物理前沿科学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,报告内容,物理前沿科学简介,物理前沿科学有关内容,心得体会,1,物理前沿科学简介,2,从,十七世纪,以来，物理学的理论和研究方法不断地向其它学科移植渗透，对其它学科的建立和发展起到了有力地推动作用。这种趋势在二十世纪三十年代以后明显地得到增强，相继产生了一系列物理学的新部门和边缘学科，如量子化学、生物物理学、天体物理学和广义相对论宇宙学等等，这些学科大多数也成为现代物理学发展的前沿，并且给现代科学技术的发展提供了新思路和新方法。,3,二十世纪的物理学呈现出高速发展的状况，其内容之丰富，思想之深刻和观念之新颖，远非过去物理学发展的各个历史时期所可比拟。现代物理学远远超出了宏观物体缓慢运动的范围。,4,从,微观领域,来说，人们的研究已经深入到原子内部、基本粒子内部，发现了大小不断减小、能量不断增加的许多连续的层次原子、原子核、基本粒子、夸克等。目前还无法预见这个层级链条有没有一个终端。,5,从,宏观领域,来说，人们的视野已经扩展到半径为,150,亿光年的宇宙范围，依次突破了银河系、星团、星系和总星系的领域。物理学的一系列成果在理论思想上突破了原子不可分、元素不可变的观念、运动只具有连续性的观念、绝对时空观念以及机械决定论的局限性；提出了量子态、波粒二象性、几率决定性、四维时空与弯曲时空、实物与场的联系和转化以及宇宙膨胀的思想，物理学基本观念和理论基础发生了质的飞跃。,6,量子力学的诞生则在当时物理界很大范围的人们思想中，意味着宣告了经典物理大厦的彻底崩溃，或者说是与过去的物理学理论体系告别。以后又随之产生了量子场论。相对论和量子力学是20世纪物理学中的两次重要革命。其间，物理界各学派分门别类的在争论中努力勤奋的研究推动了物理学的加速发展。,7,物理前沿科学有关内容,8,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,9,20,世纪初物理学发生了三件大事，,一是,1905,年的狭义相对论,狭义相对论之所以提出来，是针对光速测量产生的,二是,1915,年的广义相对论；,三是,1925,年的量子力学。,量子力学的发现是由于黑体辐射问题很难得到一个统一的解决而产生出的问题。,10,量子力学,11,12,量子磁性,13,量子磁性类似经典物理学中的磁性，如磁铁吸附在铁表面。原子有个叫自旋的性质，能够产生一个磁场。但要观察单个原子的行为非常困难，因为必须将原子冷却绝对零度附近，同时需要找到方法困在它们。,14,苏黎世联邦理工学院的研究人员创造光学晶格（,Optical Lattice,）观察冷却到绝对零度左右的原子，他们发现原子的自旋是有条理的。研究（,arXiv,预印本）发表在,科学,期刊上，他们的发现有助于更好的理解超导等物理现象。来源,Solidot),15,粒子之间强作用力,16,作用于强子之间的力，是目前所知的四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离第二短的（大约在 10(-15)10(-10)m 范围内）。最早研究的强相互作用是核子（质子或中子）之间的核力，它是使核子结合成原子核的相互作用。自1947年发现与核子作用的介子以后，实验陆续发现了几百种有强相互作用的粒子，这些粒子统称为强子。,17,四维空间,18,19,在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义。,在狭义相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体四维动量。,20,翘曲空间,21,一张纸上的两个点，之间的距离记作a。如果你把纸弯曲使这两个点重合那么现在这两个点的距离就是0，而不是刚开始的纸面上的距离a。这就是空间翘曲。可以进行瞬间移动。现在的科技水平无法实现。这样使扭曲的空间就是翘曲空间。,22,暗物质,23,在宇宙学中，暗物质（dark matter），是指无法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知，而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。,现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。而根据CDM模型，由普朗克卫星探测的数据得到：整个宇宙的构成中，我们常说的物质占4.9%，而暗物质则占26.8%，还有68.3%是暗能量（质能等价）。123暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。对暗物质（和暗能量）的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。,24,心得体会,25,心得体会：,物理，是一门艺术,不需要,所有人懂,需要的是,有一部分人可以潜心专研,告诉世人,地球，或则整个宇宙的秘密,26,谢谢观赏!,27,