物理学最伟大的10个公式,你心中的Top1是哪一个? 物理学史上,哪些公式真正改变了人类对世界的理解?今天,我们用倒计时方式,盘点公认度极高的“物理学十大经典公式”。 第10名,不确定性原理。它告诉我们,粒子的位置和动量无法同时被精确测量,解释了电子为何不会掉入原子核,也标志着经典力学在微观世界的局限。 第9名,薛定谔方程。它是量子世界的运动规律,让我们能计算电子在原子中的概率分布,解释了原子光谱、化学键形成以及现代半导体工作的原理。 第8名,洛伦兹变换。高速运动下,时间会变慢,长度会收缩,这解决了光速不变与经典时空观的矛盾,是相对论的基础。 第7名,质能关系式。E等于mc²告诉我们,质量本身就是能量,解释了核能释放和太阳能持续发光的奥秘。 第6名,麦克斯韦方程组。它统一了电和磁,预言了电磁波的存在,揭示光的本质,也奠定了现代通信与电力技术基础。 第5名,热力学第一定律。热量和功可以互相转化,但总能量守恒,这为发动机和制冷机提供了理论依据。 第4名,能量守恒定律。无论运动、化学还是电磁过程,能量只在不同形式间转化,总量不变,为复杂物理现象分析提供统一视角。 第3名,动量定理。力作用的时间累积等于动量变化,解释碰撞、火箭反冲和安全设计等现象。 第2名,万有引力定律。苹果落地和行星运行遵循同一法则,统一了天上与地面的运动规律。 第1名,牛顿第二定律。力、质量和加速度的定量关系,让人类第一次能准确预测物体运动,是工程和航天的根本。 这十个公式,从宏观到微观,从力学到量子世界,几乎撑起了整部物理学。你心中的Top1是哪一个?欢迎在评论区留言。最后引用牛顿一句话:如果我看得比别人更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。 #牛顿定律 #物理学公式 #不确定性原理 #热力学第一定律 #中学物理
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为什么说20世纪,是人类物理学史上最辉煌的一百年? 20世纪,是人类物理学史上最辉煌、也最震撼的一百年。从1900年到2000年,物理学家用一系列突破性的发现,彻底改变了我们理解世界的方式。本期视频将沿着时间线,带你回顾这场横跨百年的科学革命,看人类如何一步步揭开自然最深层的秘密。故事从普朗克提出能量量子化开始,一个看似“绝望”的假设,却意外终结了经典物理,拉开了量子时代的序幕。随后,年轻的爱因斯坦在1905年提出狭义相对论和质能方程,时间和空间不再绝对,质量与能量可以相互转化,人类的宇宙观被彻底重塑。原子不再是不可分割的基本单元,卢瑟福的金箔实验发现了原子核,玻尔的原子模型揭示了电子的量子化运动。进入20世纪20年代,德布罗意的物质波、海森堡的不确定性原理、薛定谔方程和狄拉克方程相继出现,量子力学逐渐成形,微观世界展现出前所未有的概率性与奇异性。随着中子被发现、核裂变被实现,人类第一次掌握了原子能,科技的力量开始深刻影响文明进程。战后,晶体管的发明引发信息革命,超导理论、夸克模型和电弱统一不断完善人类对物质结构的认知。标准模型的建立,成功描述了除引力之外的所有基本相互作用,成为物理学史上最成功的理论之一。20世纪末,量子霍尔效应和玻色—爱因斯坦凝聚的实现,让量子现象在宏观尺度显现。回望这一百年,这是一次关于思想、世界观与技术的巨大飞跃。今天的我们,正站在这些伟大发现的基础之上,继续追问宇宙的终极奥秘。 #物理学史 #20世纪思想史 #诺贝尔物理奖 #爱因斯坦相对论 #引力的本质是什么
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01熵1周前
打破相对论的实验?真有多重世界? 本视频深入探讨了量子力学中最具争议和革命性的思想之一:量子纠缠如何挑战爱因斯坦的局域性原理,并揭示了宇宙中超光速影响的可能性。 故事始于1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)提出著名的思想实验,质疑量子力学的完备性,认为其中隐含的超距作用违背了相对论。他们认为量子力学存在“非局域性”问题,必须存在某种局域隐变量理论来解释量子现象。 然而,爱因斯坦的质疑长期被主流物理学界忽视,直至1964年约翰·贝尔提出“贝尔定理”,将哲学争论转化为可实验验证的科学问题。贝尔证明:如果存在局域隐变量,实验结果必须满足某个不等式;而量子力学的预测则违反该不等式。 视频详细介绍了阿兰·阿斯佩等人进行的经典贝尔实验,结果表明:量子力学的预测与实验结果一致,局域隐变量理论被证伪。这意味着量子纠缠确实是一种非局域现象,测量一个粒子可以瞬间影响其纠缠伙伴的状态,即使它们相隔遥远。 但量子纠缠并不违背相对论的核心原则,因为这种“超光速影响”无法用于传递信息,避免了因果悖论。视频也探讨了量子力学的不同诠释,包括: 哥本哈根诠释(主流,承认非局域性) 多世界诠释(试图恢复局域性,但引入平行宇宙) 最终,本视频揭示了: 爱因斯坦对量子力学的质疑并非“无法接受新理论”,而是深刻指出了其与相对论的根本冲突。 贝尔定理不仅解决了EPR争论,也重新定义了我们对“现实”“局域性”和“信息传递”的理解。 量子力学的非局域性已被实验证实,成为现代物理学(如量子计算、量子通信)的基础。 这是一场关于现实本质的深刻对话,也是科学史上最激动人心、最具哲学意义的探索之一。#科学 #物理 #相对论 #量子纠缠
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樊叔讲书10月前
普朗克定律对人类的影响 普朗克定律的定义 普朗克定律,全称为马克斯·普朗克定律,是物理学中的一个基础概念,主要用于描述黑体在不同温度下辐射能量的分布情况1。这一定律不仅揭示了微观世界中能量量子化的现象,而且对物理学的发展产生了深远的影响。 普朗克定律的数学表达式 普朗克定律的数学表达式为: [ E = h\nu ] 其中,( E ) 表示能量,( h ) 为普朗克常数,( \nu ) 为频率4。这一公式表明,一个量子系统的能量只能取离散的值,即能量是量子化的。 普朗克定律的物理意义 普朗克定律的提出,标志着量子力学的诞生。它为解决经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到的困难提供了新的思路。具体来说,经典物理学中的能量均分定理导出的瑞利-金斯公式在短波方面得出的结论与黑体辐射光谱实验结果相违背,而维恩公式则仅适用于黑体辐射光谱能量分布的短波部分。普朗克通过引入能量量子化的假设,成功地推导出了一个与实验符合得非常好的公式,从而解决了这一问题4。 普朗克定律的历史背景 普朗克定律是在19世纪末提出的,当时经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到了巨大的困难。瑞利-金斯公式和维恩公式都无法完全解释黑体辐射的光谱分布。普朗克通过假设电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,最终成功推导出了普朗克公式4。 普朗克定律的提出过程 普朗克在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。基于这一假设,他提出了能量量子化的概念,并推导出了普朗克公式4。 普朗克定律的应用领域 普朗克定律在物理学、化学、生物学等领域有着广泛的应用。例如,在光学领域,普朗克定律可以用来解释光的吸收、发射和散射等现象;在化学领域,普朗克定律可以用来研究分子的振动和转动能量等5。 普朗克定律在光学中的应用 在光学领域,普朗克定律可以用来解释光的吸收、发射和散射等现象。例如,在红外成像技术中,红外辐射正是由物体的热状态产生的,普朗克定律可以帮助我们理解和分析这种辐射现象1。 普朗克定律在化学中的应用 在化学领域,普朗克定律可以用来研究分子的振动和转动能量等。通过分析分子在不同温度下的光谱特性,可以深入了解分子的结构和性质5。 普朗克定律的意义和影响 普朗克定律的提出,不仅解决了经典物理学在研究黑体辐射时遇到的困难,而且为量子力学的发展奠定了基础。普朗克定律的提出,
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