主題:物理學

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。
繞射,是指波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射線和無線電波等)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。

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。

哥本哈根詮釋是量子力學的一種詮釋。哥本哈根詮釋主要是由尼爾斯·波耳和海森堡於1927年在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...
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。
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.
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,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,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。
- 1623年6月19日,布萊茲·帕斯卡誕生。
- 1736年6月14日,查爾斯·庫侖誕生。
- 1773年6月14日,托馬斯·楊誕生。
- 1796年6月1日,尼古拉·卡諾誕生。
- 1798年6月,亨利·卡文迪許成功測定地球質量。
- 1824年6月12日,尼古拉·卡諾發表了他的熱機理論。
- 1831年6月13日,詹姆斯·麥克斯韋誕生。
- 1871年6月,麥克斯韋提出了他的麥克斯韋妖理想實驗。
- 1902年6月27日,趙忠堯誕生。
- 1905年6月30日,愛因斯坦在德國《物理年鑑》發表《論動體的電動力學》一文。首次提出了狹義相對論。
- 1906年6月8日,瑪麗亞·格佩特-梅耶誕生。
- 1931年6月,歐內斯特·勞倫斯在加利福尼亞大學伯克利分校建造了第一台粒子回旋加速器。
- 1995年6月5日,埃里克·康奈爾、沃爾夫岡·克特勒和卡爾·威曼在實驗天體物理聯合研究所首次成功製得了玻色-愛因斯坦凝聚態物質,三人為此獲得2001年的諾貝爾物理學獎。