拓展营特辑|来这里,让你不再雾里看物理!

什么是牛顿定律?

什么是量子力学?

如果你想知道什么是快乐物理的话,

我现在就带你研究!

物理学(physics)是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。

开篇先敬祖师爷!

物理学起始于伽利略和牛顿的年代,近代意义的物理学诞生于欧洲15—17世纪。人们一般将欧洲历史 作为物理学史的社会背景。从远古到公元5世纪属古代史时期;5—13世纪为中世纪时期;14—16世纪为文艺复兴运动时期;16—17世纪为科学革命时期,以N.哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生。

从此之后,科学随各个世纪的更替而发展。近半个世纪,人们按照物理学史特点,将其发展大致分期如下:从远古到中世纪属古代时期。从文艺复兴到19世纪,是经典物理学时期。牛顿力学在此时期发展到顶峰,其 时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科。

甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。随着20世纪的到来,量子论和相对论相继出现;新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念,人们称此时期为近代物理学时期。

你知道物理学的四大神兽吗?

它们分别是:芝诺的乌龟、拉普拉斯兽、麦克斯韦妖、薛定谔的猫。

他们分别对应:微积分、经典力学、热力学第二定律、量子力学。

 

四大神兽的能力:

芝诺的乌龟:缩地成寸。

芝诺是古希腊的一位哲学家,他说有一天,海神之子阿克琉斯和一只乌龟赛跑,阿克琉斯仗着自己跑得快,他的速度是乌龟的10倍,于是他让乌龟先跑10公里,然后他开始追乌龟,当他跑到10公里处时,乌龟又跑了1公里,当他又追了1公里时,乌龟又跑了0.1公里,当他又追了0.1公里时,乌龟又跑了0.01公里,如此循环往复,阿克琉斯是永远追不上乌龟的。

拉普拉斯兽:善推演,能知万物。

拉普拉斯兽(Démon de Laplace)是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。

此“恶魔”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量,能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程,过去以及未来。

 

麦克斯韦妖:逆转时空。

麦克斯韦妖(Maxwell’s demon),是在物理学中假想的妖,能探测并控制单个分子的运动,于1871年由英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。

可以简单的这样描述,一个绝热容器被分成相等的两格,中间是由“妖”控制的一扇小“门”,容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击,“门”可以选择性的将速度较快的分子放入一格,而较慢的分子放入另一格,这样,其中的一格就会比另外一格温度高,可以利用此温差,驱动热机做功。这是第二类永动机的一个范例。

 

薛定谔的猫:超越生死。

薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日~1961年1月4日)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。

 

生活中奇丽的物理火花!

物理可不仅仅是书本上无聊的公式

在生活中

物理也可以绽放美丽的火花

让我们来看看那些奇特的物理现象吧

 

奇妙的化勺水

由镓单质制作的勺子,镓单质熔点只有29.76摄氏度,放在手心都可以融化哦

 

“危险”的摆

因为机械能守恒,摆锤始终不会打到脸上。但要小心绳子断哟( * ̄▽ ̄)

 

隐形球

这种隐形球又称为super-absorbent polysaccharide,在水中时,它的折射和水折射非常接近,所以肉眼几乎看不见它的存在,只有把它舀出水面时才会“现形”。

 

铜线转圈圈

载流导线在磁场中会受到安培力,形成力矩使线框转起来。

 

水之桥

两个装满去离子水的烧杯彼此接触,如果此时给它们之间加上数千伏的电势差,那么即使把这两个烧杯拉开几厘米距离,二者之间也依然会有一条“水桥”相连。

 

热冰现象

和过冷水一样,醋酸钠一样可以瞬间结冰,当醋酸钠溶液处于过饱和溶液状态再碰到晶种后,可以触发处于不稳定状态的过饱和醋酸钠,就会产生过饱和醋酸钠溶液迅速结晶的热冰现象。

将书中死板的理论互相联系

可以在生活中碰撞出美丽的火花

这就是物理的趣味

以上展示的只是沧海一粟

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