帶你進(jìn)行物理學(xué)研究

Category: STEM國際競賽 Date: 2020年3月15日下午9:10

物理學(xué)對于人們來說很有現(xiàn)實(shí)意義，有很多學(xué)生和導(dǎo)師專門從事物理學(xué)的研究。今天小編想要給大家介紹一個翰林國際教育關(guān)于物理學(xué)的學(xué)研項(xiàng)目：【科研論文】物理學(xué)思維研究與應(yīng)用，希望能夠幫助大家實(shí)現(xiàn)背景提升。

物理學(xué)介紹

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。它的理論結(jié)構(gòu)充分地運(yùn)用數(shù)學(xué)作為自己的工作語言，以實(shí)驗(yàn)作為檢驗(yàn)理論正確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)，它是當(dāng)今最精密的一門自然科學(xué)學(xué)科。

物理學(xué)分類

●牛頓力學(xué)（Newton mechanics）與分析力學(xué)（analytical mechanics）研究物體機(jī)械運(yùn)動的基本規(guī)律及關(guān)于時空相對性的規(guī)律

●電磁學(xué)（electromagnetism）與電動力學(xué)（electrodynamics）研究電磁現(xiàn)象，物質(zhì)的電磁運(yùn)動規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律

●熱力學(xué)（thermodynamics）與統(tǒng)計(jì)力學(xué)（statistical mechanics）研究物質(zhì)熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)

●狹義相對論（special relativity）研究物體的高速運(yùn)動效應(yīng)以及相關(guān)的動力學(xué)規(guī)律。

●廣義相對論（general relativity）研究在大質(zhì)量物體附近，物體在強(qiáng)引力場下的動力學(xué)行為。

●量子力學(xué)（quantum mechanics）研究微觀物質(zhì)運(yùn)動現(xiàn)象以及基本運(yùn)動規(guī)律

此外，還有：

粒子物理學(xué)、原子核物理學(xué)、原子與分子物理學(xué)、固體物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、激光物理學(xué)、等離子體物理學(xué)、地球物理學(xué)、生物物理學(xué)、天體物理學(xué)等等。

物理學(xué)研究領(lǐng)域

物理學(xué)研究的領(lǐng)域可分為下列四大方面：

1.凝聚態(tài)物理——研究物質(zhì)宏觀性質(zhì)，這些物相內(nèi)包含極大數(shù)目的組元，且組員間相互作用極強(qiáng)。最熟悉的凝聚態(tài)相是固體和液體，它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態(tài)相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態(tài)（在十分低溫時，某些原子系統(tǒng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)）；某些材料中導(dǎo)電電子呈現(xiàn)的超導(dǎo)相；原子點(diǎn)陣中出現(xiàn)的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態(tài)物理一直是最大的的研究領(lǐng)域。歷史上，它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出，采用此名。

2.原子，分子和光學(xué)物理——研究原子尺寸或幾個原子結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，物質(zhì)-物質(zhì)和光-物質(zhì)的相互作用。這三個領(lǐng)域是密切相關(guān)的。因?yàn)樗鼈兪褂妙愃频姆椒ê陀嘘P(guān)的能量標(biāo)度。它們都包括經(jīng)典和量子的處理方法；從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層，集中在原子和離子的量子控制；冷卻和誘捕；低溫碰撞動力學(xué)；準(zhǔn)確測量基本常數(shù)；電子在結(jié)構(gòu)動力學(xué)方面的集體效應(yīng)。原子物理受核的影晌。但如核分裂，核合成等核內(nèi)部現(xiàn)象則屬高能物理。分子物理集中在多原子結(jié)構(gòu)以及它們，內(nèi)外部和物質(zhì)及光的相互作用，這里的光學(xué)物理只研究光的基本特性及光與物質(zhì)在微觀領(lǐng)域的相互作用。

3.高能/粒子物理——粒子物理研究物質(zhì)和能量的基本組元及它們間的相互作用；也可稱為高能物理。因?yàn)樵S多基本粒子在自然界不存在，只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現(xiàn)。據(jù)基本粒子的相互作用標(biāo)準(zhǔn)模型描述，有12種已知物質(zhì)的基本粒子模型（夸克和輕粒子）。它們通過強(qiáng)，弱和電磁基本力相互作用。標(biāo)準(zhǔn)模型還預(yù)言一種希格斯-波色粒子存在。現(xiàn)正尋找中。

4.天體物理——天體物理和天文學(xué)是物理的理論和方法用到研究星體的結(jié)構(gòu)和演變，太陽系的起源，以及宇宙的相關(guān)問題。因?yàn)樘祗w物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學(xué)，電磁學(xué)，統(tǒng)計(jì)力學(xué)，熱力學(xué)和量子力學(xué)。1931年卡爾發(fā)現(xiàn)了天體發(fā)出的無線電訊號。開始了無線電天文學(xué)。天文學(xué)的前沿已被空間探索所擴(kuò)展。地球大氣的干擾使觀察空間需用紅外，超紫外，伽瑪射線和x-射線。物理宇宙論研究在宇宙的大范圍內(nèi)宇宙的形成和演變。愛因斯坦的相對論在現(xiàn)代宇宙理論中起了中心的作用。20世紀(jì)早期哈勃從圖中發(fā)現(xiàn)了宇宙在膨脹，促進(jìn)了宇宙的穩(wěn)定狀態(tài)論和大爆炸之間的討論。1964年宇宙微波背景的發(fā)現(xiàn)，證明了大爆炸理論可能是正確的。大爆炸模型建立在二個理論框架上：愛因斯坦的廣義相對論和宇宙論原理。宇宙論已建立了ACDM宇宙演變模型；它包括宇宙的膨脹，黑能量和黑物質(zhì)。從費(fèi)米伽瑪-射線望運(yùn)鏡的新數(shù)據(jù)和現(xiàn)有宇宙模型的改進(jìn)，可期待出現(xiàn)許多可能性和發(fā)現(xiàn)。尤其是今后數(shù)年內(nèi)，圍繞黑物質(zhì)方面可能有許多發(fā)現(xiàn)。