主題:物理學

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物理主題首頁

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Bohr,Niels 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。

特色條目、優良條目

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金星大氣層是由俄羅斯科學家米哈伊爾·瓦西里耶維奇·羅蒙諾索夫於1761年在聖彼得堡觀測金星凌日時發現的。它比地球大氣層更為厚重與濃密,其表面溫度為740 K或467°C,而氣壓則為93大氣壓,主要為二氧化碳所構成。金星的大氣層中有硫酸形成的不透明雲,因此在地球或金星環繞探測器上不可能以可見光觀測金星表面。金星表面的地形是以雷達成像的方式探測得知。金星大氣層主要由二氧化碳和氮組成,以及少許痕量氣體。金星的大氣層受到超高速大氣環流和超慢速自轉影響。金星的大氣環流只需要四個地球日就可以環繞金星一周,但金星的恆星日卻有243日。金星的風速最高可達到100 m/s或360 km/h,是金星自轉速度的60倍;而地球最高速的風速度只有地球自轉速度的10%到20%。另一方面,金星的風速隨高度下降而降低,在表面時風速大約是10 km/h。金星兩極則有屬於反氣旋極地渦旋。每個氣旋都有兩個風眼,並且有特殊的S型雲結構。金星和地球不同的是它缺乏磁場,而金星的電離層將大氣層和太空以及太陽風分離。電離層將太陽磁場隔離,使金星的磁場環境相當特殊,造成金星的磁層是「誘發磁層」。包含水蒸氣等較輕氣體則持續被太陽風經由誘發磁尾吹出金星大氣層。推測40億年前的金星大氣層與表面有液態水的地球大氣層相當類似。失控溫室效應造成金星表面的液態水蒸發,並且使其他溫室氣體含量上升。儘管金星表面的狀況相當嚴苛,在金星大氣層50到65公里高的地方氣壓與溫度卻與地球相若,使金星的高層大氣是太陽系中環境最類似地球的地方,甚至比火星表面更類似。因為溫度和壓力類似,並且在金星上可呼吸空氣(21%的氧和78%的氮)是上升氣體,類似地球大氣層中的氦。因此有人提出可在金星的高層大氣進行探測和殖民。2013年1月29日,歐洲太空總署科學家宣布金星電離層物質外流的模式與「類似條件下來自彗星彗核的離子尾」類似。

精選圖片

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假設照射一束光波於薄膜,由於折射率不同,光波會被薄膜的上界面與下界面分別反射,因相互干涉而形成新的光波,這現象稱為薄膜干涉。對於這現象的研究可以透露出關於薄膜表面的資訊,這包括薄膜的厚度、折射率。薄膜的商業用途很廣泛,例如,增透膜鏡子濾光器等等。圖為照射白色光於煤油薄膜所顯示出色彩繽紛的干涉圖案。

本日推薦

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尼爾斯·波耳是一位丹麥物理學家。他通過引入量子化條件,提出了波耳模型來解釋氫原子光譜,提出對應原理互補原理哥本哈根詮釋來解釋量子力學,對二十世紀物理學的發展影響深遠。由於「對原子結構以及從原子發射出的輻射的研究」,波耳榮獲1922年諾貝爾物理學獎

你知道嗎

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未解決的物理學問題

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黑洞、黑洞資訊黑洞輻射:理論預期的黑洞熱輻射現象是否屬實?此種輻射是否帶有關於黑洞內部結構的資訊,如同規範-重力二元性gauge-gravity duality)所建議,還是不然,如同史蒂芬·霍金的原本計算?若為不然,則黑洞能夠蒸發乾淨,注意到量子力學並沒有給出摧毀資訊的機制,那麼,儲存於黑洞的資訊又會怎麼樣?是否黑洞蒸發到某一程度就會自動停止,只剩下殘餘黑洞?根據無毛定理,黑洞只有三種屬性:質量電荷量角動量;除此以外,沒有任何內部結構。這定理是否正確?為何尚未找出探勘黑洞內部的方法?

從哪裡開始

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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 | 電漿體物理學 | 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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