主题:物理学
物理学是一门自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识;更广义地说,物理学探索分析大自然所发生的现象,以了解其规则。
物理学是最古老的学术之一。在过去两千年里,物理学与化学、天文学都曾归属于自然哲学。直到十七世纪科学革命之后,物理学才成为一门独立的自然科学。物理学与其它很多跨领域研究有相当的交集,如生物物理学、量子化学等等。物理学的疆界并不是固定不变的,物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域研究的基础机制,有时还会开启崭新的跨领域研究。
物理学是自然科学中最基础的学科之一。经过严谨思考论证,物理学者会提出表述大自然现象与规律的假说。倘若这假说能够通过大量严格的实验检验,则可以被归类为物理定律。但正如很多其他自然科学理论一样,这些定律不能被证明,其正确性只能靠着反复的实验来检验。
海森堡不确定性原理是指在一个量子力学系统中,一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免的,类似的不确定性也存在于能量和时间,角动量和角度等许多物理量之间。不确定性也是一种波的特性。在经典物理中波也有不确定性。比如波的频率和波到达的时间之间就有不确定性。要测量频率,就要等几个波峰的到达,但这样一来波到达的时间就没法被精确地测量了。1927年,德国物理学家海森堡首先提出了量子力学中的不确定性。海森堡主要的目标是在建立一种事实:不确定性是宇宙的一种特性;我们绝对无法测量一个粒子的位置和动量比量子力学所允许的更精确。
从原子力显微镜拍摄到的CD-ROM表面影像里,可以观察到凹点的排列图案是数据的储存机制。凹点的深度大约为照射激光波长的1/4到1/6,由此,反射光的相位会发生偏移,并造成破坏性干涉,从而削减反射光强度。这变化可以转换为二进制数据。
从物理意义上来说,势能表示了物体在特定位置上所储存的能量,描述了作功能力的大小。在适当的情况下,势能可以转化为诸如动能、内能等其他能量。
第四代夸克与轻子:由于共同提出卡比博-小林-益川矩阵来解释CP破坏的现象,并且给出了标准模型会允许多达三代夸克与轻子存在的原因,小林诚与益川敏英因此荣获2008年诺贝尔物理学奖。这理论并没有限制最多只能有三代。那么,有否可能找到第四代夸克或轻子?是否能够构想出解释不同代粒子之间质量差异的理论,一种关于汤川耦合的理论?
核心理论: 经典力学 | 运动学 | 静力学 | 动力学 | 拉格朗日力学 | 哈密顿力学 | 连续介质力学 | 流体力学 | 固体力学 | 电动力学 | 狭义相对论 | 广义相对论 | 量子力学 | 量子场论 | 量子电动力学 | 量子色动力学 | 量子光学 | 弦理论 | 热力学 | 统计力学
主要领域: 天体物理学 | 凝聚态物理学 | 原子物理学 | 分子物理学 | 光学 | 几何光学 | 物理光学 | 原子核物理学 | 粒子物理学 | 等离子体物理学 | 介观物理学 | 低温物理学 | 固体物理学 | 晶体学
交叉学科: 天体物理学 | 大气物理学 | 地球物理学 | 生物物理学 | 物理化学 | 材料科学 | 电子科学 | 计算物理 | 数学物理 | 非线性物理学
背景知识: 参看传记, 科学史, 和学院介绍.
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