物理系统
是物理系统的一个例子]] 物理系统是指进行物理学研究时所选取的研究对象，系统之外的物理对象则称为环境。物理学研究中，除了环境对于物理系统的影响之外，不研究环境本身。 系统与环境由研究者选定。选取系统时往往使得分析过程变得简单。例如，一根链条、半根链条或链条中的一节都可被选取为一个物理系统。孤立系统是指与环境之间的联系可以忽略的物理系统。 在量子相干性的研究中,“系统”可以指一个物体的微观性质，而对应的“环境”可以是内部自由度。 参见 相…
标签：#基本物理概念
共 154 篇文章
H定理
H定理（）於1872年由路德维希·玻尔兹曼提出，在经典統計力學中描述物理量「H」在接近理想氣體系統中的下降趨勢，其中H這個積分數值代表分子隨時間流逝因傳遞而改變的動能，個別分子的動能可於統計後成為一特定的分布。由於H可以用作定義熱力學熵的一種表述，H定理是早期用來展現統計物理的威力。H定理可以從可逆微觀機制推導出熱力學第二定律。它被認為可以否證熱力學第二定律。 H定理可以很自然地從波茲曼提出的動力學方程式「波茲曼方程式」推導出。H定理衍…
順時針方向
以順時針方向運行指依從時針移動的方向運行（如右上圖），即可視為由右上方向下，然後轉向左，再回到上。數學上，在直角坐标系以方程式x = sin t 和 y = cos t 定義的圓形，隨着t值減少所代表的曲線就是依順時針方向繪畫。換一種說法，當一個物體不斷向右方移動所形成的軌跡，也是循着順時針方向移動。順時針的相反方向是逆時針方向。 一旋轉運動屬於順時針抑或逆時針，視乎觀察面的設定。例如，由北極正上方看下去，地球自轉屬於逆時針，但由南極正…
格林函數
在數學中，格林函數（點源函數、影響函數）是一種用來解有初始条件或邊界條件的非齐次微分方程的函數。在物理学的多体理论中，格林函数常常指各种，有时并不符合数学上函數的定义。 格林函數的名稱是來自於英國數學家喬治·格林（George Green），早在1830年代，他是第一個提出這個概念的人。 定義以及用法 给定流形M\,上的微分算子 L\,，其格林函數G(x,s)\, s,x\in M，为以下方程的解 :L G (x,s) = \delta…
散射
導致在白天時天空呈現出藍色，在日落時太陽發紅。]] 射（）是移动的粒子或某种形式的辐射（如光或声）由于其所通过的介质中的局部不均匀性（包括粒子和辐射）而被迫偏离直线轨迹的物理过程。當傳播中的輻射（如光波、音波、電磁波、或粒子）在通過局部性的位勢時，由於受到位勢的作用，必須改變其直線軌跡，這物理過程即稱為散射。此局部性位勢稱為散射體或散射中心。局部性位勢的種類無法盡列，例如：粒子、氣泡、液珠、液體密度漲落、晶體缺陷、粗糙表面等等。在傳播的…
㶲
'（）是热力学系统中的能量参数，又译有效能、可用能、可用度、放射本能*等，单位为焦耳（J），常用字母Ex表示。一千克物质的㶲称为比㶲ex（单位：千焦/千克，kJ/kg）。 定义 㶲表示的是在环境条件下，能量中可转化为有用功的最高份额，或表示为在热力系只与环境相互作用，从任意状态可逆地变化到与环境相平衡的状态时所作出的最大有用功（即理论上可无限转化为其他形式能量的能量）。可以认为㶲是衡量能量“品质”或“价值”的一种尺度，㶲越高，能量的“品…
重整化
中的重整化：此例為簡單的電子-光子交互作用，在一個重整化點決定了電子的電荷。實際上，可以在右圖看到包含了在其他點更多複雜的交互作用。]] 重整化（）是量子场论、统计场论和自相似几何结构中解决计算过程中出现无穷大的一系列方法。 在量子场论发展的早期，人们发现许多圈图（即微扰展开的高阶项）的计算结果含有发散（即无穷大）项。重整化是解决这个困难的一个方案。一个理论如果只有有限种发散项，则可以在拉格朗日量中引进有限数目的项来抵消这些无穷大项，这…
底數 (物理學)
物理學中，底數（，符號為B′；B這個字母也代表美麗（））為味量子數之一，反映了一粒子中底夸克（n）與反底夸克（n）之間的數量差異： : B^\prime = -(n_b - n_{\bar b})。 按常規，底夸克具有底數−1，而反底夸克則有底數+1。此正負號常規的起源是保持夸克味荷（味量子數）的正負號與電荷（符號Q）的正負號形式相同。在此情形下，Q = −。 如同其他與味相關的量子數，底數在強作用跟電磁作用下守恆，但在弱作用下則不守恆…
斯特林发动机
斯特林发动机（）又名熱空氣引擎，是一种基于斯特林循环的闭循环活塞式热机。闭循环的意思是膨胀和压缩介质一直保存在气缸内；而开循环，如内燃机需要与大气交换气体。 历史 伦敦的牧师罗伯特·斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“史特林引擎”（Stirling engine）。 工作原理 斯特林发动机透過气体吸收热源的内能，热胀冷缩做功，然后接触冷源，气体压缩，使活塞复位。发动机内的工作气体处于封闭中，因此可以用…
相空間
在數學與物理學中，相空間（）是一個用以表示出一系統所有可能狀態的空間；系統每個可能的狀態都有一相對應的相空間的點。 歷史 約瑟夫·劉維爾首先於1838年在表述劉維定理的論文裡涉及到相空间的概念，證實了相空間的體積守恆，但是他並不知道劉維定理可以應用於動力學問題。後來，卡爾·雅可比與路德维希·玻尔兹曼分別在發展力學理論與氣體運動論時應用到相空間，並且引述了劉維定理的論文為參考文獻。玻尔兹曼的學生保羅·埃倫費斯特在為一本1911年出版的百科…
动能
（位能）亦不相同。]] 动能 （）是物體因為具有速率而擁有的能量，其大小等於把物體從靜止加速到某個速率所需做的功。由于运动是相对的，动能也是相对于某参照系而言。同一物体在不同的参照系会有不同的速率，也就是有不同的动能。动能的国际单位是焦耳（J），以基本单位表示是千克米平方每秒平方（kg·m2·s−2）。一个物体的动能只有在速率改变时才会改变。 经典力学 在经典力学，一个质点（一个很小的物体，它的大小基本可以忽略）或者一个没有自转的刚体的…
量子数
量子數描述量子系統中動力學上各守恆數的值。例如原子系統中電子的各能量、角動量、自旋等。由於任何量子系統的量子態由所有可能的量子數決定，列出所有可能的量子數能保證消除簡併且唯一確定量子態，這就是完整的可觀測物理量集合（Complete set of commuting observables），因此一組量子數就像是一個唯一的標籤，貼在量子系統的本徵態上。 有多少個量子數？ 「要多少個量子數才能描述任何已知系統？」這道問題並沒有一致的答案，…
核裂变
（圖中未繪出）]] 核分裂（）又称裂变反应（fission reaction），是指較重的（質量數較大的）原子核分裂成兩個以上较輕（質量數较小的）原子核的過程，屬於一種核反應或放射性衰變的形式。核裂变是由莉澤·邁特納、奥托·哈恩、弗里茨·施特拉斯曼及奥托·罗伯特·弗里施等科學家在1938年發現。 某些重原子核經中子撞擊後，會分裂成為兩個較輕的原子，同時釋放出數個中子，並且以γ射线的方式釋放光子。釋放出的中子再去撞擊其它的重原子核，從而形…
受激发射
是受激輻射的一種]] 受激辐射（）是雷射的主要光源。受激辐射的光放大（）縮寫就是“LASER”。受激辐射概念是由阿尔伯特·爱因斯坦在他1917年發表的論文《關於輻射的量子理論》中提出的；大約10年後，英國著名物理學家、劍橋大學教授保羅·狄拉克首次實驗證明受激辐射的存在。 定義 在說明受激发射之前需先了解原子的能階之概念，其中發出光最重要的就是所謂躍遷。 原子結構 原子基本上由原子核、電子組成。若有外來能量使電子與原子核的距離增大，則內能…
热机
熱機，或稱熱引擎（），是能够将热源提供的一部分熱量转化成为对外输出的机械能之机器。热机对外输出的机械能称为「输出功」。热机的工作模式一般可以简化为热力学循环的模型，热机的种类也按背后不同的热学模型命名，比如卡诺热机、迪塞尔热机等等。此外，按照热源或工作特性，也各自有约定成俗的名称，如柴油机、汽油机、蒸汽机等等。热机可以是开放系统，也可以是封闭系统。热源可以是使用煤的蒸汽炉，汽车发动机的，也可以是太阳能的蒸汽炉、地热和核反应堆。热机分为内…
非平衡態熱力學
非平衡態熱力學是熱力學的一門分支，研究時變熱力學系統、不可逆轉變和開始系統。非平衡態熱力學，和平衡態熱力學相對，是研究在非零合力、流動及產生熵，但沒有時間變動的穩定態中最成功的一門學科。早期所發現的非平衡態系統為BZ化學振盪器。 基本概念 平衡態熱力學中基本的熱力學勢能為內能（U），和其變體焓（H=U+PV）、亥姆霍茲自由能（A=U-TS）或吉布斯能（G=U+PV-TS）。但在非平衡態熱力學裡，熵（S）才是最重要的。不可逆轉變被靜熵生成…
哥本哈根詮釋
的哥本哈根大學尼爾斯·波耳研究所]] 哥本哈根詮釋（），或译哥本哈根解释，是量子力學的一種詮釋。这一理论认为，在量子力學裏，量子系統的量子態可以用波函數來描述。這是量子力學的一個關鍵点。波函數是數學函數，專門用來計算粒子在某位置或處於某種運動狀態的機率，測量的動作造成了波函數塌縮，原本的量子態有機率地塌縮成一個測量所允許的量子態。 二十世紀早期，物理學家從一些關於小尺寸微觀物理的實驗裏，發現了很多古典物理完全無法解釋的新穎量子現象。于是…
负折射
负折射（）指的是光束在界面处的折射方向与正常折射方向（正常的折射光线与入射光线在法线异侧）相反，即折射光线和入射光线位于法线同侧的电动力学现象。用同时具备负介电常数 \epsilon和负磁导率\mu的超材料可以得到这一现象。此时超材料具负折射率。 这样的材料也被称作负折射率材料。 负折射会在具备正相速度（正折射率）的介质与负相速度（负折射率）介质的界面处发生。 负相速度 负相速度是介质中光传播的一种性质。负相速度有多种定义，一般按照19…
蘭姆位移
- 對玻爾模型的相對論修正]] 物理學中，以威利斯·蘭姆（Willis Lamb）為名的蘭姆位移（）是氫原子兩個能階（^2S_{1/2}與^2P_{1/2}）間的微小能量差。根據狄拉克的量子理論，n量子數及j量子數相同但l量子數不同的氫原子能態應該是簡併態，也就是不會有能量差值。 蘭姆位移是由真空能量波動產生的虛光子與電子在這兩個軌道中圍繞氫核移動時的相互作用引起的。 此後，蘭姆位移透過真空能量波動在黑洞霍金輻射的理論預測中發揮了重要作…
极性 (物理学)
在物理学中，极性（）是指一个有两个可能的值的属性 電荷或为正电或为负电的。 电路上两点间的電壓或电势差为正或为负的极性，取决于两点间谁有更高的電勢。 磁鐵的极性，分“南极”和“北极”。 自旋，量子力学中的实体对于给定方向或为平行或为反平行的极性。 另见 * 极性