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物理科普小知识_20个物理现象与原理

教学科研 | 2020-06-09 | 标签:物理,科普,小,知识,20个,现象,与,原理,生活,
生活中的物理知识_20个物理现象与原理_物理科普小知识
物理趣味知识_20个物理现象冷知识_物理知识点
生活中的物理知识_物理小常识20条
 
串联电路闭合
 
几个电路元件沿着单一路径互相连接,每个节点最多只连接两个元件,此种连接方式称为串联。以串联方式连接的电路称为串联电路。
 
短路
 
短路是指电路或电路中的一部分被短接。如负载与电源两端被导线连接在一起,就称为短路,短路时电源提供的电流将比通路时提供的电流大得多,一般情况下不允许短路,如果短路,严重时会烧坏电源或设备。
 
普朗克时间
 
普朗克时间,是指时间量子间的最小间隔,即普朗克时间,为 1E-43秒(即10-43s)。没有比这更短的时间存在 [1]  。普朗克时间=普朗克长度/光速。(注:1普朗克时=0.000000000000000000000000000000000000000001秒)。
 
 
射电望远镜
 
射电望远镜(英文名称radio telescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录﹑处理和显示系统等。20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。
 
量子纠缠
 
在量子力学里,当几个粒子在彼此相互作用后,由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质,无法单独描述各个粒子的性质,只能描述整体系统的性质,则称这现象为量子缠结或量子纠缠(quantum entanglement)。
 
薛定谔的猫
 
薛定谔的猫(英文名称:Erwin Schrödinger's Cat)是奥地利著名物理学家薛定谔(Erwin Schrödinger, 1887年8月12日——1961年1月4日)提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是是不可能存在既死又活的猫,则必须在打开箱子后才知道结果 [1]  。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
 
 
光谱分析
 
根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析.其优点是灵敏,迅速.历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等.根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种;根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。
 
 
气蚀
 
气蚀是指离心泵启动时,若泵内存在空气,由于空气的密度很低,旋转后产生的离心力很小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内,不能输送流体的现象。
 
危害机理:在离心泵叶片叶端的高速减压区形成空穴,空穴在高压区被压破并产生冲击压力,破坏金属表面上的保护膜,而使腐蚀速度加快。气蚀的特征是先在金属表面形成许多细小的麻点,然后逐渐扩大成洞穴。
 
当液体在与固体表面接触处的压力低于它的蒸汽压力时,将在固体表面附近形成气泡。另外,溶解在液体中的气体也可能析出而形成气泡。随后,当气泡流动到液体压力超过气泡压力的地方时,气泡便溃灭,在溃灭瞬时产生极大的冲击力和高温。
 
估读
 
估读是由于被测量数值介于测量工具最小分度值之间某位置而进行估读。
 
如游标卡尺,秒表,打点计时器等不存在这种情况,故不需要估读。而长度测量,电流,电压,电阻的测量、质量的测量等均存在上述问题,所以需要估读。
 
 
行波
 
行波是指平面波在传输线上的一种传输状态,其幅度沿传播方向按指数规律变化,相位沿传输线按线性规律变化。从相邻时刻 t1 和 t1+△t 进行考察,可以发现波形随时间的增长而向传输线的终端移动。
 
 
驻波
 
驻波是指频率相同、传输方向相反的两种波(不一定是电波),沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压(或电流)相加的点出现波腹,在两者电压(或电流)相减的点形成波节。在波形上,波节和波腹的位置始终是不变的,给人“驻立不动”的印象,但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等,则波节的幅值为零。
 
 
带电粒子在磁场中的运动
 
以ab为分界面的两个匀强磁场,方向均垂直于纸面向里,其磁感应强度B1=2B,B2=B,现有--质量为m,带电量为+q的粒子,从0点沿图示方向速度v进入B1中,经过的轨迹近似为心形。
 
带电粒子在磁场中的运动,本质是洛伦兹力提供向心力(粒子不受重力),粒子做匀速圆周运动(整圆或部分圆),故只有洛伦兹力,没有重力、电场力等,与带电物体在复合场的题目有明显差别,运动形式仅限于匀速圆周运动。
 
 
 
普朗克常量
 
普朗克常数记为h,是一个物理常数,用以描述量子大小。在量子力学中占有重要的角色,马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子等于hν,ν为辐射电磁波的频率,h为一个常量,h=6.62607015×10^(-34) J·s,叫为普朗克常数。
 
 
 
阻尼
 
不论是弹簧振子还是单摆由于外界的摩擦和介质阻力总是存在,在振动过程中要不断克服外界阻力做功,消耗能量,振幅就会逐渐减小,经过一段时间,振动就会完全停下来。这种振幅随时间减小的振动称为阻尼振动。
 
因为振幅与振动的能量有关,阻尼振动也就是能量不断减少的振动.阻尼振动是非简谐运动。
 
 
 
 
 
焦耳定律
 
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
 
焦耳定律数学表达式:Q=I^2Rt
 
对于纯电阻电路可推导出:Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U^2/R)t。
 
 
 
矢量
 
矢量又称向量,最广义指线性空间中的元素。它的名称起源于物理学既有大小又有方向的物理量,通常绘画成箭号,因以为名。
 
例如位移、速度、加速度、力、力矩、动量、冲量等,都是矢量。可以用不共面的任意三个向量表示任意一个向量,用不共线的任意两个向量表示与这两个向量共面的任意一个向量。
 
 
 
 
万有引力定律
 
万有引力定律,是解释物体之间的相互作用的引力的定律。该定律由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表。定律内容为任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
 
 
 
 
 
牛顿与引力
 
艾萨克·牛顿,出生于英格兰林肯郡,毕业于剑桥大学,英国著名的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家,被誉为“近代物理学之父”。
 
传说1665年秋季,牛顿坐在自家院中的苹果树下思考问题。这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的脚边。引起了牛顿的注意。牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用。
 
1687年,他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪里力学和天文学的基础,成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心学说提供了强而有力的理论支持,并推动了科学革命。
 
 
 
自由落体
 
自由落体是指常规物体只在重力的作用下,初速度为零的运动,叫做自由落体运动。自由落体运动是一种理想状态下的物理模型。是任何物体在重力的作用下,至少在最初,只有重力为唯一力量条件下产生惯性轨迹,是初速度为0的匀加速运动。
 
 
 
 
 
相互作用力
 
相互作用力是宇宙存在的自然基本力之一,它们是万有引力、电磁相互作用力、强相互作用力和弱相互作用力,大自然万物都是由这四种自然力构建起来的 。
 
相互作用力成立的条件是只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体增加一个力。这两个力:大小相等,方向相反,作用在两个不同的物体上,且作用在同一直线上。
 
 
 
 
 
振动
 
振动是宇宙普遍存在的一种现象,总体分为宏观振动(如地震、海啸)和微观振动(基本粒子的热运动、布朗运动)。一些振动拥有比较固定的波长和频率,一些振动则没有固定的波长和频率。
 
 
 
 
 
重力势能
 
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越大,其表达式为:Ep=mgh。
 
 
 
 
 
浮力
 
指物体在流体(包括液体和气体)中,各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力)。公元前245年,阿基米德发现了浮力原理。浮力的定义式为F浮=G排(即物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米)。液体的浮力也适用于气体。
 
 
 
 
 
 
 
音色
 
纯音不存在音色问题,复音才有音色的不同。音色主要决定于声音的频谱,即基音和各次谐音的组成,也和波形、声压及声音的时间特性有关系,如果留声机的唱片反向转动,声音的频谱虽然未变,音色却显著改变了。这说明音色在很大程度上与各泛音在开始时和终了时振幅上升和下降的特点有关系。
 
 
 
 
 
速度
 
速度是描述物体运动快慢的物理量,定义为位移随着时间的变化率,速度是矢量。初中的定义:物体在单位时间内通过的路程的多少,叫做速度(速度在数值上等于运动物体在单位时间内通过的路程)。高中的定义:速度等于位移和发生位移所用时间的比值。符号:v,定义式:v=s/t 。在国际单位制中,速度基本单位:米/秒(m/s)。物理意义:描述物体运动快慢。