粒子物理和宇宙学

粒子物理学的研究对象是基本粒子,其尺度范围小于10-13cm,质量小于 10-23g,是所谓的微观物理学.宇宙学的最小研究对象是星系,其尺度范围大于 1019cm,质量大于1039g,是所谓的宇观物理学.热大爆炸宇宙模型使两者发生了密切的联系.近十几年来,这种联系日益深化,一方面使宇宙学臻于成熟,另一方面也推动着粒子物理学的发展. 以可靠的物理规律为基础的宇宙学研究,是在有了广义相对论之后才开始的.宇宙的膨胀则是在1929年Hubble发现了河外星系的退行规律后才逐渐被认识的.四十年代末,Gamow及其合作者以宇宙膨胀的观念为基础,首先成功地讨论了宇宙…     

“宇宙与生命”讲座之五――生命之难

莫大的宇宙中,居然有生命。物理规律的本质是对称的统一,物理世界的实现是对称的破缺。对称破缺的方式是多种多样的,因此物理世界的实现不会是唯一的。物理规律不会只产生一个宇宙。众多的荒芜宇宙中,能产生生命的宇宙是个奇迹。前四讲提到,我们的宇宙是为将来有生命而诞生的。     

浅议初中物理解题能力的培养

人们普片认为物理概念的理解程度,最能反应一个学生的智力高低,在教学实践中我们似乎也有这样的感觉,因为物理概念与公式是科学家在反复实验中诞生的,对于刚接触物理知识的初中生只有反复运用才能初步理解,因此,加强学生解题能力的训练,是运用知识解决问题的需要,是理解概念培养发展智力的需要,也是提高学生实践能力与创新能力的需要.     

宇宙常数与蛀洞

 在物理学的发展中,理论与观测之间的尖锐矛盾往往能启发人们更深刻地认识自然界,并以此为线索创立新理论.但是,长时间以来,宇宙常数的理论预言与观测之间的矛盾却给物理学的研究带来巨大的困惑.宇宙常数是爱因斯坦解广义相对论方程时引入的.     

“宇宙与生命”系列讲座之二——万物之数 太阳质量

我们可以把宇宙中的万事万物放入“万物图”中,但是这万事万物主要是被什么因素决定的呢？格局是被基本物理规律决定的,而相互的数量关系是被基本物理常数决定的。基本物理常数是分层次的。从比较表层的现象看,最重要的基本物理常数有5个,它们是宇宙哈勃常数H0、核子质量,mn、电磁相互作用常数α、电子质量me、     

暗能量的理论模型

将现有文献中存在的暗能量模型(严格的说是指解释现在宇宙的加速膨胀模型)分为三类. 第一类是将宇宙加速归因为在宇宙尺度上广义相对论的修改; 第二类是由于宇宙微扰的反作用或宇宙非均匀性的作用; 第三类为宇宙中存在的一类奇异能量成分, 它出现在爱因斯坦方程的右边. 对每一类模型, 举了几个例子, 并给以一些评述.     

自主创新课堂教学的实施策略

自主创新课堂教学 ,指的是在课堂教学中 ,充分体现学生的主体作用 ,通过发挥教师的主导作用 ,达到发展学生智力 ,培养学生创新精神的一种崭新的教学模式 .它的实施 ,必须依据教学的一般规律 ,主动对教学的程序以及手段、方法进行有效的运用 ,从而达到提高课堂教学的质量和效率 .本文就自主创新课堂教学的实施策略作一些探讨 .1　创设智力上有挑战性的的问题情境创造性思维往往表现为直觉思维 ,即常常只抓住对象本质的主要环节 ,而忽略那些非本质的次要环节 ,思维结果往往以“顿悟”形式出现 .因此 ,物理课堂教学中教师应经常有意识地创设有…     

今日国外物理

 1 日本参与21世纪宇宙开发据《日本工业新闻》去年报道,日本宇宙开发事业团理事长山野正登披露了日本参与21世纪宇宙开发计划,主要内容有:国际太空站日本实验舱JEM,由加压部、曝露部和补给部构成,可进行微小重力下材料、生命科学、通信、理工及科学观测实验.     

解释微调的第三种方法

希格斯粒子的质量与地球轨道的椭圆度都比它们的理论估计值小几个数量级.这似乎是两个更大的量经过微调而抵消所造成的.粒子物理有两个最有趣的微调难题:希格斯玻色子的质量和宇宙常数.长期以来,人们一直认为粒子物理的微调可能与新的对称性有关,如难以解释的超对称性,或者与统计参数有关——我们微调的宇宙只是许多可能的多重宇宙之一.     

宇宙极早期的剧涨

 在为数众多的宇宙演化理论中,目前为大多数科学家所接受的就是热宇宙标准模型,即我们通常所说的大爆炸学说.大爆炸学说是建立在爱因斯坦的广义相对论和近代物理理论基础上的,它得到了与观察事实相符合的一系列结论,譬如:它可解释目前的宇宙处在膨胀之中和宇宙中氦的丰度等,并预言了宇宙中存在3K微波背景辐射(已于1965年由彭齐斯和威尔逊证实,他们俩为此荣获了1978年度的诺贝尔物理学奖金).但是,就像通常刚建立的物理理论一样,随着研究的进一步深入,科学家们发现了它的几个致命缺陷,这些缺陷可归纳为以下几点:一、视界问题.这是在解释可观察宇宙的大尺度均匀性时所遇到的问题.在微波背景辐射的研究中已证实宇宙有一个非常重要的特征量--宇宙等效温度,简称宇宙温度.根据微波背景辐射中已测出的辐射能量密度及其频率,再利用普朗克黑体辐射公式,就可知道当今的宇宙温度为2.7K;这说明了宇宙在大尺度范围内是处在热平衡之中的(否则就没有宇宙温度可言).但大爆炸理论诉告我们:在混沌初开时,宇宙是一个灼热的奇点.但随着爆炸过后,需要多长时间才能达到热平衡状态呢?     

盘古开天“大爆炸”

 我国有个非常美丽的神话,说的是一个叫盘古氏的人开天辟地的故事.在天地还没有形成的遥远的古代,如今的宇宙在当时是一片混沌,没有上下左右,也没有东南西北,就像个浑圆的鸡蛋.在这个“鸡蛋”的中心.     

皮布尔斯的物理宇宙

2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖授予詹姆斯·皮布尔斯(物理宇宙学方面的理论发现)以及米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹(首次发现围绕类太阳恒星运动的系外行星)。在现代宇宙学一步步走向精确定量科学的过程中,皮布尔斯扮演了关键角色。文章对皮布尔斯在现代宇宙学研究中的奠基性工作进行了简要回顾,侧重介绍其在宇宙组份,宇宙演化,和宇宙结构形成方面的重要贡献。     

我心目中的现代物理

  生活在地球上的人们,面对广阔无垠的宇宙,人类常常被宇宙的浩瀚而震撼！对于宇宙,人类从未停止过探索,而且还编出各种各样的神话故事。到了近代,天文学才从神话学中分离出来,成为现代的天文学。     

开发非智力因素 提高物理教学质量的探讨

非智力因素是指智能之外又同智能活动效益发生相互作用的一切心理因素,在智慧活动中,人的智力因素如果要发挥到最大效能,必须有优良的非智力因素积极参与。智力发展不好的孩子,只要非智力因素得到发展,可以弥补其智力的不足。非智力因素是学生物理学习的动力,是学习积极的心理机制。     

建筑环境物理的形成与发展

 宇宙间一切自然因素的总和(大气、岩石、水、土壤以及各种生物和矿物资源等)统称为自然环境,物理环境是其重要组成部分;而与人们密切相关的物理环境大多是局限在室内外的有限空间里,人们常称之为建筑物理环境。     

前沿与基础：宇宙物质和过程的研究与原子分子物理

原子、分子是物质结构的第一个微观层次，是通向下两个微观层次———原子核和粒子的大门．原子分子物理在宇宙物质和过程的研究中起到基础理论的重要作用，而宇宙物质和过程的前沿研究则向原子分子物理提供了许多新的生长点．天体中有无止境的原子分子物理问题有待于人们探讨与研究     

Hobson文科物理教材选载③——地外文明、不明飞行物和伪科学

这次选登的是原书第12章全章,删去概念检查和部分页边引语,以尽量减少篇幅.(这部分内容的篇幅还是较长,故分2期刊出——编者)这一章是关于地外文明、不明飞行物和伪科学等的讨论.在此章之前,第11章简单介绍了广义相对论和近代宇宙学,读者对宇宙的大爆炸创生、宇宙演化简史和宇宙的几何性质等有了一点了解;第10章介绍了狭义相对论,讨论了时间的相对性、星际旅行的可能性等.读者可能会有些吃惊:地外文明、不明飞行物这些题目也是物理教材的内容吗?Hobson教授毫不犹豫地把这些题目列入他这本书,因为这些题目与科学素养密切相关.这正成了他这本书的显著特点.他以这些题目为切入口,介绍了分析的方法,讨论了伪科学问题.Hobson教授旗帜鲜明地反对一切伪科学,他曾在《人民日报》(海外版,2000年9月26日)和上海的《科学》杂志第53卷第5期(2001年)上发表文章,痛批法轮功和李洪志的谬论.     

美与天文学革命

 著名天文学家陈建生在一次报告中,曾深情地吟诵:“宇宙是美丽的,艺术家感受它,是因为它很美;诗人感受它,是因为它很深邃;科学家感受它,是因为它能让人施展才华……”的确,星空庄严而又绚丽,神秘而又和谐,令人陶醉、令人神往。仰望星空,常常会引起我们无尽的遐想和无限的激情,一种探讨宇宙奥秘的欲望会油然而生。爱因斯坦认为,科学家从事科学探索的动机有三种类型,一种人爱好科学是因为科学研究给他们以超乎常人智力的快感,科学是他们自己的特殊娱乐,他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经验和雄心壮志的满足;第二种人是为了纯功利的目的;第三种人,按爱因斯坦的看法,是素养极高的科学     

您好!亲爱的读者

 今天,《现代物理知识》与您见面了.我们向您--我们的首批读者致以最亲切的问候,并请允许我向您介绍一下《现代物理知识》,《现代物理知识》是一份科学普及杂志.大家都知道,物理现象存在于生命每一角落,发生在宇宙每一地方,我们周围发生的一切无不与物理有关.物理学是自然科学中最基本的科学,它研究物质运动的最一般规律和物质的基本结构.     

物理学中的科学争论

 在缤纷的物理学发展史中,有令人叹为观止的实验,揭示和证实了宇宙间的重大规律,推动着物理学的前进;有意想不到的机遇和灵感火花的碰撞,涂抹着物理世界的斑斓色彩;有大胆、精彩的假说与假想,不断地将物理学从一次次“灾难”中解脱出来而更上一层楼;有求实、求真的观察,不时地修正着物理学远征的航标;有超脱、巧妙的类比,不停地拓展着物理学前进的道路;有对称、和谐、统一、简洁等科学美学标准,永久地支配着物理学的未来……凡此种种,都深刻地表明:在物理学的发展中,科学方法不仅制约着其子学科的分化、衍生和综合的方向,而且是推进物理学发展的一种重要的创造因素和强大动力。