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。
馬克士威方程組是英国物理学家詹姆斯·马克士威在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程式组成:描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的马克士威-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第电磁感应定律。从马克士威方程组,可以推论出光波是电磁波。马克士威方程组和劳仑兹力方程式是经典电磁学的基础方程式。从这些基础方程式的相关理论,发展出现代的电力科技与电子科技。现在所使用的数学形式是奥利弗·黑维塞和约西亚·吉布斯于1884年以向量分析的形式重新表达的。
以扫描隧道显微镜为核心,包裹了先进软件与硬件科技的自主原子组装器(autonomous atom assembler),在7K温度、超高真空(ultra high vacuum)里,自主地置放钴原子于Cu(111)表面,制成椭圆形量子围栏(quantum corral)。图为用扫描隧道显微镜观察到的量子围栏。图尺寸为25nm宽、16nm高。位于铜原子表面的电子,因为在钴原子围栏内不停弹撞,形成了一波波的涟漪,就好似一颗小石投入池塘后引起的涟漪。
时序保护猜想:在广义相对论的爱因斯坦场方程式的某些解答中,会出现有封闭类时曲线,即粒子移动于时空的世界线为封闭回路,从初始点移动经过一段路程后,又会返回初始点。封闭类时曲线意味着一种时间旅行,能够返回过去的时间旅行。史蒂芬·霍金的时序保护猜想表明,强烈地不允许任何除了微观尺度以外的时间旅行。结合广义相对论与量子力学在一起的量子引力理论,能否排除封闭类时曲线的可能性?
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.
2020年焦点新闻 下列日期是新闻发布时间,而非事件发表或发现时间
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- 1736年1月25日,约瑟夫·拉格朗日诞生。
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- 1822年1月2日,鲁道夫·克劳修斯诞生。
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