主題:物理學

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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。

典範條目、優良條目

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在水波槽裏,兩個點波源共同產生的干涉圖樣。

干涉物理學中是指兩列及兩列以上的在空間中重疊時發生疊加從而形成新波形的現象。例如採用光學分束器將一束來自單色點光源的光分成兩束後,再讓它們在空間中的某個區域內重疊,將會發現在重疊區域內的光強並不是均勻分布的,其明暗程度隨空間分布變化,最亮的地方超過了原先兩束光的光強之和,而最暗的地方光強有可能為零,這種光強的重新分布被稱作干涉條紋。而在二十世紀六十年代之後,激光這一高強度相干光源的發明使光學干涉測量技術得到了前所未有的廣泛應用,在各種精密測量中都能見到激光干涉儀的身影。現在人們知道,兩束電磁波的干涉是彼此振動的電場強度矢量疊加的結果,而由於光的波粒二象性,光的干涉也是光子自身的幾率幅疊加的結果。

精選圖片

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SN 1987A是1987年2月24日在大麥哲倫雲內發現的一次超新星爆發,是自1604年開普勒超新星(SN 1604)以來觀測到的最明亮的超新星爆發,肉眼可見,位於蜘蛛星雲的外圍,距離地球大約51,400秒差距(約168,000光年)。圖為超新星SN 1987A殘跡的合成像。阿塔卡馬宇宙望遠鏡數據(紅色)展示在殘跡中心新形成的灰塵。哈勃空間望遠鏡的數據(綠色)與錢德拉X射線天文台(藍色)展示擴張中的衝擊波

本日推薦

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質子夸克結構的簡單示意圖,每個單獨夸克的顏色可以隨意設定,但是必須用到三種不同顏色,混合成為白色。

質子是一種帶有1個單位電荷正電的穩定強子,通常標記為
p

p+
。每個子的原子核內部至少會含有一個質子,質子的數量稱為原子序數;另外,還可能含有中子,這些質子與中子都被稱為核子。由於每種元素的原子都含有獨特數量的質子,每種元素具有獨特的原子序數。

1917年,歐內斯特·盧瑟福做實驗發現,使用α粒子撞擊原子核,可以提取原子核。盧瑟福因此推斷,氫原子核是氮原子核與所有更重的原子核的基礎材料。由於這重要結果,盧瑟福被公認為質子的發現者。

粒子物理學的現代標準模型裏,質子是由兩個上夸克與一個下夸克組成的強子。夸克的靜質量只貢獻出大約1%質子質量,剩餘的質子質量主要源自於夸克的動能與綑綁夸克的膠子場英語gluon field的能量。

你知道嗎

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未解決的物理學問題

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File:Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg
相對論性噴流:活躍星系核周圍的相對論性等離子體束與中心的超大質量黑洞自轉軸方向一致,從而沿噴流方向射出

吸積盤噴流:為什麼環繞著某些像活躍星系核一類的星體吸積盤,會沿著其旋轉軸噴出相對論性噴流?天文學者認為這些噴流有很多用途,從除去正在形成的恆星的角動量,到將活躍星系核內部重新離子化。但是,天文學者仍舊不清楚吸積盤噴流的初始由來。

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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.

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