主題:物理學
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物理學是一門自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索分析大自然所發生的現象,以了解其規則。
物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏,物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後,物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。
物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證,物理學者會提出表述大自然現象與規律的假說。倘若這假說能夠通過大量嚴格的實驗檢驗,則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣,這些定律不能被證明,其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。
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富勒烯是一種完全由碳組成的中空分子,形狀呈球型、橢球型、柱型或管狀。富勒烯在結構上與石墨很相似,石墨是由六元環組成的石墨烯層堆積而成,而富勒烯不僅含有六元環還有五元環,偶爾還有七元環。1985年英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅托博士和美國科學家理察·斯莫利在萊斯大學製備出了第一種富勒烯,即富勒烯分子,因為這個分子與建築學家巴克明斯特·富勒的建築作品很相似,為了表達對他的敬意,將其命名為「巴克明斯特·富勒烯」。在富勒烯的發現之前,碳的同素異形體的只有石墨、鑽石、無定形碳,它的發現極大地拓展了碳的同素異形體的數目。巴基球和巴基管獨特的化學和物理性質以及在技術方面潛在的應用,引起了科學家們強烈的興趣,尤其是在材料科學、電子學和納米技術方面。
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迷蹤石是一種地質現象,常出現在美國加州死亡谷國家公園的跑道湖。假設在沒有個人或動物介入的狀況下,石頭在平滑湖床遷移並刻劃出一條軌跡,則稱這樣運動的石頭為「迷蹤石」。只有當某種自然條件被滿足時,才會出現迷蹤石的現象:
- 雨水填滿了乾旱的湖床,但仍舊讓石頭暴露在空氣中。
- 在夜間,由於天氣寒冷,薄冰形成並漂浮在水面。
- 在日間,溫和的太陽將薄冰融化成幾個小塊。
- 搭乘在薄冰片上的石頭被微風吹拂而移動,在泥濘的湖床上刻劃出一條軌跡。
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在分析力學裏,施加於某物體的作用力,由於給定的虛位移,所做的機械功,稱為虛功。以方程式表達,虛功 是
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其中, 是作用力, 是虛位移。
虛功原理闡明,一個物理系統處於靜態平衡(static equilibrium),若且唯若,所有施加的外力,經過符合約束條件的虛位移,所做的虛功的總合等於零。以方程式表達,
- 。
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背景知識: 參看傳記, 科學史, 和學院介紹.
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