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物理学

物理学

物理学，简称“物理”。“物理”一词的英文physics出自希腊文φυσικός，原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作自然哲学。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。物理学家们研究存在于不同空间与时间内的物质的状态，研究物质的结构和运动的一般规律。在现代，物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。物理学理论通常以数学的形式表达出来。经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理学定律。然而如同其他很多自然科学理论一样，这些定律不能被证明，其正确性只能通过反复的实验来检验。 物理学与其他许多自然科学息息相关，如化学、生物、天文和地质等。特别是化学。化学与某些物理学领域的关系深远，如量子力学、热力学和电磁学。 以下是物理学的主要附属领域以及主要学说：

物理学简史

基础理论

尽管物理学的研究范围十分广泛，相应的理论也很众多，但有一些理论被证明是最基本的，其正确性是被普遍接受的。这些理论被看作是物理学的中心学说和基础理论。他们也是成为一个物理学家所必备的知识。

主要领域

物理学的研究领域主要依据研究对象的尺度划分。

相关领域


- 应用学科：声学 - 电子学 - 材料物理学 - 高分子物理学
- 交叉学科：计算物理学 -数学物理 - 物理化学 - 生物物理学

相关参考条目


- 基本物理量和国际单位：国际标准基准单位 - 国际标准导出单位
- 物理学常量和定律：物理学常量 - 物理学定律列表
- 物理学史：物理学家列表 - 诺贝尔物理学奖

外部链接


- [http://interactions.org/quantumdiaries/index.html 量子日记]——聚合全世界9个国家8种语言的物理学家的研究动态 Category:物理学 Category:自然科学 als:Physik ja:物理学 ko:물리학 ms:Fizik simple:Physics th:ฟิสิกส์ zh-min-nan:Bu̍t-lí-ha̍k

物理学家

物理学家是指以探索物质的组成和物质世界的运行规律（即物理学）为目的科学家。对应于物理学分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。当然，物理学中理论和实验都是必不可缺的组成部分，所以有时候这样的分类很难界定，只不过在一个物理学家更偏重理论的情况下，他（她）被称为理论物理学家，例如爱因斯坦；而如果偏重实验，则称为实验物理学家，例如法拉第。

參看


- 物理学家列表 Category:物理学家 Category:科学家 Category:物理学 ja:物理学者一覧

空间

ja:空間 ko:공간 simple:Space

物质

物质指：
- 佔有時間、空间和质量的东西。例如：電子、質子和中子；金屬、化合物、空氣、水、生物等等，以固體、液體或氣體相態呈現。
- 我们可以看到、嗅到、嚐到或接触到的东西；
- 与思想相对而言。
  - 按照辩证唯物主义理论，物质指独立于意识以外的，但可以被意识所反映、摹写的客观存在。

参看


- 反物質
- 唯物論
- 能量
- 时间
- 哲学
- 物理学
- 相態
- 粒子物理学 category:自然科学 ja:物質 ko:물질 ms:Jirim simple:Matter

物质

物质指：
- 佔有時間、空间和质量的东西。例如：電子、質子和中子；金屬、化合物、空氣、水、生物等等，以固體、液體或氣體相態呈現。
- 我们可以看到、嗅到、嚐到或接触到的东西；
- 与思想相对而言。
  - 按照辩证唯物主义理论，物质指独立于意识以外的，但可以被意识所反映、摹写的客观存在。

参看


- 反物質
- 唯物論
- 能量
- 时间
- 哲学
- 物理学
- 相態
- 粒子物理学 category:自然科学 ja:物質 ko:물질 ms:Jirim simple:Matter

数学

数学最早是研究量、结构、变化以及空间模型的学科。在现代，数学又是利用逻辑形式研究现实世界的空间形式和数量关系的学科，尽管对某一特定结构的研究往往属于自然科学，特别是物理学的范畴。同时由于数学自身的发展，数学家也要研究纯粹属于数学内部的结构。 创立于二十世纪三十年代的法国的布尔巴基学派认为：数学，至少纯粹数学，是研究抽象结构的理论。结构，就是以初始概念和公理出发的演绎系统。布学派认为，有三种基本的抽象结构：代数结构（群，环，域……），序结构（偏序，全序……），拓扑结构（邻域，极限，连通性，维数……）。

历史

:主页面：数学史 数学，起源于人类早期的生产活动，为古中国六艺之一，亦被古希腊学者视为哲学之起点。数学的希腊语μαθηματικός (mathematikós)意思是“学问的基础”，源于μάθημα (máthema)（“科学，知识，学问”）。 数学最早用于人们计数、天文、度量甚至是贸易的需要。这些需要可以简单地被概括为数学对结构、空间以及时间的研究。 对结构的研究是从数字开始的，首先是从我们称之为初等代数的——自然数和整数以及它们的算术关系式开始的。更深层次的研究是数论。 对空间的研究则是从几何学开始的，首先是欧几里德几何学和类似于三维空间（也适用于多或少维）的三角学。后来产生了非欧几里德几何学，在相对论中扮演着重要角色。 到了16世纪，算术、初等代数、以及三角学等初等数学已大体完备。17世纪变量概念的产生使人们开始研究变化中的量与量的互相关系和图形间的互相变换。随着自然科学和技术的进一步发展，为研究数学基础而产生的集合论和数理逻辑等也开始慢慢发展。

数学不是……

数学不是占数术。数学的证明或反证明的意念都要在逻辑之中进行，占数术却非。 数学不是会计学。虽然会计师的工作就是算术运算，他们只需检查计算是否准确。证明和反证假设对数学家很重要，但对会计师毫不重要。如果高等抽象数学的发展不能改善簿记的精确性和效率，和会计学毫无关系。 数学不是物理，虽然历史和哲学上两者关系密切。

参考书目


- Davis, Philip J.; Hersh, Reuben: The Mathematical Experience. Birkhäuser, Boston, Mass., 1980. A gentle introduction to the world of mathematics.
- Gullberg, Jan: Mathematics-From the Birth of Numbers. W.W. Norton, 1996. An encyclopedic overview of mathematics presented in clear, simple language.
- Mathematical Society of Japan: Encyclopedic Dictionary of Mathematics, 2nd ed.. MIT Press, Cambridge, Mass., 1993. Definitions, theorems and references.
- Michiel Hazewinkel (ed.): Encyclopaedia of Mathematics. Kluwer Academic Publishers 2000. A translated and expanded version of a Soviet math encyclopedia, in ten (expensive) volumes, the most complete and authoritative work available. Also in paperback and on CD-ROM.
- 数学--它的内容,方法和意义

参考网址


- [http://www.11abc.com/science/maths.htm 数学网址]（数学网址） 。
- Rusin, Dave: [http://www.math-atlas.org/ The Mathematical Atlas]（英文版）现代数学漫游。
- Weisstein, Eric: [http://www.mathworld.com/ World of Mathematics]，一个在线的数学百科全书。
- [http://planetmath.org/ Planet Math]，另一个在线的数学百科全书，使用GFDL，允许和维基百科交换条目。
- [http://www.mathforge.net/ MathForge]，一个包含数学、物理、计算机科学和教育等范畴的新闻网志。
- [http://episte.math.ntu.edu.tw/ EpisteMath｜数学知识]。
- 香港科技大学:[http://www.edp.ust.hk/math/ 数学网]，一个以数学史为主的网站。 Category:数学 Category:自然科学 Category:科学 ja:数学 ko:수학 ms:Matematik simple:Mathematics th:คณิตศาสตร์ zh-min-nan:Sò·-ha̍k

物理学定律

作为物理学基本的概念，物理定律是描述物体运动或状态的可测量量的数学表达，是在科学界公开发表和被广泛验证的理论。物理学定律通常被认为是正确的。 不象数学定理可以被证明为真，物理学定律永远无法被证明，不能保证在所有可能的情况下100%有效。物理学定律会被实验证明是错的，通常这意味着物理学的突破。

参见

物理学定律列表 category:物理定律 ja:物理法則 ko:물리 법칙

定律

定律是对客观事实的一种表达形式，通过大量具体的客观事实归纳而成的结论。 定律是一种理论模型，它用以描述特定情况、特定尺度下的现实世界，在其它尺度下可能会失效或者不准确。没有任何一种理论可以描述宇宙当中的所有情况，也没有任何一种理论可能完全正确。 category:科學

化学

化学研究物质的性质、组成、结构和变化的科学。中国古代在陶瓷、染色、酿造、造纸、火药等化学工艺方面成就杰出。 化學的早期歷史主要都是與金屬的提取和處理有關。2000年前，人類己廣泛使用金，銀，汞(水銀)，銅，鐵和青銅。 中国古代的炼丹术，西方古代的炼金术，就部分含有化学的雏形，并对近代化学的形成、发展有重大意义。 1800年裏(公元前300-1500年)，煉金術士的主要興趣是將一些便宜的金屬轉化成黃金。跟着的一百年是醫療化學的世紀,因為那時候化學家主要的工作是製造藥物。 古化學家收集了很多不同物質的資料。但是化學的發展到了16世紀還是很慢。在17世紀出現了好幾位大化學家，其中之一是罗伯特·波义耳，他被尊崇為化學之父。 在這之後，很多新發現一個接着一個的出現。到了1850年，化學己與現在所熟知的甚為相似。 当前的化学已从改造天然物质、仿制天然物质向设计功能物质方向迈进。在分子水平上设计制造具有直接功能（如：分辨功能、记忆功能）的材料已不是空想。

学科分类


- 无机化学
  - 元素化学
  - 无机合成化学
  - 配位化学
    - 配位聚合物化学
  - 无机固態化学
  - 有机金属化学
  - 生物无机化学
- 有机化学
  - 天然有机化学
  - 有机合成化学
  - 元素有机化学
  - 物理有机化学
  - 有机分析
    - 有機光譜學
      - 紅外光譜學
      - 核磁共振光譜學
      - 紫外光可見光光譜學
- 物理化学
  - 化学热力学
  - 溶液的性质和溶液理论
  - 结构化学
  - 量子化学
  - 磁化学
  - 晶体化学
  - 化学动力学
  - 催化化学
  - 热化学
  - 光化学
- 分析化学
  - 定性分析
  - 定量分析
  - 仪器分析
    - 电化学分析
    - 光学分析
    - 放射化学分析
  - 结构分析
    - 官能团分析
    - 立体化学分析
- 高分子化学
  - 高分子合成
  - 天然高分子
  - 高分子物理化学
  - 高分子物理
- 放射化学
  - 放射性元素
  - 核化学
  - 放射分析化学
  - 同位素化学
  - 辐射化学
  - 核燃料、反应堆和裂变产物化学
- 其他分支
  - 计算化学
  - 生物化学
  - 地球化学
  - 海洋化学
  - 大气化学
  - 环境化学
  - 宇宙化学
  - 星际化学
  - 药物化学
  - 农业化学
  - 石油化学
  - 木材化学
  - 土壤化学
  - 化学分类学
  - 化学胚胎学
  - 化学工程
  - 煤化学
  - 食品化学
  - 化学地理学
  - 天体化学
  - 岩石化学
  - 空间化学
  - 化学加工
  - 石油化工
  - 化学史
  - 电化学

参看


- 诺贝尔化学奖
- 元素列表
- 化学工业
- 化学品列表
- 化学术语列表
- 元素周期表
- 化学家 Category:化学Category:自然科学 als:Chemie ja:化学 ko:화학 ms:Kimia simple:Chemistry th:เคมี

生物

生物（又称生物体）是有生命的个体。在生物学和生态学中， 地球上的生物有200多万种，从物质组成来看它们都由原生质组成。 生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢。所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢这是是互相对立的两个方面，是生命现象的基础。 生命的起源和生命各个分支之间的关系一直存在争议。一般而言生物分为两大类：原核生物和真核生物。原核生物分为两个域：细菌域( Domain Bacteria )和古细菌域( Domain Archaea )，这两个域相互之间的关系并不比他们和真核生物的关系更为接近。在进化史的研究上原核生物和真核生物之间一直缺乏联系。真核生物的两个细胞器：叶绿体和线粒体被普遍认为是由内生细菌（endosymbiotic bacteria)演化而来。 多细胞生物指包含多于一个细胞的生物。

共有属性

生物的共有属性包括：
- 移动性
- 摄取食物
- 呼吸
- 生长
- 繁殖
- 应激性
- 适应性 这些属性并非普遍存在，例如许多生物无法独立移动（尽管植物的生长可以被看作移动的一种）并且无法直接对环境变化产生反应。微生物比如细菌无法进行呼吸。另外很多生物的个体无法进行繁殖-尽管它们所属的物种可以繁殖。

结构层次

生物的结构层次
- 原子
  - 分子
    - 高分子
      - 胞器
      -
- 细胞
      -
  - 组织
      -
    - 器官
      -
      - 系统
      -
      -
- 生物体 环境的组成
- 個體
  - 种群、族群
    - 群落
      - 生态系统
      -
- 生物圈

分类

参见生物分类法和分类学

病毒

病毒由于不能独立进行繁殖和新陈代谢而通常不被认为是生物。然而，依据美国法典（United States Code）的生物武器和非法使用相关内容中病毒被归为微生物范畴。由于许多寄生动物和内共生体（endosymbionts）也缺乏独立生存能力，所以病毒是否算作生物仍然存在争议。尽管病毒有酶和其他生物特有的分子，它们在寄主细胞外却无法生存，并且病毒新陈代谢的过程需要寄主遗传机制的参与。这种寄生现象的起源还不清楚，但有可能产生于寄主。

寿命

寿命是生物的基本参数之一。有的生物只能生存一天，有的生物例如一些植物能生存几千年。 细胞衰老在决定生物体，细菌，病毒甚至是朊毒体的寿命时很重要。

参见

生物基本主题列表 分类学 微生物 进化论

外部链接


- [http://wildbird.nease.net/ 生物天地]
- [http://www.bioon.com/figure/biology/Index.html/ 生物学图库] Category:生物分类学 ja:生物 ko:생물 th:สิ่งมีชีวิต zh-min-nan:Seng-bu̍t

天文


- 天文学是一门研究宇宙和天体运动和构造的自然科学。
- 天文是日本后奈良天皇的一个年号。 ja:天文

化学

化学研究物质的性质、组成、结构和变化的科学。中国古代在陶瓷、染色、酿造、造纸、火药等化学工艺方面成就杰出。 化學的早期歷史主要都是與金屬的提取和處理有關。2000年前，人類己廣泛使用金，銀，汞(水銀)，銅，鐵和青銅。 中国古代的炼丹术，西方古代的炼金术，就部分含有化学的雏形，并对近代化学的形成、发展有重大意义。 1800年裏(公元前300-1500年)，煉金術士的主要興趣是將一些便宜的金屬轉化成黃金。跟着的一百年是醫療化學的世紀,因為那時候化學家主要的工作是製造藥物。 古化學家收集了很多不同物質的資料。但是化學的發展到了16世紀還是很慢。在17世紀出現了好幾位大化學家，其中之一是罗伯特·波义耳，他被尊崇為化學之父。 在這之後，很多新發現一個接着一個的出現。到了1850年，化學己與現在所熟知的甚為相似。 当前的化学已从改造天然物质、仿制天然物质向设计功能物质方向迈进。在分子水平上设计制造具有直接功能（如：分辨功能、记忆功能）的材料已不是空想。

学科分类


- 无机化学
  - 元素化学
  - 无机合成化学
  - 配位化学
    - 配位聚合物化学
  - 无机固態化学
  - 有机金属化学
  - 生物无机化学
- 有机化学
  - 天然有机化学
  - 有机合成化学
  - 元素有机化学
  - 物理有机化学
  - 有机分析
    - 有機光譜學
      - 紅外光譜學
      - 核磁共振光譜學
      - 紫外光可見光光譜學
- 物理化学
  - 化学热力学
  - 溶液的性质和溶液理论
  - 结构化学
  - 量子化学
  - 磁化学
  - 晶体化学
  - 化学动力学
  - 催化化学
  - 热化学
  - 光化学
- 分析化学
  - 定性分析
  - 定量分析
  - 仪器分析
    - 电化学分析
    - 光学分析
    - 放射化学分析
  - 结构分析
    - 官能团分析
    - 立体化学分析
- 高分子化学
  - 高分子合成
  - 天然高分子
  - 高分子物理化学
  - 高分子物理
- 放射化学
  - 放射性元素
  - 核化学
  - 放射分析化学
  - 同位素化学
  - 辐射化学
  - 核燃料、反应堆和裂变产物化学
- 其他分支
  - 计算化学
  - 生物化学
  - 地球化学
  - 海洋化学
  - 大气化学
  - 环境化学
  - 宇宙化学
  - 星际化学
  - 药物化学
  - 农业化学
  - 石油化学
  - 木材化学
  - 土壤化学
  - 化学分类学
  - 化学胚胎学
  - 化学工程
  - 煤化学
  - 食品化学
  - 化学地理学
  - 天体化学
  - 岩石化学
  - 空间化学
  - 化学加工
  - 石油化工
  - 化学史
  - 电化学

参看


- 诺贝尔化学奖
- 元素列表
- 化学工业
- 化学品列表
- 化学术语列表
- 元素周期表
- 化学家 Category:化学Category:自然科学 als:Chemie ja:化学 ko:화학 ms:Kimia simple:Chemistry th:เคมี

量子力学

量子力学理论和相对论理论是现代物理学的两大基本支柱，经典力学奠定了现代物理学的基础，但对于高速运动的物体和微观条件下的物体，牛顿定律不再适用，相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。量子力学认为在亚原子条件下，粒子的运动速度和位置不可能同时得到精确的测量，微观粒子的动量、电荷、能量、粒子数等特性都是分立不连续的，量子力学定律不能描述粒子运动的轨道细节，只能给出相对機率，为此爱因斯坦和玻尔产生激烈争论，并直至去世时仍不承认量子力学理论的哥本哈根诠释。 量子力学是一个物理学的理论框架，是对经典物理学在微观领域的一次革命。它有很多基本特征，如不确定性、量子涨落、波粒二象性等，在原子和亚原子的微观尺度上将变的极为显著。爱因斯坦、海森堡、玻尔、薛定谔、狄拉克等人对其理论发展做出了重要贡献。 量子力学和--的結合產生了一門新的學科——--。

量子力学理论体系

量子力学基本假设

波函数假设

在量子力学中，体系的状态用坐标和时间的函数 ψ 来描述。这个函数叫做状态函数或者叫波函数，它包涵和关于体系的可确定的全部知识。

量子力学算子假设

对于每一个物理量都有一个对应的量子力学算子。对应于物理量 F 的量子力学算子可以这样得到：写出物理量 F 作为笛卡儿坐标和对应动量的函数的经典表达式，然后做如下代换: :q = q (q为笛卡儿坐标，包括 xyz。) :P_q = \frac \frac

本征函数集完备性假设

代表任意物理量的线性厄米算子的本征函数集构成一个完备集。

测量平均值假设

一个态为的体系的物理量 A 的测量平均值是\langle A\rangle = \int = \langle\psi|\hat|\psi\rangle, 其中 \hat 是物理量 A 对应的量子力学算子。

电子自旋假设

电子具有自旋角动量，他的三个分量对应於量子力学的三个线性厄米算符 \hat_x、\hat_y 和 \hat_z,他们遵循角动量的对易关系： :[\hat_x, \hat_y] = i\hbar \hat_z :[\hat_y, \hat_z] = i\hbar \hat_x :[\hat_z, \hat_x] = i\hbar \hat_y

复杂体系态函数和能量本征值的近似算法

重要主题


- 波粒二象性和不确定关系
- 波函数和薛定谔方程
- 量子態和態向量
- 算符和本徵態、本徵值
- 量子力学中的微扰
- 量子散射
- 全同粒子
- 角动量理论
- 密度矩阵和量子统计
- 量子測量
- 量子纏結
- 量子脫散
- 二次量子化
- 量子多体问题
- 相对论性量子力学
- 量子场论
- 路径积分
- 决定论
- 因果律
- 自由意志

外部链接


- [http://www.blog.edu.cn/more.asp?name=muer&id=29900 大话量子力学史]
- [http://www.quantumchemistry.net/index.asp 量子化学网] Category:量子力学 ja:量子力学 ko:양자역학

电磁学

电磁学是物理学的一个分支。電學與磁學領域有著緊密關係，廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學，但狹義來說是一門探討電性與磁性交互關係的學科。 主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。 电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典，是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格，有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分，是指電磁學與力學結合的部分。這個部分處理電磁場對帶電粒子的力學影響。

电磁场理论

电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来，麦克斯韦方程组通过一组方程统一了所有的这些工作，并且揭示出了光作为电磁波的本质. ...

电磁学与相对论

原子的磁场的产生是有原子的电子围绕质子和中子运动，产生相对电流，从而产生磁场。形成原子自生的磁场和极性。

对电磁学的扩展

电磁学应与光学结合起来

电磁学的发展

靜磁現象和靜電現象很早就受到人類注意。公元前6、7世紀發現了磁石吸鐵、磁石指南以及摩擦生電等現象。系統地對這些現象進行研究則始於16世紀。1600年英國醫生吉爾伯特(William Gilbert，1544～1603)發表了<論磁、磁飽和地球作為一個巨大的磁體>(Demagnete，magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他總結了前人對磁的研宛，周密地討論了地磁的性質，記載了大量實驗，使磁學從經驗轉變為科學。書中他也記載了電學方面的研究。

国际单位制电磁学单位

參考書目

# Field and Wave Electromagnetics, David K. Cheng, Addison Wesley, ISBN 0-201-52820-7
- ja:電磁気学 ko:전자기학

声学

声学是研究媒质中机械波（即声波）的科学，研究范围包括声波的产生，接受，转换和声波的各种效应。同时声学测量技术是一种重要的测量技术，有着广泛的应用。

声学分支


- 依据研究方法可分为：
  - 物理声学（波动声学）
  - 几何声学（射线声学）
  - 统计声学
- 依据研究对象可分为：
  - 电声学
  - 次声学
  - 超声学
  - 噪声学
  - 非线性声学
- 依据应用范围：
  - 大气声学
  - 水声学
  - 生物声学
  - 语言声学
  - 心理声学 Category:声学 ja:音響学 ko:음향학

材料物理学

材料是人类可以利用的物质，一般是指固体。而材料科学是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的相互关系的科学。涉及的理论包括固体物理学，材料化学，与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。

材料科学理论

晶体学 固体物理学 材料化学 材料热力学 材料动力学 材料计算科学

材料的分类


- 按化学状态分类
  - 金属材料
  - 无机物非金属材料
    - 陶瓷材料
  - 有机材料
    - 高分子材料
- 按物理性质分类
  - 高强度材料
  - 耐高温材料
  - 超硬材料
  - 导电材料
  - 绝缘材料
  - 磁性材料
  - 透光材料
  - 半导体材料
- 按状态分类
  - 单晶材料
  - 多晶质材料
  - 非晶态材料
  - 准晶态材料
- 按物理效应分类
  - 压电材料
  - 热电材料
  - 铁电材料
  - 光电材料
  - 电光材料
  - 声光材料
  - 磁光材料
  - 激光材料
- 按用途分类
  - 建筑材料
  - 结构材料
  - 研磨材料
  - 耐火材料
  - 耐酸材料
  - 电工材料
  - 电子材料
  - 光学材料
  - 感光材料
  - 包装材料
- 按组成分类
  - 单组分材料
  - 复合材料

材料工程技术


- 金属材料成形
  - 机械加工
  - 热加工
- 陶瓷冶金
- 粉末冶金
- 薄膜生长技术
- 表面处理技术
  - 表面改性技术
  - 表面涂覆技术
- 热处理

材料的应用


- 结构材料
- 信息材料
  - 存储材料
  - 半导体材料
- 宇航材料
- 建筑材料
- 能源材料
- 生物材料
- 环境材料
- 储能材料和含能材料 参看：纳米材料 Category:化学 Category:材料科学 ko:재료공학 th:วัสดุศาสตร์

计算物理学

计算物理学研究如何使用数值方法解决已经存在定量理论的物理问题。 在物理学中，大量的问题是无法严格求解的。有的问题是因为计算过于复杂，有的问题则根本就没有解析解。比如，经典力学中，三体以上问题，一般都无法求解。量子力学中，哪怕是单粒子问题，也只有在少数几种简单势场中的运动可以严格求解。因此，在现代物理中，数值计算方法已变得越来越重要。

常见问题


- 积分的计算
- 常微分方程的解算
- 蒙特卡罗法
- 有限元分析
- 本征值问题

参见


- 数学物理 Category:计算物理学

数学物理

数学物理是数学和物理学的交叉领域，指应用特定的数学方法来来研究的物理学的某些部分。对应的数学方法也叫数学物理方法。 数学和物理学的发展历史上一直密不可分。许多数学理论是在物理问题的基础上发展起来的；很多数学方法和工具通常也只在物理学中找到实际应用。

主要内容


- 微分方程的解算：很多物理问题，比如在经典力学和量子力学中求解运动方程，都可以被归结为求解一定边界条件下的微分方程。因此求解微分方程成为数学物理的最重要组成部分。相关的数学工具包括：
  - 常微分方程的求解
  - 偏微分方程的求解
  - 特殊函数
  - 积分变换
  - 复变函数论
- 场的研究（场论）：场是现代物理的主要研究对象。电动力学研究电磁场；广义相对论研究引力场；规范场论研究规范场。对不同的场要应用不同的数学工具，包括：
  - 矢量分析
  - 张量分析
  - 微分几何
- 对称性的研究：对称性是物理中的重要概念。它是守恒律的基础，在晶体学和量子场论中都有重要应用。对称性由对称群描述，研究它的数学工具是：
  - 群论
- 作用量（action）理论：作用量理论被广泛应用于物理学的各个领域，例如分析力学和路径积分。相关的数学工具包括：
  - 变分法
  - 泛函分析

不包括在数学物理中的数学工具

一些广泛应用于各个学科的基本数学工具，尽管在物理学中也有重要应用，但通常不包括在数学物理当中，例如：
- 微积分
- 线性代数 category:数学物理 category:應用數學 ko:수리물리학 th:คณิตศาสตร์ฟิสิกส์

物理化学

物理化学是研究物质的化学变化以及和化学变化相联系的物理过程的科学。与化学变化相联系的物理过程如温度、压力、浓度、体积的改变对化学反应的影响，光线、磁场、电场等物理因素对化学变化的影响等。对化工专业来说，“物理化学”是进一步学习化工原理所必须掌握的知识。 Category:化学 Category:物理化学 ja:物理化学 ko:물리화학 th:เคมีฟิสิกส์

国际标准基准单位

国际单位制基本单位是一系列由物理学家订定的基本标准单位。国际单位制共有七个基本单位。 中华人民共和国（包括香港特別行政區和澳門特別行政區）用的单位名称依据《中华人民共和国法定计量单位》。大括号“”内的字可在不致混淆的情况下省略。 臺灣用的單位名稱依據中華民國經濟部公告的《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》。 注：“量的常用符号”是在运算方程式、公式、等式所用，符号可因人或因情况而异。如长度可用 l, l, λ, 等。但单位符号却不能乱用。

参见


- 國際單位制
- 國際單位制詞頭
- 國際單位制導出單位

外部連接


- [http://zz-www.sd.cninfo.net/song/law/mainlaw/min/lawn/n30.htm 《中华人民共和国法定计量单位》]（简体）
- [http://www.tdctrade.com/airlaws/national/8402270030903.htm 《中华人民共和国法定计量单位》]（繁體）
- [http://www.bsmi.gov.tw/page/pagetype8_sub.jsp?no=121&pageno=170&type_no=6&groupid=5 《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》]（繁體） Category:国际单位制 category:標準 simple:SI base unit

物理学常量

物理学常量亦可被称为物理常数指的是那些数值固定不变的物理量，与数学常数相比较，后者指的是一个与物理测量无关的固定值。 物理常数有很多，其中比较著名的有普朗克常数、万有引力常数、以及阿伏加德罗常数。物理常数的物理意义有很多表述形式，普朗克长度表征基本物理长度，真空光速是宇宙中最大的速度，精细结构常数则表征了电子和光子之间的相互作用，是一个无量纲量。 从1937年开始，狄拉克等物理学家开始意识到到物理常数有可能随着宇宙年龄的增长而发生变化，但时至今日还没有明确的实验证据能够证明狄拉克提出的这种可能性。但科学家们已经探测到了一些物理量可能每年都依极小的量发生变化，并划定了这种变化幅度可能的上限(万有引力常数变化的量大约是一年10-11精细结构常数变化的量大约是一年10-5)。 如果能够证明物理常数是可以变化的量，那么宇宙就会与我们以前认识的大不相同。 以下是所有物理学常量的列表：

量

符号

数值

不确定度(10-6)
真空中光速 c 2.99792458×108 m/s 准确
万有引力常数 G 6.67259×10-11 m3/(kg·s2) 128
电子电荷,基本电荷 e,e0 1.610217733×10-19 C 0.30
普朗克常数 h 6.6260755×10-34 J·s 0.60
约化普朗克常数 ħ=h/2π 1.05457266×10-34 J·s 0.60
阿伏加德罗常数 NA 6.0221367×1023 mol-1 0.59
法拉第常量 F =NAe0 9.6485309×104 C/mol 0.30
电子质量 me 9.1093897×10-31 kg 0.59
0.51099906 MeV 0.30
里德伯常量 R∞=mecα2/2h 1.0973731534×107 m-1 0.0012
精细结构常数 α=e0²/4πε0hc 7.29735308×10-3 0.045
α-1 137.0359895 0.045
电子半径 re=hα/mec 2.81794092×10-15 m 0.13
电子康普顿波长 λC=h/mec 2.42631058×10-12 m 0.089
玻尔半径 a0=reα-2 5.29177249×10-11 m 0.045
原子质量单位 u=um(12C) 1.6605402×10-27 kg 0.59
质子质量 mp 1.6726231×10-27 kg 0.59
938.27231 MeV 0.30
中子质量 mn 1.6749286×10-27 kg 0.59
939.56563 MeV 0.30
磁通量子 Φ0=h/2e0 2.06783461×10-15 Wb 0.30
电子荷质比 -e0/me -1.75881962×1011 C/kg 0.30
玻尔磁子 μB=e0ħ/2me 9.2740154×10-24 J/T 0.34
电子磁矩 μe 9.2847701×10-24 J/T 0.34
核磁子 μN=e0ħ/2mp 5.0507866×10-27 J/T 0.34
质子磁矩 μP 1.41060761×10-26 J/T 0.34
旋磁比 γP 2.67522128×108 rad/sT 0.30
量子霍尔阻抗 RH 25812.8056 Ω 0.045
摩尔气体常量 R 8.314510 J/(mol·K) 8.4
玻尔兹曼常数 k,kB=R/NA 1.380658×10-23 J/K 8.5
斯特藩-玻尔兹曼常量 σ=π²kB4/60ħ3c2 5.67051×10-8 W/m2K4 34
维恩常量 b=λmaxT 2.897756×10-3 m·K 8.4
真空磁导率 μ0 4π×10-7 N/A2 准确
真空介电常量 ε0=(μ0c2)-1 8.85418781762…×10-12 F/m 准确

参看


- 以科学家命名的科学常量
- 微調過的宇宙

英文版參考書目


- Peter J. Mohr and Barry N. Taylor, "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998," Journal of Physical and Chemical Reference Data, Vol. 28, No. 6, 1999 and Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 2, 2000.http://physics.nist.gov/cuu/Constants/
- [http://physics.nist.gov/cuu/Constants/ US National Institute of Standards and Technology (NIST)]，裡面有有列參考的2002年版更新內容。 Category:物理学 ja:物理定数 ko:물리 상수

物理学家列表

诺贝尔物理学奖获得者名单包含更多的20世纪以及21世纪著名物理学家。参见

早期著名物理学家：


- 阿基米德 - 锡拉库萨 ( 前287年 - 前212年 )
- 卢克莱修 - 罗马（前98年？ - 前55年 ）
- 亚里斯多德 - 古希腊 （前384年—前322年）

近代著名物理学家


- 威廉·吉尔伯特 (William Gilbert) - 英格兰 ( 1540年 - 1605年 )
- 伽利略 - 意大利 (1564年 - 1642年 )
- 斯涅尔 - 荷兰 (1580年 - 1626年 )
- 莱昂·笛卡尔 - 法国 (1596年 - 1650年)
- 伊凡吉利斯坦·托里切利 - 意大利 (1608年 - 1647年)
- 布莱兹·帕斯卡 (Blaise Pascal) - 法国 (1623年 - 1662年)
- 罗伯特·波义耳 - 英格兰 (1627年 - 1691年)
- 克里斯蒂安·惠更斯 (Christian Huygens) (1629年 - 1695年)
- 罗伯特·胡克 (Robert Hooke) - 英格兰 (1635年 - 1703年)
- 伊萨克·牛顿 - 英格兰 (1642年 - 1727年)

18世纪著名物理学家：


- 丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特 (1686年 - 1736年)
- 丹尼尔·柏努利 (Daniel Bernoulli) - 瑞士 (1700年 - 1782年)
- 本杰明·弗兰克林 - 美国 (1706年 - 1790年)
- 莱奥哈尔德·欧拉 (Leonhard Euler) - 瑞士 (1707年 - 1783年)
- Rudjer Josip Boscovich - Dubrovnik (1711年 - 1787年)
- 达朗贝尔 - 法国 (1717年 - 1783年)
- 亨利·卡文迪什 (Henry Cavendish) - 英国 (1731年 - 1810年)
- 查尔斯·奥古斯丁·德·库伦 (Charles Augustin de Coulomb) (1736年 - 1806年)
- 约瑟夫·路易斯·拉格朗日 (Joseph Louis Lagrange) (1736年 - 1813年)
- 詹姆斯·瓦特 苏格兰 (1736年 - 1819年)

19世纪著名物理学家:


- 伏打 - 意大利 (1745年 - 1827年)
- Ernst Chladni - 德国 (1756年 - 1827年)
- 约翰·道尔顿 - 英格兰 (1766年 - 1844年)
- 让·巴蒂斯特·约瑟夫·傅立叶 (Jean Baptiste Joseph Fourier) (1768年 - 1830年)
- 托马斯·杨 - 英格兰 (1773年 - 1829年)
- Jean - Baptist Biot (1774年 - 1862年)
- 安德烈·玛丽·安培 (Andre Marie Ampere) (1775年 - 1836年)
- 阿梅德奥·阿伏加德罗（Amedeo Avogadro） - 意大利 (1776年 - 1856年)
- 卡尔·弗雷德里希·高斯 (Carl Friedrich Gauss) - 德国 (1777年 - 1855年)
- 汉斯·克里斯蒂安·奥斯特（Hans Christian ?rsted） - 丹麦 (1777年 - 1851年)
- 盖-吕萨克 - 法国 (1778年 - 1850年)
- David Brewster - 苏格兰 (1781年 - 1868年)
- William Prout - 英格兰 (1785年 - 1850年)
- 约瑟夫·夫琅和费 - 德国 (1787年 - 1826年)
- 奥古斯丁·简·菲涅耳 - 法国 (1788年 - 1827年)
- 格奥尔格·西蒙·欧姆 - 德国 (1789年 - 1854年)
- 迈克尔·法拉第 - 英国 (1791年 - 1867年)
- Felix Savart - 法国 (1791年 - 1841年)
- 尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺 - 法国 (1796年 - 1832年)
- 约瑟夫·亨利 - 美国 (1797年 - 1878年)
- 克里斯蒂安·多普勒 - 奥地利 (1803年 - 1853年)
- 威廉·韦伯 (1804年 - 1891年)
- 威廉·汉密尔顿 - 爱尔兰 (1805年 - 1865年)
- Anders Jonas ?ngstr?m - 瑞典(1814年 - 1874年)
- 詹姆斯·焦耳 - 英国 (1818年 - 1889年)
- Hippolyte Fizeau - 法国 (1819年 - 1896年)
- 莱昂·傅科（Léon Focault） - 法国 (1819年 - 1868年)
- 乔治·斯托克斯 - 英国 (1819年 - 1903年)
- 赫尔曼·路德维希·费迪南德·冯·亥姆霍兹 - 德国 (1821年 - 1894年)
- 鲁道夫·克劳修斯 - 德国 (1822年 - 1888年)
- 古斯塔夫·基尔霍夫 (Gustav Robert Kirchhoff) (1824年 - 1887年)
- Johann Balmer - 瑞士 (1825年 - 1898年)
- 威廉·汤姆逊 - (开尔文勋爵) 英格兰 (1824年 - 1907年)
- Joseph Wilson Swan (1828年 - 1914年)
- 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 - 英国 (1831年 - 1879年)
- Jožef Stefan - 奥匈帝国，斯洛文尼亚 (1835年 - 1893年)
- 恩斯特·马赫 - 奥地利 (1838年 - 1916年)
- Josiah Gibbs (1839年 - 1903年)
- 恩斯特·阿贝 - 德国 (1840年 - 1905年)
- Marie Alfred Cornu (1841年 - 1902年)
- 詹姆斯·杜瓦 - 英国 (1842年 - 1923年)
- Osborne Reynolds - 英国 (1842年 - 1912年)
- 路德维希·玻耳兹曼 - 奥地利 (1844年 - 1906年)
- Roland E?tv?s - 匈牙利 (1848年 - 1919年)
- Oliver Heaviside - 英国 (1850年 - 1925年)
- George Francis FitzGerald - 爱尔兰 (1851年 - 1901年)
- 约翰·玻因廷 - 英国 (1852年 - 1914年)
- 亨利·庞加莱（Henri Poincaré） (1854年 - 1912年)
- 约翰尼斯·里德堡 - 瑞典 (1854年 - 1919年)
- Edwin Hall - 美国 (1855年 - 1938年)
- 约瑟夫·约翰·汤姆逊 (1856年 - 1940年)
- 亨利希·鲁道夫·赫兹 - 德国 (1857年 - 1894年)

20世纪著名物理学家：


- Hannes Alfven - 瑞典 (1908年 - 1995年)
- 亨利·贝克勒尔 - 法国 (1852年 - 1908年)
- Felix Bloch - 瑞士 (1905年 - 1983年)
- 尼尔斯·玻尔 -