物理化学的研究方法

物理化学是自然科学的一个分支，那么一般的科学研究方法对物理化学也是完全适用的。认识来源于实践，实践是检验真理的唯一标准，物理化学的基本原理都是来自于生产实践和科学实验，同时，物理化学的理论、定律和公式也必须在实践中检验。由此可知，物理化学的主要方法是实验的方法。物理化学的发展史证明，物理化学的发展是符合“实践——认识——再实践”的认识过程的。因此，在物理化学的研究中，必须重视实验的重要性，任何不重视物理化学实验的做法都是错误的。

物理化学的研究方法，除必须遵循一般科学方法外，又有其特殊的研究方法，这就是热力学方法、统计力学方法和量子力学方法。在本课程中主要应用热力学方法，对统计力学方法仅作初步介绍。热力学方法是一种宏观方法，它是以大量质点所构成的系统作为研究对象，从经验所得的热力学两个基本定律出发，通过严密的论证和逻辑推理，根据系统初态（变化初的状态）和末态（变化后的状态）的宏观性质（如温度、压力、浓度和体积等），运用热力学函数，即可判断变化的方向和找到平衡（即限度）的条件；热力学只知道系统宏观状态的始末，不去追究其内部结构，即“知其然，不知其所以然”；热力学方法简单易行，答案肯定，结论十分可靠，因此得到广泛应用，至今还是许多科学的基础。它的不足之处就是不能深入物质的内部结构，因而只知道变化的结果，而不能说明所起变化的内在原因。而统计力学是应用统计的方法，由个别粒子的运动行为来推断大量粒子系统的规律，它把微观粒子的运动和系统的宏观性质联系起来了，因此它是联系宏观和微观的桥梁。量子力学的方法是一种微观的方法，它是运用量子力学原理研究微观粒子的运动行为，探讨物质的微观结构，但这种方法对计算复杂系统来说， 目前还比较困难。

总而言之，物理化学的研究方法可以总结为两类：一是宏观归纳方法，即由大量实验所得实验数据进行分析、归纳，概括为定律或原理，从而得出宏观规律的理论，例如热力学第一、第二定律就是由前人从实验中总结出来的。二是微观演绎方法，即根据已有的知识，提出假设和模型，再通过数学运算和演绎、推理，提出微观规律的理论，如化学反应速率理论、溶液理论等。这两种方法各具特点和应用范围，它们相互联系、相互补充。正是由于宏观与微观研究方法的结合，使人们对物质世界宏观规律的认识，深入到了微观的本质。