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物理学

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇物理学范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

物理学

物理学范文第1篇

2012这个末日论漫天飞舞的年份里,欧洲核子研究中心传出一个很实在的消息;大型强子对撞机(lhc)捕获了非常类似希格斯玻色子的信号。希格斯场是物质质量的来源,希格斯玻色子如果被确证,那杨振宁一米尔斯规范场理论的标准模型将画下·个完美的句号。预言这个粒子的希格斯老爷爷已经80多岁了,很多人都期待着他成为今年诺贝尔物理学奖的最终赢家。

结果有些出入意料,希格斯老爷爷遗憾落选,奖项授予美国的大卫·维兰德(david j.wineland)和法国的塞尔日·阿罗什(serge haroche)。这两名实验物理学家在过去20多年的研究中开创了测量与操纵单个量子系统的实验方法。阿罗什的实验方法是用原子测量单个光子,而维兰德的实验是用激光控制单个离子。他本文由收集整理们都反复进行了一系列实验,并发表了大量论文。

科学背景

高中物理讲过,原子中间是一个极小的原子核,外围是电子,不过原子层次的物理现象没法用牛顿的经典力学解释,为了说清楚原子的事儿,物理学家们创立了量子理论。这个理论认为物质粒子也具有波的性质;粒子也不像皮球那样缺乏个性地沿着确定的路径运动,而是可以同时处于多种状态,循着无穷多的任意路径达到最终状态。物理过程必须考虑所有可能路径的总汇。

量子理论虽然如天书,却是微观世界真实的客观规律。它不但用于原子能级、光谱、半导体、超导等现象,也被用于化学、生物等领域,还用来计算分子结构以及解释生物化学过程。没有量子理论,孰不会有晶体管、集成电路、激光,也就不会有计算机与计算机通讯。可以说,量子的宏观应用已经使人类从电气时代进入了微电子时代。

晕死人的量子世界

维兰德来自于美国加州,中学时并不是最优秀学生,在高中最后一年才对物理产生了兴趣。大学原本读的数学专业,后来才改学物理,拿到物理博士学位后在美国国家标准技术研究所当研究员。他在那里干了37年,主要研究用离子束缚(iontrap)探索量子世界。

维兰德与阿罗什的研究是直接操控并测试单个粒子的量子系统。对于维兰德的实验,他的方法是用电场把单个离子(如汞离子)限制在一个势阱(可以把它想象成一个无

转贴于

形牢笼)内,就像用磁场把磁悬浮列车悬在空中一样。这个离子在势阱里只能来回运动,无法逃逸出去。

被束缚在势阱里的离子整体只能来回振动(你可以理解为折返跑),而离子内部的电子也有不同的能级。这个振动的能量是量子化的,也就是一级一个台阶,只能在不同的能级之间跳跃。离子内部的能量也是量子化的,也是一级一个台阶。

维兰德的秘诀是调节激光的频率,迫使离子内部能级跳上一个台阶的同时让它的振动能级跳下一阶,这样离子就会从内部高能级回落到低能级,不断重复下去达到降低振动能级的效果,使离子处于运动能量最低的状态。离子从高能级向低能级跃迁的时候释放的能量转换为一个光子,而光子的频率正比于它的能量。在固体与气体中,原子能级跃迁时的发光受到其他原子以及自身运动的影响,导致频率的扰动。而单个孤立的离子则不受这些因素的干扰,因而可以实现很高的频率精度。在另一个实验中,通过不同的激光对离子照射,使它同时处于两个量子状态——这就是量子力学里“薛定谔的猫”,而且进行了相应的测量。在更为复杂的实验中,三个离子形成量子缠绕状态,构成三个可以用于量子计算的量子位元(qubit)……过去对量子力学的检验大多是基于统计结果,而通过对单个离子的精准控制,维兰德等人的各种实验与测量直接从微观层次验证了量子力学。

阿罗什与维兰德殊途同归。他的实验是通过两面镜子来回反射把光子关进一个空腔,通过测量这些光子对高能级原子的影响得出光子的量子信息。

应用与展望

物理学范文第2篇

英文名称:Acta Mathematica Scientia

主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院武汉物理与数学研究所

出版周期:双月刊

出版地址:湖北省武汉市

种:中文

本:16开

国际刊号:1003-3998

国内刊号:42-1226/O

邮发代号:38-214

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1981

期刊收录:

SCI 科学引文索引(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

联系方式

期刊简介

《数学物理学报》(双月刊)创办于1981年4月,是由中国科学院主管、中科院武汉物理与数学研究所主办的综合性学术刊物。

物理学范文第3篇

英文名称:Chinese Journal of Geophysics

主管单位:中国科学院

主办单位:中国地球物理学会;中国科学院地质与地球物理研究所

出版周期:月刊

出版地址:北京市

种:双语

本:16开

国际刊号:0001-5733

国内刊号:11-2074/P

邮发代号:2-571

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1948

期刊收录:

百种重点期刊

中科双高期刊

第二届全国优秀科技期刊

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

CA 化学文摘(美)(2009)

SCI 科学引文索引(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

联系方式

物理学范文第4篇

关键词:物理学;知识经济;经典力学;工业革命;量子力学

在人类文明发展的进程中,物理学的每一次重大突破都带动了科学技术的腾飞和社会经济的变革。以科学技术为主要内容的“知识”改变着社会经济的性质、特征和运行方式,给人类社会带来了全面而深刻的影响。

一、从物理学发展理解经济变革的根源

1、在农业经济时代,土地是经济发展最重要的资源。生产组织形式是自发的家庭生产方式,人类长期维持着经验积累和简单再生产,社会财富的增加相当缓慢。分配的主要依据是土地,拥有土地就拥有了财富和分配权,占有全部的剩余劳动成果。土地终极所有权掌握在皇帝手中,从而形成国家集权中轴支撑着社会。

科学巨匠牛顿,在哥白尼、伽利略、开普勒的基础上,通过对天文学定律和力学实验规律的高度概括总结,把物体的运动规律归结为牛顿运动三定律和万有引力定律。经典力学的成就,使机器发明成为可能,为首次工业革命提供了理论和技术支持。随着蒸汽机的发明和使用,带来了机器制造、交通运输、矿山开采等产业的迅速发展,从而引起了从手工劳动向动力机器生产的飞跃,迎来了人类社会发展史上的新纪元。

2、工业经济时代,机器、设备和原料是经济发展最重要的资源。其主要特征是资本积累和扩大再生产,社会财富得以快速的增加,生产规模得到迅速扩大,然而最终却导致了经济危机。资本成为主要的分配依据,凭借着资本的大小,来瓜分社会财富和剩余劳动成果。机器大工业形成有组织的公司企业,资本被控制在资本家手中,公司企业就成为社会的中轴。

在奥斯特、法拉第的基础上,麦克斯韦把神秘、抽象的电磁规律以数学方程完美地表示出来,从而形成了电磁场理论,同时预言了电磁波的存在。电磁场理论和实验的巨大成就导致了电机、电灯、电报的发明和使用并引发了第二次工业革命。从此,人类全面进入了以机器大工业和社会化大生产为重要标志的工业经济时代。

3、知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。在知识经济时代,知识将成为经济发展最重要的资源,信息成为重要的商品和竞争要素。具有经济发展可持续化、资产投入无形化、世界经济一体化、经济决策知识化等特点。知识型和科技型的劳动者,在社会生产中的作用日益增强,成为企业和经济发展的关键,直接决定着企业的竞争能力和最终命运。

二、以物理学概念思考知识经济的内涵

1、随着信息技术的不断发展,计算机日趋微型化,因特网使传递信息所需的时间节省了百万倍,空间概念更是几近消失。真可谓:“千里缩银屏,数载化瞬息”。如果把信息视作物质,那么在相对高速地传递信息过程中,爱因斯坦相对论的“尺缩”和“钟慢”效应会有什么体现呢?

知识经济带来了商业、金融、教育和文化娱乐的全球化,企事业单位在空间的分布状态呈“无形化”和“分散性”。产品的开发与经营周期大为缩短,实现了所谓“实时运作经济”。时间的“滞后效应”被引起重视,可持续发展问题变得极为突出。

2、物理学又是一门实验科学,它的每一个原理和定律,都是在系统观察和科学实验的基础上建立起来的,并且随观察和实验水平的提高不断完善和修正甚至被否定。如人们对光的认识就经历了由粒子――波动――波粒二象性的曲折过程。量子理论认为一个电子究竟是粒子还是波?这要取决于选择的实验条件。这种不同寻常的作用对客观实在的影响,在知识经济中会有什么表现呢?

知识经济对决策的基本要求是科学化、民主化、系统化和程序化。科学化就是要在决策中全面地应用知识。程序化就是把决策的过程分为准备谋划、抉择、控制与修正四个阶段,每个阶段又有若干步骤,它们是与观察和实验紧密联系的。如准备阶段中有关信息的收集和处理,谋划时的预测或可行性研究都离不开观察和调查;控制与修正阶段的实施离不开实践和检验。

3、纵观物理学的发展历史,从经典力学、电磁场理论到相对论、量子力学以及宇宙大爆炸、量子信息、统一场论等,展现在我们眼前的是一部充满生机的探索和创新史。面对经济全球化和日趋激烈的国际竞争,我们如何运用物理学的探索和创新精神面对知识经济的挑战?

探索和创新是物理学的灵魂,同样也是知识经济的灵魂。知识经济提出经济创新概念,即5个新:引入一种新产品,采用一种新的生产方法,开辟一个新的市场,获得一种新的原料来源,实行一种新的企业组织形式。

综上所述,物理学作为自然科学的基础学科和带头学科,不仅为自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术,而且在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。浏览人类社会由农业经济、工业经济到知识经济发展的历史,不难看到物理学在其中扮演的角色。

作者单位:枣庄学院

参考文献:

物理学范文第5篇

“比较法”是最好理解的科学方法,找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.例如研究蒸发和沸腾的异同点.比较电压表与电流表在使用过程中的相同点和相异点.比较电动机与发电机的结构和原理的相同点和异同点.汽油机和柴油机的相同点和异同点.

“控制变量法”是指在研究多个因素关系时,将一些因素固定不变,从而使问题简化.利用控制变量法进行探进教学,不仅能培养学生的知识技能,还能促使学生养成良好的思维品质和科学态度、价值观.例如,在研究异体电阻跟材料,长度,横截面积关系时,先将材料、长度固定,研究电阻与横截面积的关系;再如研究感应电流方向与磁感线方向的关系时要控制导体运动方向不变;探究压强时,压力一定时,压强与受力面积成反比;受力面积一定时,压强与压力成正比;探究电流通过导体产生的热量与电阻关系时,控制电流相等.

“等价变换法”是指让学生把有关知识的数据、形象、动作、符号、公式、实例、文字叙述等各种信息自由的等价表示,培养学生联想能力.例如,探究欧姆定律时,用文字叙述,用公式表示,用表格表示,用坐标图像表示,进行计算和解释现象等等;再例如,沸腾现象可以下定义来描述,也可以从温度和热传递变化规律来解释,还可以画图像来反映.

“类比法”是指由两种东西的一部分相似之处推测其他部分也可能相似.可帮助学生理解较复杂的实验和较难的知识,有效地揭示自然界的秘密,特别是还不足以进行归纳推理和演绎思维的情况下,类比法更是得天独厚.例如,研究功率时,想到功率表示做功快慢和速度表示运动快慢这一相似性,推测功率在定义、定义式、单位等方面也可能与速度相似;再例,用“水压”“水流”来类比“电压”“电流”等;声波看不到摸不着,我们可以用“水波”或者“绳波”来类比,增加直观性加深认识.

“分类法”是指将许多东西根据一定的规则进行分组.例如,将电路状态分为通路、开路和短路;将摩擦力分为滑动摩擦和滚动摩擦;将汽化分为蒸发和沸腾等;内燃机冲程分吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程四个程冲;凸透镜成像分三类:u>2f时成倒立缩小实像,例如照相机;f

“转换法”是指一些看不见,摸不着的物理现象,不好直接认识它,我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们.例如,磁场看不见,我们撒上铁粉通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研究;再如,液压规律探究中,将探头由浅入深放到液体中,通过观察U型管液柱高度差来反映液压大小随深度的增加而增大;研究晶体熔化时,用时间的多少来表示吸热的多少;研究电磁铁磁性强弱时,通过观察吸引大头针数量来判断.“等效法”是指在物理现象中,用不同的方式达到相同结果.例如做功和热传递在改变物体的内能方面是等效的;再例如,一个5欧姆的电阻和一个20 Ω的电阻并联起来与一个4 Ω的电阻是等效的;再例如,760 mm水银柱产生的液体压强跟一个标准大气压是等效的;虚像是无法用光屏承接的,因此虚像特点的研究成了实验的一个难题,为了探究平面镜所成虚像的特点,实验中用两支完全相同的蜡烛和可透视的平面玻璃板,采用等效法很好地解决了这一难题.

“缺点利用法”就是“将错就错法”,要求针对所研究知识点的缺点和不足,采取将错就错,变害为利,变废为宝的方法去找到知识的应用或另一个问题的解决办法.例如,重力的方向竖直向下易使物体下落破碎的缺点,而制成打桩机,重锤线等;再如,导体中电流过大,产生大量热量烧坏绝缘皮而引起火灾是缺点,但正是据此制成了电热器来为人们服务.

“缺点列举法”就是以挑剔的眼光对待问题,并想办法解决提出的问题.例如,用电阻丝的长度的改变来改变电路中电流强度,由于太长不方便,而想到把电阻丝缠绕起来制成滑动变阻器.再例如,一根导线的磁效应比较弱,制成螺线管就能增大电流的磁效应,插入铁心就成了电磁铁,从而发明了电磁继电器.