物理学研究中发展出一种十分成功的研究方法，叫做“模型”的研究方法。霍利斯特说过：“模型方法乃是人们所说的‘科学方法’的核心。”所谓物理模型，就是人们为了研究物理问题的方便和探讨物理事物的本质而对研究对象所作的一种简化的描述或模拟。物理模型主要包括理想模型和理论模型两类，理想模型是根据研究对象和问题的特点，撇开、舍弃次要的、非本质的因素，抓做主要的、本质的因素，从而建立的一个易于研究的、能反映研究对象主要特征的新形象；而理论模型是在观察、实验的基础上，经过物理思维，对研究对象的结构、相互作用、运动规律等所作的一种简化的描述，这种模型通常是以假说的形式出现。这里我们主要讨论物理模型的特征及作用。
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1、?物理模型的特征
????（1）???????kT～1/40eV，远小于分子内部的能量（激发原子所需的典型能量约为几个电子伏特），因此分子的碰撞不可能激发分子内部运动，这表明理想气体模型考虑气体分子弹性碰撞是合理的。
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??（3）???????20世纪30年代以来，随着其他亚原子粒子的发现，量子力学的原子模型变得更加复杂。
??（4）???????1987年提出的以光流体模型处理光束传输问题的方法，就借助了物理直觉形象，他把光想象为一种流体。由于光流体模型的建立，使得光束传输的几何光学特征和波动光学特征结合了起来，既直观，又形象，并且因具有严密的物理学理论基础而不失其周密性和细致化。在研究物质结构类的问题时，一开始往往都是唯象的，根据某一个或某些现象，凭研究者的直觉、想象，有时还采用类比的方法，借助于其他学科或本学科其他分支学科中对某些问题的结论或图象，描绘出作者想要给出的图象、模型，所以这类模型往往是唯象性模型。例如原子核的液滴模型本身是用人们熟知的、形象直观的液滴作为模型去认识抽象的、用肉眼无法直接感知的原子核；卢瑟福关于原子的核式结构模型是把原子核与太阳系进行类比；基本粒子中有一个袋模型，袋模型认为强子好像是一个口袋，里面装有3个夸克（或层子），只要假定没有夸克能穿过袋壁，或说穿过袋壁的夸克流为0，那么所有的夸克（或层子）就被禁闭在强子内部，所以找不到自由状态的夸克（或层子）了。
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2、物理模型的作用
模型方法是物理学研究中常用的一种重要研究方法，它不仅可应用于形成正确理论，也有助于对各种具体现象、具体问题的研究，物理模型主要有以下一些作用。
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??（2）???????I和磁矩μ。这些性质都将对电子的运动产生影响，从而使原子光谱进一步分裂，其分裂程度比精细结构还要小，故称之为超精细结构。于是，还需要考虑超精细相互作用，它包括磁偶极超精细相互作用和电四极超精细相互作用。
??(3)作出科学预言。作为对物理事物简化描述的物理模型，不仅能够解释物理现象和实验定律，而且也常常能够作出科学的预言，指明进一步研究的方向。例如在对热机效率的研究中，人们发现实际热机的效率总是小于可逆卡诺热机的效率，这就启发人们在设计热机时，尽量使其接近于可逆卡诺热机，以提高热机的效率。在固体理论的研究中，常常以没有“缺陷”的理想晶体作为研究对象。当时从应用量子力学对理想晶体进行计算的结果，发现理想晶体的强度竟比通常金属材料大一千倍。物理学家认为，理想晶体的强度比实际晶体的强度大一千倍，那么，常见的金属材料强度之所以减弱就是因为材料中有许多“缺陷”，假如能减少材料中的这些“缺陷”，那就能大大提高金属材料的强度，从而大大节约金属。实践证明，物理学家的预言是正确的。
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