物理學術問題有哪些

Ⅰ 一道學術問題。有關物理

可能性:
1.高溫消磁再從新注磁
2.強磁場消磁再從新注磁

一下面試驗為例：
對U形磁鐵重新充磁的實驗

在實驗的最後，我們准備對已經完全失去磁性的磁鐵放入直流電磁鐵中進行充磁，即將其按照一定的方向放入(即將其側放，目的是盡可能使直流電磁鐵的磁感線符合U形磁鐵原始的磁感線分布，真正達到充磁的目的)，然後再給電磁鐵通上400A的電流，五秒鍾後將電磁鐵斷電，拿出磁鐵，經過高斯計測量後，測得S為-92．8GS，N為77．6GS，雖然它的磁場值沒有實驗前大，但現在仍可以吸起小塊金屬。

這次實驗最終測量出來數據基本符合我們的預料，在強磁場環境下的數據所呈現的曲線較為不規律。對照曲線圖可以看到對電磁鐵所加電流小於20A時，磁鐵正負磁場的磁場值變化不大，磁極也沒有發生任何偏轉，當輸入電流大於20A時，磁鐵的磁極以及磁場值發生了許多變化，N極的五個測量點大幅度減小，平均都在六分之一到七分之一左右，而S極也發生了許多變化，輸入電流由1 8A變為21A時，S極的Q點由-319GS變為42GS。另外，不但數值發生了很大的變化，極性也發生了偏轉。在我們測量的五個點中有三個發生了偏轉，之所以兩極的磁場值發生巨大的變化，是因為輸入直流電磁場的電流是21A時，電磁鐵中的磁場值明顯超過了磁鐵兩極的磁場值，所以會對磁鐵產生很大的影響。在後來的幾次測量中，磁極的磁場值變化都不是很大，直至將輸入電流增加到40A時，N極的幾個輔助測量點都發生了偏轉，主測量點的值也已經變得很小，而S極的磁場值也已經完全成為正值，這說明磁鐵的兩極在此時已經完全發生了變化。緊接著我們就將輸入電流增大至200A，這時電磁鐵內的磁場值是輸入電流為40A時的10倍，這時的磁鐵的磁極已經與外面的塗漆標志相反了，這塊磁鐵的塗漆為S一端已經可以和一塊正常的磁鐵塗漆為S的那一端相吸引了。在高溫環境下的實驗數據中，我們可以明顯看到N、S極的P、Q點的磁場值都是隨著溫度的上升而下降的，當溫度在220℃～300℃之間時磁場值下降最快，當爐內溫度到達300℃左右時，磁鐵被加熱至紅熱狀態，溫度達到340℃時，磁鐵兩極的磁場值都降至很小，溫度到360℃時，兩極磁場值均變為0。

磁鐵在高溫以及強磁場環境下磁力會發生變化：磁鐵在高溫環境下磁力會減弱直至消失；磁鐵的磁場方向在強磁場環境下會發生變化，甚至發生磁極的偏轉；沒有磁性的金屬在強磁場環境下會具有一定的磁力。

一切物質都是由它的分子組成的，分子又由原子組成，原子由原子核和核外電子組成，電子在不停地自轉和繞原子核旋轉，電子的這兩種運動都會產生磁性。但由於其運動的方向各自不同，普通的金屬內部各個分子電流的取向是雜亂無章的，它們的磁場互相抵消，對外界不顯磁性。在外界強磁場的作用下，有些物質內部原本的、各自運動的電子，全部排列整齊，而此時，電子旋轉產生的磁效應與外界磁場方向一致，物質便呈現出磁性。磁鐵之所以能吸住鐵釘，是因為具有磁性的磁鐵靠近鐵釘時，鐵釘內的原子被磁鐵磁化。同理，若是讓正常的磁鐵處在強磁場環境下，磁鐵內部的電子旋轉的磁效應與外界磁場方向不同，所以磁鐵內部的一部分電子旋轉的取向會受到外界強磁場的干擾而發生變化，這時磁鐵內部的電子旋轉的取向會有所不同，會有一部分分子電流互相抵消，使磁鐵內部的磁場方向發生很大的變化，甚至發生磁極偏轉。而磁鐵在高溫環境下磁力消失是因為磁鐵內的分子在高溫環境下熱運動會加快，改變了電子運動方向的規律性，會使分子電流互相抵消，從而使磁鐵的磁力減弱直至消失。對磁鐵進行重新充磁，使原子的電子排列重新具有規律性，而使失去磁性的磁鐵重新具有磁力。

通過這次實驗我們對於磁鐵退磁得到了更加深刻的理解，而利用磁鐵的居里溫度以及磁極偏轉這些性質，可以為我們更好地服務，例如，電飯鍋底部的控溫裝置就是利用了磁鐵居里溫度這一特性，該裝置用的就是一塊居里溫度是105℃並且在降溫後磁性還會恢復的磁鐵，當鍋里的水分幹了以後，食品的溫度將從100℃上升。當溫度到達大約105℃時，由於被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對它失去了吸力，這時磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會把它們分開，同時將電源開關斷開，停止加熱，如果在不方便測溫度的情況下，可以放入一塊磁鐵性質已知的磁鐵，最後通過分析磁鐵的磁場值的變化來估算溫度最高達到了多少。利用這些性質在安全開關、放火滅火方面有很大作用，當然這些都是一些設想，若要真正實現還需要我們的進一步努力。

Ⅱ 理論物理學領域存在哪些著名的問題解決之後會怎麼樣

宇宙仍然有許多謎團，但是大多數煩惱物理學家都是暗物質和暗能量。這種物質和能量是通過其引力影響來檢測的，但無法直接觀察到，因此物理學家仍在努力弄清楚它們是什麼。盡管如此，一些物理學家已經提出了關於這些引力影響的替代解釋，它們不需要新形式的物質和能量，但是這些替代對於大多數物理學家來說並不受歡迎。

Ⅲ 物理學十大難題（未解決）都有哪些

1.表達物理世界特徵的所有（可測量的）無量綱參數原則上是否都可以推算，或者是否存在一些僅僅取決於歷史或量子力學偶發事件，因而也是無法推算的參數？
愛因斯坦的表述更為清楚：上帝在創造宇宙時是否有選擇？想像上帝坐在控制台前，准備引發宇宙大爆炸．「我該把光速定在多少」？「我該讓這種名叫電子的小點帶多少電荷」？「我該把普朗克常數--即決定量子大小的參數--的數值定在多大」？他是不是為了趕時間而胡亂抓來幾個數字？抑或這些數值必須如此，因為其中深藏著某種邏輯？
2. 量子引力如何幫助解釋宇宙起源？
現代物理學的兩大理論是標准模型和廣義相對論．前者利用量子力學來描述亞原子粒子以及它們所服從的作用力，而後者是有關引力的理論．很久以來，物理學家希望合二為一，得到一種「萬物至理」--即量子引力論，以便更深入地了解宇宙，包括宇宙是如何隨著大爆炸自然地誕生的．實現這種融合的首要候選理論是超弦理論，或者叫M理論--這是其名稱的最新「升級版」，M代表「魔法」、「神秘」或「所有理論之母」．
3. 質子的壽命有多長，如何來理解？
以前人們認為質子與中子不同，它永遠不會分裂成更小的顆粒．這曾被當成真理．然而在70年代，理論物理學家認識到，他們提出的各種可能成為「大一統理論」--該理論把除引力外的所有作用力匯於一爐--的理論暗示：質子必須是不穩定的．只要有足夠長的時間，在極其偶然的情況下，質子是會分裂的．
辦法是捕捉到正在死去的質子．許多年來，實驗人員一直在地下實驗室中密切注視大型的水槽，等待著原子內部質子的死去．但迄今為止質子的死亡率是零，這意味著要麼質子十分穩定，要麼它們的壽命很長--估計在10億億億億年以上．
4. 自然界是超對稱的嗎？如果是，超對稱性是如何破滅的？
許多物理學家認為，把包括引力在內的所有作用力統一成為單一的理論要求證明兩種差異極大的粒子實際上存在密切的關系，這種關系就是所謂的超對稱現象．第一種粒子是費密子，可以把它們粗略地說成是物質的基本組件，就像質子、電子和中子一樣．它們聚集在一起組成物質．另一種粒子是玻色子，它們是傳遞作用力的粒子，類似於傳遞光的光子．在超對稱的條件下，每一個費密子都有一個與之對應的玻色子，反之亦然．
物理學家有杜撰古怪名字的沖動，他們把所謂的超級對稱粒子稱為「sparticle」．但由於在自然界中還沒有觀察到sparticle，物理學家還需要解釋這種對稱性「破滅」的原因：隨著宇宙冷卻並凝結成現在的這種不對稱狀態，在其誕生之際所存在的數學上的完美被打破了．
5. 為什麼宇宙表現為一個時間維數和三個空間維數？
這只是因為還沒有想到一個可以接受的答案，只是因為除了上下、左右、前後，人們無法想像在更多的方向上運動．這並不意味著宇宙原本就是這樣的．實際上，根據超弦理論，肯定還存在著另外六個維數，每一維都呈捲曲狀，十分微小，因而無法察覺．如果這一理論是正確的，那麼為什麼只有這三個維數是伸展開來的，留給我們這個相對幽閉恐怖的空間呢？
6. 為什麼宇宙常數有它自身的數值？它是否為零，是否真正恆定？
直到最近，宇宙學家仍然認為宇宙是以一個穩定的速度在膨脹．但最近的觀察發現，宇宙可能膨脹得越來越快．人們用一個叫宇宙常數的數字來描述這種輕微的加速．這個常數是否如人們早期所認為的是零，或者是一個非常小的數值，物理學家現在還無法做出解釋．根據一些基本計算，這個常數應該很大--是我們觀測結果的大約10到122倍．換句話說，宇宙應該以跳躍般的速度在膨脹．而實際情況並非如此，肯定有什麼機制在壓制這種作用．如果宇宙真是超對稱性的，那宇宙常數就該被完全抵消掉．但這種對稱性--如果確實存在的話--看來已經破滅．如果這個常數隨時間的變化而變化的話，那情況就更加復雜了．
7. M理論的基本自由度（M理論的低能極限是11維的超引力，它包含5種相容的超弦理論）是多少？這一理論理否真實地描述了自然？
多年來，超弦理論最大的弱點是它有5個不同的版本．到底哪一個--如果有的話--描述了宇宙？反對這一理論的人最近已經接受了被稱為M理論的最主要的11維理論框架．但情況卻因此變得更加復雜．
在M理論前，所有的亞原子粒子都被說成是由微小的超弦組成的．M理論給組成亞原子的物質譜加了一種叫做「膜」（brane）的更為神秘的物質，它就像生理學上的膜一樣，但最多有9個維數度．現在的問題是，什麼是更基本的物質組成單位，是膜組成了弦還是剛好相反？或者另外存在著一些更基本的物質單位，只是人們沒有想到罷了？最後，這兩種東西中是否有一種確實存在，或者M理論僅僅是一種迷人的大腦游戲？
8. 黑洞信息悖論的解決方法是什麼？
根據量子理論，信息--無論它描述的是粒子運動的速度還是油墨顆粒組成文件的確切方式--是不會從宇宙中消失的．但物理學家基普·索恩、約翰·普雷希爾和斯蒡芬·霍金卻提出了一個固定的假設：如果你把一本大不列顛網路全書扔進黑洞中去，將會發生什麼事？宇宙中是否有其他同樣的網路全書是無關緊要的．正如物理學中所定義的，信息並不等同於含義，信息僅指二進制的數字，或是一些其他的代碼，它被用來精確地描述一個物體或一種方式．所以看起來那些特定的書本里的信息將被吞沒，並永遠地消失．但人們覺得這是不可能的．
霍金博士和索恩博士相信那些信息確實消失了，而量子力學必須對此作出解釋．普雷希爾博士推測信息其實並沒有消失；它也許以某種形式顯示於黑洞的表面，如同在一個宇宙中的銀幕上．
9. 何種物理學能夠解釋基本粒子的重力與其典型質量之間的巨大差距？
換言之，為什麼重力比其他的作用力（如電磁力）要弱得多？一塊磁鐵能夠吸起一個回形針，即使整個地球的引力在把它往下拉．
根據最近的一種說法，重力實際上要大得多．它僅僅是看上去比較弱而已，因為大部分重力陷入了某一個額外的維數度之中．如果我們可以用高能粒子加速器俘獲全部的重力，也許就有可能製造出微型黑洞．雖然這看上去會引起固體垃圾處理業的興趣，但這些黑洞很可能剛一形成就消失了．
10. 我們能否定量地理解量子色動力學中的誇克和膠子約束以及質量差距的存在？
量子色動力學（QCD）是描述強核子力的理論．這種力由膠子攜帶，它把誇克結合成質子和中子這樣的粒子．根據量子色動力學理論，這些微小的亞粒子永遠受到約束．你無法把一個誇克或膠子從質子中分離出來，因為距離越遠，這種強作用力就越大，從而迅速地把它們拉回原位．
但物理學家還沒有最終證明誇克和膠子永遠不能逃脫約束．他們也不能解釋為什麼所有能感受強作用力的粒子必須至少有一丁點兒的質量，為什麼它們的質量不能為零．一些人希望M理論能提供答案，這一理論也許還能進一步闡明重力的本質．

Ⅳ 目前物理學前沿的問題有哪些

‍‍雖然理論推算出暗物質占整個宇宙總物質的85%，但是到現在都沒有找到明確的證據證明它們存在。所以，尋找暗物質，未來仍是科學家們努力的主要方向之一。‍‍

Ⅳ 有哪些常人不知道的物理知識學術論題

在空氣中：空氣的密度大於水（水蒸氣）的密度……
論題：如電子技術方面的、考古物理學方面 等等

Ⅵ 目前世界上物理學還有哪些問題未解決

1．自然界是否存在五種以上的基本作用力？
2．基本物理常數的數值會隨時間改變嗎？
3．自然界的基本常數為什麼具有現在的數值？
4．引力能否被屏蔽？
5．負引力存在嗎？
6．宇宙中不斷有物質創生嗎？
7．引力子，你在何方？
8．新以太是否存在？
9．為什麼時間具有方向性？
10．宇宙時是不均勻時間流嗎？
11．為什麼物理學的基本方程都具有時間反演不變性？
12．為什麼絕對零度不可達到？
13．為什麼熱水比冷水凍結快些（Erasto Mpemba問題）？
14．運動物體的溫度會改變嗎？
15．開放系統的熵具有什麼物理意義？
16．湍流形成的機理是什麼？
17．地球磁場極性顛倒的原因是什麼？
18．南極空洞是怎麼形成的？
19．生物體內有核反應嗎？
20．地球外有智慧生物嗎？
21．地震前的地光是怎麼形成的？
22．為什麼閃電多『之』字形少球形？
23．自然界是否存在七種對稱性晶體？
24．能否解決強關聯多電子系統的基態和元激發問題？
25．能否解決低維凝聚態物理新現象的理論問題？
26．何時能揭開狄拉克的大數之謎？
27．可觀測宇宙的空間有多大？
28．宇宙中的暗物質是由什麼粒子構成的？
29．為什麼宇宙中反物質如此少？
30．反物質世界存在嗎？
31．反物質能源能否實現？
32．可控輕核聚變能否實現？
33．激光熱核反應的點火條件（勞森判據）能否達到？
34．常溫核聚變能否實現？
35．冷核聚變能否實現？
36．薛定諤的貓是死還是活？
37．EPR之謎能否解決？
38．量子混沌確實存在嗎？
39．高溫超導的微觀機理是什麼？
40．可否發現室溫超導體？
41．最後一個超重元素的質子數是多少？
42．熱中子輻射俘獲疑問的實質是什麼？
43．原子核磁矩能否准確計算出來？
44．Gamow-Teller巨共振問題gA（核內核子）!=gA（自由核子）能否解決？
45．奇異電子峰是怎樣形成的？
46．EMC效應能否解決？
47．質子自旋危機能否解決？
48．電子與核散射中，縱向響應形狀因子問題能否解決？
49．有限核的結合能與能極能否一一準確算出來？
50．誇克－膠子等離子體（QGP）物質態是否真的存在？
51．雙生子佯謬能否解決？
52．穿洞佯謬能否解決？
53．滑落佯謬能否解決？
54．柔繩佯謬能否解決？
55．直角杠桿佯謬能否解決？
56．靜止長度上限佯謬能否解決？
57．運動物體視在形象佯謬能否解決？
58．長度縮短的應力效應佯謬能否解決？
59．超光速佯謬能否解決？
60．快子佯謬能否解決？
61．奧本海默佯謬能否解決？
62．奧伯斯佯謬能否解決？
63．宇宙種子磁場的來歷是什麼？
64．太陽中微子之謎能否解決？
65．中微子有無靜止質量？
66．有無中微子振盪？
67．類星體的能源是什麼？
68．黑洞何時可以露真容？
69．磁單極是否存在？
70．Higgs粒子是否存在？
71．質量的起源是什麼？
72．真正的對稱自發破損的機理是什麼？
73．自由誇克能否直接在實驗中被發現？
74．有無膠子球存在？
75．軸子，疇壁能否找到？
76．存在第四代基本粒子嗎？
77．CP不守恆難題只能在中性K介子衰變中見到嗎？
78．引起CP對稱性破壞的力是什麼？
79．e-u-t之謎何時能解開？
80．亞誇克結構僅僅是推測嗎？
81．質子的壽命有多長？
82．電子有無結構？
83．光子有無結構？
84．真空的本質是什麼？
85．有無奇異物質存在？
86．C，Ψ物理中的ρπ疑難能否解決？
87．是否存在中性，穩性，質量至少大於40GeV的超對稱粒子？
88．究竟有無超弦？
89．蟲洞究竟有沒有？
90．時間機器能造出來嗎？
91．引力能否用量子理論加以描述？
92．能否將引力和其他幾種基本力統一起來？
93．自然界手征不對稱起源的關鍵是什麼？
94．宇宙會一直膨脹下去嗎？
95．宇宙大爆炸的量子起源是什麼？
96．大爆炸之前可能存在什麼？
97．我們的宇宙是否有兄弟姐妹？

Ⅶ 物理學領域還存在哪些問題

人類科學珠峰莫過於對物理大統一理論的尋找，可以說我們今天做到了。所以我們有足夠的理由相信我們民族的創造力。

Ⅷ 目前物理學有什麼難題

關於宇宙、關於地球、關於我們自身，有太多的謎題等待我們去挖掘。但哪些是最重要的未解之謎，我們距離找到答案還有多遠？今年7月1日，在紀念美國《科學》雜志創刊125周年之際，科學家們總結出了125個迄今我們還不能很好回答的問題，重中之重有25個。
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1、宇宙是由什麼組成的？
一個脫口而出的答案是：由那些亮晶晶的星星組成的。但在最近幾十年中，科學家越來越發現這個答案是不正確的。天文學家認為，組成恆星、行星、星系——當然還有我們——的物質，或者叫普通物質，只佔宇宙總質量的不到5％。他們估計，另外25％，可能是由尚未發現的粒子組成的暗物質。剩下的70％呢？天文學家認為那可能是暗能量——讓宇宙加速膨脹的力量。暗物質和暗能量的本質是什麼？科學家正在用加速器和望遠鏡尋找這些問題的答案，如果找到了，其意義肯定是宇宙級的。
2、我們在宇宙中是唯一的嗎？
45年前，天文學家弗克·德雷克首次啟動了探尋地外文明的奧茲瑪計劃——用巨大的天線（射電望遠鏡）接受外星文明發射的信號。45年過去了，天文學家的努力仍然在繼續著。然而，即使是迄今為止規模最大的「鳳凰」計劃，也還沒有找到任何來自外星文明的無線電信號。
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Ⅸ 物理學中常用的研究物理問題的方法有哪些

一、控制變數法：通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。
1、影響蒸發快慢的因素； 2、壓力作用效果與哪些因素有關；
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關； 4、影響電阻大小的因素；
5、研究電流與電壓、電阻的關系（歐姆定律）； 6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關；
7、探索磁場對電流的作用規律； 8、研究電磁感應現象； 9、研究焦耳定律。
二、等效法：將一個物理量，一種物理裝置或一個物理狀態（過程），用另一個相應量來替代，得到同樣的結論的方法。
1、在研究物體受幾力時，引入合力。 2、曹沖稱象。
3、在研究多個用電器組成的電路中，引入總電阻。
三、模型法：以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。
1、在研究光學時，引入「光線」概念。
2、在研究磁場時，引入磁感線對磁場進行描述。 3、理想電表。
四、轉換法（間接推斷法）
累積法：把不能觀察到的效應（現象）通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用。
2、在研究分子運動時，利用擴散現象來研究。
3、根據電流所產生的效應認識電流。
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場。
五、類比法：根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同，把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。
1、水壓－－電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓。
3、用速度的定義公式引入壓強公式。
六、比較法：找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。
1、研究蒸發和沸騰的異同點。
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點。
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點。
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點。
七、歸納法：從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。
1、從氣、液、固的擴散實現現象，得出結論：一切物體的分子都在作無規則的運動。
2、物理學中的實驗規律（如串、並聯電路中電流、電壓的特點等）幾乎都用了此法。