Ⅰ 世界上最难的物理问题是什么啊啊
物理世界十大难题
物理学家们挑选出10个最匪夷所思的物理学问题,解答这些问题足够让他们忙上100年.尽管没有任何悬赏,不过,对任何一个问题的解答差不多都能获得诺贝尔奖.
1.表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?
爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,准备引发宇宙大爆炸.“我该把光速定在多少”?“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷”?“我该把普朗克常数--即决定量子大小的参数--的数值定在多大”?他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此,因为其中深藏着某种逻辑?
2. 量子引力如何帮助解释宇宙起源?
现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论.前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力,而后者是有关引力的理论.很久以来,物理学家希望合二为一,得到一种“万物至理”--即量子引力论,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的.实现这种融合的首要候选理论是超弦理论,或者叫M理论--这是其名称的最新“升级版”,M代表“魔法”(magic)、“神秘”(mystery)或“所有理论之母”(mother of all theories).
3. 质子的寿命有多长,如何来理解?
以前人们认为质子与中子不同,它永远不会分裂成更小的颗粒.这曾被当成真理.然而在70年代,理论物理学家认识到,他们提出的各种可能成为“大一统理论”--该理论把除引力外的所有作用力汇于一炉--的理论暗示:质子必须是不稳定的.只要有足够长的时间,在极其偶然的情况下,质子是会分裂的.
办法是捕捉到正在死去的质子.许多年来,实验人员一直在地下实验室中密切注视大型的水槽,等待着原子内部质子的死去.但迄今为止质子的死亡率是零,这意味着要么质子十分稳定,要么它们的寿命很长--估计在10亿亿亿亿年以上.
4. 自然界是超对称的吗?如果是,超对称性是如何破灭的?
许多物理学家认为,把包括引力在内的所有作用力统一成为单一的理论要求证明两种差异极大的粒子实际上存在密切的关系,这种关系就是所谓的超对称现象.第一种粒子是费密子,可以把它们粗略地说成是物质的基本组件,就像质子、电子和中子一样.它们聚集在一起组成物质.另一种粒子是玻色子,它们是传递作用力的粒子,类似于传递光的光子.在超对称的条件下,每一个费密子都有一个与之对应的玻色子,反之亦然.
物理学家有杜撰古怪名字的冲动,他们把所谓的超级对称粒子称为“sparticle”.但由于在自然界中还没有观察到sparticle,物理学家还需要解释这种对称性“破灭”的原因:随着宇宙冷却并凝结成现在的这种不对称状态,在其诞生之际所存在的数学上的完美被打破了.
5. 为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数?
这只是因为还没有想到一个可以接受的答案,只是因为除了上下、左右、前后,人们无法想象在更多的方向上运动.这并不意味着宇宙原本就是这样的.实际上,根据超弦理论,肯定还存在着另外六个维数,每一维都呈卷曲状,十分微小,因而无法察觉.如果这一理论是正确的,那么为什么只有这三个维数是伸展开来的,留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢?
6. 为什么宇宙常数有它自身的数值?它是否为零,是否真正恒定?
直到最近,宇宙学家仍然认为宇宙是以一个稳定的速度在膨胀.但最近的观察发现,宇宙可能膨胀得越来越快.人们用一个叫宇宙常数的数字来描述这种轻微的加速.这个常数是否如人们早期所认为的是零,或者是一个非常小的数值,物理学家现在还无法做出解释.根据一些基本计算,这个常数应该很大--是我们观测结果的大约10到122倍.换句话说,宇宙应该以跳跃般的速度在膨胀.而实际情况并非如此,肯定有什么机制在压制这种作用.如果宇宙真是超对称性的,那宇宙常数就该被完全抵消掉.但这种对称性--如果确实存在的话--看来已经破灭.如果这个常数随时间的变化而变化的话,那情况就更加复杂了.
7. M理论的基本自由度(M理论的低能极限是11维的超引力,它包含5种相容的超弦理论)是多少?这一理论理否真实地描述了自然?
多年来,超弦理论最大的弱点是它有5个不同的版本.到底哪一个--如果有的话--描述了宇宙?反对这一理论的人最近已经接受了被称为M理论的最主要的11维理论框架.但情况却因此变得更加复杂.
在M理论前,所有的亚原子粒子都被说成是由微小的超弦组成的.M理论给组成亚原子的物质谱加了一种叫做“膜”(brane)的更为神秘的物质,它就像生理学上的膜一样,但最多有9个维数度.现在的问题是,什么是更基本的物质组成单位,是膜组成了弦还是刚好相反?或者另外存在着一些更基本的物质单位,只是人们没有想到罢了?最后,这两种东西中是否有一种确实存在,或者M理论仅仅是一种迷人的大脑游戏?
8. 黑洞信息悖论的解决方法是什么?
根据量子理论,信息--无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式--是不会从宇宙中消失的.但物理学家基普·索恩、约翰·普雷希尔和斯蒡芬·霍金却提出了一个固定的假设:如果你把一本大不列颠网络全书扔进黑洞中去,将会发生什么事?宇宙中是否有其他同样的网络全书是无关紧要的.正如物理学中所定义的,信息并不等同于含义,信息仅指二进制的数字,或是一些其他的代码,它被用来精确地描述一个物体或一种方式.所以看起来那些特定的书本里的信息将被吞没,并永远地消失.但人们觉得这是不可能的.
霍金博士和索恩博士相信那些信息确实消失了,而量子力学必须对此作出解释.普雷希尔博士推测信息其实并没有消失;它也许以某种形式显示于黑洞的表面,如同在一个宇宙中的银幕上.
9. 何种物理学能够解释基本粒子的重力与其典型质量之间的巨大差距?
换言之,为什么重力比其他的作用力(如电磁力)要弱得多?一块磁铁能够吸起一个回形针,即使整个地球的引力在把它往下拉.
根据最近的一种说法,重力实际上要大得多.它仅仅是看上去比较弱而已,因为大部分重力陷入了某一个额外的维数度之中.如果我们可以用高能粒子加速器俘获全部的重力,也许就有可能制造出微型黑洞.虽然这看上去会引起固体垃圾处理业的兴趣,但这些黑洞很可能刚一形成就消失了.
10. 我们能否定量地理解量子色动力学中的夸克和胶子约束以及质量差距的存在?
量子色动力学(QCD)是描述强核子力的理论.这种力由胶子携带,它把夸克结合成质子和中子这样的粒子.根据量子色动力学理论,这些微小的亚粒子永远受到约束.你无法把一个夸克或胶子从质子中分离出来,因为距离越远,这种强作用力就越大,从而迅速地把它们拉回原位.
但物理学家还没有最终证明夸克和胶子永远不能逃脱约束.他们也不能解释为什么所有能感受强作用力的粒子必须至少有一丁点儿的质量,为什么它们的质量不能为零.一些人希望M理论能提供答案,这一理论也许还能进一步阐明重力的本质.
Ⅱ 高中物理最难的知识点是什么
从应试而言,应是带电粒子在电磁场中的运动(力,运动轨迹,几何特别是圆),电磁感应综合(电磁感应,安培力,非匀变速运动,微元累加,含n递推,功与热)最难,位处压轴之列。当然,牛顿力学是基本功。
Ⅲ 高中物理最难的是什么 生物呢
电磁学和力学,既是难点也是高考的重点。生物最难的是给你一堆材料让你自己设计实验,高考里填空的实验不难。要单说课本,没有难的。难得都是关于高考的扩展与延伸
Ⅳ 高中物理什么最难
电磁感应
从应试而言,应是带电粒子在电磁场中的运动(力,运动轨迹,几何特别是圆),电磁感应综合(电磁感应,安培力,非匀变速运动,微元累加,含n递推,功与热)最难,位处压轴之列。当然,牛顿力学是基本功。
● 电磁感应现象
因磁通量变化而产生感应电动势的现象我们称之为电磁感应现象。具体来说,闭合电路的一部分导体,做切割磁感线的运动时,就会产生电流,我们把这种现象叫电磁感应,导体中所产生的电流称为感应电流。
● 法拉第电磁感应定律概念
基于电磁感应现象,大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。公式:E= -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况,还可用E=BLV来求。
● 电动势的方向
电动势的方向可以通过楞次定律来判定。高中物理楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势,同学们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的方向。需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。
(1)E=n*ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}
(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)}
(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=B(L2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
Ⅳ 物理学最难的是哪一个分支
物理学最难的一个分支为:高能物理。
高能物理主要研究微观结构,需要强大的数学能力剥离复杂微观现象的本质和足够的想象力给莫名其妙的纯粹数学描述过程赋予意义。
其实物理学的各个领域之间存在广泛的联系,因为处在宇宙中,不论宏观和微观必然受到同一个规则支配。
高能物理是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一,并且交叉广联在凝聚态物理和天体粒子物理的有效探索。粒子物理学是以‘发现和’实验‘’为基础,而又基于实验和理论密切结合发展的粒子的量子化探索。
发展方向:
按照理论的相似性进行分类如下:
1、可积量子场论;
2、统计格点模型;
3、超对称弱电统一理论,标准模型唯象,大统一理论;
4、中微子物理;
5、暗物质与暗能量,暴涨宇宙学;
6、超弦,宇宙弦,M理论,磁单极粒子;
7、量子色动力学QCD:重味物理与CP不守恒,B与D介子,夸克,费米子,希格斯粒子(Higgs)等;
8、对撞和探测(BEPC,BES)结果的研究与测量;
Ⅵ 物理最难学的是什么
最难的就是磁场和电磁感应那一块,其次力学,高考大题就从这里面出.电路要好一点,再次就是光学,几何光学又稍难于粒子光学,最简单的就是热学和原子物理.个人比较喜欢物理,觉得物理是双刃剑,发挥好了可以狂拉分,万一有小失误就~~~~~~
Ⅶ 高中物理最难的是哪部分
高中物理学确实是比较难的,高中物理主要包括力学部分,光学部分,电学部分,但是最重要的最难的应该是力学。
Ⅷ 理论物理最难的是哪部分
理论物理泛指四大力学,如果从学习的层面上来讲 肯定 量子力学最难,然后是电动力学.如果从学术上来讲的话,理论力学 热统 和电动都属于经典物理的范畴,相对来说被讨论的已经非常深刻,现在更多的讨论是他们和其他学科互相嵌入的讨论.而量子力学作为现代物理学,历史不是很久(100多年).但其影响是相当巨大的,可以说物理学所有的前沿科学都和量子力学有关.所以你如果说那部分最难,很难准确的答复你,只能说量子力学相对来说很多难题都是客观存在的.
Ⅸ 高中物理最难的部分是什么
高中物理最难的部分是力学和电磁学,高中物理比较抽象,很多学生都让物理,其中力学和电磁学最难,不但公式定理难以理解,在运用时也是很难,思维能力比较强的学生才能看高分。
Ⅹ 高中物理最难的是哪
高中物理怎么样?有哪些好的学习方法?
现在还有很多的小伙伴,都说对于高中物理这是难度比较大的学科,这就让物理成了很多的高中生成了心里的一种痛处,其实吧学习高中物理也是很简单的,只要你掌握好思路,培养好自己的学习习惯,让自己喜欢上这个学科,其实这还是比较简单的.
高中物理试卷
读好每一本教材,看好每一个单元,学会每一个小题,对于高中物理每一个练习都有关键的洞察力以及他的解决办法,可能他们所用的知识都是一样的,只要你记住一个定理就可以做很多类似的题.