Основные методы получения новых знаний — экспериментальный и теоретический. На определенном этапе ученые имеют некие знания; в результате наблюдений и размышлений они убеждаются в необходимости усовершенствования этих знаний; затем ученые проводят теоретические исследования, выдвигают гипотезу и подтверждают (или опровергают) ее путем экспериментальной проверки. Результатом становится новое знание.
Перед проведением теоретических исследований физического процесса ученые создают его идеализированный аналог — физическую модель.