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物理學(xué)范文第1篇

2012這個末日論漫天飛舞的年份里，歐洲核子研究中心傳出一個很實在的消息；大型強(qiáng)子對撞機(jī)（lhc）捕獲了非常類似希格斯玻色子的信號。希格斯場是物質(zhì)質(zhì)量的來源，希格斯玻色子如果被確證，那楊振寧一米爾斯規(guī)范場理論的標(biāo)準(zhǔn)模型將畫下·個完美的句號。預(yù)言這個粒子的希格斯老爺爺已經(jīng)80多歲了，很多人都期待著他成為今年諾貝爾物理學(xué)獎的最終贏家。

結(jié)果有些出入意料，希格斯老爺爺遺憾落選，獎項授予美國的大衛(wèi)·維蘭德（david j.wineland）和法國的塞爾日·阿羅什（serge haroche）。這兩名實驗物理學(xué)家在過去20多年的研究中開創(chuàng)了測量與操縱單個量子系統(tǒng)的實驗方法。阿羅什的實驗方法是用原子測量單個光子，而維蘭德的實驗是用激光控制單個離子。他本文由收集整理們都反復(fù)進(jìn)行了一系列實驗，并發(fā)表了大量論文。

科學(xué)背景

高中物理講過，原子中間是一個極小的原子核，外圍是電子，不過原子層次的物理現(xiàn)象沒法用牛頓的經(jīng)典力學(xué)解釋，為了說清楚原子的事兒，物理學(xué)家們創(chuàng)立了量子理論。這個理論認(rèn)為物質(zhì)粒子也具有波的性質(zhì)；粒子也不像皮球那樣缺乏個性地沿著確定的路徑運動，而是可以同時處于多種狀態(tài)，循著無窮多的任意路徑達(dá)到最終狀態(tài)。物理過程必須考慮所有可能路徑的總匯。

量子理論雖然如天書，卻是微觀世界真實的客觀規(guī)律。它不但用于原子能級、光譜、半導(dǎo)體、超導(dǎo)等現(xiàn)象，也被用于化學(xué)、生物等領(lǐng)域，還用來計算分子結(jié)構(gòu)以及解釋生物化學(xué)過程。沒有量子理論，孰不會有晶體管、集成電路、激光，也就不會有計算機(jī)與計算機(jī)通訊。可以說，量子的宏觀應(yīng)用已經(jīng)使人類從電氣時代進(jìn)入了微電子時代。

暈死人的量子世界

維蘭德來自于美國加州，中學(xué)時并不是最優(yōu)秀學(xué)生，在高中最后一年才對物理產(chǎn)生了興趣。大學(xué)原本讀的數(shù)學(xué)專業(yè)，后來才改學(xué)物理，拿到物理博士學(xué)位后在美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所當(dāng)研究員。他在那里干了37年，主要研究用離子束縛（iontrap）探索量子世界。

維蘭德與阿羅什的研究是直接操控并測試單個粒子的量子系統(tǒng)。對于維蘭德的實驗，他的方法是用電場把單個離子（如汞離子）限制在一個勢阱（可以把它想象成一個無

轉(zhuǎn)貼于

形牢籠）內(nèi)，就像用磁場把磁懸浮列車懸在空中一樣。這個離子在勢阱里只能來回運動，無法逃逸出去。

被束縛在勢阱里的離子整體只能來回振動（你可以理解為折返跑），而離子內(nèi)部的電子也有不同的能級。這個振動的能量是量子化的，也就是一級一個臺階，只能在不同的能級之間跳躍。離子內(nèi)部的能量也是量子化的，也是一級一個臺階。

維蘭德的秘訣是調(diào)節(jié)激光的頻率，迫使離子內(nèi)部能級跳上一個臺階的同時讓它的振動能級跳下一階，這樣離子就會從內(nèi)部高能級回落到低能級，不斷重復(fù)下去達(dá)到降低振動能級的效果，使離子處于運動能量最低的狀態(tài)。離子從高能級向低能級躍遷的時候釋放的能量轉(zhuǎn)換為一個光子，而光子的頻率正比于它的能量。在固體與氣體中，原子能級躍遷時的發(fā)光受到其他原子以及自身運動的影響，導(dǎo)致頻率的擾動。而單個孤立的離子則不受這些因素的干擾，因而可以實現(xiàn)很高的頻率精度。在另一個實驗中，通過不同的激光對離子照射，使它同時處于兩個量子狀態(tài)——這就是量子力學(xué)里“薛定諤的貓”，而且進(jìn)行了相應(yīng)的測量。在更為復(fù)雜的實驗中，三個離子形成量子纏繞狀態(tài)，構(gòu)成三個可以用于量子計算的量子位元（qubit）……過去對量子力學(xué)的檢驗大多是基于統(tǒng)計結(jié)果，而通過對單個離子的精準(zhǔn)控制，維蘭德等人的各種實驗與測量直接從微觀層次驗證了量子力學(xué)。

阿羅什與維蘭德殊途同歸。他的實驗是通過兩面鏡子來回反射把光子關(guān)進(jìn)一個空腔，通過測量這些光子對高能級原子的影響得出光子的量子信息。

應(yīng)用與展望

物理學(xué)范文第2篇

英文名稱：Acta Mathematica Scientia

主管單位：中國科學(xué)院

主辦單位：中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所

出版周期：雙月刊

出版地址：湖北省武漢市

語

種：中文

開

本：16開

國際刊號：1003-3998

國內(nèi)刊號：42-1226/O

郵發(fā)代號：38-214

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1981

期刊收錄：

SCI 科學(xué)引文索引(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

聯(lián)系方式

期刊簡介

《數(shù)學(xué)物理學(xué)報》（雙月刊）創(chuàng)辦于1981年4月，是由中國科學(xué)院主管、中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所主辦的綜合性學(xué)術(shù)刊物。

物理學(xué)范文第3篇

英文名稱：Chinese Journal of Geophysics

主管單位：中國科學(xué)院

主辦單位：中國地球物理學(xué)會;中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：雙語

開

本：16開

國際刊號：0001-5733

國內(nèi)刊號：11-2074/P

郵發(fā)代號：2-571

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1948

期刊收錄：

百種重點期刊

中科雙高期刊

第二屆全國優(yōu)秀科技期刊

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

SCI 科學(xué)引文索引(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

聯(lián)系方式

物理學(xué)范文第4篇

關(guān)鍵詞：物理學(xué)；知識經(jīng)濟(jì)；經(jīng)典力學(xué)；工業(yè)革命；量子力學(xué)

在人類文明發(fā)展的進(jìn)程中，物理學(xué)的每一次重大突破都帶動了科學(xué)技術(shù)的騰飛和社會經(jīng)濟(jì)的變革。以科學(xué)技術(shù)為主要內(nèi)容的“知識”改變著社會經(jīng)濟(jì)的性質(zhì)、特征和運行方式，給人類社會帶來了全面而深刻的影響。

一、從物理學(xué)發(fā)展理解經(jīng)濟(jì)變革的根源

1、在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代，土地是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的資源。生產(chǎn)組織形式是自發(fā)的家庭生產(chǎn)方式，人類長期維持著經(jīng)驗積累和簡單再生產(chǎn)，社會財富的增加相當(dāng)緩慢。分配的主要依據(jù)是土地，擁有土地就擁有了財富和分配權(quán)，占有全部的剩余勞動成果。土地終極所有權(quán)掌握在皇帝手中，從而形成國家集權(quán)中軸支撐著社會。

科學(xué)巨匠牛頓，在哥白尼、伽利略、開普勒的基礎(chǔ)上，通過對天文學(xué)定律和力學(xué)實驗規(guī)律的高度概括總結(jié)，把物體的運動規(guī)律歸結(jié)為牛頓運動三定律和萬有引力定律。經(jīng)典力學(xué)的成就，使機(jī)器發(fā)明成為可能，為首次工業(yè)革命提供了理論和技術(shù)支持。隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和使用，帶來了機(jī)器制造、交通運輸、礦山開采等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，從而引起了從手工勞動向動力機(jī)器生產(chǎn)的飛躍，迎來了人類社會發(fā)展史上的新紀(jì)元。

2、工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代，機(jī)器、設(shè)備和原料是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的資源。其主要特征是資本積累和擴(kuò)大再生產(chǎn)，社會財富得以快速的增加，生產(chǎn)規(guī)模得到迅速擴(kuò)大，然而最終卻導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)危機(jī)。資本成為主要的分配依據(jù)，憑借著資本的大小，來瓜分社會財富和剩余勞動成果。機(jī)器大工業(yè)形成有組織的公司企業(yè)，資本被控制在資本家手中，公司企業(yè)就成為社會的中軸。

在奧斯特、法拉第的基礎(chǔ)上，麥克斯韋把神秘、抽象的電磁規(guī)律以數(shù)學(xué)方程完美地表示出來，從而形成了電磁場理論，同時預(yù)言了電磁波的存在。電磁場理論和實驗的巨大成就導(dǎo)致了電機(jī)、電燈、電報的發(fā)明和使用并引發(fā)了第二次工業(yè)革命。從此，人類全面進(jìn)入了以機(jī)器大工業(yè)和社會化大生產(chǎn)為重要標(biāo)志的工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代。

3、知識經(jīng)濟(jì)是建立在知識和信息的生產(chǎn)、分配和使用之上的經(jīng)濟(jì)。在知識經(jīng)濟(jì)時代，知識將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的資源，信息成為重要的商品和競爭要素。具有經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)化、資產(chǎn)投入無形化、世界經(jīng)濟(jì)一體化、經(jīng)濟(jì)決策知識化等特點。知識型和科技型的勞動者，在社會生產(chǎn)中的作用日益增強(qiáng)，成為企業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，直接決定著企業(yè)的競爭能力和最終命運。

二、以物理學(xué)概念思考知識經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵

1、隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)日趨微型化，因特網(wǎng)使傳遞信息所需的時間節(jié)省了百萬倍，空間概念更是幾近消失。真可謂：“千里縮銀屏，數(shù)載化瞬息”。如果把信息視作物質(zhì)，那么在相對高速地傳遞信息過程中，愛因斯坦相對論的“尺縮”和“鐘慢”效應(yīng)會有什么體現(xiàn)呢？

知識經(jīng)濟(jì)帶來了商業(yè)、金融、教育和文化娛樂的全球化，企事業(yè)單位在空間的分布狀態(tài)呈“無形化”和“分散性”。產(chǎn)品的開發(fā)與經(jīng)營周期大為縮短，實現(xiàn)了所謂“實時運作經(jīng)濟(jì)”。時間的“滯后效應(yīng)”被引起重視，可持續(xù)發(fā)展問題變得極為突出。

2、物理學(xué)又是一門實驗科學(xué)，它的每一個原理和定律，都是在系統(tǒng)觀察和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上建立起來的，并且隨觀察和實驗水平的提高不斷完善和修正甚至被否定。如人們對光的認(rèn)識就經(jīng)歷了由粒子――波動――波粒二象性的曲折過程。量子理論認(rèn)為一個電子究竟是粒子還是波？這要取決于選擇的實驗條件。這種不同尋常的作用對客觀實在的影響，在知識經(jīng)濟(jì)中會有什么表現(xiàn)呢？

知識經(jīng)濟(jì)對決策的基本要求是科學(xué)化、民主化、系統(tǒng)化和程序化?？茖W(xué)化就是要在決策中全面地應(yīng)用知識。程序化就是把決策的過程分為準(zhǔn)備謀劃、抉擇、控制與修正四個階段，每個階段又有若干步驟，它們是與觀察和實驗緊密聯(lián)系的。如準(zhǔn)備階段中有關(guān)信息的收集和處理，謀劃時的預(yù)測或可行性研究都離不開觀察和調(diào)查；控制與修正階段的實施離不開實踐和檢驗。

3、縱觀物理學(xué)的發(fā)展歷史，從經(jīng)典力學(xué)、電磁場理論到相對論、量子力學(xué)以及宇宙大爆炸、量子信息、統(tǒng)一場論等，展現(xiàn)在我們眼前的是一部充滿生機(jī)的探索和創(chuàng)新史。面對經(jīng)濟(jì)全球化和日趨激烈的國際競爭，我們?nèi)绾芜\用物理學(xué)的探索和創(chuàng)新精神面對知識經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)？

探索和創(chuàng)新是物理學(xué)的靈魂，同樣也是知識經(jīng)濟(jì)的靈魂。知識經(jīng)濟(jì)提出經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新概念，即5個新：引入一種新產(chǎn)品，采用一種新的生產(chǎn)方法，開辟一個新的市場，獲得一種新的原料來源，實行一種新的企業(yè)組織形式。

綜上所述，物理學(xué)作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科和帶頭學(xué)科，不僅為自然科學(xué)、工程技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)和實驗技術(shù)，而且在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。瀏覽人類社會由農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)到知識經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史，不難看到物理學(xué)在其中扮演的角色。

作者單位：棗莊學(xué)院

參考文獻(xiàn):

物理學(xué)范文第5篇

“比較法”是最好理解的科學(xué)方法，找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.例如研究蒸發(fā)和沸騰的異同點.比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點.比較電動機(jī)與發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理的相同點和異同點.汽油機(jī)和柴油機(jī)的相同點和異同點.

“控制變量法”是指在研究多個因素關(guān)系時，將一些因素固定不變，從而使問題簡化.利用控制變量法進(jìn)行探進(jìn)教學(xué)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的知識技能，還能促使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度、價值觀.例如，在研究異體電阻跟材料，長度，橫截面積關(guān)系時，先將材料、長度固定，研究電阻與橫截面積的關(guān)系；再如研究感應(yīng)電流方向與磁感線方向的關(guān)系時要控制導(dǎo)體運動方向不變；探究壓強(qiáng)時，壓力一定時，壓強(qiáng)與受力面積成反比；受力面積一定時，壓強(qiáng)與壓力成正比；探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻關(guān)系時，控制電流相等.

“等價變換法”是指讓學(xué)生把有關(guān)知識的數(shù)據(jù)、形象、動作、符號、公式、實例、文字?jǐn)⑹龅雀鞣N信息自由的等價表示，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想能力.例如，探究歐姆定律時，用文字?jǐn)⑹?，用公式表示，用表格表示，用坐?biāo)圖像表示，進(jìn)行計算和解釋現(xiàn)象等等；再例如，沸騰現(xiàn)象可以下定義來描述，也可以從溫度和熱傳遞變化規(guī)律來解釋，還可以畫圖像來反映.

“類比法”是指由兩種東西的一部分相似之處推測其他部分也可能相似.可幫助學(xué)生理解較復(fù)雜的實驗和較難的知識，有效地揭示自然界的秘密，特別是還不足以進(jìn)行歸納推理和演繹思維的情況下，類比法更是得天獨厚.例如，研究功率時，想到功率表示做功快慢和速度表示運動快慢這一相似性，推測功率在定義、定義式、單位等方面也可能與速度相似；再例，用“水壓”“水流”來類比“電壓”“電流”等；聲波看不到摸不著，我們可以用“水波”或者“繩波”來類比，增加直觀性加深認(rèn)識.

“分類法”是指將許多東西根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行分組.例如，將電路狀態(tài)分為通路、開路和短路；將摩擦力分為滑動摩擦和滾動摩擦；將汽化分為蒸發(fā)和沸騰等；內(nèi)燃機(jī)沖程分吸氣沖程，壓縮沖程，做功沖程和排氣沖程四個程沖；凸透鏡成像分三類：u>2f時成倒立縮小實像，例如照相機(jī)；f

“轉(zhuǎn)換法”是指一些看不見，摸不著的物理現(xiàn)象，不好直接認(rèn)識它，我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認(rèn)識它們.例如，磁場看不見，我們?nèi)錾翔F粉通過鐵粉的有序排列“看見”磁場并進(jìn)行研究；再如，液壓規(guī)律探究中，將探頭由淺入深放到液體中，通過觀察U型管液柱高度差來反映液壓大小隨深度的增加而增大；研究晶體熔化時，用時間的多少來表示吸熱的多少；研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱時，通過觀察吸引大頭針數(shù)量來判斷.“等效法”是指在物理現(xiàn)象中，用不同的方式達(dá)到相同結(jié)果.例如做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能方面是等效的；再例如，一個5歐姆的電阻和一個20 Ω的電阻并聯(lián)起來與一個4 Ω的電阻是等效的；再例如，760 mm水銀柱產(chǎn)生的液體壓強(qiáng)跟一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是等效的；虛像是無法用光屏承接的，因此虛像特點的研究成了實驗的一個難題，為了探究平面鏡所成虛像的特點，實驗中用兩支完全相同的蠟燭和可透視的平面玻璃板，采用等效法很好地解決了這一難題.

“缺點利用法”就是“將錯就錯法”，要求針對所研究知識點的缺點和不足，采取將錯就錯，變害為利，變廢為寶的方法去找到知識的應(yīng)用或另一個問題的解決辦法.例如，重力的方向豎直向下易使物體下落破碎的缺點，而制成打樁機(jī)，重錘線等；再如，導(dǎo)體中電流過大，產(chǎn)生大量熱量燒壞絕緣皮而引起火災(zāi)是缺點，但正是據(jù)此制成了電熱器來為人們服務(wù).

“缺點列舉法”就是以挑剔的眼光對待問題，并想辦法解決提出的問題.例如，用電阻絲的長度的改變來改變電路中電流強(qiáng)度，由于太長不方便，而想到把電阻絲纏繞起來制成滑動變阻器.再例如，一根導(dǎo)線的磁效應(yīng)比較弱，制成螺線管就能增大電流的磁效應(yīng)，插入鐵心就成了電磁鐵，從而發(fā)明了電磁繼電器.