、光学 - 四、光学
光学 - 光学
光 - 光
光源 - 光源
几何光学 - 几何光学
物理光学 - 物理光学
光线 - 光线
日蚀 - 日蚀
木星 - 木星
月蚀 - 月蚀
光速 - 光速
光速之测定 - 光速之测定
迈克耳孙 - 迈克耳孙
光的直线传播定律 - 光的直线传播定律
光的反射 - 光的反射
光的反射定律 - 光的反射定律
漫反射 - 漫反射
平面镜 - 平面镜
潜望镜 - 潜望镜
球面镜 - 球面镜
反射率 - 反射率
球面镜成像 - 球面镜成像
光的折射 - 光的折射
折射定律 - 折射定律
折射率 - 折射率
光密与光疏媒质 - 光密与光疏媒质
折射定律的解释 - 折射定律的解释
全反射 - 全反射
临界角 - 临界角
光导纤维 - 光导纤维
棱镜 - 棱镜
棱镜的偏向角 - 棱镜的偏向角
色散 - 色散
光谱 - 光谱
透镜 - 透镜
凸透镜 - 凸透镜
凹透镜 - 凹透镜
物和像 - 物和像
实像和虚像 - 实像和虚像
虚物 - 虚物
光学的特定名称 - 光学的特定名称
物像公式 - 物像公式
符号法则 - 符号法则
牛顿公式 - 牛顿公式
透镜成像作图 - 透镜成像作图
凸透镜成像规律 - 凸透镜成像规律
凹透镜成像规律 - 凹透镜成像规律
眼睛 - 眼睛
近视眼 - 近视眼
远视眼 - 远视眼
眼镜 - 眼镜
显微镜 - 显微镜
望远镜 - 望远镜
射电望远镜 - 射电望远镜
光的波动说 - 光的波动说
光的微粒说 - 光的微粒说
光子 - 光子
干涉 - 干涉
光的干涉 - 光的干涉
杨氏干涉实验 - 杨氏干涉实验
薄膜干涉 - 薄膜干涉
光程 - 光程
牛顿环 - 牛顿环
半波损失 - 半波损失
全息照相 - 全息照相
光的衍射 - 光的衍射
单缝衍射 - 单缝衍射
衍射光栅 - 衍射光栅
分辨本领 - 分辨本领
偏振光 - 偏振光
偏振光的获得 - 偏振光的获得
光的电磁说 - 光的电磁说
红外线 - 红外线
紫外线 - 紫外线
伦琴射线 - 伦琴射线
电磁波谱 - 电磁波谱
分光镜 - 分光镜
发射光谱 - 发射光谱
吸收光谱 - 吸收光谱
光谱分析 - 光谱分析
光谱仪 - 光谱仪
激光 - 激光
光电效应 - 光电效应
光的波粒二象性 - 光的波粒二象性
普朗克 - 普朗克
普朗克常数 - 普朗克常数
德布罗意 - 德布罗意
有声电影 - 有声电影
光的散射 - 光的散射
颜色 - 颜色
光度学 - 光度学
视见率 - 视见率
光通量 - 光通量
烛光 - 烛光
发光强度 - 发光强度
亮度 - 亮度
照度 - 照度
流明 - 流明
勒克司 - 勒克司
光度计 - 光度计
五、原子和原子核 - 五、原子和原子核
电子 - 电子
原子 - 原子
汤姆逊的原子核模型 - 汤姆逊的原子核模型
a粒子的散射 - a粒子的散射
原子核的电荷 - 原子核的电荷
原子核的大小 - 原子核的大小
卢瑟福 - 卢瑟福
玻尔 - 玻尔
玻尔的原子理论 - 玻尔的原子理论
玻尔轨道 - 玻尔轨道
量子数 - 量子数
基态 - 基态
激发态 - 激发态
能级 - 能级
跃迁 - 跃迁
量子 - 量子
量子论 - 量子论
原子光谱的规律 - 原子光谱的规律
氢原子光谱解析 - 氢原子光谱解析
巴耳末公式 - 巴耳末公式
巴耳末公式 - 巴耳末公式
α粒子散射装置 - α粒子散射装置
量子力学 - 量子力学
海森堡 - 海森堡
薛定谔 - 薛定谔
狄拉克 - 狄拉克
薛定谔方程 - 薛定谔方程
物质波 - 物质波
相对论 - 相对论
原子物理学 - 原子物理学
玻恩 - 玻恩
几率 - 几率
电子云 - 电子云
亚稳态 - 亚稳态
粒子数反转 - 粒子数反转
激光器 - 激光器
固体激光器 - 固体激光器
液体激光器 - 液体激光器
气体激光器 - 气体激光器
半导体激光器 - 半导体激光器
红宝石激光器 - 红宝石激光器
二氧化碳激光器 - 二氧化碳激光器
染料激光器 - 染料激光器
原子核 - 原子核
放射性 - 放射性
贝克勒耳 - 贝克勒耳
玛丽·居里 - 玛丽·居里
居里 - 居里
同位素 - 同位素
放射性同位素 - 放射性同位素
α射线 - α射线
β射线 - β射线
γ射线 - γ射线
衰变 - 衰变
α衰变 - α衰变
β衰变 - β衰变
半衰期 - 半衰期
云室 - 云室
计数器 - 计数器
电离室 - 电离室
核乳胶 - 核乳胶
质子 - 质子
布拉凯特 - 布拉凯特
闪烁计数器 - 闪烁计数器
半导体探测器 - 半导体探测器
核反应 - 核反应
约里奥－居里 - 约里奥－居里
查德威克 - 查德威克
中子 - 中子
射线的防护 - 射线的防护
辐射剂量 - 辐射剂量
示踪原子 - 示踪原子
中子的发现 - 中子的发现
正电子 - 正电子
核子 - 核子
氘 - 氘
核力 - 核力
质量亏损 - 质量亏损
质能关系式 - 质能关系式
平均结合能 - 平均结合能
裂变 - 裂变
原子能 - 原子能
链式反应 - 链式反应
临界体积 - 临界体积
原子弹 - 原子弹
核反应堆 - 核反应堆
减速剂 - 减速剂
控制棒 - 控制棒
载热剂 - 载热剂
防护层 - 防护层
反射层 - 反射层
聚变 - 聚变
热核反应 - 热核反应
氢弹 - 氢弹
基本粒子 - 基本粒子
强子 - 强子
重子 - 重子
轻子 - 轻子
费密子 - 费密子
玻色子 - 玻色子
介子 - 介子
超子 - 超子
湮灭 - 湮灭
高能物理 - 高能物理
宇宙射线 - 宇宙射线
六、单位与其他 - 六、单位与其他
单位 - 单位
物理量 - 物理量
基本物理量 - 基本物理量
导出物理量 - 导出物理量
基本单位 - 基本单位
单位制 - 单位制
国际单位制 - 国际单位制
公制 - 公制
市制 - 市制
英制 - 英制
英里 - 英里
英尺 - 英尺
英寸 - 英寸
码 - 码
磅 - 磅
盎斯 - 盎斯
加仑 - 加仑
量纲 - 量纲
量纲式 - 量纲式
数量级 - 数量级
准确度 - 准确度
精确度 - 精确度
测量误差 - 测量误差
贝尔 - 贝尔
分贝 - 分贝
奈贝 - 奈贝
宇宙 - 宇宙
恒星 - 恒星
星座 - 星座
行星 - 行星
地球 - 地球
卫星 - 卫星
流星 - 流星
慧星 - 慧星
激光雷达 - 激光雷达
黑洞 - 黑洞
光年 - 光年
回归线 - 回归线
黄道 - 黄道
月球 - 月球
空间和时间 - 空间和时间
原理 - 原理
定理 - 定理
定律 - 定律
定则 - 定则
标量积 - 标量积
标量积 - 标量积
立体角 - 立体角
原子时 - 原子时
恒星年 - 恒星年
回归年 - 回归年
恒星日 - 恒星日
真太阳日 - 真太阳日
平太阳日 - 平太阳日
云雾物理 - 云雾物理
海市蜃楼 - 海市蜃楼
能见度 - 能见度
诺贝尔 - 诺贝尔
诺贝尔奖 - 诺贝尔奖

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