力学有哪几个分支?它们的定义和类型是怎样的?

力学是物理学的一个分支，研究物体在受力或位移以及环境影响下的运动。力学有两个分支：经典力学和量子力学。本文将会对这两个分支以及统计力学进行详细地阐述，让大家明白其定义和具体类型，让大家进行更为深入的了解。

1.经典力学

经典力学研究物体在各种力的作用下如何运动，以及力如何作用于不运动的物体。经典 "一词表明，它并不涉及物体以显著低于光速的速度运动的情况，也不涉及原子级现象。

描述原子尺度的现象需要量子力学，描述极高速度的现象需要爱因斯坦的相对论。量子力学和相对论都是 20 世纪发明的，而经典力学定律则是艾萨克-牛顿爵士于 1687 年提出的。经典力学定律使我们能够计算球和棒球、行星和宇宙飞船的轨道。这些定律可以用来预测在倾斜的船上或钟摆上滚动的圆柱体的位置和时间之间的关系，也可以用来计算在墙上挂画时电线的张力。

经典力学与建筑物、汽车、飞机、弹道导弹、桥梁和许多其他事物的实际关联性无需解释，而且它是所有理论中最善于从最少的简单原理解释极其广泛的现象的理论，这为我们研究经典力学提供了强有力的知识理由，即使没有技术理由。

2.量子力学

量子力学通常被认为是研究极小长度尺度的物理学，尽管它可以直接应用于一些宏观系统。之所以使用 "量子 "这个形容词，是因为量子力学与经典力学不同，有些量只有离散的值。在量子力学中，粒子具有波的特性，而波的行为受一个特殊的波方程--薛定谔方程--的支配。薛定谔方程与本书讨论的其他波方程略有不同。不过，这些不同并不妨碍我们使用通常的策略来求解波方程并处理所得到的解。

首先，量子力学只是受波方程支配的系统的另一个例子。虽然波本身相当简单明了，但量子力学却充满了微妙、模糊和怪异之处。仅举几例：缩放问题、隐变量、贝尔定理和波粒二象性。虽然量子力学有许多谜题，但它的优点是相对容易应用于物理系统，以了解其行为方式。

3.统计力学

统计力学的这一分支考虑并扩展了经典热力学，被称为统计热力学或统计平衡力学。统计力学用于求解实际系统(由多个部分组成的系统)。我们可以轻松求解单个粒子、原子或分子的薛定谔方程。对于许多粒子，解法如下。

总 = 线性组合 a(1) b(2) c(3).....

其中，a 表示在状态 a 中能量为 Ea 的粒子。

例如，在理想气体中，假设分子之间没有相互作用，即它们不会影响彼此的能级。每个粒子都有一定的能量，对于 T > 0，系统的总能量为 E。那么 E 是如何在粒子间分配的呢?第二个问题是粒子在不同能级之间是如何分布的。要回答这个问题，我们需要用到统计力学，而热力学则要求在平衡状态下熵达到最大。热力学关注的是热量和热量流动的方向，而统计力学则从物质结构的角度为我们描绘了热量的微观图景，让我们能够估算物质的热特性，如热容量。

海马课堂专业课程预习，3500+严选硕博学霸师资，针对学生的薄弱科目和学校教学进度，匹配背景相符的导师，根据学生情况进行1V1专属备课，上课时间灵活安排，中英双语详细讲解课程中的考点、难点问题，并提供多方位的课前预习，辅助学生掌握全部课程知识，补足短板。