物理学

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黄粱一梦，斗转星移

研究自然的科学实验（预防靶子定律）从原子到元素到细胞到宇宙,也就是微观+宏观+宇观

1. 思想

  • 主要是形而上学的思想，用片面、静止来看待问题，抓主要矛盾，忽略次要矛盾，一个小方面不等于次要矛盾

    • 归纳推理：（靶子定律）是不符合逻辑的推理，从一般到一般

    • 演绎推理：一个大前提，保证正确，然后推理出其他逻辑

    • 类比推理

2. 历史

  • 经典机械观：运动|动力|矢量|曲线运动|微积分|动量|力不确定变为相互作用|温度|热|势能|动能|热能|机械能|…

    注意：摩擦力破坏机械能守恒，机械能不一定守恒，能量，动量，角动量，电荷在当前才是守恒

    • 物理学家：…>牛顿（三大定律）>开普勒(三大定律)>伽利略>布朗>焦耳>…

  • 电磁量子观： 电|电势|电荷|磁|光|颜色|连续|波粒二象性|分子|原子|质子|电子|中子|离子|光子|夸克|量子|统计学|场|以太（传统的以太并不存在）|相对论|宇称|维度|超弦(还未被证实)|…

    • 物理学家：…>奥斯特>牛顿>惠更斯> 玻尔>德布罗意>薛定谔>海森伯>狄喇克>玻恩 >法拉第（Faraday）>麦克斯韦（Maxwell）>赫兹（Hertz）>爱因斯坦>…

3. 机械观（宏观已知论）

  • 运动与力（四大相互作用：强相互作用（微观）、弱相互作用（微观）、万有引力相互作用（宏观），电磁相互作用（宏观和微观））

    基本作用力 对象 强度 范围 交换粒子
    引力相互作用 万物 10^(-40) 无穷 G（引力子)
    电磁相互作用 带电粒子间 10^(-2) 无穷 r（光子）
    强相互作用 强子，原子核 1 10^(-15)米，很短 g(胶子)
    弱相互作用 轻子（电子） 10^(-5) 10^(-18)米 W^(+-),Z^0

不用力而用相互作用是把宏观和微观相统一，相互作用需要惯性系

  • 质心运动定理

由质点系动量定理表示各质点的位置

  • 牛顿三大定律：1. 匀速或者静止，2. F=ma，3. 作用力与反作用力

  • 摩檫力：本质还是电磁相互作用，

F=摩擦因子*mg *cos a

  • 惯性系：一个不断做匀速直线运动的参考系，但目前没有找到，用误差近似，牛顿力学基于惯性系发展的

  • 矢量：方向和大小

  • 开普勒三大定律：1.沿着椭圆运动，太阳位于焦点 2. 相同时间，面积S1 = 面积S2 3. T^2/r^3

  • 万有引力(没有发现万有斥力)

F = -Gm1m2/r^2

  • 动量（微积分，定积分）

F = ma = mdv/dt–>F*dt = d(mv)–>P = mv矢量

  • 热力学

热传导：对流，热传导，热辐射，理想气体状态方程：

热力学定律仅仅适用于地球

  • 动能（由牛顿第二定律演变而来，不涉及时间和加速度）

功：力做的效果W = F（L2-L1）*cos a

动能F = ma = mdv/dt,W = F（L2-L1）*cos a =mdv（L2-L1）/dt = 1/2mv^2(标量，动能)

4.电磁量子观

  • 电磁光统一(麦克斯韦方程组)

  • 麦克斯韦方程组微分形式

  • 磁

    • 洛伦兹力

    • 磁介质：顺磁、逆磁、铁磁(Fe2O3)

    • 电池（正极，负极，电解质溶液）

      • 一次性电池：

      • 锌锰电池（干电池，防止放出H2，涂了Hg）Zn(负极)\ ZnCl2,NH4Cl \ MnO2（正极）

      • 碱式锌锰电池(5号电池) Zn \ KOH \ MnO2

      • 锌银电池（纽扣式电池）Zn \ KOH \ Ag2O

      • 二次电池（可充电电池，充电电池必须很慢）：

      • 铅蓄电池(电动车电池)：Pb\ H2SO4 \PbO2

      • 铬镍电池：Cd\KOH\NiOOH

      • 氢镍电池（宇航员）:：吸氢材料

      • 锂电池

      • 燃料电池（氢氧电池）：H2\选择膜\O2

  • 颜色

    • 世界上的东西是没有颜色的，可见光的反射

    • 霓外紫内红 ，虹外红内紫

    • 紫外线和辐射是衣服挡不住的，本质是电磁波短波，和光的波的长度不同而已

  • 波粒二象性

    • 波的干涉，两个波相互碰撞，会发生叠加和湮灭两种结果
    • 波的衍射，有一个东西挡着，然后后面出现波的结论
    • 猜想：电磁波能否改变波长，将不可见电磁变为可见光，是否存在超磁和次磁，和声音一样，还是波长不一样，就是电磁波；
    • 元素周期表的能量是从低到高再到低，Fe是最高，所以可以聚变和裂变

  • 量子力学（统计概率云，普朗克常量）

  • 薛定谔方程

    一维薛定谔方程

    一维薛定谔方程

    三维薛定谔方程

    三维薛定谔方程

    定态薛定谔方程

    定态薛定谔方程

  • 约瑟夫森效应

    f = （2eV）/h

  • 海森堡测不准原理
    △q△p≥ħ/2（ħ=h/2π）

  • 量子力学做成的科技：激光、 超导、晶体管

  • 狭义相对论（惯性系,距离和时间在不同的参照系是不同的）

    • 狭义相对论原理：真空光速不变原理\相对性原理
    • 狭义相对论结论：
      • 同时具有相对性
      • 时间延缓
      • 长度收缩
      • 相对论的速度叠加关系
      • 质能关系公式：物质与能量相互等价：（E = m c^2）

  • 广义相对论（惯性系＋非惯性系）

    M引/M惯＝m引/m惯

  • 广义相对论原理

    • 广义协变原理

      自然规律对于任何参照系都应该具有相同的数学形式

    • 等效原理

      匀加速参照系可与均匀引力场中静止的参照系等效

  • 广义相对论的主要结论

    • 引力大的地方时间过得缓慢

    • 引力导致空间弯曲

  • 广义相对论的一些预言

    • 恒星光的引力偏转

    • 雷达回波延迟

    • 水星近日点的进动

  • 爱因斯坦场方程

    含宇宙常数项的场方程(广义相对论)

    宇宙常数项的场方方程是以宇宙已经平衡了为基准

  • 超弦理论目标：

    • 协调相对论和量子论

    • 实现四种基本相互作用的统一

    • 统一描述微观与宇宙观

  • 未来发展方向：

    • 新能源

    • 量子计算机

    • 超弦理论（大一统）

5. 总结

这个世界没有自己想的那么简单，也没有非常复杂，自然规律（物理，不是物理学）在不断探索中。