主題:物理學
維基媒體主題 / 維基百科,自由的 encyclopedia
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Bohr%2CNiels_Commemoration_Meeting_1963_Copenhagen_no_annotation.jpg/640px-Bohr%2CNiels_Commemoration_Meeting_1963_Copenhagen_no_annotation.jpg)
物理學是一門自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索分析大自然所發生的現象,以了解其規則。
物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏,物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後,物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。
物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證,物理學者會提出表述大自然現象與規律的假說。倘若這假說能夠通過大量嚴格的實驗檢驗,則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣,這些定律不能被證明,其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/VdW-Attr-Repul.jpg/640px-VdW-Attr-Repul.jpg)
理想氣體狀態方程(又稱為克拉佩龍方程)是描述理想氣體在處於平衡態時,壓力、體積、物質的量、溫度間關係的狀態方程。它建立在波義耳定律、查理定律、蓋-呂薩克定律等經驗定律上。其方程式為。這個方程式有4個變量:p是指理想氣體的壓力,V為理想氣體的體積,n表示氣體物質的量,而T則表示理想氣體的溫度;還有一個常量:R為理想氣體常數。可以看出,此方程的變量很多。因此此方程以其變量多、適用範圍廣而著稱。當理想氣體狀態方程運用於實際氣體時會有所偏差,因為理想氣體的基本假設在實際氣體中並不成立。一般來說,沸點低的氣體在較高的溫度和較低的壓力時,更接近理想氣體,如氧氣、氫氣等。
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/69/PositronDiscovery.jpg/640px-PositronDiscovery.jpg)
粒子偵測器雲室專門用來偵測游離輻射。由英國物理學家查爾斯·威耳遜發明,因此又稱為威爾遜雲室。最簡單的雲室,只是一個密封的環境,裡面充滿過飽和的水蒸氣或酒精。帶電粒子走過的時候,會產生很多離子,所以就留下了軌跡。當施加垂直的均勻磁場於雲室時,這些帶電粒子會偏轉,帶正電的偏轉向一邊,帶負電的會偏轉向另一邊,遵守勞侖茲力定律。圖為首張觀測到正電子存在的雲室照片。從下方移動至上方的正電子,其軌跡向左邊偏轉,由於位於中間的粗厚鉛板吸收能量,下方軌跡的曲率小於上方的曲率。
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6d/Niels_Bohr.jpg/640px-Niels_Bohr.jpg)
在量子力學裏,互補原理是尼爾斯·玻爾於1927年提出的一個基礎原理,是哥本哈根詮釋的角石。互補原理有很多個方面,對於每一個方面,互補原理蘊含不同的意義。 概念而言,微觀物體可能具有波動性或粒子性,有時會表現出波動性,有時會表現出粒子性。當描述微觀物體的量子行為時,必須同時思考其波動性與粒子性。互補原理闡明,不能用單獨一種概念來完備地描述整體量子現象,為了完備地描述整體量子現象,必須將分別描述波動性、粒子性的概念都囊括在內。這兩種概念可以視為同一個硬幣的兩面。按照玻爾的說法,微觀物體的波動性與粒子性互補...
宇宙學常數問題:大多數量子場理論都預測非常大的量子真空零點能。根據廣義相對論,宇宙真空裏蘊藏的這些能量會產生重力場,因此,零點能密度與宇宙學常數有關,從零點能密度計算出的宇宙學常數也非常大,比天文觀測值10−47GeV4≈10−9erg/cm3大了40個數量級。這就是宇宙學常數問題。為什麼從量子真空的零點能密度計算出的宇宙學常數,會與天文觀測值相差這麼大?是甚麼物理機制抵銷這超大數值?
核心理論: 經典力學 | 運動學 | 靜力學 | 動力學 | 拉格朗日力學 | 哈密頓力學 | 連續介質力學 | 流體力學 | 固體力學 | 電動力學 | 狹義相對論 | 廣義相對論 | 量子力學 | 量子場論 | 量子電動力學 | 量子色動力學 | 量子光學 | 弦理論 | 熱力學 | 統計力學
主要領域: 天體物理學 | 凝聚態物理學 | 原子物理學 | 分子物理學 | 光學 | 幾何光學 | 物理光學 | 原子核物理學 | 粒子物理學 | 等離子體物理學 | 介觀物理學 | 低溫物理學 | 固體物理學 | 晶體學
交叉學科: 天體物理學 | 大氣物理學 | 地球物理學 | 生物物理學 | 物理化學 | 材料科學 | 電子科學 | 計算物理 | 數學物理 | 非線性物理學
背景知識: 參看傳記, 科學史, 和學院介紹.
2020年焦點新聞 下列日期是新聞發布時間,而非事件發表或發現時間
- 10月6日,羅傑·潘洛斯、安德烈婭·蓋茲和賴因哈德·根策爾因對於黑洞的傑出研究獲得諾貝爾物理學獎。
- 6月15日,德國法蘭克福大學教授研究團隊做實驗首次證實九十年前阿諾·索末菲提出的理論:當光子撞擊到單獨分子並且使其發射出電子時,該單獨離子會朝著光源移動。
- 5月6日,歐洲南天天文台研究團隊宣布,在恆星星系HD 167128觀測到距今為止距離地球最近的黑洞。
- 10月8日,因為對於人們了解宇宙演化與地球在宇宙裡的席位做出貢獻,吉姆·皮布爾斯、米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲獲得2019年諾貝爾物理學獎。
- 7月31日,大型強子對撞機的超環面儀器實驗團隊找到光子與光子散射的確切證據,超過背景期望值8.2 個標準差。
- 7月15日,美國NIST研究團隊發展成功當今最準確的時鐘,Al+離子鐘(英語:ion clock),準確度為1018分之一。
- 5月22日,阿貢國家實驗室實驗團隊發現新超導材料三氫化鑭(英語:lanthanum hydride),其臨界超導溫度為-23C,是至今為止最高溫度。
- 4月10日,事件視界望遠鏡團隊宣布,首次成功觀測到在室女A星系中央的超大質量黑洞。
- 3月29日,麻省理工學院實驗團隊報告,暗物質實驗ABRACADABRA 第一回合並未發現任何軸子存在的蛛絲馬跡。
- 3月21日,雪城大學教授薛爾頓·斯同恩(英語:Sheldon Stone)的研究團隊做實驗證實,魅夸克的物質與反物質對於衰變具有不對稱性,這可能是物質宇宙形成的重要因素。
- 3月15日,使用緲子探測器,塔塔基礎研究學院(英語:Tata Institute of Fundamental Research)的研究團隊發現,雷暴可以產生高達13億伏特的電壓!
- 1月3日,中國國家航天局的探測器嫦娥四號成功在月球背面南半部的馮·卡門環形山著陸。