4 個每個人都應(yīng)該知道的物理學(xué)概念

        物理學(xué)與日常生活有關(guān)嗎？

        看起來似乎答案是否定的，但事實(shí)是，了解物理學(xué)的基礎(chǔ)知識對任何人都很重要。了解基本的物理概念可以讓你變得聰明，也可以讓你更好地解決工作、生活中出現(xiàn)的問題。

        什么是物理學(xué)？ 物理學(xué)通過宇宙的空間和時(shí)間來研究物質(zhì)和物質(zhì)的運(yùn)動。它是基礎(chǔ)科學(xué)之一，涵蓋了廣泛的學(xué)科。 今天，我們將與您分享 4 個最基本的物理概念，以幫助您理解這一主題。

 一、經(jīng)典力學(xué)（運(yùn)動定律）

      你可能已經(jīng)聽過艾薩克·牛頓坐在蘋果樹下并制定基本運(yùn)動定律的故事。 雖然故事部分是偽造的，但有一些道理。 1687 年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（簡稱 Principia ），這是第一本闡述運(yùn)動或經(jīng)典力學(xué)基本定律的書。 在這本書中，牛頓提出并解釋了經(jīng)典力學(xué)的三個基本定律：

 靜止的物體將保持靜止，運(yùn)動物體將以相同的速度保持運(yùn)動，除非物體受到外力作用。

 力等于質(zhì)量乘以加速度（F = ma）

 當(dāng)一個物體對另一個物體施加力時(shí)，第二個物體對第一個物體施加相等且相反的力。

      這聽起來有點(diǎn)抽象，但是當(dāng)你想到它時(shí)，這些力學(xué)定律在日常生活中是清晰的。 在平坦的表面上，球?qū)⒈３朱o止，除非有人踢它，或風(fēng)吹它。 在山坡上，重力作用于它并使其滾落下來。就力而言，我們都明白被 30 公里/小時(shí)移動的足球撞擊的速度與被相同速度的汽車撞擊的情況不同。 物體的質(zhì)量會對力產(chǎn)生影響。 最后，我們都明白，如果我們打一堵墻，我們可能會打破我們的手。 我們可能會猛烈地撞墻，但是墻壁會施加相同而相反的力量作為回報(bào)，哎喲，疼死啦。

 二、電磁學(xué)

      什么是光？ 如果不談?wù)撾姶艑W(xué)這是一個統(tǒng)治宇宙的 4 種基本力量之一，就不可能理解這個簡單的問題。 電磁學(xué)研究在整個宇宙中某些類型的物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的電子所產(chǎn)生的力。 某些類型的物質(zhì)，例如在磁鐵中發(fā)現(xiàn)的化合物，具有對一些物質(zhì)粒子產(chǎn)生力作用的特性。這些化合物會對其他『帶電粒子』施加能量，這就是為什么磁鐵會吸引回形針而不是手指。由電磁場攜帶的力由光子攜帶，光子有時(shí)像波一樣，有時(shí)又會表現(xiàn)的像粒子一樣。

 這些可能會讓你感到困惑，但是你要需要了解的是電磁輻射構(gòu)成了我們?nèi)粘Ｉ畹闹匾糠?，可見光，陽光、燈光本身是一種電磁輻射。其他類型的電磁輻射如x射線，紫外線、紅外線、無線電波等，和可見光其實(shí)都是一種東西，只是頻率不同罷了。

 三、相對論

       廣義相對論是物理學(xué)中的一個基本概念，通常使用移動車輛的類比來描述。 假設(shè)你在一輛行駛速度為 60 公里/小時(shí)的汽車上，垂直向上扔一個球。 相對論有助于解釋這樣一個事實(shí)，即對球的發(fā)生有兩種不同的看法：

 從你自己的角度來看，在車內(nèi)，你向球施加了一個向上的力，球在重力作用下延一個直線直上直下回到你手中。

 從站在車外的人的角度來看，這個球?qū)嶋H上隨車前行走了一個拋物線軌跡。

 這是一個簡單的例子，但可以擴(kuò)展到更大的尺度：例如，地球目前正以每小時(shí) 10 萬公里的速度圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，但由于相對性，我們感覺并不像那樣。

       20 世紀(jì)初愛因斯坦提出了狹義相對論時(shí)，廣義相對論得到了擴(kuò)展。 在他的著作中，愛因斯坦推理了光的『絕對速度限制』，無論相對性如何都不能超過的速度。

 讓我們做個思想實(shí)驗(yàn)：

       你在空間中間靜止，有一個光源在附近，靜止不動。這時(shí)測量光線經(jīng)過你的速度，您測量的光速為每秒 30 萬公里。

 然后你進(jìn)一步做這個實(shí)驗(yàn)。這次讓光源現(xiàn)在以 每小時(shí) 10 萬公里的速度向遠(yuǎn)離你的方向推離。這時(shí)再測量光速，你會發(fā)現(xiàn)光速仍然是 30 萬公里每秒，而不是理所當(dāng)然的 20 萬公里每秒（30萬公里每秒 - 10萬公里每秒）。

 為什么會出現(xiàn)這種違反直覺的結(jié)果？ 只有一個聽起來很瘋狂的解釋：對于運(yùn)動的物體時(shí)間會變慢！

 四、熱力學(xué)

       熱力學(xué)研究熱量，能量和機(jī)械功的關(guān)系。 熱力學(xué)圍繞 4 個定律（不是 1 - 4，而是 0 - 3 ）。 熱力學(xué)定律源于對熱量作為運(yùn)動的基本解釋。

       熱力學(xué)第零定律——如果兩個熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。

      熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律在熱學(xué)形式的表現(xiàn)。

      熱力學(xué)第二定律——力學(xué)能可全部轉(zhuǎn)換成熱能，但是熱能卻不能以有限次的實(shí)驗(yàn)操作全部轉(zhuǎn)換成功 (熱機(jī)不可得)。

      熱力學(xué)第三定律——絕對零度不可達(dá)到但可以無限趨近。

      在原子水平上，我們所認(rèn)為的『溫度』實(shí)際上是指原子運(yùn)動。 例如，在炎熱的一天，太陽光激發(fā)地球大氣中的原子迅速振動。 這種振動帶來能量，傳遞到我們的皮膚，讓我們感到溫暖。

 此外，通過熱力學(xué)第二定律我們可以預(yù)測宇宙的最終結(jié)局——『熱寂』，即宇宙中所有其他形式的能量都轉(zhuǎn)化成了熱能，而且溫度處處相同——宇宙變成一潭死水,不過不用擔(dān)心，這還需要很多年才會發(fā)生。

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