主题:物理学
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物理學是一門自然科學,注重于研究物質、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说。倘若這假说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。
詹姆斯·查德威克(1891年-1974年),英国物理学家,因於1932年发现中子而获1935年诺贝尔物理学奖。第二次世界大戰期間,他担任曼哈頓計劃英國小組的組長。他曾在曼徹斯特接受過歐內斯特·盧瑟福的指導。在柏林受漢斯·蓋革指導的研究期間,查德威克成功證明β輻射的能譜並非之前所認為的離散線,而是在某些區間出現高峰值的連續能譜。他後來在劍橋大學卡文迪許實驗室出任盧瑟福的助理研究主任。他的研究使得他在1932年發現了中子;他還成功量度了中子的質量。他於1935年就任利物浦大學物理學教授,並使得該大學成為核物理的重要研究中心。第二次世界大戰期間,他为研發原子彈的合金管工程開展研究工作,並為鈾引爆軍事應用委員會核武器报告的最後稿本执笔,这份报告促使美國政府開始积极进行核武器研究。他後來還出任過聯合國原子能委員會的英國科學顧問和劍橋大學岡維爾與凱斯學院的院長。
极光,出现于地球的高磁纬地区上空。是一种绚丽多彩的发光现象。由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。另外,在太阳黑子多的时候,极光出现的频率也大。极光不只在地球上出现,太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。在北半球观察到的极光称北极光,南半球观察到的极光称南极光。图为美国阿拉斯加州埃尔森空军基地拍摄到的北极光。
在電磁學裏,楞次定律能夠找到由电磁感应產生的电动势和感應電流的方向。對於電磁感應所涉及的非保守力,這定律可以視為能量守恆定律的延伸。楞次定律是由俄国物理学家海因里希·楞次在1834年发现的。楞次定律的内容为:
由於磁通量的改變而產生的感應電流會抵抗磁通量的改變。
只使用法拉第電磁感應定律,並不容易決定感應电流的方向。楞次定律給出了一種既簡單又直觀地能夠找到感應電流方向的方法。
超高能量宇宙射線(ultra-high-energy cosmic ray):地球附近根本沒有超高能量宇宙射線源,為何有一些宇宙射線會擁有不可能般高的能量?GZK極限是源自遠處的宇宙射線所擁有能量的理論上限。超過GZK極限的宇宙射線會與宇宙微波背景輻射耦合,製造π介子。這程序會重覆發生,直到宇宙射線的能量低於GZK極限為止。所以,應該不可能觀測到任何源自遠處的超高能量宇宙射線。但是,這些似從遠處發射出的超高能量宇宙射線,並沒有遵守GZK極限的規則,與宇宙微波背景輻射發生反應,而奇蹟般地存活移動到地表附近,才被觀測到,請問原因為何?
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
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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.
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(英语: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(英语: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(英语: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(英语: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。