物理
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什么是物理学?
为什么物理学使用国际单位制?
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物理,科学它研究的是物质的结构和基本物质之间的相互作用成分的可观测宇宙.在最广泛的意义上,物理学(源自希腊语physikos)涉及自然界宏观和亚微观层面的所有方面。其研究范围包括不仅是物体在给定力作用下的行为,而且是引力,电磁和核力字段。它的最终目标是提出一些建议全面的这些原则汇集并解释了这一切不同的现象。
(阅读爱因斯坦1926年在《大英百科全书》上yabo亚博网站首页手机发表的关于时空的文章。)
物理是基础物理科学.直到最近物理而且自然哲学在以发现和制定自然基本定律为目的的科学中,这两个词可以互换使用。随着现代科学的发展和日益专业化,物理学开始指物理科学中不包括的那部分天文学,化学,地质,工程.然而,物理学在所有自然科学中都起着重要的作用,所有这些领域都有特别强调物理定律和测量方法的分支,这些分支的名称为天体物理学,地球物理学,生物物理学,甚至心理物理学.物理学本质上可以被定义为一门科学事,运动,能源.它的规律通常用简洁而精确的语言来表达数学.
无论是实验,在尽可能精确控制的条件下观察现象,还是理论,都是统一的表述概念上的框架,对物理学的发展起着必不可少的补充作用。物理实验的结果是测量,并与理论预测的结果进行比较。一个理论如果能可靠地预测其所适用的实验结果,就被称为体现了一种物理定律。然而,如果以后的试验有必要,法律总是可以修改、替换或限制在一个更有限的领域内。
物理学的最终目标是找到一套统一的定律,在小的(微观的)亚原子距离上,在日常生活的人类(宏观的)尺度上,并在最大的距离上(例如,在河外尺度上)控制物质、运动和能量。这一宏伟目标已得到显著实现。尽管关于物理现象的一个完全统一的理论还没有实现(可能永远也不会实现),但似乎有一小部分基本物理定律可以解释所有已知的现象。物理学的主体发展到大约20世纪之交,被称为经典物理学,可以在很大程度上解释宏观物体的运动,这些物体相对于太阳缓慢运动光速对于这样的现象热,声音,电,磁性,光.现代的发展相对论而且量子力学修改这些定律,使它们适用于更高的速度,非常大的物体,以及物质的微小基本成分,例如电子,质子,中子.
物理学的范围
经典物理学和现代物理学的传统组织分支或领域是划定在下面。
力学
力学通常被认为是研究物体在给定力作用下的运动(或不运动)。经典力学有时被认为是应用数学的一个分支。它包括运动学,运动描述,和动力学,研究力在产生运动或运动过程中的作用静力平衡(后者构成科学静力学).20世纪的主题量子力学对于处理物质结构至关重要,亚原子粒子,超流态,超导,中子星等主要现象,以及相对论力学当速度接近光速时,这是非常重要的,它们是本节稍后将讨论的力学形式。
在经典力学中,定律最初是为点粒子制定的,其中的尺寸、形状和其他内在物体的属性被忽略。因此,在第一种近似中,即使是象地球和太阳被视为点样。,in calculating planetary orbital motion. In rigid-body动力学,也考虑了物体的延伸和它们的质量分布,但它们被想象成不能变形.变形固体的力学是弹性;流体静力学而且流体动力学分别治疗静止液体和运动液体。
这三个运动定律由艾萨克·牛顿形成了经典力学的基础,同时认识到力是有向量(向量)并相应地合并。第一定律,也叫惯性定律,指出,除非受到外部的作用力静止的物体保持静止,或者如果在运动中,它继续沿恒定的直线运动速度.因此匀速运动不需要原因。因此,力学所关注的不是运动本身,而是由网所引起的物体运动状态的变化力采取行动。牛顿第二定律把作用在物体上的合力等同于物体动量的变化率,动量变化率是物体质量和速度的乘积。牛顿第三定律,即作用力和反作用定律,指出当两个粒子相互作用时,作用力相互作用施加另一方大小相等,方向相反。总的来说,这些力学定律原则上允许确定一组粒子未来的运动,只要知道它们在某个时刻的运动状态,以及它们之间和外部作用于它们的力。从经典力学定律的这种决定论特征中,过去已经得出了深刻的(可能是不正确的)哲学结论,甚至应用于人类历史。
在物理学的最基本层面上,力学定律具有某些特征对称属性,如例证在前面提到的作用力和反作用力的对称性中。其他对称性,如在反射和旋转下的定律的不变性(即不变的形式)空间在经典力学和相对论力学中都存在,在量子力学中也有一定的限制。该理论的对称性可以被证明为具有数学结果的基本原理,称为守恒定律它们断言某些物理量在规定条件下的值在时间上是恒定的。守恒量是物理学中最重要的守恒量;其中包括质量和能量(在相对论中,质量和能量是等价的,并且是守恒的),动力,角动量,电荷.