物理學、化學與材料科學的研究對象與研究方法有何區別？

01-05

眾所周知，物理學、化學、材料學都屬於自然科學，它們所面對的與所研究的都是自然界的一些現象。這三個領域中有許多交錯重合的內容與方法。想求專業人士深入指教一下上述三個領域的研究對象與研究方法有何區別？

謝邀!

我是學材料的，先說說材料吧。

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材料學大體可以分為兩種，基礎研究和應用研究。

基礎研究的對象主要是材料的本徵結構和性能，一般是對一類材料的共性問題進行研究，或者是發現某一類材料的某些獨特性能，比如一類金屬的晶體結構問題，某一類材料的斷裂行為和機理等等。總之這類問題具有一定的共性，或者有益於人們對材料學的深入認識。

應用研究則實際的多。它主要是為了解決某些實際問題來研究某種材料，說白了就是需求牽引的。所研究的問題也是要以滿足需求為目的，能不能用，或者可不可能用是一個很重要的衡量標準。比如某一個機器的部件需要能夠耐1000℃以上，使用五年，並且結構強度XXX等，這是一個實際問題，緊接著就是尋找現有的材料能不能滿足，如果不能滿足就要開發新材料，那麼新材料的開發就要遵循這個實際需求。

當然，有些研究在我看來是兼具應用和基礎的。比如目前火熱的石墨烯或者鋰電池，這些材料的研究本身的目標是要滿足使用要求，但是由於所涉及的材料基礎問題還有很多盲區，所以科研人員在做這一塊的時候還要探尋很多基礎問題。

總之，材料的研究還是很廣泛的，基礎和應用往往也不會分家。比如我算是做應用研究的，但是裡面很多基礎問題還是要去做，說的功利一點，沒有基礎問題很難發好的文章。

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再說說物理和化學

我不做這方面的研究，因此一下言論只是個人感覺，莫見笑。

化學和物理相比材料而言就是更基礎的研究了，也更像是探索大自然的規律。你可以沒學過材料，但一定學過物理、化學。那些公式，化學反應都是研究對象。比如物理，很多人還是在探求一些基本的大自然規律，用高深的不能在高深的理論、公式來推到更高深的，能夠解釋目前還無法解釋的現象的新公式，新理論。物理學的理論性很強，對自然的解釋也是最有用的，難度也很大，這也可能是為什麼物理學家在歷史上的地位更重要的原因（能與其相比的恐怕只有數學）。

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以上純屬胡扯，下面說說物理、化學和材料的關係。

首先材料學的研究必須是建立在物理、化學以及其他學科基礎上的。材料研究中要用到很多物理知識，化學知識，這些可以幫助解釋材料研究中的問題。比如研究材料的晶體結構，那麼起碼的化學基礎是要有的。在比如研究電池，你要懂得電化學。比如研究磁性材料，你要懂物理。從我個人感覺來講，材料的研究知識儲備對化學的要求要高於對物理的要求。

而材料也不是站在物理、化學的肩膀上只顧著自我發展的，材料的發展對物理、化學也有很大的促進。因為很多物理現象和化學現象的發現都是要藉助於載體的，如果你不去發現宇宙，不去發現大森林裡的動植物，那就只能在我們材料上發現了哈哈。舉個例子，石墨烯算是材料範疇的，但是他的發現者得了諾貝爾獎，這與在石墨烯中發現了某些物理現象有關（具體是啥我記不得了）。

不只石墨烯，很多物理現象都是材料學家在實驗中發現或者證實的。

就這些吧。。這個問題雖然不專但是很大，說多了全是錯，，，

材料碩士妹紙汪來說一下自己的看法哈，不對的地方請大家多多指教。

物理學是基礎研究，自然科學的一個分支。研究的領域大多是宏觀（宇宙）和微觀（原子量子什麼的吧），因為牛頓物理已經相對比較成熟了，所以主要集中在這兩個方面吧。。。。（自己認為的，以及姐姐是北大原子物理系的，她說過他們幾乎是基礎研究，純前沿性的）至於對否，請大家指責。研究方法主要是計算和建立模型以及猜想吧，因為好多物理現象知識都是有著複雜的計算方法的，數學的發展就是靠物理來推動的。

化學，一級學科。主要研究的東西在於分子層面比較多吧？化學的兩個大問題應該是熱力學和動力學。也就是反應能不能發生和反應速率。有機化學則側重於理論機理和合成方法，有機合成是很大很大的一部分。但是我覺得現在純化學領域內的研究已經和材料分不開了，因為現實問題擺在那裡，需要解決，那麼從這個出發點，去研究某一種新的物質或者新的合成方法，也屬於材料研究的一個範圍。所以，隨著時間發展，應該二者越來越難以區分。相對而言，可能化學也更加傾向於純實驗室前沿研究，而真正的實際商業化生產和應用，還有很長的路要走。

最後說材料。我現在讀的是材料學碩士。老師一直強調的就是，「結構決定性能！」先說結構，結構其實也就是物理學上面的一些研究，從而反映出材料的物理性能（聲光力電磁等），通過內部結構的不同，化學鍵和原子間作用力不同，導致材料的性能有所區別。而性能，則涉及物理性能和化學性能。物理性能同上，化學性能多半則是穩定性如何（耐酸鹼性，高溫等），是否有毒有害，其他性能諸如染色能力等應該也算是化學性能。但是！！！材料的設計過程中，要應用到無數的物理和化學知識，預期達到什麼樣的性能，那麼應該採取什麼樣的結構，為了得到這樣結構的產品，採取什麼樣的合成方法，都是有講究的。所以，反過來，在應用和研發新產品的時候，就變成了性能決定採取什麼結構。而針對現有的某種材料，我們自然想要知道的無非也是兩個性能，化學性能和物理性能。研究方法也是物理方法和化學方法，包括用的大型分析儀器也只是這兩個方面的研究，比如DT、SEM、TEM、DSC、XPS、XRD等等。所以三者是無法分開的。可能最大的區別在於，材料學研究的東西，是盡量致力於商業化，創造財富的，是能夠儘快應用於生活中方方面面的。尤其是高分子材料。雖然好多高分子材料的機理還沒有弄清楚，但是可以做可是試驗，如此，製備出具有我們所希望得到的性能的產品。

完。

有任何問題歡迎討論喲，學渣什麼的知道的就這麼多。

我目前是做物理，以前做過半年材料。物理學做的，怎麼說呢，你能想到的自然科學，都和物理有關。我想，題主是想問同樣研究材料，物理學，材料專業和化學專業的研究有什麼不同吧？

其實，真的，沒什麼區別。物理和化學屬於有交叉的基礎科學，可以說，化學是物理在分子尺度的分支。而材料就是把物理和化學的知識用於實際應用。

可能大部分人覺得不可思議，明明是不同的專業啊！！！！但是，實際情況就是如此。我知道的材料學院，化學學院材料方向，物理學材料方向，基本都用類似的方法研究材料。如果真的說什麼不同的話，物理偏向於找出材料「為什麼會出現什麼樣的性質」，化學更喜歡研究「我如何得到用什麼性質的材料」。而材料專業，大部分在做「我怎麼把這個材料的性質發揮作用」。也就是說，研究的出發點（motivation ）不同。

根據個人經驗作答，僅供參考。

我碩士期間學的專業叫高分子化學與物理，這個專業就是典型的與物理、化學和材料聯繫得非常緊密的這麼一個學科。

我通常是這麼跟別人解釋我的專業的

1.運用物理學思維和方法解決高分子材料中與化學有關的問題----基礎理論研究

2.運用化學和物理學的思維和方法解決與高分子材料性能相關的問題----應用研究

其實三個學科確實有很多交叉，物理學化學也有不同的研究方向。但就是最簡單粗暴的不科學的不負責的解釋一點的話，就是任何材料的應用都是基於他的物理或者化學特性，所以以上兩個學科為材料科學提供了很好的理論支撐，而材料科學則是物理與化學走嚮應用的一個橋樑。

隨便扯扯，不喜勿噴

我是做物理的，我用的樣品是搞材料的人幫我長的，我最後的文章被物理雜誌拒了會試試投化學雜誌的。

2016-01-25

今天剛好跟家裡小孩說到同一個現象要從「巨觀」及「微觀」的方向去解讀，舉一付塑料湯匙為例，我們以「機械」角度去看是材質斷裂，以「材料」角度是往機械力與高分子間關係去思考，以「化學」角度是往高分子反應去思考，而「物理」角度是往高分子結構理論去思考。

不就講同一件事嗎，幹麼要分那麼多面向去解釋？其實，不就是我們以「巨觀」還是「微觀」角度去看問題的差異而已。巨觀與微觀也是「相對性的」，機械角度是巨觀，但材料角度相對於化學角度也是巨觀，甚至物理這個學科還可以微觀到量子物理。所以記得不要只懂得批評別人寫得不好，沒有單一學科能夠涵蓋所能解讀現象的所有答案，多採納別人好的知識，你自然可以成長迅速。

有人邀請我？學熱動的大專生，電廠燒鍋爐的問題可以問下我。其他的就不懂了

現在這個時代，區別主要是由文章影響因子決定了，化學類的高，就都變的化學了。。。