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198 关系: 动能,动能定理,动量守恒定律,动量映射,基灵矢量场,埃倫費斯特定理,原子,原子理論,偏振,半导体,卡西尼-惠更斯号,吸收帶,向量,向量噴嘴,坡印廷向量,声子,太陽星雲,外爾方程式,威廉·費雷爾,宇宙,宇稱,对应原理,導航波,尘埃解,巴巴散射,不变质量,不确定性原理,希格斯場,下擊暴流,干涉 (物理学),平衡 (物理學),广义相对论中的开普勒问题,亚尔科夫斯基效应,交叉分子束方法,交換子,康普頓波長,康普頓散射,互补原理,廣義相對論,廣義相對論中的質量,廣義相對論入門,伊斯蘭黃金時代,引力波天文学,位置空间与动量空间,位置算符,佩爾頓式水輪機,彈性碰撞,微积分学,德布罗意方程组,快子,... 扩展索引 (148 更多) »
动能
动能是物质运动时所得到的能量。它通常被定义成使某物体从静止状态至运动状态所做的功。由于运动是相对的,动能也是相对于某参照系而言。同一物体在不同的参照系会有不同的速率,也就是有不同的动能。动能的国际单位是焦耳(J),以基本单位表示是千克米平方每秒平方(kg·m2·s-2)。一个物体的动能只有在速率改变时才会改变。.
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动能定理
动能定理指出: 合外力对物体所做的功,等于物体动能的差。.
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动量守恒定律
动量守恒定律(Conservation of momentum):如果物体系受到的合外力为零,则系统内各物体动量的矢量合保持不变,系統質心維持原本的運動狀態。.
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动量映射
在数学,尤其在辛几何中,动量映射是一个与辛流形上的李群的哈密顿作用有关的工具,可用于构造作用的守恒量。动量映射推广了经典的 动量和角动量。它在各种辛流形的建立中是一个重要的部分,包括将会在后面讨论的symplectic (Marsden–Weinstein) quotients,以及symplectic cuts和sums。.
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基灵矢量场
基灵矢量场,基灵矢量或基灵矢量场(Killing vector 或 Killing vector field),以德国数学家威尔海姆·基灵命名,是定义在黎曼流形或伪黎曼流形上的一组矢量场,流形的度规在这组矢量的方向上能够保持不变。基灵矢量是等距同构的无穷小生成元,即由基灵矢量场生成的流包含有一种对称性,也就是说流形在基灵矢量场的方向上进行平移不会改变其上点与点之间的距离。一个简单的例子是一个圆周上具有相同长度并且指向顺时针方向的矢量场即是一个基灵矢量场,因为将圆周上的点沿这些方向平移等同于顺时针转动这个圆周而不改变彼此间的距离。 如果度量(度规)的系数g_ \,在某个坐标基dx^ \,下与x^无关,那么x^.
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埃倫費斯特定理
在量子力學裏,埃倫費斯特定理(Ehrenfest theorem)表明,量子算符的期望值對於時間的導數,跟這量子算符與哈密頓算符的對易算符,兩者之間的關係,以方程式表達為 其中,A 是某個量子算符,\langle A\rangle 是它的期望值,H 是哈密頓算符,t 是時間,\hbar 是約化普朗克常數。 埃倫費斯特定理是因物理學家保羅·埃倫費斯特命名。在量子力學的海森堡繪景裏,埃倫費斯特定理非常顯而易見;取海森堡方程式的期望值,就可以得到埃倫費斯特定理。埃倫費斯特定理與哈密頓力學的劉維定理密切相關;劉維定理使用的泊松括號,對應於埃倫費斯特定理的對易算符。實際上,從根據經驗法則,將對易算符換為泊松括號乘以 i\hbar ,再取 i\hbar 趨向於 0 的極限,含有對易算符的量子定理就可以改變為含有泊松括號的經典定理。.
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原子
原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小,以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核,其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化,即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。當它們吸收和放出中子的時候,中子也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。.
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原子理論
原子理论(Atomic theory)是物理学与化学中有关物质本质的科学理论。与物质无限可分的概念相反,依据原子理论,物质是由一个个离散单元原子所构成。 原子起初是自然哲学中的概念。西方对于原子的称呼来自于古希腊语的ατομος(意为“不可分割的”)。而中文中,原子早前的译名“莫破”也来源于此 。原子这一概念由于与基督教教义抵触一度被弃置,直到近代才被重拾。 18世纪末,在化学领域里,人們发现物质在化学变化过程中一系列可確切描述的规律。這为原子理论成为一个科学理论提供了实验依据。19世纪初,道尔顿提出了他的原子理论来解释化学中的现象。而有关原子是否真实存在的争论,直到20世纪初爱因斯坦从分子运动论角度解释布朗运动,并得到实验验证后,才真正得到肯定答案。 19世纪末至20世纪初,物理学家通过一系列与电磁学和放射性有关的实验发现,原本认为“不可分割”的原子实际上是由一系列的亚原子粒子(主要有电子、质子和中子)构成的,而这些粒子可以各自独立存在。由于原子被发现是可分的,物理学家随即引入了一个新术语“基本粒子”以描述原子各个组分。20世纪上半叶,伴随着对于原子结构认识的深入以及物理学界的量子革命,现代原子理论模型被逐步建立起来。.
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偏振
偏振(polarization)指的是横波能夠朝著不同方向振盪的性質。例如電磁波、引力波都會展示出偏振現象。纵波则不會展示出偏振現象,例如傳播於氣體或液體的聲波,其只會朝著傳播方向振盪。如右圖所示,緊拉的細線可以展示出線偏振現象與圓偏振現象。 電磁波的電場與磁場彼此相互垂直。按照常規,電磁波的偏振方向指的是電場的偏振方向。在自由空間裏,電磁波是以橫波方式傳播,即電場與磁場又都垂直於電磁波的傳播方向。理論而言,只要垂直於傳播方向的方向,振盪的電場可以呈任意方向。假若電場的振盪只朝著單獨一個方向,則稱此為「線偏振」或「平面偏振」;假若電場的振盪方向是以電磁波的波頻率進行旋轉動作,並且電場向量的矢端隨著時間流意勾繪出圓型,則稱此為「圓偏振」;假若勾繪出橢圓型,則稱此為「橢圓偏振」;對於這兩個案例,又可按照在任意位置朝著源頭望去,電場隨時間流易而旋轉的順時針方向、逆時針方向,將圓偏振細分為「右旋圓偏振」、「左旋圓偏振」,將橢圓偏振細分為「右旋橢圓偏振」、「左旋橢圓偏振」;這性質稱為手徵性。 光波是一種電磁波。很多常見的光學物質都具有各向同性,例如玻璃。這些物質會維持波的偏振態不變,不會因偏振態的不同而展現出不同的物理行為。可是,有些重要的雙折射物質或光學活性物質具有各向異性。因此,偏振方向的不同,波的傳播狀況也不同,或者,波的偏振方向會被改變。起偏器是一種光學濾波器,只能讓朝著某特定方向偏振的光波通過,因此,可以將非偏振光變為偏振光。 在涉及到橫波傳播的科學領域,例如光學、地震學、無線電學、微波學等等,偏振是很重要的參數。激光、光纖通信、無線通信、雷達等等應用科技,都需要完善處理偏振問題。 極化的英文原文也是「polarization」,在英文文獻裏,偏振與極化兩個術語通用,都是使用同一個詞彙來表達,只有在中文文獻裏,才有不同的用法。一般來說,偏振指的是任何波動朝著某特定方向振盪的性質,而極化指的是各個帶電粒子因正負電荷在空間裡分離而產生的現象。.
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半导体
半导体(Semiconductor)是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时,电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电,而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至导电带,所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似,即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中,原子核外由于电子缺失形成的“空穴”,在电场作用下,空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流(一般称为正电流)。 材料中载流子(carrier)的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”(IIIA、VA族元素)来控制。如果我們在純矽中摻雜(doping)少許的砷或磷(最外層有5個電子),就會多出1個自由電子,這樣就形成N型半導體;如果我們在純矽中摻入少許的硼(最外層有3個電子),就反而少了1個電子,而形成一個電洞(hole),這樣就形成P型半導體(少了1個帶負電荷的原子,可視為多了1個正電荷)。.
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卡西尼-惠更斯号
卡西尼-惠更斯號()是前往行星土星的一艘無人太空船。它是NASA-ESA-ASI的旗艦級機器人太空船。卡西尼號雖然是第四艘前往土星的太空探測器,但卻是第一艘環繞土星,它於2004年抵達後,就開始研究土星和它的許多衛星,已於2017年9月15日销毀於土星大氣層。 该計劃於1980年代開始。它的設計包括繞行土星的人造衛星(卡西尼號)和登陸泰坦(惠更斯號)。這兩艘太空船是以天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼和克里斯蒂安·惠更斯的名字命名。太空船於1997年10月15日使用泰坦VB/半人馬發射升空,在2004年7月1日進入環繞土星的軌道。在前往的星際航行途中,曾兩度飛越金星,一次飛越地球與木星。在2004年12月25日,惠更斯號與卡西尼號分離,並在2005年1月14日降落在泰坦。它利用卡西尼號中繼,成功的將資料傳送回地球。這是有史以來第一次在外太陽系的天體上著陸。 卡西尼號在抵達後就持續的研究土星系統,並兩度延展計畫直至2017年4月。 然而,因為太空船用於調整與校正軌道的燃料因消耗而不斷減少,在2016年11月30日決定進入專案的最後階段。卡西尼號將駛入土星環的內圈,每7天繞行土星一次。太空船將一點一點地深入這過去從未觸及的區域,以得到最接近土星環的外觀。在2016年12月4日,太空船首度通過土星環。 卡西尼號已在2017年9月15日潛入土星大氣層中銷毀,並在結束前傳送回最後的圖像。選擇這樣的處置方法,為的是避免污染可能有生物存在的土衛。.
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吸收帶
光子被電磁場吸收時光子會消失,並且系統會因為吸收了光子而發生變化。能量、動量、角動量、磁偶極矩和電偶極矩都從光子轉換到這個系統。由於必須滿足守恆律,這種轉換受到一系列的制約,結果將導致一系列的選擇定則。在可觀測到的範圍內,它不可能做任意的能量或頻率的轉換。.
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向量
向量(vector,物理、工程等也称作--)是数学、物理学和工程科学等多个自然科學中的基本概念,指一个同时具有大小和方向,且满足平行四边形法则的几何對象。一般地,同时满足具有大小和方向两个性质的几何对象即可认为是向量(特别地,电流属既有大小、又有正负方向的量,但由于其运算不满足平行四边形法则,公认为其不属于向量)。向量常常在以符号加箭头标示以区别于其它量。与向量相对的概念称标量或数量,即只有大小、绝大多数情况下没有方向(电流是特例)、不满足平行四边形法则的量。.
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向量噴嘴
向量噴嘴為一種飛機使用的推進技術,早期大都用於垂直起降戰機上,至1980年代末期後,開始在普通戰機上廣泛應用。.
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坡印廷向量
坡印廷向量(Poynting vector),亦称能流密度矢量,其方向為電磁能傳遞方向,大小為能流密度(单位面积的能量传输速率)。坡印廷矢量的SI单位是瓦特每平方米(W/m2)。它是以其发現者约翰·亨利·坡印廷來命名的。奧利弗·黑維塞 和尼科莱·乌诺夫亦獨立發現所謂的坡印廷向量。.
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声子
聲子()是晶體中晶體結構集體激發的準粒子,化學勢為零,服從玻色-愛因斯坦統計,是一種玻色子。聲子本身並不具有物理動量,但是攜帶有準動量\hbar \mathbf,並具有能量\hbar \omega(其中\hbar為約化普朗克常數)。根據南部-戈德斯通定理,任何連續性整體對稱性的自發破缺,必然對應一個零質量的玻色子。聲子就是平移對稱性被晶格的點陣結構自發破缺以後對應的玻色子。聲子與電子的相互作用,是導致BCS超導的關鍵機制。.
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太陽星雲
太陽星雲相信是讓地球所在的太陽系形成的氣體雲氣,這個星雲假說最早是在1734年由伊曼紐·斯威登堡提出的。在1755年,熟知斯威登堡工作的康德將理論做了更進一步的開發,他認為在星雲慢慢的旋轉下,由於引力的作用雲氣逐漸坍塌和漸漸變得扁平,最後形成恆星和行星。拉普拉斯在1796年也提出了相同的模型。這些可以被認為是早期的宇宙論。 當初僅適用於我們自己太陽系的形成理論,在我們的銀河系內發現了超過200個外太陽系之後,理論學家認為這個理論應該要能適用整個宇宙中的行星形成。.
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外爾方程式
在量子力學及量子場論等領域,外爾方程式(Weyl Equation)為一相對論量子力學的波動方程式,用以描述無質量的自旋½粒子。其以德國物理學家赫爾曼·外爾為名。.
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威廉·費雷爾
威廉·費雷爾(William Ferrel,),美國氣象學家,他提出了中緯度大氣環流的詳細解釋,即今日所稱的費雷爾環流。.
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宇宙
宇宙(Universe)是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量,宇指空間,宙指時間。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為;而整個宇宙的大小可能為無限大,但未有定論。物理理論的發展與對宇宙的觀察,引領著人類進行宇宙構成與演化的推論。 根據歷史記載,人類曾經提出宇宙學、天體演化學與,解釋人們對於宇宙的觀察。最早的理論為地心說,由古希臘哲學家與印度哲學家所提出。數世紀以來,逐漸精確的天文觀察,引領尼古拉斯·哥白尼提出以太陽系為主的日心說,以及經約翰內斯·克卜勒改良的橢圓軌道模型;最終艾薩克·牛頓的重力定律解釋了前述的理論。後來觀察方法逐漸改良,引領人類意識到太陽系位於數十億恆星所形成的星系,稱為銀河系;隨後更發現,銀河系只是眾多星系之一。在最大尺度範圍上,人們假定星系的分布,且各星系在各個方向之間的距離皆相同,這代表著宇宙既沒有邊緣,也沒有所謂的中心。透過星系分布與譜線的觀察,產生了許多現代物理宇宙學的理論。20世紀前期,人們發現到星系具有系統性的紅移現象,表明宇宙正在;藉由宇宙微波背景輻射的觀察,表明宇宙具有起源。最後,1990年代後期的觀察,發現宇宙的膨脹速率正在加快,顯示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨脹,稱做暗能量。而宇宙的大多數質量則以一種未知的形式存在著,稱做暗物質。 大爆炸理論是當前描述宇宙發展的宇宙學模型。目前主流模型,推測宇宙年齡為。大爆炸產生了空間與時間,充滿了定量的物質與能量;當宇宙開始膨脹時,物質與能量的密度也開始降低。在初期膨脹過後,宇宙開始大幅冷卻,引發第一波次原子粒子的組成,稍後則合成為簡單的原子。這些原始元素所組成的巨大星雲,藉由重力結合起來形成恆星。 目前有各種假說正競相描述著宇宙的終極命運。物理學家與哲學家仍不確定在大爆炸前是否存在任何事物;許多人拒絕推測與懷疑大爆炸之前的狀態是否可偵測。目前也存在各種多重宇宙的說法,其中部分科學家認為可能存在著與現今宇宙相似的眾多宇宙,而現今的宇宙只是其中之一。.
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宇稱
在量子力學中,宇稱被描述成宇稱變換中的量,以P (Parity) 表示。宇稱變換(又稱宇稱倒裝),是一個在一個三維座標系中其中一維的翻轉(變換),在三維空間之內,它也可以是一個在x, y, z 軸中同時進行的變換(點反演) 因為宇稱變換會將一個現象轉化為其的鏡像,所以宇稱變換也可以被形容成一個測試左右手座標系的物理現象。在宇稱變換之中,假設變換是在右手座標系,這樣的變換在左手座標系看來就可以被認為是一個身分轉換,反之亦然。 大部分的標準模型在宇稱底下,都呈現宇稱對稱,但弱交互作用卻會破壞這種對稱性。 在任何一維的三維座標系下,P的矩陣的行列式.
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对应原理
對應原理(correspondence principle)表明,在大量子數極限下,量子物理對於物理系統所給出的預測應該符合經典物理的預測。更仔細地說,為了在微觀層級正確地描述物質而對於經典理論做出的任何修改,其所獲得的結果當延伸至宏觀層級時,必須符合通過多次實驗檢試的經典定律。 尼爾斯·玻爾於1920年表述出對應原理,但他先前於1913年在發展原子的玻爾模型時,就已經使用到這原理。 更廣義地,對應原理代表一種信念,即在大量子數極限下,新理論應該能夠在舊理論的工作區域內複製已建立的舊理論。 經典物理量是以可觀察量的期望值的形式出現於量子力學。埃倫費斯特定理展示出,在量子力學裏,可觀察量的期望值隨著時間流易的演化方式,這演化方式貌似經典演化方式。因此,假若將經典物理量與可觀察量的期望值關聯在一起,則對應原理是埃倫費斯特定理的後果。.
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導航波
論物理學中,導航波理論(英文:pilot wave theory)是與量子力學相關的隱變量理論中的第一個例子,由德布罗意於1927年提出。 其更現代的版本為玻姆詮釋(Bohm interpretation),於1952年由玻姆提出。有別於傳統哥本哈根學派所採用機率波的詮釋,此一隱變量理論具有一定程度的爭議性,試圖將量子力學的實驗結果詮釋為一項決定性理論,以避免一些麻煩,如:瞬間的波函數塌縮以及薛丁格貓這樣的悖論。與其他量子力學詮釋使用相同數學式,因此相關量子力學實驗證據也可支持本理論。 2009年後,法國科學家等人利用矽油滴等流體進行實驗,製造出類比單粒子量子系統的效果,將導航波理論「實體化」。此實驗結果讓部份科學家對傳統上機率波詮釋產生一定的懷疑。.
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尘埃解
在广义相对论中,尘埃解(英文:dust solution)是爱因斯坦场方程的一个精确解。这一解所对应的引力场完全由质量、动量和拥有正的密度但压强为零的理想流体的应力密度所产生。尘埃解是广义相对论的流体解中最为重要的特殊情形。 尘埃解中零压强的理想流体可以理解成一组互相之间只有引力相互作用的尘埃粒子的模型。因此,尘埃解常被用于宇宙学中的一些理想宇宙模型中,在其中尘埃粒子可作为星系、星系团和超星系团的高度理想化模型。在天体物理学中,尘埃解被用于引力坍缩的模型。此外,如果将恒星抽象成真空中的一个流体球,则尘埃解可以用于描述大质量物体周围的吸积盘。.
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巴巴散射
量子电动力学中,巴巴散射(英文:BhaBha Scattering)是指电子-反电子的散射过程,其中伴随有交换虚光子: 巴巴散射散射振幅的领头项包含有两个费曼图的贡献:一个是湮灭过程,一个是散射过程。巴巴散射的散射率在正负电子对撞机中被用来当作光度的监视指标。在经典电动力学中,巴巴散射实际就是正负电子通过库仑力相互吸引的过程。 巴巴散射的名称来源于印度物理学家霍米·J·巴巴(Homi J.
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不变质量
不变质量(invariant mass)或称内秉质量(intrinsic mass)、固有质量(proper mass),亦常简称为质量,指的是一个物体或一个物体系统由总能量和动量构成的在所有参考系下都相同的一个洛仑兹不变量。当这个系统作为整体保持静止时,不变质量等于系统的总能量除以光速的平方,这也等于这个系统在一个与之相对静止的秤上称得的质量。如果系统由一个单一粒子组成,不变质量也称作这个粒子的静止质量。 由于一个孤立系统的质心总保持匀速直线运动,因此观察者总可以选择这样一个参考系,使系统在这一参考系中的总动量为零,即相对这个参考系为静止。这样的参考系称作质心系,这时系统的不变质量就等于系统的总能量除以光速的平方。这个於质心系下的总能量,可以被看作是系统在不同惯性系下可能被观测到所具有能量的“最小值”。 在多粒子系统的情形下,质心系中的粒子彼此之间可能会存在相对运动,并有可能存在一种或多种基本相互作用。这时粒子的动能和力场的势能会增大系统的总能量,使之大于所有粒子的静止质量之和,这部分能量也对系统的不变质量有贡献。.
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不确定性原理
在量子力學裏,不確定性原理(uncertainty principle,又譯測不準原理)表明,粒子的位置與動量不可同時被確定,位置的不確定性越小,則動量的不確定性越大,反之亦然。對於不同的案例,不確定性的內涵也不一樣,它可以是觀察者對於某種數量的信息的缺乏程度,也可以是對於某種數量的測量誤差大小,或者是一個系綜的類似製備的系統所具有的統計學擴散數值。 維爾納·海森堡於1927年發表論文《論量子理論運動學與力學的物理內涵》給出這原理的原本啟發式論述,希望能夠成功地定性分析與表述簡單量子實驗的物理性質。這原理又稱為「海森堡不确定性原理」。同年稍後,嚴格地數學表述出位置與動量的不確定性關係式。兩年後,又將肯納德的關係式加以推廣。 类似的不确定性關係式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。由於不確定性原理是量子力學的基要理論,很多一般實驗都時常會涉及到關於它的一些問題。有些實驗會特別檢驗這原理或類似的原理。例如,檢驗發生於超導系統或量子光學系統的「數字-相位不確定性原理」。對於不確定性原理的相關研究可以用來發展引力波干涉儀所需要的低噪聲科技。.
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希格斯場
希格斯場(Higgs field),以物理學家彼得·希格斯姓氏為名,是一種假定遍佈於全宇宙的量子場。按照標準模型的希格斯機制,某些基本粒子因為與希格斯場之間交互作用而獲得質量。希格斯玻色子是希格斯場的振動。假若能夠尋找到希格斯玻色子,則可以明確地證實希格斯場也存在於宇宙,就好像從觀察海面的波浪可以推論出大海的存在。連帶地,也可確認希格斯機制與標準模型基本無誤。 在標準模型裏,W玻色子與Z玻色子藉著應用希格斯機制於希格斯場而獲得質量,費米子藉著應用希格斯機制於希格斯場與費米子場的湯川耦合而獲得質量。只有希格斯玻色子不倚賴希格斯機制獲得質量。不过儘管希格斯機制已被證實,它仍舊不能給出所有質量,而只能將質量賦予某些基本粒子。例如,像質子、中子一類複合粒子的質量,只有約1%是歸因於將質量賦予夸克的希格斯機制,剩餘約99%是夸克的動能與強交互作用的零質量膠子的能量。.
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下擊暴流
下擊暴流(英文:Downburst)是在地面或地面附近由对流性下沉气流引起的破壞性的强风,水平尺度从1公里到10公里。由日本氣象學家藤田哲也發現,在地面或靠近地面可產生平均風速可達17.9米/秒的氣流。 藤田哲也將下擊暴流分為微暴流和巨暴流,影響範圍在4公里以內稱作「微暴流」,4公里以上稱為「巨暴流」。.
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干涉 (物理学)
干涉(interference)在物理学中,指的是兩列或两列以上的波在空间中重疊時发生叠加,从而形成新波形的現象。 例如采用分束器将一束单色光束分成两束后,再让它们在空间中的某个区域内重叠,将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的:其明暗程度随其在空间中位置的不同而变化,最亮的地方超过了原先两束光的光强之和,而最暗的地方光强有可能为零,这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。在历史上,干涉现象及其相关实验是证明光的波动性的重要依据 ,但光的这种干涉性质直到十九世纪初才逐渐被人们发现,主要原因是相干光源的不易获得。 为了获得可以观测到可见光干涉的相干光源,人们发明制造了各种产生相干光的光学器件以及干涉仪,这些干涉仪在当时都具有非常高的测量精度:阿尔伯特·迈克耳孙就借助迈克耳孙干涉仪完成了著名的迈克耳孙-莫雷实验,得到了以太风观测的零结果。迈克耳孙也利用此干涉仪測得的精確長度,並因此獲得了1907年的諾貝爾物理學獎。而在二十世纪六十年代之后,激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用,在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。现在人们知道,两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果,而由于光的波粒二象性,光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。.
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平衡 (物理學)
在物理學上,平衡是指一種穩定狀態。在各種物理學領域中有不同的結果,如力學平衡、熱力學平衡、靜電平衡等,舉例來說,力學平衡中在一系統或一質點上,一物體所受合力為0,則稱為平移平衡;合力矩為0,則稱為轉動平衡;若物體合力為0且以等速度移動,則稱等速平衡;若怡物體動量不變,衝量為0,也就是其受力穩定,則稱加速平衡;若一物體不但合力為0,且合力矩也為0,則稱靜力平衡。.
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广义相对论中的开普勒问题
广义相对论中的开普勒问题,是指在广义相对论的框架下求解存在引力相互作用的两体动力学问题。在典型情况下以及本文中,其中一个物体的质量m和另一个物体的质量M相比可忽略,这种近似对应着实际情形中地球绕太阳公转,以及一个光子在一颗恒星的引力场中的运动等问题。在这些情形下,可以认为大质量M的位置在空间中是固定的,并且只有大质量的引力场对周围时空曲率变化有贡献。这时的时空曲率可由爱因斯坦场方程的史瓦西解来描述;而小质量m(以下简称“粒子”)的运动可由史瓦西解的测地线方程来描述。由于假设小质量m是点状的无尺寸粒子,两者之间的潮汐力可忽略。 从测地线方程可以推出广义相对论的关键性实验证据,著名的水星近日点的进动,以及光线在太阳引力场中的偏折。对于前者,广义相对论为观测到的这一现象提供了漂亮的解释,而后者则是广义相对论的--名预言,其正确性被亚瑟·爱丁顿爵士的实验观测所证实。 广义相对论的两体问题中还涉及了引力辐射造成的轨道衰减,这是一个纯粹的相对论效应,没有对应的经典力学版本。这个问题并不包含在史瓦西解中,请参见引力辐射和引力波天文学。.
亚尔科夫斯基效应
亚尔科夫斯基效应(Yarkovsky effect), 亦称雅科夫斯基效应、雅可夫斯基效應,是指当小行星吸收阳光和释放热量时对小行星产生的微小的推动力。准确来说,即是一个旋转物体由于受在太空中的带有动量的热量光子的各向异性放射而产生的力。此效应在直径10厘米至10公里的天体(流星、陨石和小行星)上较为明显。.
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交叉分子束方法
交叉分子束方法是用來研究反應動態學的一種實驗技術,由兩個不同噴嘴噴發出兩股不同的分子(或原子)束,在一高真空的反應腔中形成交叉,使分子或原子產生碰撞而散射。可以藉此探討化學反應中的分子動力機制,以及偵測出化學反應中的分子碰撞現象 。.
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交換子
在抽象代数中,一个群的交換子(commutator)或换位子是一个二元運算子。设g及h 是 群G中的元素,他們的交換子是g −1 h −1 gh,常記為。只有当g和h符合交换律(即gh.
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康普頓波長
阿瑟·康普頓。 粒子的康普頓波長(Compton wavelength)λ,其關係式如下: 式中的變數符號 定義約化康普頓波長 \bar為 根據CODATA 2014的數值,電子的康普頓波長是2.4263102367(11)×10-12 m。 不同的粒子,有不同的康普頓波長.
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康普頓散射
在原子物理学中,康普顿散射,或称康普顿效应(Compton effect),是指当X射线或伽马射线的光子跟物质相互作用,因失去能量而导致波长变长的现象。相应的还存在逆康普顿效应——光子获得能量引起波长变短。这一波长变化的幅度被称为康普顿偏移。 康普顿效应通常指物质电子雲与光子的相互作用,但还有物质原子核与光子的相互作用——核康普顿效应存在。.
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互补原理
在量子力學裏,互補原理(complementarity principle)是尼爾斯·玻爾於1927年提出的一個基礎原理,是哥本哈根詮釋的角石。在不同學術領域,互補原理常被用來解釋迥然不同的現象,對於這些用法,互補原理蘊含的意義大不相同,所根據的操作機制也完全不同。 概念而言,微觀物體具有波动性或粒子性,有時會表現出波動性,有時會表現出粒子性。波動性指的是波動所具有的波長與頻率意味著它在空間方面與時間方面都具有延伸性。粒子性指的是粒子總是可以被觀測到其在某時間與某空間的明確位置與動量的性質。 當描述微觀物體的量子行為時,必須同時思考其波動性與粒子性。互補原理闡明,不能用單獨一種概念來完備地描述整體量子现象,為了完備地描述整體量子现象,必須將分別描述波動性、粒子性的概念都囊括在內。這兩種概念可以視為同一個硬幣的兩面。按照玻爾的說法,微觀物體的波動性與粒子性互補。 理論而言,根據位置-動量不確定性原理,在描述微觀物體的量子行為時,位置的不確定性越小,則動量的不確定性越大;反之亦然。類似地,根據能量-時間不確定性原理,能量的不確定性越小,則測量時間的不確定性越大;反之亦然。在這裏,互補原理指的是量子力學所給出的信息,對於任何一對不相容可觀察量,由於不確定性原理,其中一個可觀察量的不確定性越小,則另一個可觀察量的不確定性越大,反之亦然。這一對不相容可觀察量互補。玻爾主張,因為不確定性原理,位置與動量互補,能量與測量時間互補。 從實驗方面來說,再精緻的設計,也只能演示出一部份量子現象,無法演示出全部量子現象。舉例而言,在量子擦除實驗裏,路徑信息透露粒子經過的是哪條路徑,而干涉圖樣顯露波動相互干涉所形成的圖樣,觀測到越多路徑信息,則干涉圖樣的可視性越低;反之亦然。單獨一種實驗無法同時完整地觀測到這兩種現象,需要用兩種不同的實驗設置才能完整地觀測到這兩種現象。因此可以推論,整個實驗與觀測結果密切相關,只有在實驗的框架內,物體被觀測的性質才具有意義,才能夠被確切決定。對於量子擦除實驗,玻爾會說,路徑信息與干涉圖樣互補。.
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廣義相對論
广义相对论是現代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律與狭义相对论加以推廣。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量與动量联系在一起。 从广义相对论得到的部分预言和经典物理中的对应预言非常不同,尤其是有关时间流易、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——广义相对论虽然并非当今描述引力的唯一理论,但却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过仍然有一些问题至今未能解决。最为基础的即是广义相对论和量子物理的定律应如何统一以形成完备并且自洽的量子引力理论。 爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用。比如它预言了某些大质量恒星终结后,会形成时空极度扭曲以至于所有物质(包括光)都无法逸出的区域,黑洞。有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们可能观察到处于遥远位置的同一个天体形成的多个像。广义相对论还预言了引力波的存在。引力波已经由激光干涉引力波天文台在2015年9月直接观测到。此外,广义相对论还是现代宇宙学中的的理论基础。.
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廣義相對論中的質量
廣義相對論中的質量此一概念較之於狹義相對論中的質量更為複雜。事實上廣義相對論並沒有對「質量」這一詞彙提供單一的定義,而是提供了許多不同的定義,適用於不同的場合。在一些場合下,廣義相對論中一系統之質量甚至可能是無法定義的。.
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廣義相對論入門
广义相对论是一种关于引力的理论,它在1907年到1915年由爱因斯坦完成。根据广义相对论,物质之间的引力来自于时空的弯曲。 在广义相对论出现之前的200多年间,牛顿万有引力定律被广泛接受,它成功地解释了物质之间的引力作用。在牛顿的定律中,引力来自大质量物质之间的相互吸引。虽然牛顿也不知道这种力的本质,但它在描述运动时却非常成功。 但是,实验和观测都显示,爱因斯坦对引力的描述能够解释多个由牛顿定律无法解释的现象,比如水星和其他行星轨道的反常的进动。广义相对论还预言了一些关于引力的显著效应,比如引力波和引力透镜,还有引力场引发的时间膨胀。2016年2月11日,LIGO團隊於華盛頓舉行的一場記者會上共同宣布人類對於重力波的首個直接探測結果。所探測到的重力波來源於雙黑洞融合。 广义相对论已经成为现代天体物理学的重要工具。它提供了现在理解黑洞(一个引力强大到使光都无法逃逸的空间区域)的基础。其强大的引力也使一些天体(比如活动星系核和X射线双星)发射出强烈的辐射。广义相对论也是宇宙学的标準大爆炸模型的理论框架中的一部分。 然而,到现在仍然有大量的问题没有解决,其中最根本的是广义相对论如何和量子力学结合而产生一个完整一致的量子引力理论。.
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伊斯蘭黃金時代
伊斯蘭黃金時代(阿拉伯語:حضارة إسلامية)又稱伊斯蘭復興,其时间跨度在習慣上是指公元762年—13世紀之間的500年,近來的一些學術研究將之延展至15世紀。在這段時期,伊斯蘭世界的藝術家、工程師、學者、詩人、哲學家、地理學家及商人輩出,在傳統學術的基礎上保留並促進了藝術、農業、經濟、工業、法律、文學、航海、哲學、科學、社會學、科技各方面的發展,並在基礎之上對這些方面實施改革創新Science in medieval Islam: an illustrated introduction,第270頁。作家-zh-tw:霍華·透納;zh-cn:霍华德·特纳;zh-hk:侯活·特納;-寫道:「穆斯林藝術家、科學家、傑出人物及工人合力創造了一種獨一無二的文化,直接及間接地影響到各個大陸上的社會。.
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引力波天文学
引力波天文学(Gravitational-wave astronomy)是观测天文学20世纪中叶以来逐渐兴起的一个新兴分支,其发展基础是广义相对论中引力的辐射理论在各类相对论性天体系统研究中的应用。传统天文学主要是使用电磁波來觀測各種天體系統,而引力波天文学則是通过引力波来观测发出引力辐射的天体系统。由于万有引力相互作用和电磁相互作用相比强度十分微弱,引力波的直接观测需要利用到當今最高端科技。 阿尔伯特·爱因斯坦於1915年发表广义相对论,隔年他又在理论上预言引力波的存在。然而,在之後一世紀時間,引力波都未能在实验上直接被检测到。間接的觀測最早是1974年普林斯顿大学的拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现的脉冲双星,PSR 1913+16,其軌道的演化遵守引力波理論的預測,兩人因此榮獲1993年諾貝爾物理學獎。隨後,又觀測到很多其它脈衝雙星,它們的軌道的演化都符合引力波理論的預測。 2016年2月11日,LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊於華盛頓舉行的一場記者會上宣布人類對於重力波的首個直接探測結果。所探測到的重力波來源於雙黑洞併合。兩個黑洞分別估計為29及36倍太陽質量,這次探測為物理學家史上首次由地面直接成功探測重力波。同年6月15日,LIGO團隊宣布,第二次直接探測到重力波。所探測到的重力波也來源於雙黑洞併合。兩個黑洞分別估計為14.2及7.8倍太陽質量,之後,又陸續確認探測到多次重力波事件。巴里·巴里什,莱纳·魏斯及基普·索恩因领导此项工作而荣获2017年诺贝尔物理学奖。.
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位置空间与动量空间
位置空间与动量空间是物理学中一对联系紧密的矢量空间。 位置空间(或称实空间、坐标空间)是空间中所有物体的位置向量r的集合。这个空间通常是三维的。位置向量定义了空间中的一个点。如果位置向量随时间会发生变化的话,那么它就可以描绘出一个路径或一个面,如粒子的运动轨迹。 动量空间是空间中所有物体的动量向量的集合。这个空间通常也是三维的。一个物体的动量可以反映它的运动情况。无论在经典力学还是在量子力学中,动量都是非常重要的一个概念。然而,依据量子力学的德布罗意关系,p.
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位置算符
在量子力學裏,位置算符(position operator)是一種量子算符。對應於位置算符的可觀察量是粒子的位置。位置算符的本徵值是位置向量。採用狄拉克標記,位置算符 \hat 的本徵態 |x\rang 滿足方程式 其中,x 是本徵值,是量子態為 |x\rang 的粒子所處的位置,x 只是一個數值。.
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佩爾頓式水輪機
佩爾頓式水輪機(又譯:佩爾頓水車或伯爾頓式水輪機,Pelton wheel或Pelton Turbine)為衝擊式水輪機的一種,它是在1870年代由美國發明家所開發。佩爾頓式水輪機是利用水流動並衝擊水車時來取得能量,不同於利用水自身重量來帶動的傳統上射式水車。早在佩爾頓的設計發表前,便已有多種不同的衝擊式水輪機版本已經存在,然而它們的工作效率上,比起佩爾頓的設計來的更低。在水離開水車後,水通常仍具有速度,將水車的許多動能一併給浪費掉。佩爾頓的划槳幾何設計,使得動輪跑在水射流速度的一半後,僅用極低的速度離開動輪;因此佩爾頓的設計幾乎完全擷取了水的衝擊能量,如此一來便可擁有一部具有高效能的水輪機。.
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彈性碰撞
彈性碰撞是碰撞前後整個系統動能不變的碰撞。彈性碰撞的必要條件是動能沒有轉成其他形式的能量(熱能、轉動能量),例如原子的碰撞。.
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微积分学
微積分學(Calculus,拉丁语意为计数用的小石頭) 是研究極限、微分學、積分學和無窮級數等的一個數學分支,並成為了現代大學教育的重要组成部分。歷史上,微積分曾經指無窮小的計算。更本質的講,微積分學是一門研究變化的科學,正如:幾何學是研究形狀的科學、代數學是研究代數運算和解方程的科學一樣。微積分學又稱為“初等數學分析”。 微積分學在科學、經濟學、商業管理學和工業工程學領域有廣泛的應用,用來解决那些僅依靠代數學和幾何學不能有效解決的問題。微積分學在代數學和解析幾何學的基礎上建立起来,主要包括微分學、積分學。微分學包括求導數的運算,是一套關於變化率的理論。它使得函數、速度、加速度和斜率等均可用一套通用的符號進行演绎。積分學,包括求積分的運算,為定義和計算長度、面積、體積等提供一套通用的方法。微積分學基本定理指出,微分和積分互為逆運算,這也是兩種理論被統一成微積分學的原因。我們能以兩者中任意一者為起點來討論微積分學,但是在教學中一般會先引入微分學。在更深的數學領域中,高等微積分學通常被稱為分析學,並被定義為研究函數的科學,是現代數學的主要分支之一。.
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德布罗意方程组
德布羅意方程組是描述物質波的方程組。德布罗意方程组描述了波长 \lambda 与动量 p、频率 \nu 与总能 E 之间的关系。 路易·德布羅意受光的波粒二象性启发,认为微观粒子也有波粒二象性。描述波的物理量为频率、波长;而描述粒子的物理量为能量、动量。德布罗意方程将这两组物理量联系在一起。.
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快子
--(tachyon)也称为--、速子,是一种理论上预测的超光速次原子粒子。这种由相对论衍生出的假想粒子,总是以超过光速的速度在运动。快子与一般物质(相应称为慢子(tardyon))的相互作用可能不明显,所以即使其存在也不一定能侦测得到。在狭义相对论中,快子具有类空的四维动量和虚的原时,并被限定在能量-动量图中的类空区间部分。因此,它无法降低速度至亚光速状态。.
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在壳和离壳
物理上,特别是量子场论中,物理系统的满足经典运动方程的位形称为在壳的,而其它的则称为离壳的。 例如,在经典力学上的作用量表达中,变分原理的极值解是在壳的,而欧拉-拉格朗日方程就是在壳方程(也即,它们在离壳的情况不成立)。诺特定理也是在壳定理。.
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场 (物理)
在物理裡,場(Field)是一個以時空為變數的物理量。 場可以分為純量場、向量場和張量場等,依據場在時空中每一點的值是純量、向量還是張量而定。例如,古典重力場是一個向量場:標示重力場在時空中每一個的值需要三個量,此即為重力場在每一點的重力場向量分量。更進一步地,在每一範疇(純量、向量、張量)之中,場還可以分為「古典場」和「量子場」兩種,依據場的值是數字或量子算符而定。 場被認為是延伸至整個空間的,但實際上,每一個已知的場在夠遠的距離下,都會縮減至無法量測的程度。例如,在牛頓萬有引力定律裡,重力場的強度是和距離平方成反比的,因此地球的重力場會隨著距離很快地變得不可測得(在宇宙的尺度之下)。 定義場是一個「空間裡的數」,這不應該減損場在物理上所有的真實性。「場佔有空間。場含有能量、动量。場的存在排除了真正的真空。」 真空中沒有物質,但並不是沒有場的。場形成了一個「空間的狀態」,因此當我們在場內放入一個粒子,這個粒子會感覺到力。 當一個電荷移動時,另一個電荷並不會立刻感應到。第一個電荷會感應到一個反作用力,並獲得動量,但第二個電荷則沒有感應,直到第一個電荷移動的影響以光速傳遞到第二個電荷那裡,並給予其動量之後。場的存在解決了關於第二個電荷移動前,動量存在在哪裡的問題。因為依據動量守恆定律,動量必存在於某處。物理學家認為動量應該存在於場之中。如此的認定讓物理學家們相信電磁場是真實的存在,使得場的概念成為整個現代物理的範式。.
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化学年表
化学年表列出了深远地改变人们对化学这门现代科学认识的重要著作、发现、思想、发明以及实验等。化学作为一门对物质组成和相互作用进行研究的自然科学,虽然其根源可以追溯到自有文字记载之时,但我们可以认为现代化学史是从英国科学家罗伯特·波义耳开始的。 后来被引入到现代化学中的早期思想主要有两个:一是自然哲学家(例如亚里士多德和德谟克利特)试图使用演绎推理来解释所处的世界,二是炼金术士(例如贾比尔和拉齐)和炼丹家(比如孙思邈和葛洪)试图使用实验方法来延长生命或进行物质的转化,例如用丹炉炼金丹,或将贱金属转化成金。 17世纪时,“演绎”和“实验”两种思想正融合到了一起,这种处于发展中的思想被称为科学方法。随着科学方法的引入,现代化学诞生了。 被称为“中心科学”的化学很大程度上受到其他学科的影响,也在许多科学技术领域发挥着强大的影响力。许多化学领域的重大事件对其他领域来说也是关键的发现,如物理学、生物学、天文学、地质学、材料科学,不一而足 。.
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圓周率
圓周率是一个数学常数,为一个圆的周长和其直径的比率,约等於3.14159。它在18世纪中期之后一般用希腊字母π指代,有时也拼写为“pi”()。 因为π是一个无理数,所以它不能用分数完全表示出来(即它的小数部分是一个无限不循环小数)。当然,它可以用像\frac般的有理数的近似值表示。π的数字序列被認為是随机分布的,有一种统计上特别的随机性,但至今未能证明。此外,π还是一个超越数——它不是任何有理数系数多项式的根。由於π的超越性质,因此不可能用尺规作图解化圆为方的问题。 几个文明古国在很早就需要计算出π的较精确的值以便于生产中的计算。公元5世纪时,南朝宋数学家祖冲之用几何方法将圆周率计算到小数点后7位数字。大约同一时间,印度的数学家也将圆周率计算到小数点后5位。历史上首个π的精确无穷级数公式(即π的莱布尼茨公式)直到约1000年后才由印度数学家发现。在20和21世纪,由于计算机技术的快速发展,借助计算机的计算使得π的精度急速提高。截至2015年,π的十进制精度已高达1013位。当前人类计算π的值的主要原因为打破记录、测试超级计算机的计算能力和高精度乘法算法,因为几乎所有的科学研究对π的精度要求都不会超过几百位。 因为π的定义中涉及圆,所以π在三角学和几何学的许多公式,特别是在圆形、椭球形或球形相關公式中广泛应用。由于用於特征值这一特殊作用,它也在一些数学和科学领域(例如数论和统计中计算数据的几何形状)中出现,也在宇宙学,热力学,力学和电磁学中有所出现。π的广泛应用使它成为科学界内外最广为人知的常数之一。人们已经出版了几本专门介绍π的书籍,圆周率日(3月14日)和π值计算突破记录也往往会成为报纸的新闻头条。此外,背诵π值的世界记录已经达到70,000位的精度。.
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圓周運動
在物理學中,圓周運動是指运动轨迹为圆或圆的一部分的一种运动。 圓周運動的例子有:一個轨道为圆的人造衛星的运动、一个電子垂直地進入一個均勻的磁場时所做的运动等等。.
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刚体
在物理学裏,理想刚体(rigid body)是一種有限尺寸,可以忽略形变的固体。不论是否感受到外力,在刚体內部,質點與質點之间的距离都不会改变。这种理想模型适用条件是,运动过程比固体中的弹性波的传播要缓慢得多。根據相對論,這種物體不可能實際存在,但物體通常可以假定為完美剛體,前提是必須滿足運動速度遠小於光速的條件。 在经典力学裡,刚体通常被視為连续质量分佈体;在量子力学裏,刚体被視為一群粒子的聚集。例如,分子(由假定為質點的电子与核子组成)时常會被视为刚体。.
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哈密頓系統
哈密頓系統是物理學和古典力學中的一個實體系統,是動力系統的一個特例——其中的力和動量是不變量。哈密頓系統研究的是哈密頓力學。 在數學中,汉密顿系统是一個可以書寫成哈密頓方程式形式的微分方程系統。哈密頓系統通常可以用哈密頓向量場公式表示在辛流形或帕松流形上。.
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哈密顿力学
哈密顿力学是哈密顿于1833年建立的经典力学的重新表述,它由拉格朗日力学演变而来。拉格朗日力学是经典力学的另一表述,由拉格朗日于1788年建立。哈密顿力学与拉格朗日力学不同的是前者可以使用辛空间而不依赖于拉格朗日力学表述。关于这点请参看其数学表述。 适合用哈密顿力学表述的动力系统称为哈密顿系统。.
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內含及外延性質
在物理學中,內含性質(intensive property)是指系統中不隨系統大小或系統中物質多少而改變的物理性质 Engineering Thermodynamics p.19, M. David Burghardt, James A. Harbach, Harper Collins 1992, 0-06-041049-3,內含性質是的物理量。 相反的,外延性質(extensive property)是指系統中會和系統大小或系統中物質多少成比例改變的物理性质,二個個別獨立,不相關的系統,其外延性質有加成性,個別系統外延性質的和就是總系統的外延性質 Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (3rd edn.
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六维空间
六維空間 是指任何擁有六個維度的空間,,並且需要六個數據或坐標來指定該空間中的位置。這些座標可以有無限多種 但最有趣的是更簡單的模型的一些方面的環境。 其中最有趣的是六維歐幾里得空間, 在其之中可構造出六維多胞形以及五維球面。 六維有限空間 以及 雙曲空間同時也被研究,具有恆定的正和負曲率。 以狹義來說,六維歐幾里得空間,ℝ6,是通過將所有實六元數視為該空間的六個向量而生成的。因此,它具有所有歐氏空間的性質,因此它是線性的,具有度量和一組完整的向量操作。特別地,兩個六維向量之間的點積容易定義,並且可以用於計算度量。 6 × 6的點積可以用於描述例如定點旋轉變換的幾何操作。 以廣義來說的,任何可以用六個坐標描述的空間, 不一定必須要是歐幾里得空間,但必須是六維的。其中一個例子就是六維球面的表面, S6。這是七維歐幾里得空間中與原點等距的所有點的集合。 這個約束減少了描述六維球面上的所有的點所需的坐標數量,因此它具有六個維度。這種非歐幾里得空間比歐幾里德空間更為常見,在六個維度上它們具有更多的應用。.
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关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话
《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(Dialogo sopra i due massimi systemi del mondo, tolemaico e copernicano)是伽利略撰写的一部天文学著作,于1632年在意大利出版。.
兆電子伏特加速器
兆電子伏特加速器(Tevatron),又譯為正負質子對撞機,是一座圓形粒子加速器(或稱同步迴旋加速器(synchrotron)),設在美國伊利諾州巴达维亚的費米實驗室。兆電子伏特加速器曾為世界上运行能量最高的粒子對撞機。兆電子伏特加速器將質子與反質子於6.3公里的環中加速,使其能量達到1TeV.
查看 动量和兆電子伏特加速器
光子
| mean_lifetime.
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克莱因-戈尔登方程
克莱因-戈尔登方程式(Klein-Gordon equation)是相对论量子力学和量子场论中的最基本方程式,它是薛定谔方程式的狭义相对论形式,用于描述自旋为零的粒子。克莱因-戈尔登方程式是由瑞典理论物理学家奥斯卡·克莱因和德国人沃尔特·戈尔登于二十世纪二三十年代分别独立推导得出的。.
查看 动量和克莱因-戈尔登方程
克里斯蒂安·惠更斯
克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,),荷兰物理学家、天文学家和数学家,土卫六的发现者。他还发现了猎户座大星云和土星光环。.
查看 动量和克里斯蒂安·惠更斯
克林顿·戴维孙
柯林頓·戴維森(Clinton Davisson,),美国物理学家,曾在贝尔实验室長期工作。他與雷斯特·革末,在戴維森-革末實驗裏,共同合作發現電子繞射現象。因此,戴維森和喬治·湯姆森於 1937 年一起榮获诺贝尔物理学奖。湯姆森也在同時獨立地發現電子繞射現象。.
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勞侖茲因子
--因子是一个出現在狹義相對論中的速記因子,得名於荷兰物理学家亨德里克·洛伦兹,被用于计算時間膨脹、长度收缩、相对论质量等相對論效應。.
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動量算符
在量子力學裏,動量算符(momentum operator)是一種算符,可以用來計算一個或多個粒子的動量。對於一個不帶電荷、沒有自旋的粒子,作用於波函數 \psi(x)\,\! 的動量算符可以寫為 其中,\hat\,\! 是動量算符,\hbar\,\! 是約化普朗克常數,i\,\! 是虛數單位,x\,\! 是位置。 給予一個粒子的波函數 \psi(x)\,\! ,這粒子的動量期望值為 其中,p\,\! 是動量。.
查看 动量和動量算符
動態摩擦
在天體物理學之中,動態摩擦描述一物體在空間中移動時,受到周遭其他物體的重力影響而損失動量與動能的現象。動態摩擦最早由錢德拉塞卡於1943年時提出並且進行詳細的探討。.
查看 动量和動態摩擦
固有速度
對論中,固有速度(Proper velocity,也稱作Celerity)是在速度以外可用來測量運動的物理量。相對於一位觀察者的速度是每單位時間的距離,其中距離與時間都是由該觀察者所測量,即;相對於該觀察者的固有速度,則是觀察者測量的距離除以受觀察的移動物體所攜帶的時鐘所經過的時間(原時τ),即。從固有速度的定義也可看出:固有速度是四維速度的三維空間分量。 在低速度情形下,固有速度與速度相等;然而在高速度的情形(接近光速c),採用固有速度來描述運動現象反而能保有原先牛頓力學中使用速度的數學形式。舉例來說,固有速度等於每單位質量下的動量,在任何速率下皆成立,因此沒有上限。如同右圖所顯示,在高速度下,固有速度也與移動物體的能量呈正比。 固有速度是(座標)速度與勞侖茲因子的乘積。對於單方向運動來說,固有速度也與快度 η呈簡單關係式:.
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四維力
四維力(four-force)是古典力學中的力物理量在相對論中對應的四維版本。.
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四維矢量
在相對論裏,四維向量(four-vector)是實值四維向量空間裏的矢量。這四維向量空間稱為閔考斯基時空。四維向量的分量分別為在某個時間點與三維空間點的四個數量。在閔考斯基時空內的任何一點,都代表一個「事件」,可以用四維向量表示。從任意慣性參考系觀察某事件所獲得的四維向量,通過勞侖茲變換,可以變換為從其它慣性參考系觀察該事件所獲得的四維向量。 本文章只思考在狹義相對論範圍內的四維向量,儘管四維向量的概念延伸至廣義相對論。在本文章內寫出的一些結果,必須加以修改,才能在廣義相對論範圍內成立。.
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四维动量
狭义相对论和广义相对论中,四维动量(英文:four-momentum)是经典的三维动量在四维时空中的相对论化形式。动量是三维空间中的矢量,而类似地四维动量是时空中的四维矢量。引入四维动量的原因是它在洛伦兹变换下是協變性的。对于一个具有三维动量\vec p.
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BCS理论
BCS理论是解释常规超导体的超导电性的微观理论(所以也常意译为超导的微观理论)。该理论以其发明者约翰·巴丁、利昂·库珀和约翰·施里弗的名字首字母命名。.
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CPT對稱
CPT對稱是物理定律中一种对称性质,有此性质的物理量在时间(T,time)、电荷(C,Charge)及宇称(P,Parity)一起被反向变换(即正负变号)后不变。.
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状态方程 (宇宙学)
在宇宙学中,宇宙的状态方程(英文:Equation of state,EOS)被描述为一个理想流体的状态方程。这个状态方程的特征参数是一个无量纲参数w\,,它等于宇宙的能量-动量张量中压力p\,和能量密度\rho\,的比值: w.
玻尔兹曼方程
玻尔兹曼方程或玻尔兹曼输运方程(Boltzmann transport equation,BTE)是一个描述非热力学平衡状态的热力学系统统计行为的偏微分方程,由路德维希·玻尔兹曼于1872年提出。Encyclopaedia of Physics (2nd Edition), R.G. Lerner, G.L. Trigg, VHC publishers, 1991, ISBN (Verlagsgesellschaft) 3-527-26954-1, ISBN (VHC Inc.) 0-89573-752-3关于此方程描述的系统,一个经典的例子是空间中一具有温度梯度的流体。构成此流体的微粒通过随机而具有偏向性的流动使得热量从较热的区域流向较冷的区域。 在现今的论文中,“玻尔兹曼方程“这个术语常被用于更一般的意义上,它可以是任何涉及描述热力学系统中宏观量(如能量,电荷或粒子数)的变化的动力学方程。 波尔兹曼方程并不对流体中每个粒子的位置和动量做统计分析,而只考虑一群同时占据着空间中任意小(在数学上写作 d^3\mathbf )区域,且以位置矢量 \mathbf 末端为中心的粒子。这群粒子的动量在一段极短的时间内,相对于动量矢量 \mathbf 只有几乎同样小的变化(因此这些粒子在动量空间中也占据着任意小区域 d^3\mathbf )。 波尔兹曼方程可用于确定物理量是如何变化的,例如流体在输运过程中的热能和动量。我们还可以由此推导出其他的流体特征性质,例如粘度,导热性,以及导电率(将材料中的载流子视为气体)Encyclopaedia of Physics (2nd Edition), R.G.
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玻色子
在量子力學裡,粒子可以分為玻色子(boson)與費米子。Carroll, Sean (2007) Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 2 p. 43, The Teaching Company, ISBN 978-1-59803-350-2 "...boson: A force-carrying particle, as opposed to a matter particle (fermion).
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火箭推進榴彈
火箭推進榴彈是前蘇聯研製的單兵肩托式反裝甲支援武器(英文:Rocket-propelled grenade,縮寫:RPG;Ручной противотанковый гранатомет (РПГ)),現時一般所提及的RPG,往往是指當中最為著名的RPG-7。.
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獵戶座計劃
美國國家航空暨太空總署(NASA)參考一位藝術家的概念下,其為獵戶座計劃所設計出來的以核動力驅動的航天器。 獵戶座計劃(Project Orion)是一項旨在直接地以探測器後方一連串的原子弹爆炸來驅動(核脈衝推進)的航天器研究計劃。這種飞行器的早期版本被提及到從地面上起飛會帶有顯著相關的放射性落下灰(具有破壞環境以及危害生物的嚴重性災難);後來的版本顯示了只限用於太空的情景。 通過爆炸物質燃燒的火箭推進概念首先由俄羅斯爆炸物專家(Nikolai Kibalchich)在1881年所提出的,並且在1891年德國工程師(Hermann Ganswindt,发明家和火箭研究先驱)獨自研發出類似的概念。核動力的綜合提案首先由斯塔尼斯拉夫·烏拉姆(Stanislaw Ulam)在1946年提出的,並且由F.
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理论力学
论力学主要研究刚体的力学性能及运行规律,是力学的基础学科,由静力学、运动学和动力学三大部分组成。也有人认为运动学是动力学的一部分,而提出二分法。.
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碰撞
“碰撞”在物理学中表现为两粒子或物体间极短的相互作用。 碰撞前后参与物发生速度,动量或能量改变。由能量转移的方式区分为弹性碰撞和非弹性碰撞。彈性碰撞是碰撞前後整個系統的動能不變的碰撞。彈性碰撞的必要條件是動能沒有轉成其他形式的能量(熱能、轉動能量),例如原子的碰撞。非弹性碰撞是碰撞后整个系统的部分动能转换成至少其中一碰撞物的内能,使整个系统的动能无法守恒。 下面示例的碰撞原理的数学表述是由克里斯蒂安·惠更斯在1651年到1655年间提出的。.
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磁場
在電磁學裡,磁石、磁鐵、電流及含時電場,都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場;磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類,磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時,準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間,通過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子,像電子或正子等等,會產生自己內有的磁場,這是一種相對論性效應,並不是因為粒子運動而產生的。但是,對於大多數狀況,這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此,這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時,磁性物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度,就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量,當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡,很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應,可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內部磁場的相互作用。.
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磁矢势
磁矢势,又稱磁位、磁勢(magnetic potential),通常標記為 \mathbf 。磁向量勢的旋度是磁場,以方程式表示 其中,\mathbf 是磁場。 直觀而言,磁向量勢似乎不及磁場來得「自然」、「基本」,而在一般電磁學教科書亦多以磁場來定義磁向量勢。以前,很多學者認為磁向量勢並沒有實際意義,只是人為的物理量,除了方便計算以外,別無其它用途。但是,詹姆斯·馬克士威頗不以為然,他認為磁向量勢可以詮釋為「每單位電荷儲存的能量」,就好像電勢被詮釋為「每單位電荷儲存的能量」。相關論述,稍後會有更詳盡解釋。 磁向量勢並不是唯一定義的;其數值是相對的,相對於某設定數值。因此,學者會疑問到底儲存了多少動量?不論如何,磁向量勢確實具有實際意義。尤其是在量子力學裏,於1959年,阿哈諾夫-波姆效應闡明,假設一個帶電粒子移動經過某零電場、零磁場、非零磁向量勢場區域,則此帶電粒子的波函數相位會有所改變,因而導致可觀測到的干涉現象 。現在,越來越多學者認為電勢和磁向量勢比電場和磁場更基本。不單如此,有學者認為,甚至在經典電磁學裏,磁向量勢也具有明確的意義和直接的測量值。 磁向量勢與電勢可以共同用來設定電場與磁場。許多電磁學的方程式可以以電場與磁場寫出,或者以磁向量勢與電勢寫出。較高深的理論,像量子力學理論,偏好使用的是磁向量勢與電勢,而不是電場與磁場。因為,在這些學術領域裏所使用的拉格朗日量或哈密頓量,都是以磁向量勢與電勢表達,而不是以電場與磁場表達。 開爾文男爵最先於1851年引入磁向量勢的概念,並且給定磁向量勢與磁場之間的關係。.
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神盾局特工 (第四季)
《神盾局特工》第四季(Agents of S.H.I.E.L.D. Season 4)在2016年9月20日至2017年5月16日間於ABC首播,是根據漫威漫畫中的组织神盾局(國土戰略防禦攻擊與後勤保障局)改編,故事圍繞在探員菲爾·考森(克拉克·格雷格飾演)與其團隊的故事,由喬斯·溫登、與開創。 2016年3月3日,本季獲得ABC與漫威續訂,全季共22集,並於7月展開製作、隔年4月18日完成拍攝。2017年5月11日,ABC宣布續訂第5季。.
穆斯堡尔效应
斯堡尔效应,即原子核辐射的无反冲共振吸收。这个效应首先是由德国物理学家穆斯堡尔于1958年首次在实验中实现的,因此被命名为穆斯堡尔效应。应用穆斯堡尔效应可以研究原子核与周围环境的超精细相互作用,是一种非常精确的测量手段,其能量分辨率可高达10-13,并且抗干扰能力强、实验设备和技术相对简单、对样品无破坏。由于这些特点,穆斯堡尔效应一经发现,就迅速在物理学、化学、生物学、地质学、冶金学、矿物学、地质学等领域得到广泛应用。近年来穆斯堡尔效应也在一些新兴学科,如材料科学和表面科学开拓了应用前景。 理论上,当一个原子核由激发态跃迁到基态,发出一个γ射线光子。当这个光子遇到另一个同样的原子核时,就能够被共振吸收。但是实际情况中,处于自由状态的原子核要实现上述过程是困难的。因为原子核在放出一个光子的时候,自身也具有了一个反冲动量,这个反冲动量会使光子的能量减少。同样原理,吸收光子的原子核光子由于反冲效应,吸收的光子能量会有所增大。这样造成相同原子核的发射谱和吸收谱有一定差异,所以自由的原子核很难实现共振吸收。迄今为止,人们还没有在气体和不太粘稠的液体中观察到穆斯堡尔效应。 1957年底,穆斯堡尔提出实现γ射线共振吸收的关键在于消除反冲效应。如果在实验中把发射和吸收光子的原子核置于固体晶格中,那么出现反冲效应的就不再是单一的原子核,而是整个晶体。由于晶体的质量远远大于单一的原子核的质量,反冲能量就减少到可以忽略不计的程度,这样就可以实现穆斯堡尔效应。实验中原子核在发射或吸收光子时无反冲的概率叫做无反冲分数f,无反冲分数与光子能量、晶格的性质以及环境的温度有关。 穆斯堡尔使用191Os(锇)晶体作γ射线放射源,用191Ir(铱)晶体作吸收体,于1958年首次在实验上实现了原子核的无反冲共振吸收。为减少热运动对结果的影响,放射源和吸收源都冷却到88K。放射源安装在一个转盘上,可以相对吸收体作前后运动,用多普勒效应调节γ射线的能量。191Os经过β-衰变成为191Ir的激发态,191Ir的激发态可以发出能量为129 keV的γ射线,被吸收体吸收。实验发现,当转盘不动,即相对速度为0时共振吸收最强,并且吸收谱线的宽度很窄,每秒几厘米的速度就足以破坏共振。除了191Ir外,穆斯堡尔还观察到了187Re、177Hf、166Er等原子核的无反冲共振吸收。由于这些工作,穆斯堡尔被授予1961年的诺贝尔物理学奖。 截至2005年上半年,人们已经在固体和粘稠液体中实现了穆斯堡尔效应,样品的形态可以是晶体、非晶体、薄膜、固体表层、粉末、颗粒、冷冻溶液等等,涉及40余种元素90余种同位素的110余个跃迁。然而大部分同位素只能在低温下才能实现穆斯堡尔效应,有的需要使用液氮甚至液氦对样品进行冷却。在室温下只有57Fe、119Sn、151Eu三种同位素能够实现穆斯堡尔效应。其中57Fe的 14.4 keV 跃迁是人们最常用的、也是研究最多的谱线。 穆斯堡尔效应对环境的依赖性很高。细微的环境条件差异会对穆斯堡尔效应产生显著的影响。在实验中,为减少环境带来的影响,需要利用多普勒效应对γ射线光子的能量进行细微的调制。具体做法是令γ射线辐射源和吸收体之间具有一定的相对速度,通过调整v的大小来略微调整γ射线的能量,使其达到共振吸收,即吸收率达到最大,透射率达到最小。透射率与相对速度之间的变化曲线叫做穆斯堡尔谱。应用穆斯堡尔谱可以清楚地检查到原子核能级的移动和分裂,进而得到原子核的超精细场、原子的价态和对称性等方面的信息。应用穆斯堡尔谱研究原子核与核外环境的超精细相互作用的学科叫做穆斯堡尔谱学。 穆斯堡尔谱的宽度非常窄,因此具有极高的能量分辨本领。例如57Fe的 14.4 keV 跃迁,穆斯堡尔谱宽度与γ射线的能量之比ΔE/E~10-13,67Zn的 93.3 keV 跃迁ΔE/E~10-15,107Ag的93 keV 跃迁ΔE/E~10-22。因此穆斯堡尔效应一经发现就在各种精密频差测量中得到广泛应用。例如:.
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精細結構
在原子物理學裏,因為一階相對論性效應,與自旋-軌道耦合,而產生的原子譜線分裂,稱為精細結構。 非相對論性、不考慮自旋的電子產生的譜線稱為粗略結構。類氫原子的粗略結構只與主量子數n\,\!有關;更精確的模型,考慮到相對論效應與自旋-軌道效應,能夠分解能級的簡併,使譜線能更精細地分裂。相對於粗略結構,精細結構是一個(Z\alpha)^\,\!效應;其中,Z\,\!是原子序數,\alpha\,\!是精細結構常數。 精細結構修正包括相對論性的動能修正與自旋-軌道修正。整個哈密頓量H\,\!是 其中,H^\,\!是零微擾哈密頓量,H_\,\!是動能修正,H_\,\!是自旋-軌道修正。.
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粒子探测器
粒子探测器(Particle detector),是在物理实验、原子核物理学等领域用于探测、跟踪和鉴别高能粒子的一种物理实验设备。现代粒子探测器也用于测量放射粒子的能量、动量、旋转和电荷等等。.
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紅移
在物理學领域,紅移(Redshift)是指電磁輻射由於某种原因導致波长增加、頻率降低的现象,在可見光波段,表现为光谱的谱线朝紅端移動了一段距离。相反的,電磁輻射的波長变短、频率升高的现象则被稱為藍移。紅移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的,随着对电磁波谱各个波段的了解逐步加深,任何电磁辐射的波長增加都可以称为紅移。对於波长较短的γ射線、X-射線和紫外線等波段,波长变长确实是波谱向红光移动,“红移”的命名并无问题;而对於波长较长的紅外線、微波和無線電波等波段,尽管波长增加實際上是遠離红光波段,这种现象还是被称为“红移”。 當光源移動遠離觀測者时,观测者观察到的电磁波谱會發生紅移,这类似于聲波因为都卜勒效應造成的頻率變化。這樣的紅移现象在日常生活中有很多應用,例如都卜勒雷達、雷達槍,在天體光譜學裏,人们使用都卜勒紅移測量天體的物理行為 。 另一種紅移稱為宇宙學紅移,其機制為。這機制說明了在遙遠的星系、類星體,星系間的氣體雲的光谱中觀察到的红移现象,其紅移增加的比例與距離成正比。這種關係为宇宙膨脹的观点提供了有力的支持,比如大霹靂宇宙模型。 另一種形式的紅移是引力紅移,其為一種相對論性效應,當電磁輻射傳播遠離引力場時會觀測到這種效應;反過來說,當電磁輻射傳播接近引力場時會觀測到引力藍移,其波長變短、频率升高。 红移的大小由“红移值”衡量,红移值用Z表示,定义为: 这裡\lambda_0\,是谱线原先的波长,\lambda\,是观测到的波长,f_0\,是谱线原先的频率,f\,是观测到的频率。.
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維度減化
维度减化()是紧化理论中紧致化的维度的大小变为零时的临界情况。在物理学中,通过将所有的场独立存在于额外维度D中,时空维数D的理论能够被较少数量的额外维度D重新定义。 例如,考虑一个周期性的紧凑的维度的L时期。让x成为沿着这条维度的坐标。任何场 \phi 可以被描述为以下单元的总和: An 作为一个常数。根据量子力学,这一单元具有沿着x轴的动量nh/L,在那里 h 是普朗克常数。因此,当L达到0时,这个动量达到了无限大,能量也一样,除非n.
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經典物理術語
這一篇詞彙收集了經典物理內所有最常用的術語,並且簡單地表述了它們的定義。.
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線動量
#重定向 动量.
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緊湊緲子線圈
緊湊緲子線圈(CMS,Compact Muon Solenoid),瑞士歐洲核子研究組織CERN的大型強子對撞機計劃的兩大通用型粒子偵測器中的一個。直至2006年,已有約2300位來自159個不同的研究機構的科學家,共同參與建設。CMS將建在法國的Cessy的地下洞穴中,剛好跨過瑞士日內瓦的邊境。完成後的偵測器將是一個長約21公尺,直徑約16公尺的筒狀的結構,重量達12500公噸(這也是其名稱的由來)。.
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纳维-斯托克斯方程
纳维尔-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations),以克劳德-路易·纳维(Claude-Louis Navier)和乔治·斯托克斯命名,是一组描述像液体和空气这样的流体物质的方程。这些方程建立了流体的粒子动量的改变率(力)和作用在液体内部的压力的变化和耗散粘滞力(类似于摩擦力)以及重力之间的关系。这些粘滞力产生于分子的相互作用,能告诉我们液体有多粘。这样,纳维-斯托克斯方程描述作用于液体任意给定区域的力的动态平衡。 因为纳维尔-斯托克斯方程可用于描述大量对学术研究和经济生活中重要现象的物理过程,它们是有很重要的研究价值。它们可以用于模拟天气,洋流,管道中的水流,星系中恒星的运动,翼型周围的气流。它们也可以用于飞行器和车辆的设计,血液循环的研究,电站的设计,污染效应的分析,等等。 纳维-斯托克斯方程依赖微分方程来描述流体的运动。不同于代数方程,这些方程不寻求建立所研究的变量(譬如速度和壓力)的关系,而寻求建立这些量的变化率或通量之间的关系。用数学术语来讲,这些变化率对应于变量的导数。其中,最简单情况的0粘滞度的理想流体的纳维-斯托克斯方程表明,加速度(速度的导数,或者说变化率)是和内部压力的导数成正比的。 这表示对于给定的物理问题,比如用微积分才可以求得其纳维-斯托克斯方程的解。实用上,也只有最简单的情况才能用这种方法获得已知解。这些情况通常涉及稳定态(流场不随时间变化)的非紊流,其中流体的粘滞系数很大或者其速度很小(低雷诺数)。 对于更复杂的情形,例如厄尔尼诺这样的全球性气象系统或机翼的升力,纳维-斯托克斯方程的解必须借助计算机才能求得。这个科学领域称为计算流体力学。 虽然紊流是日常经验中就可以遇到的,但这类非线性问题极难求解。克雷数学学院于2000年5月21日设立了一个$1,000,000的大奖,奖励任何对于能够帮助理解这一现象的数学理论作出实质性进展的任何人。.
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经典力学
经典力学是力学的一个分支。经典力学是以牛顿运动定律为基础,在宏观世界和低速状态下,研究物体运动的基本学科。在物理學裏,经典力学是最早被接受为力學的一个基本綱領。经典力学又分为静力学(描述静止物体)、运动学(描述物体运动)和动力学(描述物体受力作用下的运动)。16世纪,伽利略·伽利莱就已采用科学实验和数学分析的方法研究力学。他为后来的科学家提供了许多豁然开朗的启示。艾萨克·牛顿则是最早使用数学语言描述力学定律的科学家。.
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维尔纳·海森堡
维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg,),德国物理学家,量子力学创始人之一,“哥本哈根学派”代表性人物。1932年,海森堡因為“创立量子力学以及由此导致的氢的同素异形体的发现”而榮获诺贝尔物理学奖。 他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式(矩阵力学),提出了“不确定性原理”(又称“海森堡不确定性原理”)和S矩阵理论等。他的《量子论的物理学原理》是量子力学领域的一部經典著作。.
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结合能
结合能(Binding Energy)是指两个或多个粒子结合成更大的微粒释放的能量,或相应的微粒分解成原来的粒子需要吸收的能量,这两种表述是等价的。比如质子和中子结合成原子核时放出的能量,或原子核完全分解成质子和中子时吸收的能量,就是这种原子核的结合能。在结合成原子核的过程中,结合之前质子与中子质量之和大于结合之后原子核的质量,出现质量亏损,放出能量。放出的能量可以用质能方程\Delta E.
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群聚效應
群聚效應 (Critical mass)是一個社會動力學的名詞,用來描述在一個社會系統裡,某件事情的存在已達至一個足夠的動量,使它能夠自我維持,並為往後的成長提供動力。 以一個大城市作一個簡單例子:若有一個人停下來抬頭往天望,沒有人會理會他,其他路過的人會照舊繼續他們要做的事情。如果有三個人停了下來抬頭望天,可能會有多幾個人會停下來看看他們在做甚麼,但很快又會去繼續他們原來的事。但假若當街上抬頭向天望的群眾增加至5到7人,這時,其他人可能亦會好奇地加入,看看他們到底在做甚麼。這個令群眾行為轉變的數量,又叫作「臨界量」或「轉捩點」。 「臨界量」或「轉捩點」可受到社會因素影響,而這些因素很可能是:人數、關連度、社會內的溝通程度或其次文化。另外,針對有關公眾倡導(Public advocacy)亦與臨界量相關。在政治圈裡,臨界量可能與大多數的共識相關,使社會中最有效的位置一般都被社會中的大眾所佔有。在這情況下,大眾共識的細微轉變,有可能會令政治共識出現快速的轉變,因為政治上的爭論所依靠的工具,其效率與大多數的意見相關連。.
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群速度
波的群速度(group velocity),或簡稱群速,是指波振幅外形上的變化(稱為波的「調變」或「波包」)在空間中所傳遞的速度。想象一下我们将一块石头投入一个平静的池塘中激起一个波浪,随即变成一个中心平静呈环形扩展的波环。这个正在扩展的波环为一组由不同传播速度的独立子波组成。波长较长的子波传播速度较快并消失在整组波的前缘。波长较短传播较慢的波随着整组波内缘的推进而消失。.
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电子衍射
电子繞射,是指电子在通过某些障碍物时发生衍射的现象。因为波粒二象性的存在,电子也可被当做是波,从而也能产生衍射现象。电子的波长满足德布罗意波长公式: h表示普朗克常数,p表示动量。由于电子的动量较光子大得多,因而其波长也短得多。所以想使电子发生衍射时就需要更微小的障碍物,实验上一般是采用晶体。另外,正是由于电子比光子更难发生衍射,电子显微镜的分辨率比光学显微镜的更高。 当电子波穿过晶体的时候,被晶体中的原子散射,散射的电子波互相之间干涉所产生的现象就是电子衍射。晶体中每个原子均会对电子进行散射,使得波长和方向发生变化。并且部分电子会与晶体中的原子发生能量交换作用,若电子波长发生变化,则称为非弹性散射;若没有波长变化,则称为弹性散射。 电子衍射的图像一般是该图像呈现规则的斑点,衍射图像是由同心圆组成的。多晶的是一系列规则的同心圆,而非晶的是由分散的同心圆组成的。 电子衍射是最经常用于固体物理和化学研究固体的晶体结构。实验通常是在透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM),为进行。电子衍射用来做物相鉴定、测定原子位置等。与X射线相比,电子更容易被物体吸收,所以更加精确,适合于研究微薄膜、小晶体。.
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电磁辐射
電磁辐射,又稱電磁波,是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式傳遞能量和動量,其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面。 電磁輻射的載體為光子,不需要依靠介質傳播,在真空中的傳播速度为光速。電磁輻射可按照頻率分類,從低頻率到高頻率,主要包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。人眼可接收到的電磁輻射,波長大約在380至780nm之間,稱為可見光。只要是本身溫度大於絕對零度的物體,除了暗物質以外,都可以發射電磁輻射,而世界上並不存在温度等於或低於絕對零度的物體,因此,人們周邊所有的物體時刻都在進行電磁輻射。儘管如此,只有處於可見光频域以内的電磁波,才可以被人們肉眼看到,對於不同的生物,各種電磁波頻段的感知能力也有所不同。.
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熱傳導方程式
熱傳導方程式(或稱熱方程)是一個重要的偏微分方程,它描述一個區域內的溫度如何隨時間變化。.
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物理学史
物理学主要是研究物质、能量及它們彼此之間的關係。它是最早形成的自然科学学科之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理學》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期,当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密;随后这些学说被传入阿拉伯世界,并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说;最终这些学说传入了西欧,首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界,哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的,从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上,类似的研究数学的方法也在发展中。 在这一时代,包含着所谓“自然哲学”(即物理学)的哲学所集中研究的问题是,在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段(而不仅仅是描述性的)。根据亚里士多德的学说以及其后的经院哲学,物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的,这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先,同样来自於这些哲学传统,并在中世纪时由当时的哲学家、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。.
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物理學分支
物理學是一種自然科學,注重于研究物質、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。.
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物理符號表
這是一個普通物理常數和符號的清單,以粗體字表示的符號為向量。物理上,有一組常在數學表達式中出現的符號。工作者熟悉這些符號,不是每次使用都加以說明。所以,對於物理初學者,下面的列表給出了很多常見的符號包括名稱、讀法。.
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物質波
物理学中,物質波(即德布羅意波)係指所有物質的波(见波粒二象性)。 德布羅意說明了波長和動量成反比;頻率和總能成正比之關係,是路易·德布羅意於1923年在他的博士論文提出的。 第一德布羅意方程指出,粒子波長λ(亦稱「德布羅意波長」)和動量p的關係:(下式中普朗克常數h、粒子靜質量m、粒子速度v、勞侖茲因子γ和真空光速c) 第二德布羅意方程指出頻率ν和總能E的關係: 這兩個式子通常寫作.
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牛頓第二運動定律
牛頓第二運動定律(Newton's second law of motion)闡明,物體的加速度與所受的凈力成正比,與質量成反比,物體的加速度與凈力同方向。 牛頓第二定律亦可以表述為「物体的动量对时间的变化率和所受外力成正比」。即动量对时间的一阶导数等于外力。.
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牛顿摆
牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列。 牛顿摆最早是由法国物理学家埃德姆·马略特(Edme Mariotte)于1676年提出的。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球,最左边的球将被弹出,并仅有最左边的球被弹出。 当然此过程也是可逆的,当摆动最左侧的球撞击其它球时,最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时,最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行,并适用于更多的球,三个,四个,五个甚至六个。.
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狭义相对论发现史
狭义相对论发现史讲述的是狭义相对论从无到逐渐确立的过程。在其发现过程中,包括了阿尔伯特·迈克耳孙、洛伦兹、庞加莱等先辈的研究发展许多理论成果和实证研究结果的过程,这些成果在爱因斯坦提出狭义相对论时达到了顶峰。此外,还包括了普朗克和闵可夫斯基等人的后续的工作。.
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狹義相對論中的加速度
狹義相對論中的加速度類似於牛頓力學中的概念,乃速度對於時間的微分。因為相對論中的勞侖茲轉換及時間膨脹,時間與距離的概念變為複雜,因此「加速度」的定義也變得複雜。狹義相對論為平直閔考斯基時空的理論,即使加速度存在依然有效,前提是能量動量張量所造成的重力場效應可以忽略。否則,則需用到廣義相對論以及彎曲時空來詮釋。在地球表面附近,時空彎曲程度不明顯,因此實務上採用狹義相對論來詮釋物理現象仍是合宜作法,比如粒子加速器實驗。 如同在外界慣性座標系中的測量,三維空間中的普通加速度(稱為「三維加速度」或「座標加速度」)的轉換式可以推導得出。此外作為一特例,也可用共動(comoving)的加速規來測量固有加速度。另一種有用的形式是四維加速度,其分量可透過勞侖茲轉換在不同參考系中做連結。連結加速度與力的運動方程式也可得到。幾種特殊形式的加速物體運動方程式以及它們的彎曲世界線可以透過對上述方程式的積分求得。知名的特例如,適用於常數值縱向固有加速度的例子,以及等速率圓周運動。最後,在狹義相對論的架構下,描述加速參考系中的物理現象亦為可行。 歷史演進上,在相對論發展的早年即已出現包含加速度的相對論性方程式,在早年的教科書中有整理,如馬克斯·馮·勞厄(1911年、1921年)von Laue (1921)或沃夫岡·包立(1921年)。Pauli (1921)舉例來說,運動方程式以及加速度轉換式於以下學者的論文中建立起來:亨德里克·勞侖茲(1899年、1904年)、儒勒·昂利·龐加萊(1905年)、阿爾伯特·愛因斯坦(1905年)、馬克斯·普朗克(1906年);四維加速度、固有加速度與雙曲運動的分析參見赫爾曼·閔考斯基 (1908年)、馬克斯·玻恩(1909年)、(1909年)、阿諾·索末菲(1910年)、馮·勞厄(1911年)。.
狄拉克方程式
論物理中,相對於薛丁格方程式之於非相對論量子力學,狄拉克方程式是相對論量子力學的一項描述自旋-½粒子的波函數方程式,由英国物理学家保羅·狄拉克於1928年建立,不帶矛盾地同時遵守了狹義相對論與量子力學兩者的原理,实则为薛定谔方程的洛伦兹协变式。這條方程預言了反粒子的存在,隨後1932年由卡爾·安德森發現了正电子(positron)而證實。 帶有自旋-½的自由粒子的狄拉克方程式的形式如下: 其中m \,是自旋-½粒子的質量,\mathbf與t分別是空間和時間的座標。.
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相對論角動量
對論角動量是角動量在狹義相對論與廣義相對論中的數學形式與物理概念,其與傳統在古典力學中的(三維)角動量有些許差異 (GR)。 角動量是由位置與動量衍生出的物理量,其為一物體「轉動程度」的測度,也反映出對於停止轉動的阻抗性。此外,如同動量守恆對應到平移對稱性,角動量守恆對應旋轉對稱性——諾特定理將對稱性與守恆律聯結起來。這些觀念在古典力學中即相當重要,而在狹義與廣義相對論中亦佔有重要角色。透過抽象代數中的龐加萊群、勞侖茲群可描述角動量、四維動量以及其他時空中的對稱的不變性。 在古典物理中不同類別的物理量,透過相對性原理在狹義與廣義相對論中自然的統合:比如時間與空間結合為四維位置,能量與動量結合為四維動量。這些四維向量與所使用的參考系相依,參考系之間的變換關係由勞侖茲變換來聯繫。相對論角動量的關係式則不那麼明顯…古典力學中的角動量定義為位置x與動量p的叉積,產生了一個贗向量x×p;其亦可透過外積產生一個二階x∧p。 上述提到自然統合,在角動量的情形為何呢?在此有一不常提及的向量——時變質量矩(time-varying moment of mass),其非慣性矩,而是與質心的相對速度有關。時變質量矩與古典力學的角動量一起形成一個二階反對稱張量。對於旋轉的質能分佈(比如陀螺儀、行星、恆星、黑洞等),角動量張量與旋轉物體的應力-能量張量有關。 在狹義相對論情形,在自轉物體的靜止系中有一內稟角動量,類似於量子力學中的自旋,差別在於本篇談論對象是巨觀物體,而量子力學的自旋粒子是點粒子不可分割。相對論量子力學中,自旋角動量算符與軌道角動量算符加總為總角動量算符,為一張量算符。通例上,這樣的加總關係可以來描述。.
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相對論質心
物理上的相對論質心(英文:relativistic center of mass)是指相對論力學及相對論量子力學定義粒子組成系統的質心的數學及物理概念。.
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相空间表述
表述是量子力学的一种表述。在这一表述中,系统的状态是在相空间中描述的,位置与动量被放在同等重要的位置。在量子力学常用的薛定谔绘景中则只会采用动量表象或是位置表象中的一种。相空间表述两个关键的特点是:量子态是以描述的而非波函数、态矢或是密度矩阵;算符间的乘法被取代。 相空间表述理论是由于1946年在其博士学位论文中提出的。也在3年后独立导出该理论。他们所提出的理论都建构于赫尔曼·外尔以及尤金·维格纳早先的构想。 相空间表述的主要优势在于其在形式上与哈密顿力学近似,可以避免引入算符,进而可以“令量子化问题摆脱希尔伯特空间的限制”。这一表述具有统计性质,表现了量子力学和经典统计力学逻辑上的联系,提供了一个比较二者的角度。相空间表述在量子光学、量子退相干以及一些特殊问题中已经得到应用,但其尚未得到广泛应用。 相空间表述所基于的一些概念目前已在数学领域得到了进一步发展,如代数以及非交换几何。.
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相速度
波的相速度或相位速度(phase velocity),或簡稱相速,是指波的相位在空間中傳遞的速度,換句話說,波的任一頻率成分所具有的相位即以此速度傳遞。可以挑選波的任一特定相位來觀察(例如波峰),則此處會以相速度前行。相速度可藉由波的頻率f與波長λ,或者是角頻率ω與波數(wave number)k的關係式表示: 注意到波的相速度不必然與波的群速度相同,相速是波包中某一单频波的相位移动速度;群速度代表的是「振幅變化」(或說波包)的傳遞速度,表示一段波包的包络面上具有某特性(如幅值最大或最小)的点的传播速度。 群速和相速只有是混合波(非单频波)在频散介质中传播时才有差别。 電磁輻射的相速度可能在一些特定情況下(例如:出現異常色散的情形)超過真空中光速,但這不表示任何超光速的--或者是能量移轉。物理學家阿諾·索末菲與里昂·布里於因(Léon Brillouin)對此皆有理論性描述。 參閱色散以對波的各種速度有更完整的了解。.
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隱變量理論
隱變量理論(hidden variable theory)又稱隱變數理論,是由物理學家質疑量子力學完備性而提出的替代理論。歷史上隨著量子力學的發展,而提出了海森堡不確定原理等限制,一別於古典物理,諸如位置與動量等無法同時精準測出其值;此外關於粒子位置等特性由機率密度描述所取代。一些物理學家例如愛因斯坦,認為量子力學並未完整地描述物理系統的狀態,亦即質疑量子力學是不完備的。因此量子力學的背後應該隱藏了一個尚未發現的理論,可以完整解釋物理系統所有可觀測量的演化行為,而避免掉任何不確定性或隨機性。 歷史上愛因斯坦是隱變量理論的主要倡導者,出於對標準量子力學詮釋的機率性解釋的不滿。他曾說:「我相信上帝不擲骰子。」 1935年,愛因斯坦與波多爾斯基、羅森共同提出的EPR悖論(以姓氏字首為縮寫)試圖對哥本哈根詮釋做出挑戰,論文中指出「實在性元素」(即隱變量)應該加入量子力學中,俾使在量子纏結現象中不會出現鬼魅般的超距作用。在提出後,這樣的爭辯仍停留在物理哲學的範疇,直到約翰·貝爾提出貝爾定理方得區分兩者差異。透過實驗證實:一定類型的局域隱變量理論與實驗結果不相符,包括EPR佯謬中提出的詮釋版本。非局域(廣域)的隱變量理論最知名者為德布羅意-玻姆理論。.
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螺旋度
在粒子物理学中,螺旋度指的是角动量在动量方向上的投影。这里的角动量指的是轨道角动量与自旋的和。由于与位置算符及动量算符存在这样的关系: 因而在方向上的分量为零。因此,螺旋度只是自旋在动量上的投影。这个量是守恒的。 由于自旋的轴向本征值是分立的,因而螺旋度的本征值也是分立的。对于一个自旋为的粒子,其螺旋度的本征值为,,…, −。这个粒子螺旋度的观测值则会自−至+取值。 对于无质量的自旋1/2粒子,螺旋度等于手征性算符乘以/2。而对于有质量的粒子,不同的手征性态,例如弱相互作用中的情况,则分别具有正的与负的螺旋度分量,比例与粒子质量成正比。.
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遠東航空116號班機事故
遠東航空116號班機是由高雄國際機場飛往臺北松山機場的班機。1993年10月25日,一架遠東航空的MD-82型飛機執行此航班任務時,由於左發動機故障而需折返,迫降時衝出跑道跌入水溝、擦撞機場圍牆,雖無人喪生,但機體已無法修復。.
非弹性碰撞
非弹性碰撞是碰撞后整个系统的部分动能转换成至少其中一碰撞物的内能,使整个系统的动能无法守恒,但它们仍遵守动量守恒定律。 非弹性碰撞的恢复系数e小于1,等于0时为完全非弹性碰撞,此时两物体将粘在一起,系统动能损失最大。 在宏观物体的碰撞中,部分动能将转换成原子振动的能量,造成热的效应。气体或液体的分子间的碰撞也可以是非弹性碰撞,使振动和旋转的能级改变。 在原子核物理学,一个非弹性碰撞是指一个粒子碰撞原子核并使其破裂。大的非弹性散射是探索亚原子结构的一个方法。卢瑟福就利用了非弹性散射(卢瑟福散射)来探索原子的结构。 這個方程描述是一個完全非彈性碰撞: 兩個物體 m1 和 m2 各具有初始速度 v1,i 和 v2,i 交互碰撞後可得到最後的速度.
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衍射
--(diffraction),又稱--,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。 在古典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后會发生不同程度的弯散传播。假設將一个障碍物置放在光源和观察屏之间,則會有光亮区域與陰暗区域出現於观察屏,而且這些区域的边界並不銳利,是一种明暗相间的复杂图样。這现象称为衍射,當波在其传播路径上遇到障碍物时,都有可能發生这种现象。除此之外,当光波穿过折射率不均匀的介质时,或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时,也会发生类似的效应。在一定条件下,不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(例如X射线和无线电波等)也能够发生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表现出衍射现象,可以通过量子力学进行研究其性质。 在適當情况下,任何波都具有衍射的固有性质。然而,不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因為波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而形成的現象。 衍射的形式論还可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空间的传播情况。例如,激光束的發散性質、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。.
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馬克士威方程組的歷史
代馬克士威方程組的四個方程式,都可以在詹姆斯·馬克士威的1861年論文《論物理力線》、1865年論文《電磁場的動力學理論》和於1873年發行的名著《電磁通論》的第二冊,第四集,第九章"電磁場的一般方程式"裏,找到可辨認的形式,儘管沒有任何向量標記和梯度符號的蛛絲馬跡。《電磁通論》這本往後物理學生必讀的教科書的發行日期,早於黑維塞、海因里希·赫茲等等的著作。.
馬克士威應力張量
在電磁學裏,馬克士威應力張量(Maxwell stress tensor)是描述電磁場帶有之應力的二階張量。馬克士威應力張量可以表現出電場力、磁場力和機械動量之間的相互作用。對於簡單的狀況,例如一個點電荷自由地移動於均勻磁場,應用勞侖茲力定律,就可以很容易地計算出點電荷所感受的作用力。但是,當遇到稍微複雜一點的狀況時,這很普通的程序會變得非常困難,方程式洋洋灑灑地一行又一行的延續。因此,物理學家通常會聚集很多項目於馬克士威應力張量內,然後使用張量數學來解析問題。.
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角动量
在物理学中,角动量是与物体的位置向量和动量相关的物理量。對於某慣性參考系的原點\mathbf,物體的角動量是物体的位置向量和动量的叉積,通常写做\mathbf。角动量是矢量。 其中,\mathbf表示物体的位置向量,\mathbf表示角动量。\mathbf表示动量。角動量\mathbf又可寫為: 其中,I表示杆状系统的转动惯量,\boldsymbol是角速度矢量。 假設作用於物體的外力矩和為零,則物體的角动量是守恒的。需要注意的是,由于成立的条件不同,角动量是否守恒与动量是否守恒没有直接的联系。 當物體的運動狀態(動量)發生變化,則表示物體受力作用,而作用力大小就等於動量\mathbf的時變率:\mathbf.
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角动量守恒定律
角动量守恒定律是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不變。 \frac.
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角動量算符
在量子力學裏,角動量算符(angular momentum operator)是一種算符,類比於經典的角動量。在原子物理學涉及旋轉對稱性(rotational symmetry)的理論裏,角動量算符佔有中心的角色。角動量,動量,與能量是物體運動的三個基本特性Introductory Quantum Mechanics, Richard L.
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論物理力線
《論物理力線》(On Physical Lines of Force)是詹姆斯·馬克士威於1861年發表的一篇論文。在這篇論文裏,他闡述了可以比擬各種電磁現象的「分子渦流理論」,和電位移的概念,又論定光波為電磁波。馬克士威又將各種描述電磁現象的定律整合為馬克士威方程組。.
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诺特定理
诺特定理是理论物理的中心结果之一,它表达了连续对称性和守恒定律的一一对应。例如,物理定律不随着时间而改变,这表示它们有关于时间的某种对称性。如果我们想象一下,譬如重力的强度每天都有所改变,我们就会违反能量守恒定律,因为我们可以在重力弱的那天把重物举起,然后在重力强的时候放下来,这样就得到了比我们开始输入的能量更多的能量。 诺特定理对于所有基于作用量原理的物理定律是成立的。它得名于20世纪初的数学家埃米·诺特。诺特定理和量子力学深刻相关,因为它仅用经典力学的原理就可以认出和海森堡测不准原理相关的物理量(譬如位置和动量)。.
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質點
質點是一個有质量的点,在動力學中常用来代替物体。质点是一个物理抽象,也是一个理想化模型。J.L. Meriam, L.G. Kraige, "Engineering Mechanics: Dynamics," 第三版,ISBN 0471592730。.
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質能等價
E.
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質量層化
質量層化是天文學中被引力束縛系統中的一種動力學過程,例如星團或星系團,傾向於大質量的天體移動到中心,而較輕的天體分布在外層。.
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质量
在日常生活中的“重量”常常被用來表示“質量”,但是在科学上,这两个词表示物质不同的属性(参见质量对重量)。 在物理上,质量通常指物质在以下的三个实验上证明等价的属性之一:.
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费米面
费米面是固体物理学中一种抽象的边界或界面,可以用来方便地表征或预测金属、半金属和半导体的热能、电能、磁能和光等的性质。 费米面的存在是泡利不相容原理的直接结论,它允许每个量子态最多有一个电子。.
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费米能
費米能量(Fermi energy)是固體物理學中的一个概念。無相互作用的费米子组成的系统中,费米能量(E_\mathrm)常常表示在该系统中加入一个粒子后可能引起的基态能量的最小增量。费米能亦可等价定义为在绝对零度时,处于基态的费米子系统的化学势(chemical potential),或上述系统中处于基态的单个费米子的最高能量。费米能量是凝聚體物理學的核心概念之一。 虽然严格来说,费米能级是指费米子系统在趋于绝对零度时的化学势;但是在半导体物理和电子学领域中,费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。一般来说,「费米能级」这个术语所代表的含义可以从上下语境中判断。 费米能以提出此概念的美籍意大利裔物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)的名字命名。.
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费曼图
费恩曼图(Feynman diagram)是美国物理学家理查德·费曼(即费恩曼)在处理量子场论时提出的一种形象化的方法,描述粒子之间的相互作用、直观地表示粒子散射、反应和转化等过程。使用费恩曼图可以方便地计算出一个反应过程的跃迁概率。 在费恩曼图中,粒子用線表示,费米子一般用实线,光子用波浪线,玻色子用虚线,胶子用圈线。一線與另一線的連接點稱為頂點。费恩曼图的橫軸一般为时间轴,向右为正,向左代表初态,向右代表末态。与时间轴方向相同的箭头代表正费米子,与时间轴方向相反的箭头表示反费米子。.
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费曼物理学讲义
英語精裝版的《費曼物理學講義》,夹带有《费曼物理学诀窍》。 《费曼物理学讲义》(The Feynman Lectures on Physics)又译《费恩曼物理学讲义》,由理查德·費曼、羅伯·雷頓及馬修·山德士合著,被認為是费曼最易理解的专业作品,适用于任何对物理有兴趣的读者。该书今天已成为对现代物理的經典介绍,包括数学、电磁学、经典力学、量子物理学及物理学同其它学科的关系等。该书分为3卷。第1卷主要讲力学、光学、电磁辐射和热力学;第2卷主要讲电磁学和电动力学;第3卷主要讲量子力学。.
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贗張量
物理學與數學中,贗張量(pseudotensor)為在座標轉換等情形下,行為類似張量的數量。但在空間反演、瑕旋轉時會多出負號,張量則不會。 贗張量的另一個意義出現在廣義相對論中:張量遵守嚴格的轉換律,而贗張量不是。也因此,當轉換參考系時,贗張量的形式一般來說無法保持不變;一個含有贗張量的方程式在一個參考系成立,在另個參考系就不見得成立。細節參見:廣義協變性。.
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贗快度
在實驗粒子物理學當中,贗快度(pseudorapidity, \eta)是一個常用的空間座標,用來描述粒子運動方向,與入射粒子束的夾角。其定義為: 數量上,當粒子具有相對論性(即其運動速度接近光速)時,贗快度近似於快度y。快度在狹義相對論中定義為: 這裡p_L代表粒子沿粒子束方向的動量。不過,贗快度只與粒子運動方向與粒子束的夾角(極角)有關,與粒子所帶的能量無關。 在強子對撞機的環境下,人們偏好使用快度(贗快度)來取代極角\theta。簡單的來說,這是因為粒子產生量對不同的贗快度是常數函數。而且,對於兩個不同的粒子,其贗快度的差是與粒子束方向的勞侖茲變換無關的。 以下是一些代表性的數字: 我們可以從下圖中看出來,贗快度對極角\theta.
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超导现象
超导现象是指材料在低于某一温度时,电阻变为零的现象,而这一温度称为超导转变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。.
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超新星
超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见,而期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相當。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。超新星是星系引力波潛在的強大來源。初級宇宙射線有很大的比例來自超新星 。 超新星比新星更有活力。超新星的英文名稱為 supernova,nova在拉丁語中是“新”的意思,這表示它在天球上看上去是一顆新出現的亮星(其實原本即已存在,因亮度增加而被認為是新出現的);字首的super-是為了將超新星和一般的新星有所區分,也表示超新星具有更高的亮度。超新星這個名詞是沃爾特·巴德和弗裡茨·茲威基在1931年創造的。 超新星可以用兩種方式之一觸發:突然重新點燃核融合之火的簡併恆星,或是大質量恆星核心的重力塌陷。在第一種情況,一顆簡併的白矮星可以透過吸積從伴星那兒累積到足夠的質量,或是吸積或是合併,提高核心的溫度,點燃碳融合,並觸發失控的核融合,將恆星完全摧毀。在第二種情況,大質量恆星的核心可能遭受突然的引力坍縮,釋放重力位能,可以創建一次超新星爆炸。 最近一次觀測到銀河系的超新星是1604年的克卜勒之星(SN 1604);回顧性的分析已經發現兩個更新的殘骸 。對其它星系的觀測表明,在銀河系平均每世紀會出現三顆超新星,而且以現在的天文觀測設備,這些銀河超新星幾乎肯定會被觀測到 。它們作用的角色豐富了星際物質與高質量的化學元素。此外,來自超新星向外膨脹的激波可以觸發新恆星的形成。.
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跑酷
Parkour(-,有時缩写為PK,在中國大陸及台灣譯为跑酷、城市疾走,香港则譯为飛躍道。多以城市環境為運動的場所,常被歸類為一種極限運動。它並沒有既定規則,只是將各種建筑設施當作障礙物或輔助,在其間迅速跑跳穿行。 此運動是由法国的大衛·貝爾等人所創立,他認為人能利用第6感,通過運動來增強身心對緊急情況的應變能力。不同之處是武術旨在格鬥反擊,而跑酷旨在緊急脫逃。跑酷不只是對身體有利,對思想也很重要,在練習時要非常專注,而能會讓人漸漸明白怎麼克服自己的恐懼和加強克服困難的能力,瞭解人是能不斷提升自己和突破障礙。.
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鸟击
鸟击,或称鸟撞、撞鳥,航空界俗稱吸鳥。此指鸟类与飞行中的飛機、高速运行的火车、汽车等发生碰撞,造成意外的事件。飞机起飞和降落过程是最容易发生鸟击的阶段,超过90%的鸟击发生在机场和机场附近空域,50%发生在低于30米的空域发生,仅有1%发生在超过760米的高空。在飞机出现以前,没有高速人造飞行器,鸟类在空中的飞行与人类的活动互相没有重叠,不会造成危害,飞机的出现使得情况发生变化,由于飞机飞行速度快,与飞鸟发生碰撞后常造成极大的破坏,严重会造成飞机的坠毁,目前鸟撞是威胁航空安全的重要因素之一。在中国由于鸟击原因造成的事故征候也已--事故征候总数的1/3,在美国由于鸟击造成的经济损失高达每年6亿美元;自1988年以来,由于鸟击引起的坠机事故已经造成超过190人死亡。除了飞机以外,火箭、航天飞机等人造飞行器也有可能与飞鸟发生碰撞而引发事故。另外随着高速铁路技术的发展,鸟与火车的碰撞也被列为需要防範的事故之。除了交通工具外,另有高速運行過山車上的乘客撞到雀鳥受傷的記錄。.
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輸送現象 (書)
《輸送現象》(Transport Phenomena)是第一本關於輸送現象的教科書。它專門被設計用於化學工程學生的教學。本書第一版於1960年發行,是基於早兩年出版的威斯康辛大學麥迪遜分校化工系課程的油印筆記《輸送現象筆記》(Notes on Transport Phenomena)。第二版於2001年8月發行。修正第二版於2007年發行。本書基於作者們的姓氏開頭字母,而經常被簡稱為BSL。本書也被喻為「化工聖經」。.
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输运现象
气体的输运现象(transport phenomena)表示一类气体由非平衡态转为平衡态的过程,主要有以下几类 :.
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能量
在物理學中,能量(古希臘語中 ἐνέργεια energeia 意指「活動、操作」)是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離,因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 一個物體所含的總能量奠基於其質量,能量如同質量一般,不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣,是一個純量。在國際單位制(SI)中,能量的單位是焦耳,但是在有些領域中會習慣使用其他單位如千瓦·時和千卡,這些也是功的單位。 A系統可以藉由簡單的物質轉移將能量傳輸到B系統(因為物質的質量等效於能量)。然而,如果能量不是藉由物質轉移而傳輸能量,而是由其他方法轉移能量,將會使B系統產生變化,因為A系統對B系統作了功。這功表現的效果如同於一個力沿一定的距離作用在接收能量的系統裡。舉例來說,A系統可以藉由轉移(輻射)電磁能量到B系統,而這會在吸收輻射能量的粒子上產生力。同樣的,一個系統可能藉由碰撞轉移能量,而這種情況下被碰撞的物體會在一段距離內受力並獲得運動的能量,稱為動能。熱可以藉由輻射能轉移,或者直接藉由系統間粒子的碰撞而以微觀粒子之動能的形式傳遞。 能量可以不表現為物質、動能或是電磁能的方式儲存在一個系統中。當粒子在與其有交互作用的力場中受外力移動一段距離,此粒子移動到這個場的新位置所需的能量便如此的被儲存了。當然粒子必須藉由外力才能保持在新位置上,否則其所處在的場會藉由釋放儲存能量的方式,讓粒子回到原來的狀態。這種藉由粒子在力場中改變位置而儲存的能量就稱為位能。一個簡單的例子就是在重力場中往上提升一個物體到某一高度所需要做的功就是位能。 任何形式的能量可以轉換成另一種形式。舉例來說,當物體在力場中,因力場作用而移動時,位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時,它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百,如沿光滑斜面下滑的物體,或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在,則在轉換成另一種型態時,就如同熱力學第二定律所描述的,總會有轉換效率的限制。 在所有能量轉換的過程中,總能量保持不變,原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移,當某個系統損失能量,必定會有另一個系統得到這損失的能量,導致失去和獲得達成平衡,所以總能量不改變。這個能量守恆定律,是十九世紀初時提出,並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現,但根據該方程式,亦可以把質量視為能量的另一存在形式,所以此定律可說依舊成立)根據諾特定理,能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。 雖然一個系統的總能量,不會隨著時間改變,但其能量的值,可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裡的乘客,相對於飛機其動能為零;但是相對於地球來說,動能卻不為零。.
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能量守恒定律
能量守恒定律(law of conservation of energy)闡明,孤立系统的总能量 E 保持不变。如果一个系统处于孤立环境,即不能有任何能量或質量从该系统输入或输出。能量不能无故生成,也不能无故摧毁,但它能够改变形式,例如,在炸弹爆炸的过程中,化学能可以转化为动能。 从能量守恒定律可以推导出第一類永动机永远無法實現。没有任何孤立系统能够持續對外提供能量。.
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能量條件
在重力的相對論性古典場論,特別是廣義相對論,能量條件為眾多限制條件中的一項,這些條件不是場方程式的結果,但可加諸一時空模型上,作為額外的約束。目標是希望任何物理學上合理的自然界物質分佈至少會「符合」這些條件中的一項,而多數不合理的分佈則會至少「違背」其中一項。.
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舊量子論
舊量子論是一些比現代量子力學還早期,出現於1900年至1925年之間的量子理論。雖然並不很完整或一致,這些啟發式理論是對於經典力學所做的最初始的量子修正。舊量子論最亮麗輝煌的貢獻無疑應屬波耳模型。自從夫朗和斐於1814年發現了太陽光譜的譜線之後,經過近百年的努力,物理學家仍舊無法找到一個合理的解釋。而波耳的模型居然能以簡單的算術公式,準確地計算出氫原子的譜線。這驚人的結果給予了科學家無比的鼓勵和振奮,他們的確是朝著正確的方向前進。很多年輕有為的物理學家,都開始研究量子方面的物理。因為,可以得到很多珍貴的結果。 直到今天,舊量子論仍舊有聲有色地存在著。它已經轉變成一種半古典近似方法,稱為WKB近似。許多物理學家時常會使用WKB近似來解析一些極困難的量子問題。在1970年代和1980年代,物理學家Martin Gutzwiller發現了怎樣半經典地解析混沌理論之後,這研究領域又變得非常熱門。(參閱量子混沌理論 (quantum chaos))。.
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阻力损失
阻力损失(Friction loss)也稱為流阻损失,是指流體因流經管道、軟管等所造成的壓強损失,也可視為單位流量流體的能量損失。 在像內燃機之類的機械系統.阻力损失是指為克服二個有相對運動表面之間的摩擦而產生的能量損失。.
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阿尔伯特·爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦,或譯亞伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,),猶太裔理論物理學家,创立了現代物理學的兩大支柱之一的相对论,也是質能等價公式()的發現者。他在科學哲學領域頗具影響力。因為“對理論物理的貢獻,特別是發現了光電效應的原理”,他榮獲1921年諾貝爾物理學獎。這發現為量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。 愛因斯坦在職業生涯早期就發覺經典力學與電磁場無法相互共存,因而發展出狹義相對論。他又發現,相對論原理可以延伸至重力場的建模。從研究出來的一些重力理論,他於1915年發表了廣義相對論。他持續研究統計力學與量子理論,導致他給出粒子論與對於分子運動的解釋。在1917年,愛因斯坦應用廣義相對論來建立大尺度結構宇宙的模型。 阿道夫·希特勒於1933年開始掌權成為德國總理之時,愛因斯坦正在走訪美國。由於愛因斯坦是猶太裔人,所以儘管身為普魯士科學院教授,亦沒有返回德國。1940年,他定居美國,隨後成為美國公民。在第二次世界大戰前夕,他在一封寫給當時美國總統富蘭克林·羅斯福的信裏署名,信內提到德國可能發展出一種新式且深具威力的炸彈,因此建議美國也盡早進行相關研究,美國因此開啟了曼哈頓計劃。愛因斯坦支持增強同盟國的武力,但譴責將當時新發現的核裂变用於武器用途的想法,後來愛因斯坦與英國哲學家伯特蘭·羅素共同簽署《羅素—愛因斯坦宣言》,強調核武器的危險性。 愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被誉为是“現代物理学之父”及20世紀世界最重要科學家之一。他卓越和原創性的科學成就使得“愛因斯坦”一詞成為“天才”的同義詞。.
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阿尔伯特·爱因斯坦科学出版物列表
阿尔伯特·爱因斯坦(1879年-1955年)是二十世纪著名理论物理学家,以狭义相对论和广义相对论的建立闻名于世。他在统计力学领域也做出了重要的贡献,特别是他对布朗运动的研究,解决了关于比热容的佯谬,以及建立了涨落与耗散之间的联系。尽管他在对量子力学的诠释上有保留意见,爱因斯坦对量子力学的诞生仍然做出了开创性的贡献,并且他对光子的理论研究也间接导致了量子场论的诞生。 爱因斯坦的科学出版物在下面的四个列表中列出:期刊论文、书籍章节、书籍和授权译作。在列表的第一列中,每一篇出版物的索引号都采用了保罗·席尔普(Paul Arthur Schilpp)的参考书目(参见席尔普所著《阿尔伯特·爱因斯坦:哲人-科学家》(Albert Einstein: Philosopher-Scientist)第694-730页)中的编号以及《爱因斯坦全集》中的编号。这两个参考书目的完整信息可以从后面的参考书目章节中找到。席尔普编号用于注解中的交叉参考(每一个列表的最后一列),因为它们涵括了爱因斯坦人生的大部分时期。中文翻译的标题大部分来自于出版的中文版《爱因斯坦全集》和《爱因斯坦文集》(商务印书馆1976年第一版)。然而一些出版物并没有官方的翻译,非官方的翻译以§记号标明。虽然列表是按时间顺序排列,然而点击每一列顶部的箭头,每一个列表的任意栏可以重新按照字母顺序排列。举例说明,按照主题重新排序一个表,以便将“广义相对论”和“比热容”相关的文章分组,只需按一下“分类注释”一栏的箭头即可。打印重新排列的列表,页面可能会直接使用浏览器默认的打印选项打印,左侧的“打印版本”的链接只提供了缺省排序的版本。爱因斯坦与他人合作作品用淡紫色标识,合作者的名字列在表格的最后一栏中。 为了限制本文的重点和长度,爱因斯坦的许多非科学作品没有列在这裡。区分科学和非科学作品标准是根据席尔普参考书目,书中列出了130多个非科学作品,大部分是关于人道主义或政治主题(第730-746页)。《爱因斯坦全集》中的5卷(第1、5、8-10卷)是关于他的信件,其中大部分与科学问题相关。由于这些信件原来并不准备出版,因此同样也没有列在这裡。.
阿布拉罕-勞侖茲力
阿布拉罕-勞侖茲力(Abraham-Lorentz force)是一加速帶電粒子因為粒子放射出電磁輻射而所受到的平均力。其適用在粒子行進速度不快的時候。若在相對論性速度下,此力則稱作是阿布拉罕-勞侖茲-狄拉克力(Abraham-Lorentz-Dirac force)。 阿布拉罕-勞侖茲力問題的解被認為預測了「來自於未來的訊號影響了現在」這樣的結果,而挑戰了直觀上的因果律。試圖解決此一問題的涉及到許多近代物理的領域,雖然Yaghjian曾展試過這問題的解實際上相當簡單。.
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薩特延德拉·納特·玻色
薩特延德拉·納特·玻色(Satyendra Nath Bose,孟加拉語:সত্যেন্দ্র নাথ বসু,),印度物理學家,專門研究數學物理。他最著名的研究是1920年代早期的量子物理研究,該研究為玻色-愛因斯坦統計及玻色-愛因斯坦凝聚理論提供了基礎。玻色子就是以他的名字命名的。 儘管玻色子、玻色-愛因斯坦統計及玻色-愛因斯坦凝聚概念的相關研究所獲得的諾貝爾獎不止一個──最近的是2001年的物理學獎,因對玻色-愛因斯坦凝聚的理論進展有貢獻而獲獎的──但玻色本人從未獲得過諾貝爾物理學獎。他多才多藝,能說多國語言之餘,還會彈(Esraj,一種跟小提琴相近的樂器)。 著名物理學家(Jayant Narlikar)在他的《科學邊緣》一書中寫道:“S·N·玻色的粒子物理研究(約1922年),其中闡明了光子的表現,並為統計遵從量子規則的微系統提供了機會,是二十世紀印度科學貢獻的前十名之一,是可被視為諾貝爾獎級數的研究。”.
重力助推
利用行星引力進行減速 利用行星引力進行加速的示意圖,當前的太陽系內航行非常依賴這種方法進行加速 在航天动力学和宇宙空间动力学中,所谓的重力助推(也被称为重力弹弓效应或绕行星变轨)是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度,以此来节省燃料、时间和计划成本。重力助推既可用于加速飞行器,也能用于降低飞行器速度。.
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重力電磁性
重力電磁性(gravitoelectromagnetism, GEM)與電磁學並無直接關聯,此名稱來自於重力現象與電磁學現象的類比性。旋轉的電荷除了原先即有的電場外,還會產生磁場;當質量旋轉時,除了原先即有的重力場(重力電性)外,還會出現相伴場,稱為重力磁場(重力磁性)。重力磁性(gravitomagnetism)為重力電磁性現象的另一常用稱呼。重力電磁性為廣義相對論中自然而然的預測,其中最簡單形式常被稱為參考系拖曳(frame dragging)。 引力磁性在1893年由奧利弗·黑維塞對牛頓力學拓展時發展出來,早於廣義相對論出現之前。廣義相對論建立後,以其為基礎發展出來的引力磁性理論,只與1893年的版本相差幾個變數,基礎框架仍可沿用。.
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重量
在科学與工程学上,物體的重量指的通常是重力作用在它身上的力。重量是向量,它的量(純量)一般用斜體 W 表示。重量是質量 m 和當地重力加速度 g 的乘積,即為:W.
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量子力學的數學表述
量子力学的数学表述是对量子力学进行严谨描述的数学表述体系。与20世纪初发展起来的旧量子论的数学形式不同,它使用了一些抽象的代数结构,如无穷维希尔伯特空间和这些空间上的算子。这些结构中有许多源于泛函分析。这一纯粹数学研究领域的发展过程既平行于又受影响于量子力学的需要。简而言之,物理可观察量的值,如能量和动量的值不再作为相空间上的函数值,而是作为本征值,或者更为精确地来说是希尔伯特空间中线性算子的谱值。 这一表述体系一直沿用至今。该体系的核心为“量子态”和“可观察量”这两个概念。对于原子尺度的系统来说,这两个概念与之前用来描述物理现实的模型大相径庭。虽然数学上允许对许多量的计算结果进行实验测量,但是实际上,在对于符合一定条件的两个物理量同时进行精确测量时,却存在一个理论性限制——不确定性原理。这一原理由维尔纳·海森堡通过思想实验首次阐明,且在该体系中以可观察量的不可交换性进行表述。 在量子力学作为一支独立理论形成之前,物理学中用到的数学理论主要是以微积分为源头、后来又添以微分几何与偏微分方程的数学分析。统计力学中还用到概率论。几何直观在这两个理论中扮演重要角色。相对论中的许多概念和方法也是基于几何理论。量子物理学中对于实验现象的一系列不同以往的理解在1895年到1915年间开始逐步形成。其中具有代表性的思想为波粒二象性。但在量子理论形成之前的10至15年中,物理学家仍然在经典物理学的框架内思考量子理论,所基于的数学结构也是完全相同的。其中具有代表性的例子是玻尔-索末菲量子化条件。这一原理完全建构于经典框架中的相空间。.
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量子諧振子
在量子力學裏,量子諧振子(quantum harmonic oscillator)是古典諧振子的延伸。其為量子力學中數個重要的模型系統中的一者,因為一任意勢在穩定平衡點附近可以用諧振子勢來近似。此外,其也是少數幾個存在簡單解析解的量子系統。量子諧振子可用來近似描述分子振動。.
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量子電動力學
在粒子物理學中,量子電動力學(Quantum Electrodynamics,簡稱QED)是電動力學的相對論性量子場論。它在本質上描述了光與物質間的相互作用,而且它還是第一套同時完全符合量子力學及狹義相對論的理論。量子電動力學在數學上描述了所有由帶電荷粒子經交換光子產生的相互作用所引起的現象,同時亦代表了古典電動力學所對應的量子理論,為物質與光的相互作用提供了完整的科學論述。 用術語來說,量子電動力學就是電磁量子的微擾理論。它的其中一個創始人,理查德·費曼把它譽為「物理學的瑰寶」("the jewel of physics"),原因是它能為相關的物理量提供,例如電子的異常磁矩及氫原子能階的蘭姆位移。.
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量子態
在量子力學裏,量子態(quantum state)指的是量子系統的狀態。態向量可以用來抽像地表示量子態。採用狄拉克標記,態向量表示為右矢|\psi\rangle;其中,在符號內部的希臘字母\psi可以是任何符號,字母,數字,或單字。例如,在計算氫原子能譜時,能級與主量子數n有關,所以,每個量子態的態向量可以表示為|n \rangle。 一般而言,量子態可以是純態或混合態。上述案例是純態。混合態是由很多純態組成的機率混合。不同的組合可能會組成同樣的混合態。當量子態是混合態時,可以用密度矩陣做數學描述,這密度矩陣實際給出的是機率,不是密度。純態也可以用密度矩陣表示。 哥本哈根詮釋以操作定義的方法對量子態做定義:量子態可以從一系列製備程序來辨認,即這程序所製成的量子系統擁有這量子態。例如,使用z-軸方向的斯特恩-革拉赫實驗儀器,如右圖所示,可以將入射的銀原子束,依照自旋的z-分量S_z分裂成兩道,一道的S_z為上旋,量子態為|\uparrow\rangle或|z+\rangle,另一道的S_z為下旋,量子態為|\downarrow\rangle或|z-\rangle,這樣,可以製備成量子態為|\uparrow\rangle的銀原子束,或量子態為|\downarrow\rangle的銀原子束。銀原子自旋態向量存在於二維希爾伯特空間。對於這純態案例,相關的態向量|\psi\rangle.
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自伴算子
在數學裏,作用於一個有限維的酉空間,一個自伴算子(self-adjoint operator)等於自己的伴隨算子;等價地說,在一组单位酉正交基下,表達自伴算子的矩陣是埃爾米特矩陣。埃爾米特矩陣等於自己的共軛轉置。根據有限維的譜定理,必定存在著一個正交歸一基,可以表達自伴算子為一個實值的對角矩陣。.
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自由粒子
在物理學裏,自由粒子是不被位勢束縛的粒子。在經典力學裏,一個自由粒子所感受到外來的淨力是0。 假若,一個粒子的能量大於在任何地點x\,\!的位勢,E > V(x) \,\!,不會被位勢束縛,則稱此粒子為自由粒子。更強版的定義,還要求位勢為常數V(x).
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自然哲学的数学原理
《自然哲学的数学原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica),是英国科学家艾萨克·牛顿的三卷本代表作,成书于1686年。1687年7月5日该书的拉丁文版首次出版发行。Among versions of the Principia online:.
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自旋-軌道作用
在量子力學裏,一個粒子因為自旋與軌道運動而產生的作用,稱為自旋-軌道作用(Spin–orbit interaction),也稱作自旋-軌道效應或自旋-軌道耦合。最著名的例子是電子能級的位移。電子移動經過原子核的電場時,會產生電磁作用.電子的自旋與這電磁作用的耦合,形成了自旋-軌道作用。譜線分裂實驗明顯地偵測到電子能級的位移,證實了自旋-軌道作用理論的正確性。另外一個類似的例子是原子核殼層模型能級的位移。 半導體或其它新穎材料常常會涉及電子的自旋-軌道效應。自旋電子學專門研究與應用這方面的問題。.
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金属键
金屬鍵是化學鍵中的一种,主要在金属中存在,一些原子簇化合物中也存在金属键。由離域電子及排列成晶格状的金屬離子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动,金屬鍵没有固定的方向,因而是非极性鍵。 金屬鍵決定了金屬許多物理特性,如強度、可塑性、延展性、傳導熱量、导电性、和光澤。例如一般金属的熔点、沸点随金屬鍵的强度而升高。离子半径越小,金属键越强。 金屬之間的鍵結除了金屬鍵以外,也有其他的鍵結方式,甚至是純物質也不例外。例如元素態的鎵在固態及液態下有共價的原子對鍵結,這些原子對形成晶格,和其他的金屬仍以金屬鍵鍵結。另一個金屬-金屬共價鍵的例子是。.
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色散关系
在物理科学和電機工程學中,色散关系描述波在介质中传播的色散现象的性质。色散关系将波的波长或波數与其頻率建立了联系。由这组关系,波的相速度和群速度有了方便的确定介质中折射率的表达式。克拉莫-克若尼關係式可以描述波的传播、的频率依赖性,這關係比與幾何相關和與材料相關的色散关系更具一般性。 色散的原因可能是几何边界条件(波导、浅水)或是波与传输介质间的相互作用。基本粒子(被认为是物質波)即使在没有集合约束和其他介质存在下也会有非平凡的色散关系。 在存在色散的情况下,波速不再唯一定义,从而产生了相速度和群速度的区别。.
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艾萨克·牛顿
艾萨克·牛顿爵士,(Sir Isaac Newton,,英語發音)是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和煉金術士。1687年他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪--力学和天文学的基础,成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心学说提供了强而有力的理论支持,并推动了科学革命。 在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。 在数学上,牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究作出了贡献。 在2005年,英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查,在被调查的皇家学会院士和网民投票中,牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。.
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零點能量
零點能量(可簡稱零點能)物理學中是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量,此時系統所處的態稱為基態;所有量子力學系統都有零點能量。這個辭彙起源於量子諧振子處在基態時,量子數為零的考量。 在量子場論中,這個辭彙和真空能量是等義詞,指的空無一物的空間仍有此一定能量存在,對一些系統可以造成擾動,並且導致一些量子電動力學會出現的現象,例如蘭姆位移與卡西米爾效應;它的效應可在納米尺度的元件直接觀測的到。 在宇宙論中,真空能量被視為宇宙常數的來源,和造就宇宙加速膨脹的暗能量相關。 因為零點能量是一系統可能持有的最低能量,因此此項能量是無法自系統移除。儘管如此,零點能量的概念以及自真空汲取「免費能量」的可能性引起業餘發明者的注目——許多「永動機」或稱「免費能量裝置」等的提案都運用這項概念來解釋,但由於從較低或相同的能量狀態之中汲取能量違反了熱力學第二定律並造成熵的降低,運用零點能量被科學界認為是不可能的。這項熱潮以及相伴的趣味理論詮釋促成了大眾文化中「零點能量」概念的成長,常出現在科幻書刊、遊戲、電影等處。.
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電子對湮滅
電子對湮滅是指電子和正子(電子的反粒子)碰撞後湮滅,產生伽马射线或是其他更高能量粒子的過程: 此過程滿足以下的守恆定律:.
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電子簡併壓力
電子簡併壓強是由泡利不相容原理產生的力,說明兩個費米子不能同時佔有相同的量子態,這種力量也是物質可以被壓縮的極限。在恆星物理中,這是一個很重要的物理量,因為它造就白矮星的存在。.
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速率分布函数
速率分布函数是一个描述分子运动速率分布状态的函数。 一个符合玻尔兹曼分布的粒子体系,如理想气体,其体系中粒子运动速率的分布可以用如下的速率分布函数来描述: \beginf(v)dv&.
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連續性方程式
在物理學裏,連續性方程式(continuity equation)乃是描述守恆量傳輸行為的偏微分方程式。由於在各自適當條件下,質量、能量、動量、電荷等等,都是守恆量,很多種傳輸行為都可以用連續性方程式來描述。 連續性方程式乃是定域性的守恆定律方程式。與全域性的守恆定律相比,這種守恆定律比較強版。在本條目內的所有關於連續性方程式的範例都表達同樣的點子──在任意區域內某種守恆量總量的改變,等於從邊界進入或離去的數量;守恆量不能夠增加或減少,只能夠從某一個位置遷移到另外一個位置。 每一種連續性方程式都可以以積分形式表達(使用通量積分),描述任意有限區域內的守恆量;也可以以微分形式表達(使用散度算符),描述任意位置的守恆量。應用散度定理,可以從微分形式推導出積分形式,反之亦然。.
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虛粒子
虛粒子(virtual particle),意即虛構粒子、假想粒子,是在量子場論的數學計算中建立的一種解釋性概念,指代用來描述亞原子過程例如撞擊過程中粒子的數學項。但是,虛粒子並不直接出現在計算過程的那些可觀測的輸入輸出量中,那些輸入輸出量只代表實粒子。虛粒子項代表那些所謂離質量殼(off mass shell)的粒子。例如,它們沿時間反演、能量不守恒、以超光速移動,每條看起來都和物理基本原理相悖。虛粒子發生在那些大致可被實輸出量相消的組合項中,因此才産生了前述那些不實的衝突。虛粒子的虛「事件」通常看起來是一個緊接著另一個發生,例如在一次撞擊的時長中,所以他們顯得短命。如果在計算中略去那些被詮釋爲代表虛粒子的數學項,計算結果將變成近似值,有可能較大地偏離完整計算得到的正確而且精確的結果。 量子理論不同於經典理論。區別在於對於亞原子過程的內部機制的計算。經典物理不能處理這種計算。海森堡認爲,在亞原子過程例如碰撞中,到底「實際上」「真正」發生了什麽,是不可直接觀測的,也沒有可用以描述的單一而且物理明確的圖像。量子力學具有這樣的特質:即它可以避開關於內部機制的思考。它把自己限制在那些實際上可觀測可感知的方面。但是,虛粒子則是一種概念化的手段,通過給亞原子過程的內在機制提供假設性的詮釋性圖像,它試圖繞過海森堡的洞察。 虛粒子不必具有和對應實粒子相等的質量。這是因爲它短命而且瞬變,所以不確定性原理允許它不必守恒能量和動量。虛粒子存活得越久,它的特徵就越接近實粒子。 虛粒子出現在許多過程中,包括粒子擴散和卡西米爾效應。在量子場論中,即使是經典力 -- 例如電荷間的電磁吸引力和推斥力 -- 也可被認爲是源于荷間的虛光子交換。 不應將反粒子跟虛粒子或者虛反粒子相混淆。.
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M理论
M理論(M-theory)是物理學中將各種相容形式的超弦理論統一起來的理論。此理論最早由愛德華·威滕於1995年春季在南加州大學舉行的一次弦理論会议中提出。威滕的報告啟動了一股研究弦理論的熱潮,被稱為。 弦理論學者在威滕的報告之前已經識別出五種不同的超弦理論。儘管這些理論看上去似乎非常不一樣,但多位物理學家的研究指出這些理論有着微妙且有意義的關係。特別而言,物理學家們發現這些看起來相異的理論其實可以透過兩種分別稱為S對偶和T對偶的數學變換所統合。威滕的猜想有一部份是基於這些對偶的存在,另有一部份則是基於弦理論與11維超重力場論的關係。 儘管尚未發現M理論的完整表述,這種理論應該能夠描述叫膜的二維及五維物體,而且也應該能描述低能量下的11維超引力。現今表述M理論的嘗試一般都是基於矩陣理論或AdS/CFT對偶。威滕表示根據個人喜好M應該代表Magic(魔術理論)、Mystery(神秘理論)或Membrane(膜理論),但應該要等到理論更基礎的表述出現後才能決定這個命名的真正意義。 有關M理論數學架構的研究已經在物理和數學領域產生了多個重要的理論成果。弦理論學界推測,M理論有可能為研發統合所有自然基本力的統一理論提供理論框架。當嘗試把M理論與實驗聯繫起來時,弦理論學者一般會專注於使用額外維度緊緻化來建構人們所處的四維世界候選模型,但是到目前為止,物理學界還未能證實這些模型是否能產生出人們所能觀測到(例如在大型強子對撞機中)的物理現象。.
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MV (消歧義)
MV可以是下列的意思:.
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P (消歧義)
P是拉丁字母中的第16個字母。 在其他的領域,P可以代表:.
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T2K实验
T2K(东海到神冈,日本)是一个粒子物理学实验,这是国际合作项目,包括日本,加拿大,法国,德国,意大利,韩国,波兰,俄罗斯,西班牙,瑞士,美国和英国。 这是K2K实验的第二代,另一个相似的长基线中微子振荡实验。 J-PARC设施制造高密度的离轴μ介子中微子束。该粒子束指向295公里外的超级神冈探测器。T2K的主要目标是测量ν μ 到 ν e 的振荡和 θ13的测量值,它是庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵(PMNS矩阵)的一个参数。 2011年6月15日,T2K合作组织宣观察到六个电子中微子的事例 ,相比于基底1.5、显著性为2.5个标准差。 2013年7月19日,在斯德哥尔摩的欧洲物理学会的一次会议上,国际T2K合作组织宣布一个显著的μ子中微子到电子中微子的转变。.
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W及Z玻色子
在物理學中,W及Z玻色子(boson)是負責傳遞弱核力的基本粒子。它們是1983年在歐洲核子研究組織發現的,被認為是粒子物理標準模型的一大勝利。 W玻色子是因弱核力的“弱”(Weak)字而命名的。而Z玻色子則半幽默地因是“最後一個要發現的粒子”而名。另一個說法是因Z玻色子有零(Zero)電荷而得名。.
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YORP效應
Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack effect或縮寫為YORP效應,是亞爾科夫斯基效應的二階變化,它能夠改變天體的自轉速率 (像是小行星)。這個項目是大衛·魯賓侃博士在2000年新創的。 在19世紀,伊凡·亞爾科夫斯基意識到天體受到太陽加熱之後會以紅外線的形式帶走動量和熱。轉換成現代物理學的說法,每個光子逃逸時會帶走一些動量p.
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气体
气体是四种基本物质状态之一(其他三种分别为固体、液体、等离子体)。气体可以由单个原子(如稀有气体)、一种元素组成的单质分子(如氧气)、多种元素组成化合物分子(如二氧化碳)等组成。气体混合物可以包括多种气体物质,比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。这种间隔使得人眼很难察觉到无色气体。气体与液体一样是流体:它可以流动,可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。假如没有限制(容器或力场)的话,气体可以扩散,其体积不受限制,沒有固定。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。 氣體的特性介於液體和等离子体之間,氣體的溫度不會超過等离子体,氣體的溫度下限為簡併態夸克氣體,現在也越來越受到重視。高密度的原子氣體冷卻到非常低的低溫,可以依其統計特性分為玻色氣體和費米氣體,其他相態可以參照相態列表。.
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波包
在任意時刻,波包(wave packet)是局限在空間的某有限範圍區域內的波動,在其它區域的部分非常微小,可以被忽略。波包整體隨著時間流易移動於空間。波包可以分解為一組不同頻率、波數、相位、波幅的正弦波,也可以從同樣一組正弦波構成;在任意時刻,這些正弦波只會在空間的某有限範圍區域相長干涉,在其它區域會相消干涉。 描繪波包輪廓的曲線稱為包絡線。依據不同的演化方程,在傳播的時候,波包的包絡線(描繪波包輪廓的曲線)可能會保持不變(沒有色散),或者包絡線會改變(有色散)。 在量子力學裏,波包可以用來代表粒子,表示粒子的機率波;也就是說,表現於位置空間,波包在某時間、位置的波幅平方,就是找到粒子在那時間、位置的機率密度;在任意區域內,波包所囊括面積的絕對值平方,就是找到粒子處於那區域的機率。粒子的波包越狹窄,則粒子位置的不確定性越小,而動量的不確定性越大;反之亦然。這位置的不確定性和動量的不確定性,兩者之間無可避免的關係,是不確定性原理的一個標準案例。 描述粒子的波包滿足薛定諤方程,是薛定諤方程的數學解。通過含時薛定諤方程,可以預測粒子隨著時間演化的量子行為。這與在經典力學裏的哈密頓表述很類似。.
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波動力學
波動力學是量子力學的一種表述形式,主要是以波函數及其模數的平方去表示物體的狀態及該狀態出現的機率。對於波函數隨時間的變化,是遵從薛丁格方程式。.
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波粒二象性
波粒二象性示意圖說明,從不同角度觀察同樣一件物體,可以看到兩種迥然不同的圖樣。 在量子力學裏,微观粒子有时會显示出波动性(这时粒子性較不显著),有时又會显示出粒子性(这时波动性較不显著),在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。這種稱為波粒二象性(wave-particle duality)的量子行為是微观粒子的基本属性之一。 波粒二象性指的是微觀粒子顯示出的波動性與粒子性。波動所具有的波長與頻率意味著它在空間方面與時間方面都具有延伸性。而粒子總是可以被觀測到其在某時間與某空間的明確位置與動量。採用哥本哈根詮釋,更廣義的互補原理可以用來解釋波粒二象性。互補原理闡明,量子現象可以用一種方法或另外一種共軛方法來觀察,但不能同時用兩種相互共軛的方法來觀察。.
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波數
在物理學裏,波數是波動的一種性質,定義為每 長度的波長數量(卽每單位長度的波長數量乘以 )。更明確地說,波數是每 長度內,波動重複的次數(一個波動取同樣相位的次數)。波數與波長成反比。用方程的語言說, 其中,\lambda\,\! 是波長。 角频率是單位時間內的角度變化,而波數為單位長度內的角度變化,因此波數即是空間上的角频率。波數對應向量爲波向量。 有時候,波數也會定義為每單位長度的波長的數目。但這樣定義比較不好使用。 從隨著時間而變的函數萃取出的一組數據,經過傅里葉變換,會得到一個頻率譜;而從隨著位置而變的函數萃取出的一組數據,經過傅里葉變換,會得到一個波數譜。 採用國際單位制,波數的單位是m^\,\!。.
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漸近自由
在物理學中,漸近自由是某些規範場論的性質,在能量尺度變得任意大的時候,或等效地,距離尺度變得任意小(即最近距離)的時候,漸近自由會使得粒子間的相互作用變得任意地弱。 漸近自由是量子色動力學的一項特性,量子色動力學乃描述夸克和膠子間的核相互作用,而這兩種粒子是組成核物質的基本構成部份。在高能量時,夸克與夸克之間的相互作用非常微弱,因此可以通過粒子物理學中的,深度非線性散射的截面DGLAP方程(描述QCD的演化方程),來進行微擾計算;低能量時會進行強相互作用,來防止重子(由三個夸克組成,如質子及中子)或介子(由兩個夸克組成,如π介子)分體,這些都是核物質內的複合粒子。 漸近自由的發現者為弗朗克·韋爾切克、戴維·格婁斯和休·波利策,他們在2004年因這項發現而獲得了諾貝爾物理學獎。.
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激子
子(exciton)描述了一對電子與空穴由靜電庫侖作用相互吸引而構成的束縛態,它可被看作是存在於絕緣體,半導體和某些液體中呈電中性的准粒子。激子是凝聚体物理学中轉移能量而不轉移電荷的基本單位。 半導體吸收一個光子之後就會形成一個激子。這個過程實際上是一個電子從價帶激發到導帶而留下一個處於固定位置帶正電的空穴。此時,導帶中的電子會受到空穴庫侖力的吸引。吸引作用提供了能量平衡,使得激子體系的總能量略小於未束縛的電子和空穴的能量。束縛態的波函數是類氫的,屬於奇異原子態,但這個束縛態的束縛能要比氫原子小許多,而激子的半徑則比氫原子的要大。這是因為,一方面,半導體中存在相鄰電子的庫侖屏蔽;另一方面,電子和空穴構成激子的有效質量較小。 電子和空穴的自旋可以是平行或反平行的。自旋通過交換作用發生耦合,於是產生了激子的精細結構。在週期性晶格中,激子的性質與其動量相關。 激子的概念最早由Yakov Frenkel於1931年提出,用於解釋絕緣體中的原子激發。他指出激發態可以像實體粒子一樣在晶格中穿行而不發生電荷轉移。.
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期望值 (量子力學)
在量子力學裏,重複地做同樣實驗,通常會得到不同的測量結果,期望值(expectation value)是理論平均值,可以用來預測測量結果的統計平均值。 量子力學顯露出一種內稟統計行為。同樣的一個實驗重複地做很多次,每次實驗的測量結果通常不會一樣,只有從很多次的實驗結果計算出來的統計平均值,才是可複製的數值。量子理論不能預測單次實驗的測量結果,量子理論可以用期望值來預測多次實驗得到的統計平均值。 採用狄拉克標記,假設量子系統的量子態為 |\psi\rang ,則對於這量子態,可觀察量 O 的期望值 \lang O\rang 定義為 其中,\hat 是對應於可觀察量 O 的算符。.
惑星奇航
《惑星奇航》是日本漫畫家幸村誠的漫畫作品,後為谷口悟朗監督改編為電視動畫。故事以2075年的太空為背景,並圍繞著一組太空垃圾收集人員發展。 原標題的「ΠΛΑΝΗΤΕΣ」是希臘文,意指「流浪人」,亦在動畫中的過場片段裡出現這個中文。.
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戴維森-革末實驗
戴維森-革末實驗是柯林頓·戴維森與雷斯特·革末設計與研究成功的一個量子力學實驗。他們用低速電子入射於鎳晶體,取得電子的繞射圖案。發表於 1927 年,這實驗為德布羅意假說(所有物質都具有波的性質,即波粒二象性),提供了不可否定的證據。因此,戴維森獲得了諾貝爾物理學獎。在量子力學的發展史上,這實驗證實了其正確性,使得那時剛創立的量子力學,獲得了物理學家的廣泛接受。.
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海森堡繪景
海森堡繪景(Heisenberg picture)是量子力學的一種表述,因物理學者维尔纳·海森堡而命名。在海森堡繪景裏,對應於可觀察量的算符會隨著時間流易而演化,而描述量子系統的態向量則與時間無關。使用海森堡繪景,可以很容易地觀察到量子系統與經典系統之間的動力學關係。海森堡繪景適用於量子場論。海森堡繪景表述的是薛丁格波動力學,不是海森堡矩陣力學。 海森堡繪景與薛丁格繪景、狄拉克繪景不同。在薛丁格繪景裏,描述量子系統的態向量隨著時間流易而演化,而像位置、動量一類的對應於可觀察量的算符則不會隨著時間流易而演化。在狄拉克繪景裏,態向量與對應於可觀察量的算符都會隨著時間流易而演化。 這三種繪景殊途同歸,所獲得的結果完全一致。這是必然的,因為它們都是在表達同樣的物理現象。.
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斧
斧,又称斧头、戚,是一种武器或者伐木工具。是由一根木棍把手接着一块梯形刀片所构成。.
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斯涅尔定律
光波從一種介質傳播到另一種具有不同折射率的介質時,會發生折射現象,其入射角與折射角之間的關係,可以用斯涅尔定律(Snell's Law)來描述。斯涅尔定律是因荷兰物理学家威理博·斯涅尔而命名,又稱為「折射定律」。 在光學裏,光線跟蹤科技應用斯涅尔定律來計算入射角與折射角。在實驗光學與寶石學裏,這定律被應用來計算物質的折射率。對於具有負折射率的负折射率超材料(metamaterial),這定律也成立,允許光波因負折射角而朝後折射。 斯涅尔定律表明,當光波從介質1傳播到介质2時,假若兩種介質的折射率不同,則会发生折射現像,其入射光和折射光都處於同一平面,稱為「入射平面」,并且与界面法线的夹角满足如下关系: 其中,n_1、n_2分别是两種介质的折射率,\theta_1和\theta_2分别是入射光、折射光与界面法线的夹角,分别叫做「入射角」、「折射角」。 這公式稱為「斯涅尔公式」。 斯涅尔定律可以從費馬原理推導出來,也可以從惠更斯原理、平移對稱性或馬克士威方程組推導出來。.
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撞擊
在物理學裏,假若兩個物體相互接觸,造成能量與動量的改變與傳輸,則稱這兩個物體互相碰撞。假若,碰撞的時間很小,而互相作用的力很大,則稱為撞擊。在這撞擊過程中,最初的接觸點叫做彈著點。經過彈著點,垂直於兩個物體之間的切面,就是撞擊線。衝擊可以分成對心撞擊與偏心撞擊。假若,兩個物體的質心都在撞擊線上,則稱為對心撞擊;其他的衝擊都稱為偏心撞擊。對心撞擊又分成兩類:當兩個物體的速度向量與撞擊線在同一條線上時,則稱為正向對心撞擊;不然,則稱為斜向對心撞擊。.
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應力-能量張量
應力-能量張量,也稱應力-能量-動量張量、能量-應力張量、能量-動量張量、簡稱能動張量,在物理學中是一個張量,描述能量與動量在時空中的密度與通量(flux),其為牛頓物理中應力張量的推廣。在廣義相對論中,應力-能量張量為重力場的源,一如牛頓重力理論中質量是重力場源一般。應力-能量張量具有重要的應用,尤其是在愛因斯坦場方程式。.
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慣性
在物理學裡,慣性()是物體抵抗其運動狀態被改變的性質。物體的慣性可以用其質量來衡量,質量越大,慣性也越大。艾薩克·牛頓在鉅著《自然哲學的數學原理》裡定義慣性為: 更具體而言,牛頓第一定律表明,存在某些參考系,在其中,不受外力的物體都保持靜止或等速直線運動。也就是說,從某些参考系觀察,假若施加於物體的淨外力為零,則物體運動速度的大小與方向恒定。慣性定義為,牛頓第一定律中的物體具有保持原來運動狀態的性質。滿足牛頓第一定律的參考系,稱為慣性參考系。稍後會有關於慣性參考系的更詳細論述。 慣性原理是經典力學的基礎原理。很多學者認為慣性原理就是牛頓第一定律。遵守這原理,物體會持續地以現有速度移動,除非有外力迫使改變其速度。 在地球表面,慣性時常會被摩擦力、空氣阻力等等效應掩蔽,從而促使物體的移動速度變得越來越慢(通常最後會變成靜止狀態)。這現象誤導了許多古代學者,例如,亞里斯多德認為,在宇宙裡,所有物體都有其「自然位置」──處於完美狀態的位置,物體會固定不動於其自然位置,只有當外力施加時,物體才會移動。.
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拉普拉斯-龍格-冷次向量
在經典力學裏,拉普拉斯-龍格-冷次向量(簡稱為LRL向量)主要是用來描述,當一個物體環繞著另外一個物體運動時,軌道的形狀與取向。典型的例子是行星的環繞著太陽公轉。在一個物理系統裏,假若兩個物體以萬有引力相互作用,則LRL向量必定是一個運動常數,不管在軌道的任何位置,計算出來的LRL向量都一樣;也就是說,LRL向量是一個保守量。更廣義地,在克卜勒問題裏,由於兩個物體以連心力相互作用,而連心力遵守平方反比定律,所以,LRL向量是一個保守量。 氫原子是由兩個帶電粒子構成的。這兩個帶電粒子以遵守庫侖定律的靜電力互相作用.靜電力是一個標準的平方反比連心力。所以,氫原子內部的微觀運動是一個克卜勒問題。在量子力學的發展初期,薛丁格還在思索他的薛丁格方程式的時候,沃爾夫岡·包立使用LRL向量,關鍵性地推導出氫原子的發射光譜。這結果給予物理學家很大的信心,量子力學理論是正確的。 在經典力學與量子力學裏,因為物理系統的某一種對稱性,會產生一個或多個對應的保守值。LRL向量也不例外。可是,它相對應的對稱性很特別;在數學裏,克卜勒問題等價於一個粒子自由地移動於四維空間的三維球面;所以,整個問題涉及四維空間的某種旋轉對稱。 拉普拉斯-龍格-冷次向量是因皮埃爾-西蒙·拉普拉斯,卡爾·龍格,與威爾漢·冷次而命名。它又稱為拉普拉斯向量,龍格-冷次向量,或冷次向量。有趣的是,LRL向量並不是這三位先生發現的!這向量曾經被重複地發現過好幾次。它等價於天體力學中無因次的離心率向量。發展至今,在物理學裏,有許多各種各樣的LRL向量的推廣定義;牽涉到狹義相對論,或電磁場,甚至於不同類型的連心力。.
普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)
江苏省是全国较早开始高考自主命题的省份。2004年,江苏省开始自命题,在近十多年的时间里,江苏卷已经形成了与全国其它地区迥然不同的独特的命题风格和试题结构。江苏省高考命题、阅卷、投档录取等工作由江苏省教育考试院负责组织完成,各地市招办协助。江苏省率先采用网上阅卷的评卷方式,所有答案全部扫描入计算机,联网由多位阅卷人同时评阅,以提高阅卷的准确性与效率。 江苏省高中教学于2005年秋采用新课程标准,因此为配合新课标,江苏高考现行2008年“3+学业水平测试+综合素质评价”考试模式。这里“3”指语文、数学、外语三门统考科目。 “学业水平测试”指物理、化学、生物、历史、地理、政治、技术七门学业水平测试科目,分必修科目与选修科目。这七门科目不计入总分。考生(艺术与体育类除外)从中选取两门作为选修科目参加高考,其中理科类考生必须选择物理作为选修科目,文科类考生必须选择历史作为选修科目,但物理与历史不能同时作为选修科目(技术科只能作为必修科目,不能作为选修科目)。余下的科目(4+技术)作为必修科目参加必修科目学业水平测试(艺术、体育类参加全部六门与技术科目考试)。 “综合素质评价”针对应届高中毕业生,包括道德品质、公民素养、学习能力、交流与合作、运动与健康、审美与表现等六个方面的评价。.
普朗克常数
普朗克常數記為h,是一個物理常數,用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色,馬克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和实验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子等于普朗克常數乘以辐射电磁波的频率。这关系称为普朗克关系,用方程式表示普朗克关系式: 其中,E 是能量,h 是普朗克常數,\nu 是频率。 普朗克常數的值約為: 普朗克常數的量綱為能量乘上時間,也可視為動量乘上位移量: (牛頓(N)·公尺(m)·秒(s))為角動量單位.
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普朗克動量
在物理學裏,普朗克動量是普朗克單位制的動量單位,標記為 m_P c\,\! 。用方程式表達,普朗克動量是 其中,\hbar\,\! 是約化普朗克常數,\,\! 是普朗克長度,c\,\! 是光速,G\,\! 是萬有引力常數。 與大多數其它普朗克單位不同,普朗克動量發生於人尺寸的狀況。例如,一個 70\,\mathrm\mathrm\,\! 的人,以 1\,\mathrm/\mathrm\,\! 的平均速度走路,他的動量大約為 10.7\,m_P c\,\! 。.
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亦称为 动量定理。