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物理學(xué)(physics)是研究物質(zhì)最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科。作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科,物理學(xué)研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律,因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。
物理學(xué)起始于伽利略和牛頓的年代,它已經(jīng)成為一門(mén)有眾多分支的基礎(chǔ)科學(xué)。物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),也是一門(mén)崇尚理性、重視邏輯推理的科學(xué)。物理學(xué)充分用數(shù)學(xué)作為自己的工作語(yǔ)言,它是當(dāng)今最精密的一門(mén)自然科學(xué)學(xué)科。
時(shí)間是零,此時(shí)我定義現(xiàn)在的時(shí)間是零。12月23日星期三00:00。
第3年,第一天一早孩子們?cè)缭绲纳蠈W(xué),期待著下一位老師的出現(xiàn)。(我要描寫(xiě)一個(gè)真正的老師,我的高中物理老師。之前的兩個(gè)全是假的。)
人未到,聲音先到?!鞍?,孩子們我來(lái)了?!苯又崎_(kāi)門(mén)走進(jìn)來(lái)一位老師。大背頭個(gè)子不高,1米72左右,微胖體重165。39歲(不知道他多大,我只能用我15歲上高中,第1次見(jiàn)他加上24歲)。戴著一個(gè)圓框眼鏡,臉蛋微胖,臉色有些發(fā)福。梳著一個(gè)大背頭,微微有些禿頂。嘴角總是掛著絲笑而非的笑。身著一個(gè)黑色皮夾克。腿穿休閑長(zhǎng)褲,腳踩一雙棕色皮鞋。時(shí)不時(shí)用手推一下鼻框上的眼鏡。然后用手拉拉自己的衣領(lǐng)。
“孩子們,我叫高鵬,是你們的班主任,物理老師?!彼?dāng)了我兩年班主任,然后我高三去學(xué)美術(shù)去了。他對(duì)我教誨歷歷在目呀。
長(zhǎng)度是一維空間的度量,為點(diǎn)到點(diǎn)的距離。通常在量度二維空間中量度線段邊長(zhǎng)時(shí),稱(chēng)呼長(zhǎng)度數(shù)值較大的為長(zhǎng),不比其值大或者在“側(cè)邊”的為寬。所以寬度其實(shí)也是長(zhǎng)度量度的一種,故此在三維空間中量度“垂直長(zhǎng)度”的高都是。
時(shí)間(Time)是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、變化的持續(xù)性、順序性的表現(xiàn),包含時(shí)刻和時(shí)段兩個(gè)概念。時(shí)間是人類(lèi)用以描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程或事件發(fā)生過(guò)程的一個(gè)參數(shù),確定時(shí)間,是靠不受外界影響的物質(zhì)周期變化的規(guī)律。以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)稱(chēng)為世界時(shí)系統(tǒng)。日、月、年、世紀(jì)的時(shí)間計(jì)量屬天文學(xué)中的歷法范疇。時(shí)間是物理學(xué)中的七個(gè)基本物理量之一,符號(hào)為t。在國(guó)際單位制(SI)中,時(shí)間的基本單位是秒,符號(hào)為s。[1]
在2018年11月16日召開(kāi)的第26屆國(guó)際度量衡大會(huì)對(duì)秒的定義:未受干擾的銫-133的原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能階間躍遷對(duì)應(yīng)輻射的9,192,631,770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間(Δvcs)。這個(gè)定義提到的銫原子必須在絕對(duì)零度時(shí)是靜止的,而且在地面上的環(huán)境是零磁場(chǎng)。在這樣的情況下被定義的秒,與天文學(xué)上的歷書(shū)時(shí)所定義的秒是等效的。生活中常用的時(shí)間單位還有:毫秒(ms)、分(min)、小時(shí)(h)、日(d)、月(m)、年(y)等。
現(xiàn)代宇宙學(xué)理論認(rèn)為,宇宙大爆炸“之前”沒(méi)有時(shí)間可言。“永遠(yuǎn)向前”指時(shí)間的增量總是正數(shù)。時(shí)間表達(dá)物體的生滅排列?!皶r(shí)間”簡(jiǎn)稱(chēng)“時(shí)”。時(shí)間就是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和能量的傳遞。
質(zhì)量(mass)是物體所具有的一種物理屬性,是物質(zhì)的量的量度,它是一個(gè)正的標(biāo)量。質(zhì)量分為慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。自然界中的任何物質(zhì)既有慣性質(zhì)量又有引力質(zhì)量。這里所說(shuō)的“物質(zhì)”是自然界中的宏觀物體和電磁場(chǎng)、天體和星系、微觀世界的基本粒子等的總稱(chēng)。
質(zhì)量是物理學(xué)中的一個(gè)基本概念,它的含義和內(nèi)容隨著科學(xué)的發(fā)展而不斷清晰和充實(shí)。最初,牛頓把質(zhì)量說(shuō)成是物質(zhì)的數(shù)量,即物質(zhì)多少的量度。
在牛頓力學(xué)中,給定的物體具有一定的慣性質(zhì)量(用字母表示),它作為一個(gè)與時(shí)間和空間位置無(wú)關(guān)的常數(shù)出現(xiàn)在牛頓力學(xué)第二定律之中:F=ma(物體加速度的大小a與所受力F的大小成正比,比例系數(shù)m稱(chēng)為該物體的慣性質(zhì)量)。慣性質(zhì)量是物體慣性的量度:對(duì)于m越大的物體,就越難改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)。在牛頓力學(xué)中,沒(méi)有慣性質(zhì)量等于零的物體存在。在狹義相對(duì)論中,慣性質(zhì)量又細(xì)分為靜質(zhì)量、動(dòng)質(zhì)量、相對(duì)論質(zhì)量(總質(zhì)量)。相對(duì)論質(zhì)量與靜質(zhì)量的差稱(chēng)為動(dòng)質(zhì)量[1]。
對(duì)于可以在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試的物體,慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等。20世紀(jì),愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中提出等效原理就是以慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等這一前提為依據(jù)的??梢哉J(rèn)為,一切與廣義相對(duì)論有關(guān)的觀察和實(shí)驗(yàn)的精確結(jié)果都可以看成是這兩種質(zhì)量相等的證明。因此,慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量是表征物體內(nèi)在性質(zhì)的同一個(gè)物理量的不同表現(xiàn)[2]。
熱力學(xué)溫度,又稱(chēng)開(kāi)爾文溫標(biāo)、絕對(duì)溫標(biāo),簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)氏溫標(biāo),是國(guó)際單位制七個(gè)基本物理量之一,單位為開(kāi)爾文,簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi),(符號(hào)為K),其描述的是客觀世界真實(shí)的溫度,同時(shí)也是制定國(guó)際協(xié)議溫標(biāo)的基礎(chǔ),是一種標(biāo)定、量化溫度的方法。
熱力學(xué)溫度又被稱(chēng)為絕對(duì)溫度,是熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理中的重要參數(shù)之一。一般所說(shuō)的絕對(duì)零度指的便是0K,對(duì)應(yīng)零下273.15攝氏度。
電磁學(xué)上把單位時(shí)間里通過(guò)導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強(qiáng)度,簡(jiǎn)稱(chēng)電流,電流符號(hào)為 I,單位是安培(A),簡(jiǎn)稱(chēng)“安”(安德烈·瑪麗·安培,1775~1836,法國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家,在電磁作用方面的研究成就卓著,對(duì)數(shù)學(xué)和物理也有貢獻(xiàn)。電流的國(guó)際單位安培即以其姓氏命名)。[1]
導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下做有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。[2]
電學(xué)上規(guī)定:正電荷定向流動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。工程中以正電荷的定向流?dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?,電流的大小則以單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體截面的電荷Q來(lái)表示其強(qiáng)弱,稱(chēng)為電流強(qiáng)度。[1]
大自然有很多種承載電荷的載子。例如:導(dǎo)電體內(nèi)可移動(dòng)的電子、電解液內(nèi)的離子、等離子體內(nèi)的電子和離子、強(qiáng)子內(nèi)的夸克。這些載子的移動(dòng),形成了電流。[3]
光強(qiáng)度簡(jiǎn)稱(chēng)光強(qiáng),國(guó)際單位是candela(坎德拉)簡(jiǎn)寫(xiě)cd,其他單位有燭光,支光。
1cd即1000mcd,1坎德拉是指單色光源(頻率540X10^12HZ)的光,在給定方向上(該方向上的輻射強(qiáng)度為1/683瓦特/球面度)的發(fā)光強(qiáng)度??梢杂没鶢柣舴蚍e分定理計(jì)算。
物質(zhì)的量是一個(gè)物理量,它表示含有一定數(shù)目粒子的集體,符號(hào)為n。物質(zhì)的量的單位為摩爾,簡(jiǎn)稱(chēng)摩,符號(hào)為mol。國(guó)際上規(guī)定,1mol為精確包含6.02214076×10^23個(gè)原子或分子等基本單元的系統(tǒng)的物質(zhì)的量。[1]
物質(zhì)的量是國(guó)際單位制中7個(gè)基本物理量之一(7個(gè)基本的物理量分別為:長(zhǎng)度(單位:m)、質(zhì)量(單位:kg)、時(shí)間(單位:s)、電流強(qiáng)度(單位:A)、發(fā)光強(qiáng)度(單位:cd)、溫度(單位:K)、物質(zhì)的量(單位:mol),它和“長(zhǎng)度”,“質(zhì)量”,“時(shí)間”等概念一樣,是一個(gè)物理量的整體名詞[2]。其符號(hào)為n,單位為摩爾(mol),簡(jiǎn)稱(chēng)摩。物質(zhì)的量是表示物質(zhì)所含微粒數(shù)(N)(如:分子,原子等)與阿伏加德羅常數(shù)(NA)之比,即n=N/NA。阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值約為0.012kg 12C所含碳原子的個(gè)數(shù),為6.02214076×1023。它是把一定數(shù)目的微觀粒子與可稱(chēng)量的宏觀物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)的一種物理量。
這是7個(gè)屋子的基本量,不懂的可以去看第2本第1本書(shū)。
時(shí)間就是思維。長(zhǎng)度你的身高。質(zhì)量你的體重。熱力學(xué)溫度你的溫度。電流你身體細(xì)胞的速度。光強(qiáng)度你的一生寫(xiě)書(shū)。物質(zhì)的量你的錢(qián)。