㈠ 關於八年級物理的疑問
其實這是綜合因素造成的,仔細觀察可以發現天是白色泛藍色
我們都知道白色是七色光的組合,這說明七色光都能穿過大氣並在大氣中漫散射;大氣中氮氣的含量佔到4/5,而氮氣在波譜里是藍色的,也就是說光照過氮氣的顏色的藍色的,這個是主要原因,如果說光波短的散射是主要原因,那天空就應該是紫色的。
第二個問題要提到宇宙的高度,傍晚的陽光是入射角是斜的,想像一束光從玻璃側面射入。
第三、四個問題牽涉到波的衍射和波的能量問題。
衍射是指光繞過一個不透明的物體的現象,書上應該有個光繞過盤子出現一個光點的試驗。想像一下波是一個喝醉酒的人走的路線,波長越長的光繞過不透明物體的能力越強,紅光橙光光波長。繞不過去的光怎麼辦?要麼被吸收,如果吸收能力不好的就被反射,規則的反射面就形成了散射,所以波長短的容易被散射。但是波長再長繞不過去的一樣要被反射。想像一下一束光分解成一百束光,走紅色路線的彈回來的少,走紫色路線彈回來的多。
波能是指波本身攜帶的能量,光波突破障礙是需要能量的,透明物體並不是指光透過它的時候不需要能量,而是指需要的能量少。
想像一下紅光和紫光的波長和波幅的比對會發現走過同樣的距離,紫光的路徑長度明顯大於紅光,就能理解紫光穿透物體時候需要的能量要比紅光多。
㈡ 幾個有關物理的問題
物理學的發展歷程
物理學是一門有著悠久歷史的科學,早在古代,人們在日常生活和生產實踐中就積累了一些物理知識,古希臘的亞里士多德曾經寫過《物理學》一書,敘述了當時人們的有關物體運動的知識,我國古代的沈括在《夢溪筆談》中也闡述了許多物理現象。但是,古代的物理學知識主要是依賴直觀和思辨總結的,缺乏嚴格的實驗檢驗。物理學真正成為一門嚴格的科學是隨著實驗方法的引入和數學工具的應用才確立的,物理學的發展大致經歷了以下幾個階段:
(1)17、18世紀,建立和發展了牛頓力學和熱力學,對於蒸汽機、熱機、機械工業的發展起到了巨大的推動作用,使人類開始了第一次工業革命。
蒸汽機的發明,在18世紀的工業革命中佔有重要的地位,它的發明並非主要依靠經驗,而是吸取了當時許多物理學的研究成果。1643年,托里拆利發現了真空。1654年,德國的格里凱通過馬德堡半球實驗進一步認識了大氣壓的性質,指出在真空狀態下大氣壓可以轉變為機械力,並發明了真空泵。1662年,英國科學家玻意耳在格里凱實驗的影響下,進一步研究了大氣壓的性質,並發現了有名的玻意耳定律。1695年,在玻意耳的指導下,法國物理學家巴本終於發明了帶活塞的蒸汽機。1705年,經過英國的工程師塞維利和鍛工出身的技術家鈕可門等人的改進,蒸汽機的性能有了一些提高。後來,英國的著名發明家瓦特對鈕可門蒸汽機的性能做了重大改進,在此過程中,瓦特應用了物體的比熱和水轉化為蒸汽的潛熱等物理概念來計算不同大小蒸汽機的蒸汽消耗量,並採取了把冷凝器和主氣缸分開的關鍵性措施,使得蒸汽機的效率大大提高。1768年,近代蒸汽機作為整個工業的「萬能原動機」首次出現,並廣泛應用於工業中,這也成為第一次工業革命的標志。
除了蒸汽機的發明以外,在17世紀和18世紀,機械技術在各個領域得到了應用和發展,如航海中利用機械技術改進船的推力;確定船在海洋中的位置;礦井中提取礦石、排氣排水;粉碎礦石;軍事中有關火炮內力作用、空氣彈道和空氣阻力的計算,等等,所有這些,都是在牛頓力學的基礎上得以發展的。
(2)19世紀,建立和發展了經典電磁理論,促進了工業電氣化、無線電通信等的發展,使人類開始了第二次工業革命,進入了應用電能的時代。
進入19世紀以後,物理學對技術發展影響的特點是物理原理轉變為物質成果的速度大大加快了,如果說牛頓力學、熱力學用了100~200年的時間才完成了理論到技術的滲透和轉化,那麼從電磁理論到電氣技術的轉變,一般只用了幾十年,甚至十幾年。1820年,奧斯特在自然統一性哲學觀點的指導下,第一次把電、磁現象聯系起來,發現了電流的磁效應。1831年,在奧斯特發現的啟發下,法拉第發現了電流磁效應的逆效應——電磁感應定律。這兩大發明的直接結果是,1832年皮克希發明發電機,1837年雅可比發明電動機,1837年莫爾斯發明電報,1885年斯坦利發明變壓器,1888年特拉斯發明交流電機……隨著電機技術的發展,電能的應用領域不斷擴大,因而開始了發電站的建立和電力傳輸技術的發展。另外,隨著對電與磁的各種效應的認識的深化,出現了一系列嶄新的技術領域,如電解、電鍍、電熱、電冶、電聲、電光源,等等。麥克斯韋在法拉第有關場的概念以及電磁現象的經驗規律(庫侖定律、畢奧-沙伐定律、安培定律、法拉第電磁感應定律……)的基礎上,總結出了電磁場方程並預言電磁波的存在,使經典電磁理論發展到高峰,1888年赫茲用實驗驗證了這一理論。在這一基礎上,1895年馬可尼和波波夫分別進行了人類第一次無線電通訊。
另外,物理學除了對宏觀電氣技術作出了巨大貢獻以外,還研究了真空中的電現象以及經典電子論,這些為以後電子技術、原子能技術的出現奠定了基礎,對介質中的電磁現象的研究,為凝聚態物理以及相應的材料科學的發展開辟了道路。
(3)20世紀上半葉,建立了相對論和量子理論,使人類的認識深入到了原子和原子核內部,在此基礎上,引起了原子能、半導體、計算機、激光等新技術、新工藝的出現,推動了量子化學、分子生物學、量子生物學、現代宇宙學等新學科的出現,使人類開始了第三次技術革命。
1895年倫琴發現了X射線。1896年貝克勒耳發現了電子。1897年湯姆生發現了電子。這些發現破除了原子是宇宙的最小微粒的概念,人類的認識深入到了原子內部,這同樣也是近代物理學的開端。1900年普朗克為了解決黑體輻射問題,提出了量子論。1905年愛因斯坦為了解決電動力學在高速領域的「悖論」,建立了相對論。以量子論和相對論為基點,愛因斯坦於1905年又提出了光子的概念。1913年玻爾建立了氫原子的量子理論。在1924~1926年間,在波恩、海森堡、德布羅意、薛定諤、狄拉克、泡利等物理學家的努力下,建立了量子力學這一反映微觀世界物質運動規律的物理理論,從此,近代物理學宣告誕生了。在量子力學的基礎上,原子物理學、電子物理學、粒子物理學、原子核物理學、半導體物理學、固體物理學、金屬物理學、激光物理學、天體物理學、低溫物理學、非平衡態物理學等學科不斷涌現,人類的物質文明進入了一個嶄新的時期。
20世紀下半葉以來,物理學在探索亞核世界運動、宇觀世界的天體運動等規律方面取得了積極的進展,如果向物質結構的更深、更廣層次的研究取得成功的話,必然對自然科學、技術科學的發展產生巨大的影響,同時也必然會對人類社會的物質文明帶來巨大的進步。在近代物理學的基礎上,形成了一系列的新技術群,如新能源技術,包括核的裂變能與聚變能的利用、太陽能、地熱能、新化學能等多種形式能的利用;激光技術,包括各種激光器在眾多領域中的應用;半導體技術,包括晶體管、集成電路、大規模集成電路、半導體器件;信息技術,包括信息的傳輸、接收、儲存、處理及反饋等各種技術;計算機技術,包括硬體和軟體;材料技術,包括導電材料、半導體材料、絕緣材料、耐高溫材料、抗輻射材料、高強度材料、壓電材料、熱電材料、光電材料、聲光材料等,所有這些都說明,物理學的每一次進步,都為社會生產進步帶來了必要的基礎和條件。
物理學作為一門基礎的自然科學,除了可以通過把物理知識轉化為物質設備、產品以及物質手段等的過程,對人類的物質生活產生了巨大的影響之外,還應看到,物理學還是人類文化的一個重要組成部分。從17世紀以來,物理學一直在自然科學中佔主導地位,物理學以其對客觀世界的最基本的運動規律的探索,成為世界文化中的非常重要的組成部分,對社會生活方式和人類思維方式的進步,做出了積極的貢獻。世界各國都把物理學作為向下一代傳授的文化內容之一。
值得指出的是,物理學還是一門帶有方法論性質的科學。物理學與研究自然、社會、思維世界的普遍規律的哲學有著非常密切的關系,在物理學的產生和發展過程中,充滿著富有哲理的物理思想。辯證唯物主義的產生和發展從物理學中吸取了許多營養,物理學為辯證唯物主義的基本理論提供了許多佐證,通過學習物理學,對理解辯證唯物主義的基本原理是有益的。物理學還與數學一起,創造了科學的三大工作方法:觀察、實驗、理論。觀察是有目的、有計劃地運用各種感覺器官,了解事物、現象的特徵,及其發生發展的條件;實驗是在人為控制的條件下,利用設備、儀器,突出自然界、工農業生產和日常生活中物理現象的主要因素,使其反復再現,便於觀察和測量。觀察和實驗是獲得資料和數據的源泉,在此基礎上,通過分析、綜合,區分出主要因素和次要因素,突出事物、現象的本質,進行科學的抽象和概括,建立概念和模型,再根據概念進行科學的判斷,進而進行科學的推理,反復驗證後形成理論。這樣,不僅總結過去,而且指導未來。物理學中常用的處理問題的方法,如研究復雜問題的等效方法、隔離方法、近似處理方法以及數學方法等,也有著廣泛的普遍意義。總之,物理學的方法、思想對學習和理解其他運動規律有促進和幫助作用,它的知識結構也容易遷移到其他學科的學習中去,從這個意義上講,物理學有其教育性。
雕刻玉版反映了中國古人天圓地方的宇宙觀
我們還可以在其以後的典籍中找到類似的記載。《周禮·春官·大宗伯》:「以玉作六器,以禮天地四方。以蒼璧禮天,以黃琮禮地,以黃圭禮東方,以赤璋禮南方,以白虎作西方,以玄璜禮北方。」《周禮》:「大祭祀、大旅,凡賓客之事,共其玉器而奉之。」《尚書·金滕》記載周公「植璧秉圭」禱告先王之後將玉器獻給神靈。但這些習俗絕非源自於商周,而是有其更深的文化淵源。近代學者對各種玉器的用途也多有考證。如張光直先生認為琮應是巫師用來貫通天地的法器。是財富和權力和象徵。針對琮上的獸面紋飾,張氏引用《左傳》及《道藏》中的有關資料,指出巫師通天地的工作是受到動物幫助的。這和薩滿式的巫術極為近似。薩滿式的巫術即巫師藉助動物的助力溝通天地,溝通民神,溝通生死,這種巫術從考古學上可追溯到舊石器時代的晚期[4]。周南泉先生認為玉璧源於人們對天的信仰,進而仿天之圓形進行創作。它是人們原始信仰和宇宙觀的反映
哥白尼
1543年,哥白尼出版了他的《天體運行論》,第一次提出太陽中心論,取代了沿襲千年的托勒密「日心論」
伽利略
以伽利略為代表的科學思想全面地對古代亞里士多德思想體系的懷疑和挑戰。從亞氏的「發生說」到「沖力論」,從「自然界忌真空」到「下落速度與重量成比例」等等,幾乎一切古代的哲學信條,都要經過科學實驗的檢驗,從而奠定了實驗物理學的基礎。伽利略作為近代科學的巨人,一生有十幾項劃時代的科學發現和發明。伽利略徹底的科學革命精神導致了科學與宗教的重大對抗,1632年2月,伽利略被傳訊,6月被押送羅馬,接受宗教裁判所的審訊。為了避免酷刑,這個年邁的科學家被迫在印好的懺悔書上簽了字。但是,伽利略跪起之後,喃喃自語道:「有什麼辦法呢,地球仍然在運動!」
伽利略以堅忍的韌性為牛頓力學開辟了道路。先驅者們前赴後繼,迎來了近代自然科學的曙光。
牛頓
作為英國皇家學會前身的「無形學會」由於受到資產階級革命的鼓舞,度過了自己科學史上的「黃金時代」。那時,「自由研究」、「個人奮斗」、「知識私有」三位一體,注重研究和實際生產生活密切相連,如他們把注意力集中在當時一些重大的技術(如抽機、炮術和航海等)問題上,因而受到資產階級的大力支持和歡迎。依靠資產階級的大力支持,虎克做了許多出色的實驗,這使他後來幾乎成了皇家學會的主要台柱之一。與此同時,波義爾發現了氣體定律;虎克發現了彈性定律;牛頓和德國的萊布尼茲創立了微積分。特別是牛頓集前人之大成,一生獲十幾項重大科學成果,奠定了以牛頓力學為代表的近代物理學基礎。這些成就,無疑是科學家智慧的結晶,是英國近代科學革命的產物。「無形學會」活躍時期,是科學實驗在西方歷史上生機勃勃的革命時期,科學實驗依靠社會革命所解放出來的生產力,獲得了雄厚的物質基礎。英國科學的崛起,又為英國工業革命和經濟發展創造了極其重要的條件。
愛因斯坦
阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein 1879--1955) 20 世紀最偉大的科學家,因創立了相對論而聞名於世。相對論原理的建立是人類對自然界認識過程中的一次飛躍 , 它圓滿地把傳統物理學包括在自身的理論體系之中。廣義的相對論更開闊了人類的視野,使科學研究的范圍從無限小的微觀世界直至無限大的宏觀世界。今天,相對論已成為原子能科學、宇宙航行和天文學的理論基礎,被廣泛運用於理論科學和應用科學之中。愛因斯坦的偉大成就——相對論,是自然科學發展史上的一個劃時代的里程碑。
愛因斯坦於1879年3月14日出生在德國一個猶太人家庭。1905年獲得物理學博士學位,同年發表狹義相對論。1921年獲得諾貝爾物理學獎。1933年因受德國納粹反猶太主義狂潮迫害而離開祖國,遷居美國。1955年4月18日病逝於普林斯頓。
愛因斯坦不僅是一個偉大的科學家,還是一個具有正義感的社會活動家。他關心人類的文明和進步。第二次世界大戰時,他公開譴責德國法西斯的暴行,因此成為德國納粹分子追捕的對象。愛因斯坦還譴責日本帝國主義對中國的侵略。晚年,他主張禁用核武器,反對核軍備競賽。臨終前,他仍念念不忘公民自由和世界和平。
19 世紀末、 20 世紀初,隨著生產的發展和科學實驗水平的提高,人們對自然界的認識開始從宏觀世界進入微觀世界,從低速運動發展到高速運動,自然科學正面臨著重大的突破。正是在這個時期,年輕的愛因斯坦以舊科學理論"叛逆者"的姿態,登上了自然科學舞台。
愛因斯坦少年時代對自然現象懷有濃厚的興趣,風和雨形成,月亮高懸空中竟然不會掉下來,這些無不令他感到驚奇。 1896 年,在瑞士蘇黎士聯邦工業大學讀書時,愛因斯坦就希望成為一名物理學家。
但畢業後,愛因斯坦處於失業狀態,兩年後才在瑞士伯爾尼市專利局找到一個低級職員的位置。雖然生活十分貧困,但他仍堅持不懈地從事科學研究工作,利用業余時間看了大量的書。這段時間奠定了他一生科學研究的基礎。
1905 年,愛因斯坦在狹義相對論、光電效應和布朗運動三個不同領域里取得了重大成果,表現出驚人的才智。但是,當時科學界對此作出響應的人寥寥無幾,法國著名科學家朗之萬曾對愛因斯坦說,全世界只有幾個人知道什麼是相對論。大多數人是懷疑的,有的甚至堅決反對。這是因為伽利略和牛頓創立的古典力學理論體系,經歷了 200 年的發展後取得了輝煌成就。盡管舊的理論體系和新的事實之間出現了尖銳的矛盾,但許多物理學家仍不能擺脫它的束縛。他們力圖把新的實驗事實和物理現象容納在舊的理論框架中,但愛因斯坦卻不迷信前人,他探索著把相對論推廣到更為廣泛的運動情況中去。為此他又研究了整整 10 年。 1916 年,愛因斯坦發表了總結性論著《廣義相對論原理》。
楊振寧
楊振寧(1922~)美籍華裔物理學家。1922年9月22日生於安徽省合肥縣(今合肥市)。1942年畢業於西南聯合大學。1945年去美國留學,在著名物理學家費米的指導下研究理論物理,1948年獲博士學位。1948-1949年在芝加哥大學工作,1949-1965年在普林斯頓高級研究院工作。1955年起任教授,1966年起任紐約州立大學(石溪分校)教授和理論物理研究所所長。美國總統授予他1985年國家科學技術獎章。 楊振寧主要從事統計力學、量子場論、凝聚態物理、基本粒子物理方面的研究。他對理論物理學的貢獻范圍很廣。在粒子物理學方面,他最傑出的貢獻是1954年與密爾斯共同提出楊-密爾斯場理論,開辟了非阿貝爾規范場的新研究領域,為現代規范場理論打下了基礎。另一項傑出貢獻是:1956年和李政道合作,深入研究了當時令人困惑的θ-τ之謎,提出很可能在弱相互作用中宇稱不守恆。次年,這一理論預見得到吳健雄小組的實驗證實。為此,楊振寧和李政道獲得了1957年諾貝爾物理學獎。此外,1949年提出了基本粒子的第一個復合模型——費米-楊模型。1957年與李政道合作提出二分量中微子理論;與李政道和奧赫梅合作提出在β衰變中不僅宇稱不守恆,而且電荷共軛也不守恆;與李政道合作、與朗道和薩拉姆各自獨立地提出在弱相互作用中組合宇稱(CP)守恆的假設。1959-1962年,與李政道合作實驗分析高能中微子和W粒子的研究。1974年-1975年與吳大峻合作提出規范場的積分形式理論以及規范場與纖維叢的關系。1967-1985年與鄒祖德合作提出高能碰撞理論等。在統計力學方面,1952年與李政道合作提出關於相變的理論。1966-1969年間與楊振平合作得到關於數種模型的嚴格解。在凝聚態物理方面,1961年與拜爾斯合作對磁通量量子化的解釋,1962年提出非對角長程序觀念等。
楊振寧於1971年夏回國訪問,是美籍知名學者訪問新中國的第一人。他對促進中美建交、中美科學技術教育交流做了大量工作。他受聘為北京大學、復旦大學、中國科學技術大學、中山大學、南開大學等校的名譽教授,中國科學院高能物理研究所學術委員會委員。
㈢ 提出一個生活中與物理有關的問題,並用你學過的物理知識加以解釋
答:
①向暖瓶中倒水時,聽到的聲音是不同的,原因是音調與發聲體的振動頻率有關:頻率越大,音調越高;
②戴眼鏡的人從寒冷的室外進入溫暖的室內,眼鏡片上會出霧,原因是室內空氣中的水蒸氣在鏡片上液化成為小水珠;
③空中飛行的足球最終落鄉地面,是因為受到重力的左右,並且重力的方向是豎直向下的.
㈣ 生活中100個和物理有關的問題 只有提出來就可以了
1.晾衣服堅持透風,減速蒸發.
2.吹胰子泡五顏六色,光的折射.
3.湖水反照著優美的白帆,光的反射.
4.炎天吃雪糕四周有白煙,液化.
5.熱的湯不克不及喝水卻能喝,沸點差別.
6.油炸食品水分含量低,密度差別.
7.氫氣球飛上天,浮力大於重力.
8.放二踢腳大地振動,聲響靠波傳達.
9.炎天管子出汗,液化.
10.電線接納銅芯,銅是僅次於銀的電的良導體.
11.電池不會電傷人,電壓每節1.5v遠小於平安電壓36v.
12.針管可以刺入皮膚,木棒卻很難,壓強差別.
13.自行車換帶,增大摩擦力.
14.自行車車燈,摩擦生電.
15.風力發電,機器能轉化為電能.
16.磁懸浮列車高速運轉,低摩擦力.
17.蹺蹺板,杠桿原理.
18.筷子,杠桿原理.
19.溜冰,增加打仗面積,減小摩擦力.
20.擦汗,毛細景象.
21.魚缸抽水,虹吸景象.
22.指甲刀,鉗子,瓶起子,撬棒,杠桿原理.
23.星星閃耀,筷子「折了」,哈哈鏡,縮小鏡,老花鏡,遠視鏡,光的折射.
24.鏡面反射,黑板反光,玉輪「發光」,雪後天亮,夏雨當時夜間亮者為水暗者為陸,光的反射.
25.急剎車後滑行,急剎車後搭客跌倒,急剎車先人向前沖氫氣球後沖,急剎車後車重滑行遠,慣性.
26.黑夜車燈構成光柱,光沿直線傳達.車燈不構成光柱,光的折射.夜間車內不開燈車外開燈,司性能瞥見路人路人看不見司機,光的反射.
27.冰面汽車打滑,好的輪胎抓地性強,轉動摩擦替代滑動摩擦,自行車前後輪轉向相反摩擦力反向,剎車皮需多少年改換,摩擦力.
一、與電學知識有關的景象
1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺燒開水是應用電能轉化為內能,都是應用熱通報煮飯、煮菜、燒開水的.
2、排氣扇(抽油煙機)應用電能轉化為機器能,應用氛圍對流停止氛圍變更.
3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭,拔出三孔插座,避免用電器泄電和觸電變亂的發作.
4、微波爐加熱平均,熱服從高,衛生無凈化.加熱原理是應用電能轉化為電磁能,再將電磁能轉化為內能.
5、廚房中的電燈,應用電流的熱效應任務,將電能轉化為內能和光能.
6、廚房的爐灶(蜂窩煤灶,液化氣灶,煤灶,柴灶)是將化學能轉化為內能,即燃料熄滅放出熱量.
二、與力學知識有關的景象
1、電水壺的壺嘴與壺肚組成連通器,水面總是相平的.
2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積,增大壓強.
3、菜刀的刀刃有油,為的是在切菜時,使打仗面潤滑,減小摩擦.
4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹斑紋,使打仗面粗糙,增大摩擦.
5、火鏟送煤時,是應用煤的慣性將煤送入火爐.
6、往保溫瓶里倒開水,依據聲響知水量上下.由於水量增多,氛圍柱的長度減小,振動頻率增大,音調降低.
7、磨菜刀時要不時澆水,是由於菜刀與石頭摩擦做功發生熱使刀的內能添加,溫度降低,刀口硬度變小,刀口倒霉;澆水是應用熱通報使菜刀內能減小,溫度低落,不會升至過高.
三、與熱學知識有關的景象
(一)與熱學中的熱收縮和熱通報有關的景象
1、運用爐灶燒水或炒菜,要使鍋底放在火苗的外焰,不要讓鍋底壓住庖丁,可使鍋的溫度降低快,是由於火苗的外焰溫度高.
2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木柴製成,是由於木柴是熱的不良導體,以便在烹任進程中不燙手.
3、爐灶上方裝置排電扇,是為了放慢氛圍對流,使廚房油煙實時排擠去,防止凈化空間.
4、滾燙的砂鍋放在濕地上易決裂.這是由於砂鍋是熱的不良導體,燙砂鍋放在濕地上時,砂鍋外壁敏捷放熱膨脹而內壁溫度低落慢,砂鍋表裡膨脹不平均,故易決裂.
5、往保溫瓶灌開水時,不灌滿能更好地保溫.由於未灌滿時,瓶口有一層氛圍,是熱的不良導體,能更好地避免熱量流失.
6、炒菜次要是應用熱傳導方法傳熱,煮飯、燒水等次要是應用對流方法傳熱的.
7、夏季從保溫瓶里倒出一些開水,蓋緊瓶塞時,常會看到瓶塞立刻跳一下.這是由於隨著開水倒出,進入一些冷氛圍,瓶塞塞緊後,進入的冷氛圍受熱很快收縮,壓強增大,從而推開瓶塞.
8、夏季剛出鍋的熱湯,看到湯面沒有熱氣,彷彿湯不燙,但喝起來卻很燙,是由於湯面上有一層油障礙了湯內熱量流失(水分蒸發).
9、冬天或氣溫很低時,往玻璃杯中倒入滾水,該當先用大批的滾水預熱一下杯子,以避免玻璃杯表裡溫差過大,內壁熱收縮遭到外壁障礙發生力,致使杯決裂.
10、煮熟後滾燙的雞蛋放入冷水中浸一下子,容易剝殼.由於滾燙的雞蛋殼與卵白遇冷會膨脹,但它們膨脹的水平紛歧樣,從而使兩者離開.
(二)與物體形態變革有關的景象
1、液化氣是在常溫下用緊縮體積的辦法負氣體液化再裝入鋼罐中的;運用時,經過減壓閥,液化氣的壓強低落,由液態變為氣態,進入灶中熄滅.
2、用焊錫的鐵壺燒水,壺燒不壞,若不裝水,把它放在火上一下子就燒壞了.這是由於水的沸點在1規范大氣壓下是100℃,錫的熔點是232℃,裝水燒時,只需水不幹,壺的溫度不會分明超越100℃,達不到錫的熔點,更達不到鐵的熔點,故壺燒不壞.若不裝水在火上燒,紛歧會兒壺的溫度就會到達錫的熔點,焊錫熔化,壺就燒壞了.
3、燒水或煮食品時,噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴峻.由於水蒸氣釀成同溫度的熱水、熱湯時要放出少量的熱量(液化熱).
4、用砂鍋煮食品,食品煮好後,讓砂鍋分開火爐,食品將在鍋內持續沸騰一下子.這是由於砂鍋分開火爐時,砂鍋底的溫度高於100℃,而鍋內食品為100℃,分開火爐後,鍋內食品能從鍋底吸取熱量,持續沸騰,直到鍋底的溫度降為100℃為止.
5、用高壓鍋煮食品熟得快些.次要是增大了鍋內氣壓,進步了水的沸點,即進步了煮食品的溫度.
6、炎天自來水管壁少量「出汗」,常是下雨的徵兆.自來水管「出汗」並不是管內的水滲漏,而是自來水管多數埋在地下,水的溫度較低,氛圍中的水蒸氣打仗水管,就會放出熱量液化成小水點附在外壁上.假如管壁少量「出汗」,闡明氛圍中水蒸氣含量較高,濕度較大,這正是下雨的先兆.
7、煮食品並不是火越旺越快.由於水沸騰後溫度穩定,即便再加大火力,也不克不及進步水溫,後果只能放慢水的汽化,使鍋內水蒸發變干,糜費燃料.准確辦法是用大火把鍋內水燒開後,用小火堅持水沸騰就行了.
8、冬天水壺里的水燒開後,在離壺嘴肯定間隔才幹瞥見「白氣」,而緊靠壺嘴的中央看不見「白氣」.這是由於緊靠壺嘴的中央溫度高,壺嘴出來的水蒸氣不克不及液化,而距壺嘴肯定間隔的中央溫度低;壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水點,即「白氣」.
9、油炸食品時,濺入水點會聽到「叭、叭」的響聲,並濺出油來.這是由於水的沸點比油低,水的密度比油大,濺到油中的水點沉到油底敏捷升溫沸騰,發生的氣泡上升到油麵決裂而收回響聲.
10、當鍋燒得溫度較高時,灑點水在鍋內,就收回「吱、吱」的聲響,並冒出少量的「白氣」.這是由於水先敏捷汽化後又液化,並收回「吱、吱」的響聲.
11、當湯煮沸要溢出鍋時,敏捷向鍋內加冷水或揚(舀)起湯,可使湯的溫度降至沸點以下.加冷水,冷水溫度低於沸騰的湯的溫度,混淆後,冷水吸熱,湯放熱.把湯揚起的進程中,由於氛圍比湯溫度低,湯放出熱,溫度低落,倒入鍋內後,它又從沸湯中吸熱,使鍋中湯溫度低落.
(三)與熱學中的分子熱活動有關的景象
1、腌菜每每要半月才會變咸,而炒菜時加鹽幾分鍾就變咸了,這是由於溫度越高,鹽的離子活動越快的緣故.
2、臨時堆煤的牆角處,若用小刀從牆上颳去一薄層,可瞥見外面呈玄色,這是由於分子永不絕息地做無規矩的活動,在臨時堆煤的牆角處,由於煤分子分散到牆內,以是颳去一層,仍可看到外面呈玄色.
1、掛在壁牆上的石英鍾,當電池的電能耗盡而中止走動時,其秒針每每停在刻度盤上「9」的地位.這是由於秒針在「9」地位處遭到重力矩的障礙作用最大.
2、偶然自來水管在臨近的水龍頭放水時,偶然發作陣陣的響聲.這是由於水從水龍頭沖出時惹起水管共振的緣故.
3、對著電視畫面照相,應封閉照相機閃光燈和室內照明燈,如許照出的照片畫面更明晰.由於閃光燈和照明燈在電視屏上的反射光會攪擾電視畫面的透射光.
4、冰凍的豬肉在水中比在同溫度的氛圍中凍結得快.燒燙的鐵釘放入水中比在同溫度的氛圍中冷卻得快.裝有滾燙的開水的杯子浸入水中比在同溫度的氛圍中冷卻得快.這些景象都標明:水的熱通報性比氛圍好,
5、鍋內盛有冷水時,鍋底表面面附著的水點在火焰上較永劫間才幹被燒干,且直到燒干也不沸騰,這是由於水點、鍋和鍋內的水三者堅持熱傳導,溫度大抵相反,只需鍋內的水未沸騰,水點也不會沸騰,水點在火焰上靠蒸發而徐徐地被燒干,
6、走樣的鏡子,人距鏡越遠越走樣.由於鏡里的像是由鏡後鍍銀面的反射構成的,鍍銀面不屈或玻璃厚薄不平均都市發生走樣.走樣的鏡子,人距鏡越遠,由光縮小原理,鍍銀面的反射光抵達的地位偏離正常地位就越大,鏡子就越走樣.
7、自然氣爐的噴氣嘴正面有幾個與外界雷同的小孔,但自然氣不會從正面小孔噴出, 只從噴口噴出.這是由於噴嘴處自然氣的氣流速率大,依據流膂力學原理,流速大,壓強小,氣流外表壓強小於正面孔外的大氣壓強,以是自然氣不會以噴管正面小孔噴出.
8、將氣球吹大後,用手捏住吹口,然後忽然放手,氣球內氣流噴出,氣球因反沖而活動.可以瞥見氣球活動的道路迂迴多變.這有兩個緣由:一是吹大的氣球到處厚薄不平均,張力不平均,負氣球放氣時到處膨脹不平均而擺動,從而活動偏向不時變革;二是氣球在膨脹進程中外形不時變革,因此在活動進程中氣球外表處的氣流速率也在不時變革,依據流膂力學原理,流速大,壓強小,以是氣球外表處受氛圍的壓力也在不時變革,氣球因而而擺動,從而活動偏向就不時變革.
9、吊扇在正常轉動時懸掛點受的拉力比未轉動時要小,轉速越大,拉力減小越多.這是由於吊扇轉動時氛圍對吊扇葉片有向上的反作用力.轉速越大,此反作用力越大.
10、電爐「熄滅」是電能轉化為內能,不需求氧氣,氧氣只能使電爐絲氧化而延長其運用壽命.
11、從高處落下的薄紙片,即便無風,紙片著落的道路也迂迴多變.這是由於紙片各局部凸凹差別,外形備異,因此在著落進程中,其外表到處的氣流速率差別,依據流膂力學原理,流速大,壓強小,致使紙片上到處受氛圍作用力不平均,且隨紙片活動狀況的變革而變革,以是紙片不時翻騰,迂迴著落
晚上,看到剛從地平線升起的太陽的地位比實踐地位高:光在非平均介質不是沿直線傳達的.
冬天窗戶上結冰花:水蒸氣凝華.
早上睡覺醒瞥見大霧:氛圍中的水蒸氣液化景象.
冬天被凍住的衣服會變干:冰的升華.
差別的工夫和所在水的沸點差別:大氣壓的差別
空中樓閣景象:光由於遇到不平均大氣而發作了偏折
小孔成倒立的像:光的直線傳達
伸入水的筷子彎曲了:光斜射入另一介質而發作了折射景象.
太陽光被三棱鏡折射後成為七種顏色:光的色散
日食月食景象:光的直線傳達.
月球上沒有聲響:聲響傳達是需求介質的
凸透鏡能成像:光的折射
先看到閃電,後聽到雷聲:光在地球上比聲響在地球上的傳達速率快的多
㈤ 根據生活中的物理現象,提出10個物理問題
1.為什麼蘋果熟了會往下掉? 萬有引力
2.為什麼惡劣天氣出現往往夾雜著狂風? 冷熱空氣的強對流
3.為什麼會先看到閃電,後聽到雷聲? 聲速小於光速
4.為什麼秤砣雖小可以壓起千斤? 杠桿原理
5.為什麼瓶蓋擰不開時會墊條毛巾? 增大摩擦力
6.為什麼用標槍扎魚時,要往魚下面扎? 光的折射作用
7.為什麼穿上棉服可以保暖? 不流動的空氣保溫能力較強
8.為什麼吹一吹熱湯就可以降溫? 蒸發帶走大量的熱
9.什麼要把太陽能熱水器的管弄成黑色? 黑色吸收光能效率高於白色
10.為什麼用車輛運輸會比拖動貨物省力? 相同的介質表面,滾動摩擦小於滑動摩擦
㈥ 我有許多物理上的疑問希望得到一個滿意的答復
1。引力 所有物質,之間互相存在的吸引力,與物體的質量體積有關。物體如果距離過近會產生一定的斥力。
引力為什麼產生,牛頓發現了引力問題,是他在思考問題時被蘋果砸在頭上。想到了引力的問題。
但是對為什麼產生引力目前沒有解釋。
引力的產生與質量的產生是聯系在一起的,質量是由空間的變化產生的一種效應,引力附屬質量的產生而出現。
2。有.根據現在的理論來說一切物質都是有光子組成的,但是光子是沒有質量的,但是物質還是有著它的靜態質量,這就說光子一定在某種狀態下會體現出靜態質量.哪就說光子在不停的運動的.在光子在運動的時候,呈現出一個光子的動態質量,而體現出了物體的靜態質量.
如上述,光也是由光子組成的.它也有質量.
3。1917年,愛因斯坦發表了著名的「廣義相對論」,為我們研究大尺度、大質量的宇宙提供了比牛頓「萬有引力定律」更先進的武器。應用後,科學家解決了恆星一生的演化問題。而宇宙是否是靜止的呢?對這一問題,連愛因斯坦也犯了一個大錯誤。他認為宇宙是靜止的,然而1929年美國天文學家哈勃以不可辯駁的實驗,證明了宇宙不是靜止的,而是向外膨脹的。正像我們吹一隻大氣球一樣,恆星都在離我們遠去。離我們越遠的恆星,遠離我們的速度也就越快。可以推想:如果存在這樣的恆星,它離我們足夠遠以至於它離開我們的速度達到光速的時候,它發出的光就永遠也不可能到達我們的地球了。從這個意義上講,我們可 以認為它是不存在的。因此,我們可以認為宇宙是有限的。
「宇宙到底是什麼樣子?」目前尚無定論。值得一提的是史蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,只不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,還是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認為地球是無限的。實際上,我們都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。
怎麼理解宇宙比地球多了幾維呢?舉個例子:一個小球沿地面滾動並掉進了一個小洞中,在我們看來,小球是存在的,它還在洞裡面,因為我們人類是「三維」的;而對於一個動物來說,它得出的結論就會是:小球已經不存在了!它消失了。為什麼會得出這樣的結論呢?因為它生活在「二維」世界裡,對「三維」事件是無法清楚理解的。同樣的道理,我們人類生活在「三維」世界裡,對於比我們多幾維的宇宙,也是很難理解清楚的。這也正是對於「宇宙是什麼樣子」這個問題無法解釋清楚的原因。
1、均勻的宇宙
長期以來,人們相信地球是宇宙的中心。哥白尼把這個觀點顛倒了過來,他認為太陽才是宇宙的中心。地球和其他行星都圍繞著太陽轉動,恆星則鑲嵌在天球的最外層上。布魯諾進一步認為,宇宙沒有中心,恆星都是遙遠的太陽。
無論是托勒密的地心說還是哥白尼的日心說,都認為宇宙是有限的。教會支持宇宙有限的論點。但是,布魯諾居然敢說宇宙.是無限的,從而挑起了宇宙究竟有限還是無限的長期論戰。這場論戰並沒有因為教會燒死布魯諾而停止下來。主張宇宙有限的人說:「宇宙怎麼可能是無限的呢?」這個問題確實不容易說清楚。主張宇宙無限的人則反問:「宇宙怎麼可能是有限的呢?」這個問題同樣也不好回答。
隨著天文觀測技術的發展,人們看到,確實像布魯諾所說的那樣,恆星是遙遠的太陽。人們還進一步認識到,銀河是由無數個太陽系組成的大星系,我們的太陽系處在銀河系的邊緣,圍繞著銀河系的中心旋轉,轉速大約每秒250千米,圍繞銀心轉一圈約需2.5億年。太陽系的直徑充其量約1光年,而銀河系的直徑則高達10萬光年。銀河系由1000多億顆恆星組成,太陽系在銀河系中的地位,真像一粒砂子處在北京城中。後來又發現,我們的銀河系還與其他銀河系組成更大的星系團,星系團的直徑約為107光年(1000萬光年)。目前,望遠鏡觀測距離已達100億光年以上,在所見的范圍內,有無數的星系團存在,這些星系團不再組成更大的團,而是均勻各向同性地分布著。這就是說,在10的7次方光年的尺度以下,物質是成團分布的。衛星繞著行星轉動,行星、彗星則繞著恆星轉動,形成一個個太陽系。這些太陽系分別由一個、兩個、三個或更多個太陽以及它們的行星組成。有兩個太陽的稱為雙星系,有三個以上太陽的稱為聚星系。成千億個太陽系聚集在一起,形成銀河系,組成銀河系的恆星(太陽系)都圍繞著共同的重心——銀心轉動。無數的銀河系組成星系團,團中的各銀河系同樣也圍繞它們共同的重心轉動。但是,星系團之間,不再有成團結構。各個星系團均勻地分布著,無規則地運動著。從我們地球上往四面八方看,情況都差不多。粗略地說,星系固有點像容器中的氣體分子,均勻分布著,做著無規則運動。這就是說,在10的8次方光年(一億光年)的尺度以上,宇宙中物質的分布不再是成團的,而是均勻分布的。由於光的傳播需要時間,我們看到的距離我們一億光年的星系,實際上是那個星系一億年以前的樣子。所以,我們用望遠鏡看到的,不僅是空間距離遙遠的星系,而且是它們的過去。從望遠鏡看來,不管多遠距離的星系團,都均勻各向同性地分布著。
因而我們可以認為,宇觀尺度上(10的5次方光年以上)物質分布的均勻狀態,不是現在才有的,而是早已如此。
於是,天體物理學家提出一條規律,即所謂宇宙學原理。這條原理說,在宇觀尺度上,三維空間在任何時刻都是均勻各向同性的。現在看來,宇宙學原理是對的。所有的星系都差不多,都有相似的演化歷程。因此我們用望遠鏡看到的遙遠星系,既是它們過去的形象,也是我們星系過去的形象。望遠鏡不僅在看空間,而且在看時間,在看我們的歷史。
2、有限而無邊的宇宙
愛因斯坦發表廣義相對論後,考慮到萬有引力比電磁力弱得多,不可能在分子、原子、原子核等研究中產生重要的影響,因而他把注意力放在了天體物理上。他認為,宇宙才是廣義相對論大有用武之地的領域。
愛因斯坦1915年發表廣義相對論,1917年就提出一個建立在廣義相對論基礎上的宇宙模型。這是一個人們完全意想不到的模型。在這個模型中,宇宙的三維空間是有限無邊的,而且不隨時間變化。以往人們認為,有限就是有邊,無限就是無邊。愛因斯坦把有限和有邊這兩個概念區分開來。
一個長方形的桌面,有確定的長和寬,也有確定的面積,因而大小是有限的。同時它有明顯的四條邊,因此是有邊的。如果有一個小甲蟲在它上面爬,無論朝哪個方向爬,都會很快到達桌面的邊緣。所以桌面是有限有邊的二維空間。如果桌面向四面八方無限伸展,成為歐氏幾何中的平面,那麼,這個歐氏平面是無限無邊的二維空間。
我們再看一個籃球的表面,如果籃球的半徑為r,那麼球面的面積是4πr的2次方,大小是有限的。但是,這個二維球面是無邊的。假如有一個小甲蟲在它上面爬,永遠也不會走到盡頭。所以,籃球面是一個有限無邊的二維空間。
按照宇宙學原理,在宇觀尺度上,三維空間是均勻各向同性的。愛因斯坦認為,這樣的三維空間必定是常曲率空間,也就是說空間各點的彎曲程度應該相同,即應該有相同的曲率。由於有物質存在,四維時空應該是彎曲的。三維空間也應是彎的而不應是平的。愛因斯坦覺得,這樣的宇宙很可能是三維超球面。三維超球面不是通常的球體,而是二維球面的推廣。通常的球體是有限有邊的,體積是4/3πr的3次方,它的邊就是二維球面。三維超球面是有限無邊的,生活在其中的三維生物(例如我們人類就是有長、寬、高的三維生物),無論朝哪個方向前進均碰不到邊。假如它一直朝北走,最終會從南邊走回來。
宇宙學原理還認為,三維空間的均勻各向同性是在任何時刻都保持的。愛因斯坦覺得其中最簡單階情況就是靜態宇宙,也就是說,不隨時間變化的宇宙。這樣的宇宙只要在某一時刻均勻各向同性,就永遠保持均勻各向同性。
愛因斯坦試圖在三維空間均勻各向同性、且不隨時間變化的假定下,救解廣義相對論的場方程。場方程非常復雜,而且需要知道初始條件(宇宙最初的情況)和邊界條件(宇宙邊緣處的情況)才能求解。本來,解這樣的方程是十分困難的事情,但是愛因斯坦非常聰明,他設想宇宙是有限無邊的,沒有邊自然就不需要邊界條件。他又設想宇宙是靜態的,現在和過去都一樣,初始條件也就不需要了。再加上對稱性的限制(要求三維空間均勻各向同性),場方程就變得好解多了。但還是得不出結果。反復思考後,愛因斯坦終於明白了求不出解的原因:廣義相對論可以看作萬有引力定律的推廣,只包含「吸引效應」不包含「排斥效應」。而維持一個不隨時間變化的宇宙,必須有排斥效應與吸引效應相平衡才行。這就是說,從廣義相對論場方程不可能得出「靜態」宇宙。要想得出靜態宇宙,必須修改場方程。於是他在方程中增加了一個「排斥項」,叫做宇宙項。這樣,愛因斯坦終於計算出了一個靜態的、均勻各向同性的、有限無邊的宇宙模型。一時間大家非常興奮,科學終於告訴我們,宇宙是不隨時間變化的、是有限無邊的。看來,關於宇宙有限還是無限的爭論似乎可以畫上一個句號了。
3、膨脹或脈動的宇宙
幾年之後,一個名不見經傳的前蘇聯數學家弗利德曼,應用不加宇宙項的場方程,得到一個膨脹的、或脈動的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三維空間上也是均勻、各向同性的,但是,它不是靜態的。這個宇宙模型隨時間變化,分三種情況。第一種情況,三維空間的曲率是負的;第二種情況,三維空間的曲率為零,也就是說,三維空間是平直的;第三種情況,三維空間的曲率是正的。前兩種情況,宇宙不停地膨脹;第三種情況,宇宙先膨脹,達到一個極大值後開始收縮,然後再膨脹,再收縮……因此第三種宇宙是脈動的。弗利德曼的宇宙最初發表在一個不太著名的雜志上。後來,西歐一些數學家物理學家得到類似的宇宙模型。愛因斯坦得知這類膨脹或脈動的宇宙模型後,十分興奮。他認為自己的模型不好,應該放棄,弗利德曼模型才是正確的宇宙模型。
同時,愛因斯坦宣稱,自己在廣義相對論的場方程上加宇宙項是錯誤的,場方程不應該含有宇宙項,而應該是原來的老樣子。但是,宇宙項就像「天方夜譚」中從瓶子里放出的魔鬼,再也收不回去了。後人沒有理睬愛因斯坦的意見,繼續討論宇宙項的意義。今天,廣義相對論的場方程有兩種,一種不含宇宙項,另一種含宇宙項,都在專家們的應用和研究中。
早在1910年前後,天文學家就發現大多數星系的光譜有紅移現象,個別星系的光譜還有紫移現象。這些現象可以用多譜勒效應來解釋。遠離我們而去的光源發出的光,我們收到時會感到其頻率降低,波長變長,並出現光譜線紅移的現象,即光譜線向長波方向移動的現象。反之,向著我們迎面而來的光源,光譜線會向短波方向移動,出現紫移現象。這種現象與聲音的多普勒效應相似。許多人都有過這樣的感受:迎面而來的火車其鳴叫聲特別尖銳刺耳,遠離我們而去的火車其鳴叫聲則明顯遲鈍。這就是聲波的多普勒效應,迎面而來的聲源發出的聲波,我們感到其頻率升高,遠離我們而去的聲源發出的聲波,我們則感到其頻率降低。
如果認為星系的紅移、紫移是多普勒效應,那麼大多數星系都在遠離我們,只有個別星系向我們靠近。隨之進行的研究發現,那些個別向我們靠近的紫移星系,都在我們自己的本星系團中(我們銀河系所在的星系團稱本星系團)。本星系團中的星系,多數紅移,少數紫移;而其他星系團中的星系就全是紅移了。
1929年,美國天文學家哈勃總結了當時的一些觀測數據,提出一條經驗規律,河外星系(即我們銀河系之外的其他銀河系)的紅移大小正比於它們離開我們銀河系中心的距離。由於多普勒效應的紅移量與光源的速度成正比,所以,上述定律又表述為:河外星系的退行速度與它們離我們的距離成正比:
V=HD
式中V是河外星系的退行速度,D是它們到我們銀河系中心的距離。這個定律稱為哈勃定律,比例常數H稱為哈勃常數。按照哈勃定律,所有的河外星系都在遠離我們,而且,離我們越遠的河外星系,逃離得越快。
哈勃定律反映的規律與宇宙膨脹理論正好相符。個別星系的紫移可以這樣解釋,本星系團內部各星系要圍繞它們的共同重心轉動,因此總會有少數星系在一定時間內向我們的銀河系靠近。這種紫移現象與整體的宇宙膨脹無關。
哈勃定律大大支持了弗利德曼的宇宙模型。不過,如果查看一下當年哈勃得出定律時所用的數據圖,人們會感到驚訝。在距離與紅移量的關系圖中,哈勃標出的點並不集中在一條直線附近,而是比較分散的。哈勃怎麼敢於斷定這些點應該描繪成一條直線呢?一個可能的答案是,哈勃抓住了規律的本質,拋開了細節。另一個可能是,哈勃已經知道當時的宇宙膨脹理論,所以大膽認為自己的觀測與該理論一致。以後的觀測數據越來越精,數據圖中的點也越來越集中在直線附近,哈勃定律終於被大量實驗觀測所確認。
4、宇宙有限還是無限
現在,我們又回到前面的話題,宇宙到底有限還是無限?有邊還是無邊?對此,我們從廣義相對論、大爆炸宇宙模型和天文觀測的角度來探討這一問題。
滿足宇宙學原理(三維空間均勻各向同性)的宇宙,肯定是無邊的。但是否有限,卻要分三種情況來討論。
如果三維空間的曲率是正的,那麼宇宙將是有限無邊的。不過,它不同於愛因斯坦的有限無邊的靜態宇宙,這個宇宙是動態的,將隨時間變化,不斷地脈動,不可能靜止。這個宇宙從空間體積無限小的奇點開始爆炸、膨脹。此奇點的物質密度無限大、溫度無限高、空間曲率無限大、四維時空曲率也無限大。在膨脹過程中宇宙的溫度逐漸降低,物質密度、空間曲率和時空曲率都逐漸減小。體積膨脹到一個最大值後,將轉為收縮。在收縮過程中,溫度重新升高、物質密度、空間曲率和時空曲率逐漸增大,最後到達一個新奇點。許多人認為,這個宇宙在到達新奇點之後將重新開始膨脹。顯然,這個宇宙的體積是有限的,這是一個脈動的、有限無邊的宇宙。
如果三維空間的曲率為零,也就是說,三維空間是平直的(宇宙中有物質存在,四維時空是彎曲的),那麼這個宇宙一開始就具有無限大的三維體積,這個初始的無限大三維體積是奇異的(即「無窮大」的奇點)。大爆炸就從這個「無窮大」奇點開始,爆炸不是發生在初始三維空間中的某一點,而是發生在初始三維空間的每一點。即大爆炸發生在整個「無窮大」奇點上。這個「無窮大」奇點。溫度無限高、密度無限大、時空曲率也無限大(三維空間曲率為零)。爆炸發生後,整個「奇點」開始膨脹,成為正常的非奇異時空,溫度、密度和時空曲率都逐漸降低。這個過程將永遠地進行下去。這是一種不大容易理解的圖像:一個無窮大的體積在不斷地膨脹。顯然,這種宇宙是無限的,它是一個無限無邊的宇宙。
三維空間曲率為負的情況與三維空間曲率為零的情況比較相似。宇宙一開始就有無窮大的三維體積,這個初始體積也是奇異的,即三維「無窮大」奇點。它的溫度、密度無限高,三維、四維曲率都無限大。大爆炸發生在整個「奇點」上,爆炸後,無限大的三維體積將永遠膨脹下去,溫度、密度和曲率都將逐漸降下來。這也是一個無限的宇宙,確切地說是無限無邊的宇宙。
那麼,我們的宇宙到底屬於上述三種情況的哪一種呢?我們宇宙的空間曲率到底為正,為負,還是為零呢?這個問題要由觀測來決定。
廣義相對論的研究表明,宇宙中的物質存在一個臨界密度ρc,大約是每立方米三個核子(質子或中子)。如果我們宇宙中物質的密度ρ大於ρc,則三維空間曲率為正,宇宙是有限無邊的;如果ρ小於ρc,則三維空間曲率為負,宇宙也是無限無邊的。因此,觀測宇宙中物質的平均密度,可以判定我們的宇宙究竟屬於哪一種,究競有限還是無限。
此外,還有另一個判據,那就是減速因子。河外星系的紅移,反映的膨脹是減速膨脹,也就是說,河外星系遠離我們的速度在不斷減小。從減速的快慢,也可以判定宇宙的類型。如果減速因子q大於1/2,三維空間曲率將是正的,宇宙膨脹到一定程度將收縮;如果q等於1/2,三維空間曲率為零,宇宙將永遠膨脹下去;如果q小於1/2,三維空間曲率將是負的,宇宙也將永遠膨脹下去。
表3列出了有關的情況:
表3
宇宙中物質密度 紅移的減速因子 三維空間曲率 宇宙類型 膨脹特點
ρ>ρc q>1/2 正 有限無邊 脈動
ρ=ρc q=1/2 零 無限無邊 永遠膨脹
ρ<ρc q<1/2 負 無限無邊 永遠膨脹
我們有了兩個判據,可以決定我們的宇宙究竟屬於哪一種了。觀測結果表明,ρ<ρc,我們宇宙的空間曲率為負,是無限無邊的宇宙,將永遠膨脹下去!不幸的是,減速因子觀測給出了相反的結果,q>1/2,這表明我們宇宙的空間曲率為正,宇宙是有限無邊的,脈動的,膨脹到一定程度會收縮回來。哪一種結論正確呢?有些人傾向於認為減速因子的觀測更可靠,推測宇宙中可能有某些暗物質被忽略了,如果找到這些暗物質,就會發現ρ實際上是大於ρc的。另一些人則持相反的看法。還有一些人認為,兩種觀測方式雖然結論相反,但得到的空間曲率都與零相差不大,可能宇宙的空間曲率就是零。然而,要統一大家的認識,還需要進一步的實驗觀測和理論推敲。今天,我們仍然肯定不了宇宙究竟有限還是無限,只能肯定宇宙無邊,而且現在正在膨脹!此外,還知道膨脹大約開始於100億-200億年以前,這就是說,我們的宇宙大約起源於100億-200億年之前。
5、愛因斯坦宇宙模型
根據物理理論,在一定的假設前提下提出的關於宇宙的設想與推測,稱為宇宙模型。
著名科學家愛因斯坦於1915年建立了廣義相對論的物理理論。這一理論認為,宇宙中沒有絕對空間和絕對時間,無論是空間和時間都不能與物質隔開來,空間和時間均受物質影響;引力是空間彎曲的效應,而空間彎曲是由物質存在決定的。愛因斯坦將他的理論應用於宇宙研究,1917年發表了《根據廣義相對論的宇宙學考察》的論文,他將廣義相對論的引力場方程用於整個宇宙,建立起一種宇宙模型。
當時科學家普遍認為宇宙是靜止的,不隨時間變化的。雖然在幾年前,美國天文學家斯里弗已發現了河外星系的譜線紅移(顯然這是對靜止宇宙的挑戰),但由於當時正值第一次世界大戰,這一消息並沒有傳到歐洲。因此,愛因斯坦也和大多數科學家一樣,認為宇宙是靜態的。愛因斯坦想從引力場方程著手,得出一個宇宙是靜態的、均勻的、各向同性的答案。但他得到的解是不穩定的,表明全間和距離不是恆定不變的,而是隨時變化的。為了得到一個空間是穩定的解,愛因斯坦人為地在引力場方程中引入一個叫做「宇宙常數」的項,讓它起斥力的作用。愛因斯坦得出一個有限無邊的靜態宇宙模型,稱為愛因斯坦宇宙模型。為了便於理解,可把它比喻為三維空間中的一個二維球面:球面的面積是有限的、但沿著球面沒有邊界,也無中心,球面保持靜態狀態。幾年以後,愛因斯坦得知河外星系退行,宇宙是膨脹的消息後,非常後悔在自己的模型中加了一個宇宙常數項,稱這是他一生中犯的最大錯誤。
參考資料:http://star.jskp.cn/main/docview.aspx?id=453057034&page=1
㈦ 你在學習物理時有什麼疑問
學物理的時候,我特別懷疑自己的智商,我覺得我根本就不適合學物理,所以我特別的懷疑自己,因為學物理的時候頭發總容易掉,會感覺到非常的難受。
㈧ 有關初三物理的疑問
1.人的質量不變,由壓力=重力=mg,自然壓力是不會改變的,快走或跑步的時候由於接觸面積會減少,增大的是壓強,但這與你的問題無關了。
而我們為什麼能加速,是因為我們消耗體內化學能得到了更大的動能;由f=μF,蹬地時摩擦力其實是不變的,而變的只是單位時間內摩擦力做功的次數。
2.在這里,靜止時有:摩擦力等於重力,但絕不是摩擦力就是重力。手對書的壓力越大,由於有牆抵住,書對手的壓力也是越大的。
如果向下做勻速直線運動,所有力的合力必為0,重力=摩擦力。
你說的「如果加大按書的力再直線勻速運動,根據摩擦力跟壓力有關,是不是摩擦力還與手按的力有關」,這是不可能的情況。用實際情況想想,如果用更大的力壓住書,它還有可能豎直向下運動嗎?除非有第五個力參與,否則這是一種不可能發生的情況,無需考慮。
拉力與重力是沒有關系的,但有拉力+重力-摩擦力=豎直方向的合力,這個合力會使它產生加速度。(a=F/m)
㈨ 關於物理的諸多疑問,還請閣下替我解答疑惑啊
(1)只有物體從靜止到運動這個加速階段,才有力對它做功,當物體勻速運動後,沒有力對它做功。
(2)P=W/t=Fs/t=Fv,因為v=s/t。
(3)如果是桌面受到的壓強,那麼就用總重力除以底面積。但如果是求液體所產生的壓強,只能用ρgh
(4)當力和位移垂直的時候,力不改變物體的動能,所以不做功。
(5)F/s是什麼物理量?勁度系數?
(6)表面張力,你可以理解成是液體分子之間的作用力。應力比較寬泛,拉力,支持力,彈力,彈力等等都可以叫做應力。定義就是物體受到外界作用時,內部會產生一種抵抗這種作用的力。比如用手壓桌面,桌面會產生形變,那麼桌面就會產生一個恢復形變的力,從而作用在手上表現為支持力。