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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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繞射,是指遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。在古典物理學中,波在穿過狹縫、小孔或圓盤之類的障礙物後會發生不同程度的彎散傳播。假設將一個障礙物置放在光源和觀察屏之間,則會有光亮區域與陰暗區域出現於觀察屏,而且這些區域的邊界並不銳利,是一種明暗相間的複雜圖樣。這現象稱為繞射,當波在其傳播路徑上遇到障礙物時,都有可能發生這種現象。除此之外,當光波穿過折射率不均勻的介質時,或當聲波穿過聲阻抗不均勻的介質時,也會發生類似的效應。在一定條件下,不僅水波、光波能夠產生肉眼可見的繞射現象,其他類型的電磁波(例如X射線無線電波等)也能夠發生繞射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表現出繞射現象,可以透過量子力學進行研究其性質。在適當情況下,任何波都具有繞射的固有性質。然而,不同情況中波發生繞射的程度有所不同。如果障礙物具有多個密集分布的孔隙,就會造成較為複雜的繞射強度分布圖樣。這是因為波的不同部分以不同的路徑傳播到觀察者的位置,發生波疊加而形成的現象。繞射的形式論還可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空間的傳播情況。例如,雷射束的發散性質、雷達天線的波束形狀以及超音波傳感器的視野範圍都可以利用繞射方程來加以分析。

精選圖片

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沃爾夫–拉葉星,是一種在正在演化的大質量恆星,質量通常為太陽質量的8-25倍,但直徑並不大一般是太陽的1.5-4倍。大多數WR星是經歷了紅超巨星階段的後期恆星,已經損失了一半以上的質量。但也有一部分恆星是即將演化到超巨星階段的早期恆星,這類WR星一般譜型較晚,但是光度、質量、半徑均遠遠超過演化後期的沃爾夫–拉葉星,它們一般重達太陽的60倍以上,大20倍,更比太陽亮百萬倍,屬於宇宙中最亮的恆星。圖為哈伯太空望遠鏡拍攝到的M1-67星雲,中心是沃爾夫-拉葉星WR 124。

本日推薦

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座落於哥本哈根哥本哈根大學尼爾斯·波耳研究所

哥本哈根詮釋量子力學的一種詮釋。哥本哈根詮釋主要是由尼爾斯·波耳海森堡1927年哥本哈根合作研究時共同提出的。此詮釋延伸了由德國數學家、物理學家馬克斯·玻恩所提出的「波函數的機率表述」,之後發展為著名的不確定原理。他們所提的詮釋嘗試要對一些量子力學所帶來的複雜問題提出回答,比如波粒二象性以及測量問題。此後,量子理論中的概率特性便不再是猜想,而是作為一條定律而存在了。量子論以及這條詮釋在整個自然科學以及哲學的發展和研究中都起著非常顯著的作用...

你知道嗎

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未解決的物理學問題

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飛掠異常flyby anomaly):為什麼衛星飛掠過地球後的能量會與理論預測不同?這異常最先發現於1990年伽利略號探測器的飛掠過地球。通過仔細檢查深空網路紀錄的都卜勒數據,天文學者意外地發現66mHz頻移,對應於速度在近地點增加了3.92mm/s。天文學者尚未能夠給出滿意答案。

從哪裡開始

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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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