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物理在高科技中的應用有哪些

發布時間:2023-05-16 16:47:22

⑴ 物理學在科學技術方面有應用的例子有哪些

電流的磁效應應用在顯像管,電話,手機,電暖器等電熱電器的應用.半導體物理學在各種半導體器件、集成電路和半導體激光器等的應用.光學在顯微鏡,能源上的運用,倫琴X射線在醫學的應用.力學在航空航天等領域的應用;量子力學在微觀領域的應用.幾乎物理學領域里的每一次大發現,都帶來了人類物質文明的進步. 文化,信息的交流空前頻繁.物理領域的新技術新材料使音樂藝術,電影藝術,設計藝術更加發達.

⑵ 物理學原理在工程技術中的應用有哪些

物理原理在工程技術的應用:
力學、熱學、電磁學、光學、相對論、原子物理、半導體物理、凝聚態物理等知識及其在工程技術中的應用。物理知識在現代高新技術中的應用。
力學原理與工程技術、流體力學與流體機械、機械波與聲學技術、熱能與動力、電磁理論與電磁技術、電磁波與無線電技術、半導體物理與微電子技術、傳統光學技術、現代光學技術、物理效應與感測技術、真空技術及其應用、能源技術、現代測試技術、高能物理與加速器、新型功能材料。

⑶ 現代物理學在航天技術中的應用

我國航天技術持續的不斷發展,為我國空間科學的發展以及空間探測奠定堅實的基礎。空間的物理學研究將不僅帶動我國基礎科學研究,而且將引領我國航天技術水平的進一步提高,有效促進空間科學與航天科技水平的協調發展。自上世紀90年代開始,我國利用「神舟」號飛船和返回式衛星,在空間材料和流體物理以及空間技術研究等領域開展了大量實驗研究,取得一批重要成果。根據我國空間科學中長期發展規劃,將利用返回式衛是進行微重力科學實驗,同時探討進行引力理論驗證的專星方案。空間的物理學研究涉及空間基礎物理、微重力流體物體、微重力燃燒、空間材料科學和空間生物技術等學科領域。空間基礎物理涉及當今物理學的許多前沿的重大基礎問題,在科學上極為重要,在我國還是薄弱領域。隨著我國經濟實力的增長,應該適時地安排引力理論家驗證的專星研究。 一、空間引力實驗與引力波探測基礎物理實驗研究

檢驗現有引力理論的假設和預言、尋找新的相互作用和引力波探測將為認識引力規律和四種相互作用的統一理論提供實驗依據。加強空間引力實驗和空間天文觀測對於我國在空間基礎科學領域參與國際競爭和發展高新空間技術具有重要牽引意義。與會專家認為應開展如下研究工作:

1、空間等效原理實驗檢驗(TEPO);

2、空間微米作用程下非牛頓引力實驗檢驗(TISS);

3、激光天文動力學空間計劃(ASTROD);

4、空間引力波探測。

二、空間的冷原子物理和原子鍾研究

冷原子和玻色愛因斯坦凝聚是當代物理學中最活躍的領域之一,它為探索宏觀尺度上物質的量子性質提供了獨一無二的介質。該領域的研究可以加深人們對基本物理規律的理解,同時具有重要的應用前景。此外,高准確度的時間頻率標準是精密測量和探索研究基本物理問題的關鍵和基礎,在應用技術上均佔有是十分重要的地位。微波原子鍾與光鍾在空間物理有著廣泛的應用前景,它不僅可以改進衛星定位導航系統,而且在深空跟蹤和星座定位等深空科學上有著不可替代的作用。為了突破地面實驗的溫度極限和空間尺度,增加測量時間,以便進行更高精度的測量和探索新的物理現象,在微重力環境下進行冷原子物理實驗是非常必要的。專家建議開展如下研究工作:

1、空間實驗室中的物質波及其相乾性研究;

2、微重力條件下用冷原子和玻色愛因斯坦凝聚探索物理極限;

3、空間超高精度微波原子鍾;

4、空間高精度光鍾。

三、微重力流體物理

微重力流體物理是微重力科學的重要領域,它是微重力應用和工程的基礎,人類空間探索過程中的許多難題的解決需要藉助於流體物理的研究。在基礎研究方面,微重力環境為研究新力學體系內的運動規律提供了極好的條件,諸如非浮力的自然對流,多尺度的耦合過程,表面力驅動的流動,失重條件下的多相流和沸騰傳熱等。近年來,復雜流體(軟物質)的力學和物理學,接觸角、接觸線和浸潤現象等與物理化學密切相關的領域也越來越受到關注。微重力流體物理所涉及的許多過程與微尺度流動中的過程有許多相似性,引起人們的興趣。以中科院力學所國家微重力實驗室為主的流體物理研究在國際上取得了一席之地。專家建議開展簡單流體、復雜流體、微重力氣液兩相流動與傳熱研究等研究工作。

四、空間材料科學

空間材料科學曾是微重力科學中耗資最大的領域,材料科學各分支領域的學者都希望在空間微重力環境中去研究凝固過程的機理和制備高質量的材科。空間微重力環境是制備、研究多元均勻塊體材料的最佳場所,其主要特徵就是消除了因重力而產生的沉降、浮力對流和靜壓力梯度。由於浮力減弱,密度分層效應的消失,可以使不同密度的介質均勻地混合。由於空間微重力環境中靜壓力梯度幾乎趨於零,而能提供更加均勻的熱力學狀態。這種條件更有利於研究物質的熱力學本質和流體力學本質,探索、研製新型的材料和發現材料的新功能。目前空間材料科學研究的重點是利用空間實驗的成果改進地面材料制備技術,以及利用空間微重力環境測量高溫熔體的輸運系數。在國際空間站的歐洲和日本壓力艙中,都有材料研究的專櫃。由於空間政策的調整,美國的空間材料科學研究計劃己基本取消。我國空間材料科學在林蘭英先生的倡導和指導下,一批學者積極參與,取得了重要學術成果。

與會專家認為,利用微重力環境進行材料科學研究,不僅可以發展材料科學理論,還可發展新型材料和新型加工工藝。微重力環境可以制備出一些比地面更好的高品質材料,空間材料科學的進展及空間材料制備的技術可以改進空間和地面的材料加工,特別是為地面的晶體生長和鑄造技術提供幫助。空間材料科學涉及的領域有金屬材料、半導體材料、光學晶體材料、納米材料和高分子與生物醫學材料等。與會專家建議,在加強地基研究和人才隊伍建設的基礎上,創造條件開展空間材料科學的搭載實驗。

五、小結

空間科學是國家科學實力和綜合實力的實際體現,深入開展空間科學實驗是進行載人航天(含載人空間站)的需要,是我國基礎物理、流體物理、燃燒、材料科學以及生物技術等學科發展的需求,是促進人類健康(如生物技術、基礎生物學等)與提高人類生活質量的需求。開展空間科學技術研究能夠極大地促進地面實驗技術的進步,同時促進深空探索的進一步發展。

與會專家認為,伴隨著我國空間技術的飛速發展,加強空間學科研究的時機已經成熟。一致認為深入開展空間的物理學研究(包括空間基礎物理、微重力流體物體、空間材料科學和空間生物技術等學科領域)應當緊密結合國家科技戰略目標(能源、農業和健康)和載人航天的關鍵問題(防火等),促進地面高技術發展(生物工程,新材料等)和基礎研究(引力理論,生命科學等),並為衛星型號任務進行前期研究(全球重力測量的加速度計,高精度時標等)。通過充分論證和地基預研,遴選有重大應用價值和重要科學意義的空間實驗項目,使該領域研究持續地發展。

與會專家指出,根據我國載人航天計劃和空間科學計劃的需求,今後一段時間為發展空間的物理提供極好的機遇。中國學者要抓住機遇在微重力科學和應用上做出重大貢獻。在充分討論的基礎上,就我國今後空間的物理學領域的發展,與會專家提出了如下建議:

1. 加強空間的物理學的地面預先研究及其支持強度,發展關鍵技術;

2. 加強空間基礎物理的研究,專門召開以空間引力實驗為主題的研討會;

3. 充分利用暴露平台(如載人飛船工程、返回式衛星搭載)開展相關實驗;

4. 建議安排微重力實驗火箭進行空間科學實驗。

⑷ 物理學對科學技術與人類文明的貢獻有哪些

物理學的發展引發了一次又一次的產業革命推動著社會和人類文明的發展。可以說社會的每一次大的進步都與物理學的發展緊密相連。
一、物理學與第一次技術革命
物理學的貢獻18世紀從英國發起的技術革命是技術發展史上的一次巨大革命,是以蒸汽機被廣泛使用為標志的。它開創了以機器代替手工工具的時代,這不僅是一次技術改革,更是一場深刻的社會變革這次工業革命是牛頓力學與生產技術的結合在研究提高蒸汽機效率的基礎上才創立了熱力學的理論,熱力學的理論又促進了熱機的發展。
二、物理學與第二次技術革命
物理學的貢獻,丹麥物理學家奧斯特在一次講座快結束時,發現電流接通時附近的小磁針轉動了一下,這一現象被人們稱做電流的磁效應。1840年,法拉弟發現了電磁感應現象,並逐漸形成了完整的電磁場理論。
三、物理學與第三次技術革命
晶體管與計算機,晶體管的發明促進了集成電路的發展,使計算機業飛速發展在更多領域得到廣泛應用,然而也帶來了新能源的應用。
20世紀70年代,微觀物理方面取得重大突破,開創了微電子工業,使世界開始進入了以電子計算機應用為特徵的信息時代。
物理學的目的在於發現自然界的結構和作用,且物理的發展往往帶隨著人類的發展和人類文明的發展,物理學的高技術和強滲透性也使之成為社會發展的重要推動力。

⑸ 量子物理在現代科技中的應用實例有哪些

最早最熟悉的有量子頻標,半導體(包括你正在用來讀這些文字的電腦、手機等),激光,核反應
甚至一般研究用的一些技術(算半個工程吧)像光譜分析,核磁共振,也包括順磁共振,還有探針顯微術系列(STM(掃描隧道顯微鏡),AFM(原子力顯微鏡)等)

⑹ 物理光學在現代科技的應用有哪些

全站儀的望遠鏡實現了視准軸、測距光波的發射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是:在望遠物鏡與調焦透鏡間設置分光棱鏡系統,通過該系統實現望遠鏡的多功能,即既可瞄準目標,使之成像於十字絲分劃板,進行角度測量。同時其測距部分的外光路系統又能使測距部分的光敏二極體發射的調制紅外光在經物鏡射向反光棱鏡後,經同一路徑反射回來,再經分光棱鏡作用使回光被光電二極體接收;為測距需要在儀器內部另設一內光路系統,通過分光棱鏡系統中的光導纖維將由光敏二極體發射的調制紅外光傳也送給光電二極體接收 ,進行而由內、外光路調制光的相位差間接計算光的傳播時間,計算實測距離。

⑺ 物理學在科學技術方面有應用的例子有哪些

電流的磁效應在顯像管,電話,手機,電暖器等電熱電器的應用。半導體物理學在各種半導體器件、集成電路和半導體激光器等的應用。光學在顯微鏡,能源上的運用,倫琴X射線在醫學的應用。力學在航空航天等領域的應用;量子力學在微觀領域的應用。幾乎物理學領域里的每一次大發現,都帶來了人類物質文明的進步。 文化,信息的交流空前頻繁。物理領域的新技術新材料使音樂藝術,電影藝術,設計藝術更加發達。

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