又如，1956年李政道、杨振宁提出的“弱相互作用下宇称不守恒”假说，后来被吴健雄的实验所验证，并使他们荣获了诺贝尔物理学奖。
1934年，布拉凯特和奥基亚利尼的研究证明，如果以能量足够大的y射线量子轰击原子核，则在原子核附近同时转变成电子和正电子（y→e-＋e＋）。与此相反，克列姆佩累尔则证明，当电子和正电子相撞时，可以彼此湮没而产生两个γ射线量子（e-＋e＋→2γ）。在此过程中，它们的全部质量（静质量和运动质量）也将按爱因斯坦的质能关系式转变为辐射能。
1949年，迪蒙德用晶体分光计测量了这种“湮没辐射”的波长为2．43×10-10厘米，与预先的计算相一致。这样，使得基本粒子的一些概念不得不作根本的修正。在此以前，认为基本粒子是不可能创造和不可能消灭的单个个体，它们在一切变化过程中始终保持其自身。
但是上述实验结果说明，这种观念至少对于电子和正电子来说是不符合实际的。其他的理论，诸如麦克斯韦的电磁场理论，也是只有当他预言的电磁波被赫兹的实验证实后才真正成为电磁理论的基础；爱因斯坦的光电子假设，直到1916年被密立根的严密的光电效应实验证实后，光的波粒二象性才为人们接受；德布罗意的物质波假说，也是在发现电子衍射后才得到肯定的。可见，通过实验可以验证假说、检验理论的正确性。
物理实验之所以能够充当验证物理假说的依据、检验物理理论的标准，是由于物理实验具备检验科学真理性的根本属性。
我们知道，物理理论是人的思维对于自然界规律性的正确反映。
作为检验这种反映正确与否的标准不能是理论本身，而必须是某种同理论有原则区别的东西，因为理论本身不能作为自己真理性的标准，同时又不能是客观对象本身，原因是纯粹的客观对象并不能证明理论与对象是否一致。另一方面，作为标准，必须具有把人的思维同客观世界联系起来的特性。物理实验恰恰兼备了这一特性，它既是一种区别于精神活动的物质活动，又是客观事物同人所需要它的那一点联系的实际确立者。
完善理论体系，发展物理理论
通过实验方法还能不断地完善理论体系、发展物理理论。例如，1897年汤姆逊发现了电子，从而否定了原子不可分的观念，并进而提出了枣糕式原子结构模型，认为原子是由电子均匀镶嵌在其中的实体球。
1909年，卢瑟福进行了著名的α粒子散射实越，显示了汤姆逊模型的缺陷。于是，卢瑟福于1911年又提出了核式原子结构模型，但这一模型与实验结果还存在着矛盾。此后，玻尔又提出了具有量子化条件的原子结构模型，但是仍未摆脱经典电磁理论的束缚。
20世纪初发展起来的量子力学和相对论，再次给出了量子力学的原子结构模型，使之更接近真理。这样，原子结构的理论在连续不断的实验探索和理论研究中逐渐完善和发展。
又如19世纪末20世纪初，人们相继发现了x射线、电子、天然放射性等用经典物理学无法解释的实验事实；迈克尔逊一莫雷实验否定了以太的存在，导致了相对论的建立；黑体辐射的实验事实最终导致了量子力学的产生。这些都是通过实验完善物理理论、发展物理理论的典型事例。
还应指出的是，物理实验在改造自然方面也有着特殊的作用。物理实验可以看做物质生产活动的一种特殊准备和试探，它可以用小规模试验代替大规模的生产活动，以较小的代价来换取生产中的胜利。
现代社会的许多技术如蒸汽技术、电工和电子技术，都离不开实验。各种发明刨造，都是经过大量的实验研究才日臻完善的。光谱学、激光、核磁共振、穆斯堡尔谱学、超导器件等，都凝聚了实验物理学家的心血。
测定常数
物理学中的常数有两类：一类是物质常数，如比热、电阻率、折射率等，这些常数在一定条件下会随某一因素而改变；另一类是基本常数，如真空中的光速、基本电荷、普朗克常数等，它们是物理学中的普适常数。
在物理学中，大量的实验是围绕常数进行的，基本常数的研究和确定在物理学发展史上更是占有极其重要的地位。例如，万有引力常数的数值，从牛顿发现万有引力定律以来一直是人们试图测准的对象。
常数之间的协凋是检验物理理论的重要途径。基本物理常数的协调不仅是物理学，也是科学技术的重大问题，因为每次协调都是通过大量实验在取得了众多新的研究成果的基础上做出的。例如，光速是现在测得的最准的基本物理常数之一。1983年第17届国际计量大会决定以“光在真空中在1299792458秒的时间间隔内行程的长度”作为“米”的新定义，这样就从根本上免去了长度单位的物质基准。
总之，随着人们认识水平的提高和科学技术的发展，物理实验会愈来愈广泛地被利用，并在现代物理学研究中占有越来越重要的地位。因此，掌握物理实验方法，充分发挥它的功能，有着重大的意义。
这里还要特别指出的是，作为一年一度的物理科学的最高奖励一诺贝尔物理学奖，1901—2001年共有110位获奖者，其物理发现的艺术——物理探索中的机智运筹中因实验而获奖的科学家就有103人，约占94％。正如张文裕先生所论述的：“科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。”丁肇中在1976年荣获诺贝尔物理学奖时写的一封信中说：“事实上，自然科学理论不能离开实验的基础。特别物理学是从实验中产生的。”
（三）物理实验的基本类型
物理实验困不同的划分标准有不同的分类。例如，按研究问题的质与量划分，可分为定性实验、定量实验和结构分析实验；按实验的直接目的划分，可分为探索性实验、验证性实验和判决性实验；按实验手段划分，可分为对比实验、模拟实验等。
定性实验、定量实验和结构分析实验
（1）定性实验。
定性实验是用来判定研究对象是否具有某种性质、是否存在某种因素、某些因素之间是否有某种关系的实验。定性实验解决的是“有没有”、“是不是”的问题。
例如，德国塞贝克进行的温差电实验就是定性实验。他把小磁针置于钢制螺旋状线圈中间，把一块铋板和一块铜板直接接触，并分别与线圈的两端接成一回路。当铜板升温时，小磁针转动，这说明回路中有电流通过。这个电流是由于相互接触的不同金属存在温差造成的，称为温差电现象。
又如，1912年，劳厄让x射线通过硫酸铜晶体时，看到晶体后面的胶片上呈现排列规则的感光点，因而判定x射线通过晶体时能发生衍射。对波长极短的x射线来说，原子间距就像不透明的“屏”上开了许多窄缝，因此，呈现出衍射图像。
中学物理教材中介绍的惯性实验、热传导实验、液体的沸腾、气体的扩散、小孔成像、光的直线传播、电流的磁效应等都属于定性实验。当然，定性实验并非绝对不研究量的问题，实质上，某种实验现象从无到有，本身就有量的意义。
（2）定量实验。
定量实验是用以测定某对象的数值，或者求出某些因素之间的数量关系，或者用数量关系去表明某些规律的实验。
例如，光速的测定，就是科学史上有名的一个定量实验。这项实验，前后历时200余年，才获得了较为满意的结果。下面是关于这个实验的描述：“1849年，法国物理学家斐索安装了一套装置，他让闪光射向8千米远的镜子上，再反射回观察者这里。闪光来回通过16千米路程所用的时间不超过1/20000秒，但斐索在光束的路径上放了一个高速旋转的齿轮，因而能够测出这段时间。
当齿轮以某一转速旋转时，从某两齿之间穿过的一个闪光再从镜面反射回来时将被下一个齿挡住，于是，齿轮后面的观察者就看不见闪光。但当齿轮的转速提高时，返回的闪光就不会被挡住，而能穿过下一个齿隙。这样，只要控制并测出齿轮的转速，就能求出时间间隔，从而计算出闪光行进的速度了。”
又如，为了验证广义相对论关于“光线在太阳边缘将有1.75″偏转角”的预言，英国的两个观测队于l9l9年分别在西非和巴西观察日全食，证实了光线从太阳旁经过时弯曲的程度几乎与爱因斯坦所预言的一样：前者为1．61″±0．30″，后者为1．98″±0．12″。
再如，对介子寿命的实验研究证实了能量为250兆电子伏物理发现的艺术物理探索中的机智运筹特的特快介子寿命为2×10-3秒，这极好地符合相对论的推论Δt′=Δt1-υC2。
物理教材中关于长度、质量、密度等物理量的测量，研究电流强度与电阻、电压的定量关系，研究加速度与力、质量的关系等实验都属于定量实验。
（3）结构分析实验。
结构分析实验是用以了解被研究对象内部各种成分之间的空间结构的实验。它既包含定量的方面，又包含定性的方面。
19世纪初，法国物理学家比奥在实验中发现：当平面偏振光通过石英晶体时，偏振面会发生扭转，也就是说，光入射时在一个平面上振动，而射出时则在另一个平面上振动。具有这种作用的物质叫做“旋光性”物质。
某些石英晶体使振动平面按顺时针方向扭转（右旋），另一些石英晶体则使它按逆时针方向扭转（左旋）。比奥在实验中还发现某些有机化合物如樟脑和酒石酸，对光束具有与石英相同的作用。后来证明，光束扭转的原因，是分子中原子排列的某种不对称性造成的。这一实验，就属于结构分析实验。
探索性、验证性及判决性实验
（1）探索性实验。
探索性实验是指人们从事开创性的研究工作时，为了探寻自然事物或现象的性质以及规律所进行的实践活动，其特点是实验前人们对研究对象不了解。例如，法拉第电磁感应定律的发现、富兰克林“捕捉雷电”的实验等都属于探索性实验。
物理教学中对电磁感应现象、平抛运动规律、互成角度两个其点力的合成的研究等都属于探索性实验。
（2）验证性实验。
在物理学研究中，当人们对研究对象有了一定认识之后，根据已知的理论和实验，对一些物理现象的存在、原因或规律作出推测、提出假说或形成新的理论时，为了检验它们正确与否而设计的实验叫验证性实验。
例如，如前所述，1979年美国物理学家莫玮和中国物理学家王祝翔等人合作，通过μ中微子和电子的碰撞实验，验证了温伯格关于新统一假说的正确性；吴健雄通过实验验证了李政道、杨振宁提出的“弱相互作用下宇称不守恒”的假说。他们所做的实验都是验证性实验。验证性实验又可分为两类：一类是直接验证，如赫兹通过实验直接证实了电磁波的存在和传播；另一类是间接验证，即不去验证理论本身，而是验证其推论，如对广义相对论的验证就是验证其推论的。
物理教材中的学生实验大多都是验证性实验。
（3）判决性实验。
判决性实验是人们为了验证科学假说、理论或设计方案的正确与否而没计的、予以最后判决的实验，也就是用来判决某种假说生死存亡的实验。例如，迈克尔逊一莫雷实验就判决了“以太”是不存在的。早自笛卡尔起，物理学界就流行着“以太假说”，认为以太是一种构造微妙的介质，它充塞于整个手宙之中。电磁波（包括光）依靠以太传播，正如声波依靠空气传播一样。
2个世纪以后，美国物理学家迈克尔逊在化学家莫雷的苜作下，于1887年进行了一次精密的实验。实验结果表明，不管他们将仪器对准地球运动的哪个方向，不管重复多少次，地球相对于以太的运动都是不存在的，从而否定了以太假说。
对比实验与模拟实验
1.对比实验。
对比实验是通过对照比较、分析研究的方法，达到异中求同或同中求异的目的，以揭示所研究事物的某种性质或规律的实验。对比实验可以采取横向对比或纵向对比的方式。横向对比一般是把研究对象分为2个或2个以上组群：一个是对照组，为作比较的标准；另一个是实验组，通过某种实验步骤以便确定对实验组的影响，如用黑白颜色截然不同的两种物体表面对比研究物体的吸热本领。纵向对比是时间前后的对比，即对同一组进行施加影响因素前和施加影响因素后的对比。
在物理教学中，当研究密度、比热、电阻等表征物质特性的物理量时，采用对比实验是很有效的方法。
2.模拟实验。
以上列举的各种类型的实验，都是直接对研究对象进行实验。但是，有时受到客观条件的限制，人们不能直接对某些自然现象进行实验，于是就先设计与该自然现象相似的模型，通过模型间接地研究这些自然现象的规律性，从而使研究者能够用较短的时间、方便的空间、较小的代价获得可靠的实验结果。这种实验就是模拟实验。
例如，1672—1676年，丹麦的勒麦在巴黎天文台利用木星的卫星食测定光速时，为了使时间差和光程有足够大的数值，需要持续观察卫星绕木星旋转若下个周期，再加上实验中产生误差的环节较多，所以，既费时又费力且不精确。随着实验技术和设备的改进，斐索于1849年使用旋转齿轮来模拟木星卫星食的天文观察，实现了人为控制的光速测定实验。
1862年，法国的傅科利用旋转镜代替旋转齿轮测定光速，使光程缩短到几米，后来迈克尔逊也做了大量测定光速的实验。这些模拟方法都比利用自然现象测定光速优越得多。
在现代物理研究中，模拟实验也是经常应用的一种方法。例如，为了研究大气运行的规律，人们就将大气运行的主要现象在实验室里重演出来。在中国科学院大气环流模拟实验室里，可以将由地面垂直向上几万米的整个大气层的运动在实验室里再现出来。
大气环流模拟实验台，每半分钟左右转一圈，能模拟一天的气候变化，3个多小时就能模拟一年的气候变化。随着生产和科学技术的发展，实验手段越来越强，实验方法越来越多，模拟实验在科学研究中的地位也越来越重要。我们可以在“风洞实验室”对飞机的飞行进行模拟研究：可以在“碰撞实验室”模拟汽车与障碍物相撞时出现的种种现象，并利用计算机进行现场计算，给出定量的结果。
（四）物理实验的基本程序
物理实验的基本程序一般包括实验课题的选择、实验的构思与设计、实验的实施、实验的观测与记录、实验数据的处理和实验结果的理论解释等步骤。
实验课题的选择
实验课题要根据实际需要、主客观条件和实验目的来确定，要明确为什么进行实验、重点解决什么问题；是探索性地研究一些量的关系，总结规律呢，还是验证某一假说、某一理论的正确与否。
实验选题关系到确定实验的主攻方向，因此具有战略意义。