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。

詹姆斯·麦克斯韦,英国数学物理学家,提出了将电、磁、光统归为电磁场中现象的麦克斯韦方程组。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。麦克斯韦被普遍认为是十九世纪物理学家中,对于二十世纪初物理学的巨大进展影响最为巨大的一位。他的科学工作为狭义相对论和量子力学打下理论基础,是现代物理学的先声。有观点认为,他对物理学的发展做出的贡献仅次于牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦。在麦克斯韦百年诞辰时,爱因斯坦本人盛赞了麦克斯韦,称其对于物理学做出了“自牛顿时代以来的一次最深刻、最富有成效的变革”。
富勒烯是完全由碳组成的中空的球面型、椭球面型、圆柱面型或管状分子的总称。很像足球的球型富勒烯也叫做巴基球;管状的叫做碳纳米管或巴基管。富勒烯在结构上与石墨很相似,石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积而成,而富勒烯不仅含有六元环还有五元环,偶尔还有七元环。图为富勒烯家族成员C60 (左) 和碳纳米管 (右)。

移动中的磁铁跟导体问题是一个源自于十九世纪的著名思想实验,涉及到经典电磁学与狭义相对论的交叉领域。在这问题里,相对于磁铁的参考系,导体以均匀速度 移动。从磁铁的参考系与导体的参考系分别观测,流动于导体的电流相同。这事实遵守基本“相对性原理”:没有绝对静止标准,只可以观测到相对运动。在所有惯性参考系里,物理定律都完全相同。但是,根据马克士威方程组和劳仑兹力定律,导体的电荷,在磁铁参考系会感受到磁场力,而在导体参考系会感受到电场力。从不同的参考系观测,同样的物理现象竟会出现大相径庭的描述。这问题与迈克生-莫立实验启发了阿尔伯特·爱因斯坦的相对论...
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
- 10月6日,罗杰·潘洛斯、安德烈娅·盖兹和赖因哈德·根策尔因对于黑洞的杰出研究获得诺贝尔物理学奖。
- 6月15日,德国法兰克福大学教授研究团队做实验首次证实九十年前阿诺·索末菲提出的理论:当光子撞击到单独分子并且使其发射出电子时,该单独离子会朝着光源移动。
- 5月6日,欧洲南天天文台研究团队宣布,在恒星星系HD 167128观测到距今为止距离地球最近的黑洞。
- 10月8日,因为对于人们了解宇宙演化与地球在宇宙里的席位做出贡献,吉姆·皮布尔斯、米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹获得2019年诺贝尔物理学奖。
- 7月31日,大型强子对撞机的超环面仪器实验团队找到光子与光子散射的确切证据,超过背景期望值8.2 个标准差。
- 7月15日,美国NIST研究团队发展成功当今最准确的时钟,Al+离子钟,准确度为1018分之一。
- 5月22日,阿贡国家实验室实验团队发现新超导材料三氢化镧,其临界超导温度为-23C,是至今为止最高温度。
- 4月10日,事件视界望远镜团队宣布,首次成功观测到在室女A星系中央的超大质量黑洞。
- 3月29日,麻省理工学院实验团队报告,暗物质实验ABRACADABRA 第一回合并未发现任何轴子存在的蛛丝马迹。
- 3月21日,雪城大学教授薛尔顿·斯同恩的研究团队做实验证实,魅夸克的物质与反物质对于衰变具有不对称性,这可能是物质宇宙形成的重要因素。
- 3月15日,使用缈子探测器,塔塔基础研究学院的研究团队发现,雷暴可以产生高达13亿伏特的电压!
- 1月3日,中国国家航天局的探测器嫦娥四号成功在月球背面南半部的冯·卡门环形山着陆。