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物理力学
    时间:2010-2-8     点击率:27287

  从物质的微观结构及其运动规律出发,运用近代物理、物理化学和量子化学等学科的成就,通过分析研究和数值计算阐明介质和材料的宏观性质,并对介质和材料的宏观现象及其运动规律作出微观解释的力学分支。物理力学的基础是量子力学、统计力学和原子、分子物理学。

  物理力学是20世纪50年代末出现的。首先提出这一名称并做了开创性工作的是中国学者钱学森。物理力学产生的背景是:①出现了极端条件下的工程技术问题,所涉及的温度可高达几千至几百万开,压力达几万到几百万大气压(1大气压等于101325帕),应变率达106~108秒-1等。在上述条件下,介质和材料的性质很难用实验方法直接测定,而需用微观分析的方法来阐明。②出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况,因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题。③出现一些远离平衡态的力学问题,必须从微观分析出发,以求了解耗散过程的高阶项。④由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现,要求寻找一种以微观理论为依据合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。

  物理力学之所以出现,一方面是迫切要求能有一种有效的手段,预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律;另一方面是近代科学的发展,特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展,物质的微观结构及其运动规律已比较清楚,为从微观状态推算出宏观特性提供了基础和可能。

  虽然物理力学引用了近代物理和近代化学的许多结果,但它并不完全是统计物理或物理化学的一个分支,因为无论是近代物理还是近代化学,都不能完全解决工程技术中提出的各种具体问题。物理力学面临的问题要比基础学科中提出的问题复杂得多,它不能只靠简单的推演方法或只借助于某一学科的成就,而必须尽可能结合实验和运用多学科的成果。

  物理力学的研究工作 ,目前主要集中在以下3个方面:①高温气体性质:研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的驰豫现象。②稠密流体性质:主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等。③固体材料性质:利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等。

  (摘自“中国百科网”)