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現代物理学は、20世紀初頭以降に発展した物理学の一分野、あるいは20世紀初頭の物理学から大きな影響を受けた分野である。現代物理学の代表的な分野としては、量子力学、特殊相対性理論、一般相対性理論などが挙げられる。
古典物理学は、一般的に日常的な条件を扱います。速度は光速よりはるかに遅く、大きさは原子よりもはるかに大きく、エネルギーは比較的小さいです。しかし、現代物理学は、光速に匹敵する高速（特殊相対性理論）、原子半径に匹敵する小さな距離（量子力学）、非常に高いエネルギー（相対性理論）など、より極端な条件を扱います。一般に、量子効果と相対論的効果はあらゆるスケールに存在すると考えられていますが、人間のスケールではこれらの効果は非常に小さい可能性があります。量子力学は特殊相対性理論と両立しますが（相対論的量子力学を参照）、物理学における未解決問題の一つは、量子力学と一般相対性理論の統一であり、これは現在の素粒子物理学の標準模型では説明できません。
現代物理学は、科学と工学のツールを用いて物質の相互作用の根底にあるプロセスを理解しようとする試みである。文字通りの意味では、現代物理学という用語は最新の物理学を意味する。この意味では、いわゆる古典物理学のかなりの部分が現代物理学である。[ 1 ]しかし、およそ1890年以降、新たな発見が大きなパラダイムシフトを引き起こした。[ 1 ]特に量子力学と相対性理論の出現である。これらの効果のいずれか、または両方の要素を取り入れた物理学は、現代物理学であると言われている。この用語は一般的に後者の意味で使用されている。[ 1 ]
現代物理学は、極限状態を扱う際にしばしば遭遇します。量子力学的効果は「低」（低温、短距離）を扱う際に現れる傾向があり、相対論的効果は「高」（高速、長距離）を扱う際に現れる傾向があり、その中間は古典的な振る舞いとなります。例えば、室温における気体の挙動を分析する場合、ほとんどの現象は（古典的な）マクスウェル・ボルツマン分布に関係します。しかし、絶対零度付近では、マクスウェル・ボルツマン分布では気体の観測された挙動を説明できず、代わりに（現代の）フェルミ・ディラック分布またはボーズ・アインシュタイン分布を使用する必要があります。
現代モデルの古典的極限は、低速かつ長距離での現代的記述を分析することによって作成された簡略化されたモデルです（極限を取るか、近似を行うことによって）。
これらは一般的に、現代物理学の基礎を築く上で重要な実験と考えられている。