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环境物理学

指数 环境物理学

环境物理学是物理学与环境科学的交叉学科,主要研究人类和物理环境之间相互的作用,其体系目前尚没有完全定型,目前主要研究声、光、热、加速度、电磁场、射线对人体以及环境生态系统的影响,以及消除这些影响的技术方法和控制措施,因为物理环境中的声、光、电、热等要素是人类现代生活所必须的,但其在环境中的量决定是否适宜人类的生活和是否对生态系统有影响,因此要进行定量研究,根据其研究对象可分为:.

8 关系: 加速度射线环境环境科学生态学电磁场物理学技术

加速度

加速度是物理学中的一个物理量,是一个矢量,主要应用于经典物理当中,一般用字母\mathbf表示,在国际单位制中的单位为米每二次方秒(\mathrm)。加速度是速度矢量對于时间的变化率,描述速度的方向和大小变化的快慢。 在经典力学中,牛顿第二定律说明了力和加速度成正比,這定律又稱為「加速度定律」。假設施加於物體的淨外力為零,則加速度為零,速度為常數,由於動量是質量與速度的乘積,所以動量守恆。在電動力學裏,呈加速度運動的帶電粒子會發射电磁辐射。.

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射线

射線(ray)是一束細小的流動粒子束或能量,如光線、X射線、α射線、β射線。.

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环境

环境是指周围所在的条件,对不同的对象和科学学科来说,环境的内容也不同。 环境可以指:.

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环境科学

环境科学为跨学科领域专业,既包含像物理,化学,生物,地质学,地理,资源技术和工程等的物理科学,也含有像资源管理和保护,人口统计学,经济学,政治和伦理学等社会科学。环境科学包含了影响人类和其他有机体的周边环境的学科。自然与人类资源是相互依赖的,其中一方所作出的任何动作,正确或错误,都会对另外一方产生影响。 此学科年代较短,直到20世纪60年代才成为正式学科。1960年,Rachael Carson具有里程碑意义的生态学著作《寂静的春天》出版,使环境类主题成为热点,就像1969年在美国加利福尼亚州的圣巴巴拉海滩的井喷溢油事故,以及同年发生在俄亥俄州克利夫兰市的凯霍加河着火事件,都使公众对环境运动的关心度上升,从而开创了环境研究这一新学科领域。環境科學直到1960年和1970年間,才廣泛地活躍於科學研究領域的主要原因有:.

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生态学

德國生物學家恩斯特·海克爾(左)和丹麦植物学家尤金纽斯·瓦尔明(右),两位生態学的建立者 生态学(Ökologie),是德国生物学家恩斯特·海克尔于1866年定义的一个概念:生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。德语Ökologie(最初:Oecologie)是由希腊语词汇Οικοθ(家)和Λογοθ(学科)组成的,意思是“研究居住在同一自然环境中的动物(Lebewesen)的学科”,目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。环境包括生物环境和非生物环境,生物环境是指生物物种之间和物种内部各个体之间的关系,非生物环境包括自然环境:土壤、岩石、水、空气、温度、湿度等。 在1935年英国的Tansley提出了生态系统的概念之后,美国的年轻学者Lindeman在对Mondota湖生态系统详细考察之后提出了生态金字塔能量转换的“十分之一定律”,也就是同一條食物鏈上各營養級之間能量的轉化效率平均大約為百分之十左右。由此,生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。近年来,生态学已经创立了自己独立研究的理论主体,即从生物个体与环境直接影响的小环境到生态系统不同层级的有机体与环境关系的理论。它们的研究方法经过描述——实验——物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入,促进了生态学理论的发展。如今,由于与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个生态学的研究热点,如生物多样性的研究、全球气候变化的研究、受损生态系统的恢复与重建研究、可持续发展研究等。 生态学是生物学的一个分支,生物学的研究对象向微观和宏观两个方面发展,微观方面向分子生物学方向发展,生态学是向研究宏观方向发展的分支,是以生物个体、种群、群落、生态系统直到整个生物圈作为它的研究对象。生态学也是一个综合性的学科,需要利用地质学、地理学、气象学、土壤学、化学、物理学等各方面的研究方法和知识,是将生物群落和其生活的环境作为一个互相之间不断地进行物质循环和能量流动的整体来进行研究。.

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电磁场

電磁場(electromagnetic field)是由帶電粒子的運動而產生的一種物理場。處於電磁場的帶電粒子會受到電磁場的作用力。電磁場與帶電粒子(電荷或電流)之間的交互作用可以用馬克士威方程組和勞侖茲力定律來描述。 電磁場可以被視為電場和磁場的連結。追根究底,電場是由電荷產生的,磁場是由移動的電荷(電流)產生的。對於耦合的電場和磁場,根據法拉第電磁感應定律,電場會隨著含時磁場而改變;又根據馬克士威-安培方程式,磁場會隨著含時電場而改變。這樣,形成了傳播於空間的電磁波,又稱光波。無線電波或紅外線是較低頻率的電磁波;紫外光或X-射線是較高頻率的電磁波。 電磁場涉及的基本交互作用是電磁交互作用。這是大自然的四個基本作用之一。其它三個是重力相互作用,弱交互作用和強交互作用。電磁場倚靠電磁波傳播於空間。 從經典角度,電磁場可以被視為一種連續平滑的場,以類波動的方式傳播。從量子力學角度,電磁場是量子化的,是由許多個單獨粒子構成的。.

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物理学

物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。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。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.

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技术

技術可以指人類對機器、硬體或人造器皿的運用,但它也可以包含更廣的架構,如系統、組織方法學和技巧。它是知識進化的主體,由社會形塑或形塑社會。如電腦等新技術的增生使人們相信技術是社會進化的決定性力量,換句話說,它是驅動改變的自發性動力。最好放棄化約主義的觀點,而將技術視為包含了社會、政治、歷史及經濟因素等一起作用而造成改變之多面向社會網絡的一組成元素不論有形或無形。 最初,人類會把石塊等自然界的材料,製作成一些簡單的工具,這已是技術的起源。而史前人類發現生火的方法,也增添了食物的來源和種類;輪子的發明則令人類的運輸變得更為方便。這些都是古時技術的例子。現今的發明,如印刷機、電報、電話、電腦、手機、網路和網際網路,為人類提供了新的通信途徑。不過,技術並不總是用在改善生活的用途上;無論是原始的棍棒還是大殺傷力的核武器,都是為追求破壞性能而發明的。 技術對社會的影響不容忽視,就連現今全球的經濟都離不開技術發展的成果。而許多技術生產、加工的過程中,可能會產生一些無用途的副產品,成為污染排放的來源,並耗用了大量的自然資源,引致不同的環境問題。新技術的發展,亦會帶來一些新的倫理問題,或是改變大眾的習慣。其中的例子包括,原來用作描述機器運作的效率一詞,近來也被廣泛用在表示人的工作能力上。 對於技術的發展,哲學上亦有不同的論調。其中新卢德主义和大致上都反對現代技術在社會的應用,認為技術並未真正改善人類的生活之餘,還破壞了環境,疏遠人與人之間的關係。與之相反,超人文主义和的意識形態則認為技術有助人類進步,以及可以突破人類遇到的限制。.

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