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46 关系: 原子,同心 (幾何),奧古斯丁·菲涅耳,定域性原理,富勒烯,尼尔斯·玻尔,中子,干涉 (物理学),互补原理,伊利澤-威德曼炸彈測試問題,分子,切線,傑弗里·泰勒,哥本哈根詮釋,光,光子,光电效应,理查德·西利托,理查德·費曼,米蘭大學,繞射,经典力学,爵士,电子,相干性,相位,莫特問題,费曼物理学讲义,路徑積分表述,輻照度,阿尔伯特·爱因斯坦,阿弗沙爾實驗,薛定谔猫,蒂宾根大学,量子力学,量子擦除實驗,機率幅,波峰,波函数,波前,波谷,波长,激光,惠更斯-菲涅耳原理,态叠加原理,思想實驗。
- 基础量子物理学
- 波动力学
- 物理學實驗
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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同心 (幾何)
在幾何學裏,同心的物體的中心或中心軸都在同一位置。圓圈、圓球、圓柱、圓環,都可以是同心的。稱同心的圓圈為同心圓,同心的圓球為同心球,同心的圓柱為同心柱,同心的圓環為同心環。 假設,兩個同心圓的半徑分別為 r_1 與 r_2 ,則兩個同心圓的圓周比是 兩個同心圓的面積比是 假設,兩個同心球或同心環的半徑分別為 r_1 與 r_2 ,則面積比是 容積比是 假設,兩個同心柱的半徑分別為 r_1 與 r_2 ,則面積比與容積比是.
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奧古斯丁·菲涅耳
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定域性原理
在物理學中,定域性原理(Principle of locality),又稱局域性原理、區域性原則,認為一個特定物體,只能被它週圍的力量影響。包涵了定域性原理的物理學理論,被稱為是一個定域理論。根據經典物理學的場論的看法,某一點的行動,影響到另一點,在中間的空間,例如場,會成為運動的中介。要對另一個點造成影響,一個波或是粒子,必須先行經兩點中間的空間,之後才能造成影響。 根據狹義相對論,宇宙中所有物質和資訊的運動與傳播速度均無法超過光速。由於事件的傳播需要時間,而其速度上限為光速,因此定域性原理認為,在某一點發生的事件,不可能立即影響到另一點。換句話說,-zh-cn:信息;zh-tw:資訊-不可能比光速更快。這個觀點保持了事件之間的因果性,但排除了超距作用的可能。在量子力學的觀點上,這個原理可能會被打破(例: 量子纏結)。.
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富勒烯
富勒烯(Fullerene)是一種完全由碳组成的中空分子,形狀呈球型、椭球型、柱型或管状。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。 1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利在萊斯大學制备出了第一种富勒烯,即「C60分子」或「富勒烯」,因为这个分子与建筑学家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似,为了表达对他的敬意,将其命名为「巴克明斯特·富勒烯」(巴克球)。饭岛澄男早在1980年之前就在透射电子显微镜下观察到这样洋葱状的结构。自然界也是存在富勒烯分子的,2010年科学家们通过史匹哲太空望远镜发现在外太空中也存在富勒烯。 “也许外太空的富勒烯为地球提供了生命的种子”。 在富勒烯发现之前,碳的同素异形体的只有石墨、钻石、无定形碳(如炭黑和炭),它的发现极大地拓展了碳的同素异形体的数目。富勒烯和碳纳米管独特的化学和物理性质以及在技术方面潜在的应用,引起了科学家们强烈的兴趣,尤其是在材料科学、电子学和纳米技术方面。 Biosphère Montréal.jpg|建筑学家理查德·巴克明斯特·富勒设计的加拿大1967年世界博覽會球形圆顶薄壳建筑 Buckminsterfullerene-perspective-3D-balls.png|拥有60个碳原子的巴克明斯特·富勒烯C60 Football (soccer ball).svg|现代足球与C60有着非常类似结构.
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尼尔斯·玻尔
尼尔斯·亨里克·达维德·玻尔(Niels Henrik David Bohr,),丹麦物理学家,1922年因“他對原子結構以及從原子發射出的輻射的研究”而榮获诺贝尔物理学奖。 玻尔發展出原子的玻尔模型。这一模型利用量子化的概念來合理地解释了氢原子的光谱。他还提出量子力学中的互补原理。20世纪20年代至30年代间量子力学及相关课题研究者的活动中心,哥本哈根大学的理论物理研究所(现名尼尔斯·玻尔研究所),也是由玻尔在1921年创办的。 20世纪30年代,玻尔积极帮助来自纳粹德国的流亡者。在纳粹德国占领丹麥后,玻尔与主持德国核武器开发计划的海森堡进行了一次著名会談。他在得知可能被德国人逮捕后,经由瑞典流亡至英国,並於該國参与了合金管工程。這是英国在曼哈顿计划中承擔的任務。战后,他呼吁各国就和平利用核能进行合作。他参与了欧洲核子研究组织及的创建,并于1957年成为的首任主席。为纪念玻尔,国际纯粹与应用化学联合会决定以他的名字命名107号元素,𨨏。.
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中子
| magnetic_moment.
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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。.
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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伊利澤-威德曼炸彈測試問題
在量子力學裏,伊利澤-威德曼炸彈測試問題(Elitzur-Vaidman bomb testing problem)是由阿舍朗·伊利澤(Avshalom Elitzur)與列夫·威德曼(Lev Vaidman)於1993年提出的思想實驗,其使用來檢試一個物體是否處於某位置。「零作用測量」是一種量子測量,其能夠探測物體是否存在於某位置,而又不與該物體發生相互作用。奧地利因斯布魯克大學的安東·蔡林格、保羅·奎艾特(Paul Kwiat)、哈勞德·溫弗特(Harald Weinfurter)、湯瑪斯·荷紹葛(Thomas Herzog)與美國史丹佛大學的馬克·凱瑟威(Mark Kasevich)於1994年成功體現這思想實驗。在這實際實驗裏,馬赫-曾德爾干涉儀被用來檢試一個物體是否存在,而又不與該物體發生相互作用。.
分子
分子(molecule)是一种构成物质的粒子,呈电中性、由两個或多個原子組成,原子之間因共價鍵而鍵結。能够單獨存在、保持物质的化學性質;由分子組成的物質叫分子化合物。 一個分子是由多個原子在共價鍵中通过共用電子連接一起而形成。它可以由相同的化學元素构成,如氧氣分子 O2;也可以由不同的元素构成,如水分子 H2O。若原子之間由非共價鍵的化學鍵(如離子鍵)所結合,一般不會視為是單一分子。 在不同的領域中,分子的定義也會有一點差異:在热力学中,构成物质的分子(如水分子)、原子(如碳原子)、离子(如氯离子)等在热力学上的表现性质都是一样的,因此,都统称为分子;在氣體動力論中,分子是指任何构成气体的粒子,此定義下,單原子的惰性氣體也可視為是分子。而在量子物理、有機化學及生物化學中,多原子的離子(如硫酸根)也可以視為是一個分子。 分子可根据其构成原子的数量(原子數)分为单原子分子,双原子分子等。 在氣体中,氫分子(H2)、氮分子(N2)、氧分子(O2)、氟分子(F2)和氯分子(Cl2)的原子數是2;固体元素中,黃磷(P4)原子數是4,硫(S8)的是8。所以,氬(Ar)是單原子的分子,氧氣(O2)是雙原子的,臭氧(O3)則是三原子的。 許多常見的有機物質都是由分子所組成的,海洋和大氣中大部份也是分子。但地球上主要的固體物質,包括地函、地殼及地核中雖也是由化學鍵鍵結,但不是由分子所構成。在離子晶體(像鹽)及共價晶體有反覆出現的晶体结构,但也無法找到分子。固態金屬是用金屬鍵鍵結,也有其晶体结构,但也不是由分子組成。玻璃中的原子之間依化學鍵鍵結,但是既沒有分子的存在,其中也沒有類似晶體反覆出現的晶体结構。.
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切線
#重定向 切线.
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傑弗里·泰勒
傑弗里·泰勒爵士,OM(Sir Geoffrey Taylor, ),英國物理學家,數學家。他研究的領域是流體動力學與波理論。.
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哥本哈根詮釋
哥本哈根詮釋(Copenhagen interpretation)是量子力學的一種詮釋。根據哥本哈根詮釋,在量子力學裏,量子系統的量子態,可以用波函數來描述,這是量子力學的一個關鍵特色,波函數是個數學函數,專門用來計算粒子在某位置或處於某種運動狀態的機率,測量的動作造成了波函數塌縮,原本的量子態機率地塌縮成一個測量所允許的量子態。 二十世紀早期,從一些關於小尺寸微觀物理的實驗裏,物理學家發現了很多新穎的量子現象。對於這些實驗結果,古典物理完全無法解釋。替而代之,物理學家提出了一些嶄新的理論。而這些理論能夠非常精確地解釋新發現的量子現象。但是,內嵌於這些經驗理論的,是一種關於小尺度真實世界的新模型。它們所給予的預測,常使物理學家覺得相當地反直覺。甚至它們的發現者都感受到極其驚訝。哥本哈根詮釋嘗試著,在實驗證據的範圍內,給予實驗結果和相關理論表述一個合理的解釋。換句話說,它試著回答一個問題:這些奇妙的實驗結果到底有什麼意義? 哥本哈根詮釋主要是由尼爾斯·波耳和維爾納·海森堡于1927年在哥本哈根合作研究时共同提出的。此詮釋延伸了由德国数学家、物理学家馬克斯·玻恩所提出的波函数的機率表述,之后发展为著名的不确定性原理。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。此后,量子理论中的概率特性便不再是猜想,而是作为一条定律而存在了。量子论以及这条詮釋在整个自然科学以及哲学的发展和研究中都起着非常显著的作用。 哥本哈根詮釋給予了量子系統的量子行為一個精簡又易懂的解釋。1997年,在一場量子力學研討會上,舉行了一個關於詮釋論題的意向調查,根據這調查的結果,超過半數的物理學家對哥本哈根詮釋感到滿意;第二多的是多世界詮釋。雖然當前的傾向顯示出其它的詮釋也具有相當的競爭力,在20世紀期間,大多數的物理學家都願意接受哥本哈根詮釋。.
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光
光通常指的是人類眼睛可以見的電磁波(可見光),視知覺就是對於可見光的知覺。可見光只是電磁波譜上的某一段頻譜,一般是定義為波長介於400至700奈(纳)米(nm)之間的電磁波,也就是波長比紫外線長,比紅外線短的電磁波。有些資料來源定義的可見光的波長範圍也有不同,較窄的有介於420至680nm,較寬的有介於380至800nm。 而有些非可見光也可以被稱為光,如紫外光、紅外光、x光。 光既是一种高频的电磁波,又是一種由称為光子的基本粒子組成的粒子流。因此光同时具有粒子性与波动性,或者说光具有“波粒二象性”。.
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光子
| mean_lifetime.
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光电效应
光电效应(Photoelectric Effect)是指光束照射物体时會使其發射出電子的物理效應。發射出來的電子稱為「光電子」。 1887年,德國物理學者海因里希·赫茲發現,紫外線照射到金屬電極上,可以幫助產生電火花。(On an effect of ultra-violet light upon the electric discharge)1905年,阿爾伯特·愛因斯坦發表論文《关于光产生和转变的一个启发性观点》,給出了光電效應實驗數據的理论解釋。愛因斯坦主張,光的能量并非均匀分布,而是負載於離散的光量子(光子),而這光子的能量和其所組成的光的頻率有關。這个突破性的理論不但能够解释光电效应,也推动了量子力學的诞生。由於「他對理論物理學的成就,特別是光電效應定律的發現」,愛因斯坦獲頒1921年諾貝爾物理學獎。 在研究光電效應的过程中,物理學者对光子的量子性質有了更加深入的了解,这對波粒二象性概念的提出有重大影響。除了光電效應以外,在其它現象裏,光子束也會影響電子的運動,包括光電導效應、光伏效應、光電化學效應(photoelectrochemical effect)。 根據波粒二象性,光電效應也可以用波動概念來分析,完全不需用到光子概念。威利斯·蘭姆與馬蘭·斯考立(Marlan Scully)於1969年使用半經典方法證明光電效應,這方法將電子的行為量子化,又將光視為純粹經典電磁波,完全不考慮光是由光子組成的概念。.
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理查德·西利托
查·西利托 (Richard M. Sillitto ,) 是一位對於光學有傑出貢獻的物理學家。他寫了一本廣受歡迎,關於量子力學的書。他是愛丁堡皇家協會 (Royal Society of Edinburgh) 與物理學院(Institute of Physics)的會員。西利托是愛丁堡大學物理系的榮譽宣讀者。他去世於2005年4月19日。.
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理查德·費曼
查德·菲利普斯·費曼(Richard Phillips Feynman,),美國理论物理學家,量子电动力学创始人之一,纳米技术之父。由費曼提出或完善的费曼图、费曼规则(Feynman rules)和重整化计算方法是研究量子电动力学和粒子物理学的重要工具。费曼个性十足,爱出风头,平易近人且喜爱搞怪,有很多逸闻流传于世。在1999年英國雜誌《》对全球130名領先物理學家的民意調查中,他被評為有史以來10位最偉大的物理學家之一。費曼父母皆為立陶宛猶太人,來自白俄羅斯,然而費曼本人是無神論者。 费曼业余爱好广泛,如打邦哥鼓、破译玛雅文明的象形文字、研究如何撬開保险櫃的鎖及逛脱衣舞厅等。他自己搜罗了不少这类故事,整理成了自传《别闹了,费曼先生!》。该书后來成为畅销大众读物。费曼是少数几个在大众心目中形象生动鲜活的前沿科学家之一。.
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米蘭大學
米蘭大學(Università degli Studi di Milano,UNIMI)是義大利最大的公立大學之一。米蘭大學一共有62,801位學生,2,455位教職與研究人員,2,200 位非教職人員。米蘭大學是歐洲研究型大學聯盟的成員。.
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繞射
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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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爵士
爵士(Sir)是英國授勳及嘉獎制度中,對「騎士」和「從男爵」的一種敬稱。.
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电子
电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.
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相干性
在物理學裏,相干性(coherence)指的是,為了產生顯著的干涉現象,波所需具備的性質。更廣義地說,相干性描述波與自己、波與其它波之間對於某種內秉物理量的相關性質。 當兩個波彼此相互干涉時,因為相位的差異,會造成相长干涉或相消干涉。假若兩個正弦波的相位差為常數,則這兩個波的頻率必定相同,稱這兩個波「完全相干」。兩個「完全不相干」的波,例如白炽灯或太陽所發射出的光波,由於產生的干涉圖樣不穩定,無法被明顯地觀察到。在這兩種極端之間,存在著「部分相干」的波。 相干性又大致分類為時間相干性與空間相干性。時間相干性與波的頻寬有關;而空間相干性則與波源的有限尺寸有關。 波與波之間的的相干性可以用來量度。是波與波之間的干涉圖樣的輻照度對比,相干度可以從干涉可見度計算出來。.
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相位
位(phase),是描述訊號波形變化的度量,通常以度(角度)作為單位,也稱作相角或相。當訊號波形以週期的方式變化,波形循環一周即為360º。常應用在科學領域,如數學、物理學、電學等。.
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莫特問題
在量子力學裡,莫特問題(Mott problem)是一個弔詭,顯示出在研究波函數塌縮與量子測量時所遇到的困難。這問題最先由內維爾·莫特爵士與維爾納·海森堡於1929年表述為在雲室裡,球對稱性波函數塌縮為線形徑跡的弔詭。 實際而言,幾乎所有高能物理學實驗,例如那些在粒子碰撞器(particle collider)進行的實驗,涉及到的散射波函數都具有球對稱性。可是,粒子碰撞後的偵測結果,總是呈線形徑跡。這真是令人難以揣測,為什麼球對稱性波函數在實驗裏會展現為線形徑跡?然而,這是所有粒子碰撞實驗慣常得到的結果。 1953年,物理學者模里西斯·任寧格(Mauritius Renninger)給出一個相關的變版表述,知名為任寧格實驗(Renninger experiment)。在這表述裏,沒有偵測到粒子的事件也可以算為量子測量,換句話說,測量可以被完成,甚至在沒有偵測到任何粒子的狀況下。.
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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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路徑積分表述
量子力學的路徑積分表述(path integral formulation)是一個從經典力學裡的作用原則延伸出來對量子物理的一種概括和公式化的方法。它以包括两點間所有路徑的和或泛函積分而得到的量子幅來取代經典力學裡的單一路徑。 路径积分表述的基本思想可以追溯到諾伯特·維納,他介绍的维纳积分解决扩散和布朗运动的问题。在1933年他的论文中,由保罗·狄拉克把这个基本思想被扩展到量子力学中的利用拉格朗日算符 。路徑積分表述是理論物理學家理查德·費曼在1948年發展出來。一些早期結果是在约翰·惠勒指导下的費曼的博士论文中在早些时候已经被摸索出。 因爲路徑積分的表述法顯然地把時間和空間同等處理,它成為以後理論物理學發展的重要工具之一。 路徑積分表述也把量子現像和随機現像联系起來。為1970年代量子場論和概括二級相變附近序參數波動的統計場論統一奠下基礎。薛定諤方程式是虛擴散系數的擴散方程,而路徑積分表述是把所有可能的随機移動路徑加起來的方法的解析延拓。因此路徑積分表述在應用於量子力學前,已經在布朗運動和擴散問題上被應用。.
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輻照度
在光學裏,輻照度(irradiance)是電磁輻射入射於曲面時每單位面積的功率。輻射出射度(radiant emittance,radiant exitance)是從曲面輻射出的功率每單位面積。採用國際單位制,這些物理量的單位為瓦特每平方米(W/m2),採用CGS單位制,這些物理量的單位為爾格每平方厘米每秒(erg·cm−2·s−1,常用於天文學)。 物理学中,代表单位面积功率的物理量常被稱為強度,但這用法會與輻射強度(单位立体角内的辐射通量)引起混淆。特别在光学和激光物理学中,辐照度也被叫做光强。 輻照度表示各種頻率輻射的總量。物理學者時常也會分開檢驗輻射頻譜的每一單獨頻率。假設對於入射於曲面的輻射做這動作,則稱這輻射為光譜輻照度(spectral irradiance),國際單位制的單位為W/m2。 假設一個點光源均勻地朝著所有方向傳播光波,則輻照度按照平方反比定律遞減。.
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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。.
阿弗沙爾實驗
阿弗沙爾實驗(Afshar experiment)是一項光學實驗,可能可以挑戰量子力學中的互補原理(principle of complementarity),雖然當前仍未有物理學方面的共識。此實驗是首先由伊朗科學家沙赫里亞爾·阿弗沙爾(Shahriar Afshar)於2001年設計與執行,其結果看起來與量子力學的標準預測相一致;不過據稱其違背了(Englert-Greenberger)恩格勒特格林伯格二元性關係。 Category:光學 Category:量子測量 Category:物理學實驗.
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薛定谔猫
薛定谔猫(Schrödinger's Cat)是奥地利物理學者埃尔温·薛定谔於1935年提出的一個思想实验。通過這思想实验,薛定諤指出了應用量子力學的哥本哈根詮釋於宏觀物體會產生的問題,以及這問題與物理常識之間的矛盾。在這思想實驗裏,由於先前發生事件的隨機性質,貓會處於生存與死亡的疊加態。 根據退相干理論,貓不可能永遠處於生存與死亡的疊加態,由於環境的影響,很快地會產生退相干效應,貓改而處於生存或死亡的經典統計學狀態,因此,一般而言,絕對無法觀察到這生存與死亡的疊加態。至今為止,物理學者只能精心製備出一些介觀物體的疊加態。 雖然這是個思想實驗,類似原理已被研究與運用在實際應用領域。當理論研討量子力學的詮釋問題時,這思想實驗也時常會被特別提出為試金石。.
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蒂宾根大学
杜賓根大學 (Eberhard Karls Universität in Tübingen)位于德国杜賓根,是德國最古老的大學之一,在自然科學和人文科學領域都享有盛名。大學包括14個院系和30個专业,目前大約有28000名學生,男女比约為43:57。2012年入选成功第二阶段德国精英计划,成为德国11所“精英大学”之一。.
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量子力学
量子力学(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描写微观的事物,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的學科,都是以其为基础。 19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微观系统,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力学,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。.
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量子擦除實驗
在量子力學裏,量子擦除实验(quantum eraser experiment)是一種干涉儀實驗,它可以用來演示量子糾纏、量子互補等等基本理論。本條目所論述的量子擦除實驗使用雙縫干涉儀來製成干涉圖樣,這實驗有三個步驟:.
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機率幅
在量子力學裏,機率幅,又稱為量子幅,是一個描述粒子的量子行為的複函數。例如,機率幅可以描述粒子的位置。當描述粒子的位置時,機率幅是一個波函數,表達為位置的函數。這波函數必須符合薛丁格方程。 一個機率幅\psi\,\!的機率密度函數是 \psi^*\psi\,\!,等於 \mid\psi\mid^2\,\!,又稱為機率密度。在使用前,不一定要將機率密度函數歸一化。尚未歸一化的機率密度函數可以給出關於機率的相對大小的資訊。 假若,在整個三維空間內,機率密度 \mid\psi\mid^2\,\!是一個有限積分。那麼,可以計算一個歸一常數 c\,\!,替代 \psi\,\!為 c\psi\,\!,使得有限積分等於1。這樣,就可以將機率幅歸一化。粒子存在於某一個特定區域V\,\!內的機率是 \mid\psi\mid^2\,\!在區域V\,\!的積分。這句話的含義是,根據量子力學的哥本哈根詮釋,假若,某一位觀察者試著測量這粒子的位置。他找到粒子在 \varepsilon\,\!區域內的機率 P(\varepsilon)\,\!是 不光局限於粒子觀,機率幅的絕對值平方可以詮釋為「在某時間、某位置發生相互作用的概率」。.
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波峰
波峰(Wave crest)是指波在一個波長的範圍內,波幅的最大值,與之相對的最小值則被稱為波谷。橫波突起的最高點稱為波峰,陷下的最低點稱為波谷。縱波最密集的部分稱為波峰,最稀疏的部分稱為波谷。.
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波函数
在量子力學裏,量子系統的量子態可以用波函數(wave function)來描述。薛丁格方程式設定波函數如何隨著時間流逝而演化。從數學角度來看,薛丁格方程式乃是一種波動方程式,因此,波函數具有類似波的性質。這說明了波函數這術語的命名原因。 波函數 \Psi (\mathbf,t) 是一種複值函數,表示粒子在位置 \mathbf 、時間 t 的機率幅,它的絕對值平方 |\Psi(\mathbf,t)|^2 是在位置 \mathbf 、時間 t 找到粒子的機率密度。以另一種角度詮釋,波函數\Psi (\mathbf,t)是「在某時間、某位置發生相互作用的概率幅」。 波函數的概念在量子力學裏非常基礎與重要,諸多關於量子力學詮釋像謎一樣之結果與困惑,都源自於波函數,甚至今天,這些論題仍舊尚未獲得滿意解答。.
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波前
#重定向 波阵面.
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波谷
波峰是指横波在正交于传递方向上极大值。与之相对的极小值则被称为波谷。因为极小和极大只是取决于正交于传递方向上的坐标方向而言,故两者合称为极值。对于常见的正弦波来说,两者距离平均值(零相位)的绝对值相等。对于周期性的传递波(比如正弦波)来说,两者的差称为该波的振幅。.
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波长
波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.
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激光
雷射(LASER),中國大陸譯成激--光,在港澳台又音譯为镭--射或雷--射,是“通过受激辐射产生的光放大”(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的缩写,指通过刺激原子导致电子跃迁释放辐射能量而产生的具有同調性的增强光子束,其特点包括发散度极小,亮度(功率)可以达到很高等。產生激光需要“激發來源”,“增益介質”,“共振结构”這三個要素。.
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惠更斯-菲涅耳原理
惠更斯-菲涅耳原理(Huygens–Fresnel principle)是研究波传播问题的一种分析方法,因荷蘭物理學者克里斯蒂安·惠更斯和法国物理学者奥古斯丁·菲涅耳而命名。這个原理同时适用于远场极限和近场衍射。 惠更斯-菲涅耳原理能夠正確地解釋與計算波的傳播。基爾霍夫衍射公式給衍射提供了一個嚴格的數學基礎,這基礎是建立於波動方程式和格林第二恒等式。從基爾霍夫衍射公式,可以推導出惠更斯-菲涅耳原理。菲涅耳在惠更斯-菲涅耳原理裏憑空提出的假定,在這推導過程中,會自然地表現出來。 舉一個簡單例子來解釋這原理。假设有两个相邻房间A、B,这两个房间之間有一扇敞开的房门。当声音从房间A的角落裏发出时,则处於房间B的人所听到的这声音有如是位於门口的波源传播而来的。對於房间B的人而言,位於门口的空气振动是声音的波源。 光波对於狹縫或孔徑的衍射也可以用這方式處理,但直观上并不明显,因为可见光的波长很短,因此很难观测到这种效应。.
态叠加原理
在量子力学裏,态叠加原理(superposition principle)表明,假若一個量子系統的量子態可以是幾種不同量子態中的任意一種,則它們的歸一化線性組合也可以是其量子態。稱這線性組合為「疊加態」。假設組成疊加態的幾種量子態相互正交,則這量子系統處於其中任意量子態的機率是對應權值的絕對值平方。 從數學表述,态叠加原理是薛丁格方程式的解所具有的性質。由於薛丁格方程式是個線性方程式,任意幾個解的線性組合也是解。這些形成線性組合(稱為「疊加態」)的解時常會被設定為相互正交(稱為「基底態」),例如氫原子的電子能級態;換句話說,這幾個基底態彼此之間不會出現重疊。這樣,對於疊加態測量任意可觀察量所得到的期望值,是對於每一個基底態測量同樣可觀察量所得到的期望值,乘以疊加態處於對應基底態的機率之後,所有乘積的總和。 更具體地說明,假設對於某量子系統測量可觀察量A,而可觀察量A的本徵態|a_1\rang、|a_2\rang分別擁有本徵值a_1、a_2,則根据薛定谔方程的线性关系,疊加態|\psi\rang.
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思想實驗
思想實驗是指:使用想像力去進行的實驗,所做的都是在現實中無法做到(或現實未做到)的實驗。例如愛因斯坦有關相對運動的著名思想實驗,又例如在愛因斯坦和英費爾德合著的科普讀物《物理学的进化》中,就有一個實驗要求讀者想像一個平滑,無摩擦力的地面及球體進行實驗,但這在現實(或暫時)是做不到的。思想實驗需求的是想像力,而不是感官。.
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另见
基础量子物理学
- 俄歇效应
- 原子理論
- 塞曼效应
- 康普頓散射
- 康普頓波長
- 戴維森-革末實驗
- 拉塞福模型
- 斯塔克效应
- 施特恩-格拉赫实验
- 普朗克-愛因斯坦關係式
- 普朗克黑体辐射定律
- 梅子布丁模型
- 構造原理
- 汉勒效应
- 油滴實驗
- 法蘭克-赫茲實驗
- 波粒二象性
- 物質波
- 玻尔模型
- 瑞利-金斯定律
- 相空间表述
- 紫外灾变
- 维恩位移定律
- 舊量子論
- 薛丁格繪景
- 超精细结构
- 里德伯公式
- 雙縫實驗
波动力学
- 伺服頻寬
- 声波
- 多普勒效应
- 孤波
- 干涉 (物理学)
- 平面波
- 惠更斯-菲涅耳原理
- 振幅
- 杜哈梅原理
- 梅爾德實驗
- 横波
- 正弦曲線
- 水躍
- 法拉第波
- 波前速度
- 波动方程
- 波包
- 波數
- 波矢
- 热巧克力效应
- 电磁感应透明
- 电磁波导
- 相位
- 相干性
- 相速度
- 纵模
- 纵波
- 群速度
- 薛定谔方程
- 蛇行
- 訊號速度
- 雙縫實驗
- 駐波
物理學實驗
- Rüchardt實驗
- 中国暗物质实验
- 中微子速度的测量
- 傅科摆
- 卡文迪什實驗
- 双气球实验
- 反質子減速器
- 吴氏实验
- 大质量弱相互作用粒子
- 宇宙泛星系偏振背景成像
- 延遲選擇量子擦除實驗
- 开尔文滴水起电机
- 引力探测器B
- 戴維森-革末實驗
- 斐索-傅科儀
- 斐索實驗
- 施特恩-格拉赫实验
- 格伦·雷布卡
- 榭赫倫實驗
- 氣泵裡的鳥實驗
- 油滴實驗
- 法拉第冰桶实验
- 法蘭克-赫茲實驗
- 涡流制动
- 瀝青滴漏實驗
- 热巧克力效应
- 狹義相對論的實驗驗證
- 羅默測定光速
- 迈克耳孙-莫雷实验
- 量子擦除實驗
- 阿弗沙爾實驗
- 阿特伍德機
- 雙縫實驗
- 馬德堡半球
亦称为 双缝干涉实验,雙狹縫實驗,雙狹縫干涉實驗。