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量子物理学
在恆星的生命終點,當所有核燃料都已用盡,恆星會開始引力塌縮的過程,最終可能變為白矮星、中子星或黑洞。這是因為包立不相容原理的作用。由於電子遵守包立不相容原理,因此在塌縮時,假若電子簡併壓力能夠克服引力,就會形成白矮星,否則會繼續塌縮,由於中子也遵守包立不相容原理,這時假若中子簡併壓力能夠克服引力,則會形成中子星,否則就會塌縮成黑洞。 ### 化學 任何物質的化學性質,均是由其原子或分子的電子結構所決定的。通過解析包括了所有相關的原子核和電子的多粒子薛丁格方程式,可以計算出該原子或分子的電子結構。在實踐中,人們認識到,要計算這樣的方程式實在太複雜,對於許多案例,必需使用簡化的模型,找到可行的數學計算方法,才能夠找到近似的電子結構,...
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量子物理学
目前的研究聚焦於找到可靠與能夠直接處理量子態的方法。量子系統擁有一種特性,即對於量子數據的測量會不可避免地改變數據,這種特性可以用來偵測出任何竊聽動作。倚賴這特性,量子密碼學能夠保證通信安全性,使得通信雙方能夠產生並分享一個隨機的,安全的密鑰,來加密和解密資訊。比較遙遠的目標是發展出量子電腦。由於量子態具有量子疊加的特性,理論而言,量子電腦可以達成高度並行計算,其計算速度有可能以指數函數快過普通電腦。另外,應用量子纏結特性與古典通訊理論,量子遙傳能夠將物體的量子態從某個位置傳送至另一個位置。這是正在積極進行的一門學術領域。 ## 參見 ## 註釋 ## 參考文獻 ## 外部連結 * 國立交通大學物理系視聽教學:量子力學導論...
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廣義相對論資源
**廣義相對論**是現代物理中基於相對性原理利用幾何語言描述的引力理論。該理論由阿爾伯特・愛因斯坦等人自 1907 年開始發展,最終在 1915 年基本完成。廣義相對論將古典的牛頓萬有引力定律與狹義相對論加以推廣。在廣義相對論中,引力被描述為時空的一種幾何屬性(曲率),而時空的曲率則通過愛因斯坦場方程式和處於其中的物質及輻射的能量與動量聯繫在一起。 從廣義相對論得到的部分預言和古典物理中的對應預言非常不同,尤其是有關時間流易、空間幾何、自由落體的運動以及光的傳播等問題,例如引力場內的時間膨脹、光的引力紅移和引力時間延遲效應。廣義相對論的預言至今為止已經通過了所有觀測和實驗的驗證 —— 廣義相對論雖然並非當今描述引力的唯一理論,但卻...
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廣義相對論資源
愛因斯坦的引力場方程式是一個二階非線性偏微分方程式組,在數學上想要求得其方程式的解是一件非常困難的事。愛因斯坦運用了很多近似方法,從引力場方程式得出了很多最初的預言。不過很快天才的天體物理學家卡爾・史瓦西就在 1916 年得到了引力場方程式的第一個非平庸精確解 —— 史瓦西度規,這個解是研究星體引力塌縮的最終階段,即黑洞的理論基礎。在同一年,將史瓦西幾何擴展到帶有電荷的質量的研究工作也開始進行,其最終結果就是萊斯納 - 諾斯特朗姆度規,其對應的是帶電荷的靜態黑洞。1917 年愛因斯坦將廣義相對論理論應用於整個宇宙,開創了相對論宇宙學的研究領域。考慮到同時期的宇宙學研究中靜態宇宙的學說仍廣獲接受,愛因斯坦在他的引力場方程式中添加了一個...
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廣義相對論資源
理解廣義相對論的最佳方法之一是從古典力學出發比較兩者的異同點:這種方法首先需要認識到古典力學和牛頓引力也可以用幾何語言來描述,而將這種幾何描述和狹義相對論的基本原理放在一起對理解廣義相對論具有啟發性作用。 ### 牛頓引力的幾何學 古典力學的一個基本原理是:任何一個物體的運動都可看作是一個不受任何外力的自由運動(慣性運動)和一個偏離於這種自由運動的組合。這種偏離來自於施加在物體上的外力作用,其大小和方向遵循牛頓第二定律(外力大小等於物體的慣性質量乘以加速度,方向與加速度方向相同)。而慣性運動與時空的幾何性質直接相關:古典力學中在標準參考系下的慣性運動是勻速直線運動。用廣義相對論的語言說,慣性運動的軌跡是時空幾何上的最短路徑(測地...
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廣義相對論資源
牛頓引力的幾何理論儘管看上去很有趣,但這一理論的基礎古典力學不過是(狹義)相對論力學的一個特例。用對稱的語言來說,在不考慮引力的情形下物理學具有勞侖茲不變性,而並非古典力學所具有的伽利略不變性。(狹義相對論的對稱性包含在龐加萊群中,它除了包含有勞侖茲變換所包含的勞侖茲遞升和旋轉外還包含平移不變性。) 在研究對象的速度接近光速或者高能的情形下這兩者的區別逐漸變得明顯。 在勞侖茲對稱性下可以引入光錐的概念(見左圖),光錐構成了狹義相對論中的因果結構:對於每一個發生在時空中的事件 A,原則上有能夠通過傳播速度小於光速的信號或交互作用影響到事件 A 或被事件 A 影響的一組事件(具有因果聯繫),例如圖中的事件 B;也有一組不可能互相影響的...
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廣義相對論資源
實驗數據表明,處於引力場中的時鐘測量出的時間 —— 或者用相對論的語言稱為原時 —— 並不服從狹義相對論定律的制約。用時空幾何的語言來說,這是由於所測量的時空並非閔考斯基度規。對於牛頓引力理論而言這暗示著一種更一般的幾何學。在微小尺度上所有處於自由落體狀態的參考系都是等效的,並且都可近似為閔考斯基性質的平直度規。而接下來我們正在處理的是對閔考斯基時空的彎曲化的一般性概括,所用到的度規張量定義的所在的時空幾何 —— 具體說來是時空中的長度和角度是如何測量的 —— 並不是狹義相對論的閔考斯基度規,這廣義化的度規被人們稱作半黎曼度規或偽黎曼度規。並且每一種黎曼度規都自然地與一種特別的聯絡相關聯,這種聯絡被人們稱為列維 - 奇維塔聯絡;事實...
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廣義相對論資源
: $\quad R_{ab}={R^{d}}_{adb}.\,$ 方程式右邊的 $T_{ab}\,$ 是能量 - 動量張量。將引力場方程式的理論和對行星軌道實際觀測的結果(或等價地考慮到弱場低速時近似為牛頓引力理論)相比較,可得到方程式中的比例常數 $\kappa =8\pi G/c^{4}\,$ ,其中 $G\,$ 是萬有引力常數而 $c\,$ 是光速。當沒有物質存在時能量 - 動量張量為零,這時的愛因斯坦場方程式的形式化簡為所謂真空解法:   : $R_{ab}=0.\,$ 某些廣義相對論的替代理論在基於同樣的前提下通過附加其他準則或約束得到了形式不一樣的引力場方程式,例如愛因斯坦 - 嘉當理論。 ## 定義和基礎應用...
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廣義相對論資源
廣義相對論性的模型建立的核心內容是愛因斯坦場方程式的解。在愛因斯坦場方程式和一個附加描述物質屬性的方程式(類似於馬克士威方程組和介質的本構方程式)同時已知的前提下,愛因斯坦場方程式的解包含有一個確定的半黎曼流形(通常由特定坐標下得到的度規給出),以及一個在這個流形上定義好的物質場。物質和時空幾何一定滿足愛因斯坦場方程式,因此特別地物質的能量 - 動量張量的協變散度一定為零。當然,物質本身還需要滿足描述其屬性的附加方程式。因此可以將愛因斯坦場方程式的解簡單理解為一個由廣義相對論制約的宇宙模型,其內部的物質還同時滿足附加的物理定律。 愛因斯坦場方程式是非線性的偏微分方程式組,因此想要求得其精確解十分困難。儘管如此,仍有相當數量的精確解...
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廣義相對論資源
廣義相對論對物理學的影響非常深遠,其引發了諸多理論和實驗的研究成果。其中一部分是從廣義相對論的定律中直接導出的,而有些則從廣義相對論發表至今經過長久的研究才逐漸變得明朗。 ### 引力時間膨脹和引力紅移 如果等效原理成立,則可得到引力會影響時間流易的結論。射入引力勢阱中的光會發生藍移,而相反從勢阱中射出的光會發生紅移;歸納而言這兩種現象被稱作引力紅移。更一般地講,當有一個大質量物體存在時,對於同一個過程在距離大質量物體更近時會比遠離這個物體時進行得更慢,這種現象叫做引力時間膨脹。 引力紅移已經在實驗室中及在天文觀測中得到證實和測量,而地球引力場中的引力時間延緩效應也已經通過原子鐘進行過多次測量。當前的測量表明地球引力場的時間延...
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廣義相對論資源
弱引力場和電磁場相比有一個重要類同之處:類似於隨時間變化的電磁場會輻射電磁波,引力場也有可能會輻射重力波。重力波有如時空度規的漣漪,以光速在空間中傳播。最簡單的一類情形如右所示:排列成一個環狀的自由懸浮粒子(右上靜態圖像),當有一束正弦重力波穿過這個環並朝向讀者傳播時,重力波會將這個環以一種具有特徵性和旋律性的方式扭曲(右下動畫)。由於愛因斯坦場方程式是非線性的,強引力場中的任意強度的重力波不滿足線性疊加原理。但在弱場情形下可採用線性近似,由於從遙遠的天體輻射出的重力波到達地球時已經非常微弱,這時線性化的重力波已經足以精確描述其到達地球時的強度,其引起的空間距離的相對變化大約在 10-21 或更低。這些線性化的重力波是可以進行傅立葉...
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廣義相對論資源
根據廣義相對論,一個雙星系統會通過引力輻射損失能量。儘管這種能量損失一般相當緩慢,卻會使雙星逐漸接近,同時軌道週期也會減小。在太陽系內的兩體系統或者一般的雙星中,這種效應十分微弱,難以觀測。然而對於一個密近脈衝雙星系統而言,在軌道運動中它們會發射極度規律的脈衝信號,地球上的接收者從而能夠將這個信號序列作為一個高度精確的時鐘。這個精確的時鐘是用來精確測量脈衝雙星軌道週期的最佳工具。並且由於組成脈衝雙星的恆星是中子星,其緻密性能導致有較多部分的能量以引力輻射的形式傳播出去。 最早觀測到這種因引力輻射導致的軌道週期衰減的實驗是由赫爾斯和泰勒完成的。他們在 1974 年發現了 PSR 1913+16。它所屬的雙星系統的軌道衰減間接證實了重...
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廣義相對論資源
引力場中光線的偏折效應是一類新的天文現象的原因。當觀測者與遙遠的觀測天體之間還存在有一個大質量天體,當觀測天體的質量和相對距離合適時觀測者會看到多個扭曲的天體成像,這種效應被稱作引力透鏡。受系統結構、尺寸和質量分布的影響,成像可以是多個,甚至可以形成被稱作愛因斯坦環的圓環,或者圓環的一部分弧。最早的引力透鏡效應是在 1979 年發現的,至今已經發現了超過一百個引力透鏡。即使這些成像彼此非常接近以至於無法分辨 —— 這種情形被稱作微引力透鏡 —— 這種效應仍然可通過觀測總光強變化測量到,很多微引力透鏡也已經被發現。 引力透鏡已經發展成為觀測天文學的一個重要工具,它被用來探測宇宙間暗物質的存在和分布,並成為了用於觀測遙遠星系的天然望遠...
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廣義相對論資源
廣義相對論預言了黑洞的存在,即當一個星體足夠緻密時,其引力使得時空中的一塊區域極端扭曲以至於光都無法逸出。在當前被廣為接受的恆星演化模型中,一般認為大質量恆星演化的最終階段的情形包括 1.4 倍左右太陽質量的恆星演化為中子星,而數倍至幾十倍太陽質量的恆星演化為恆星質量黑洞。具有幾百萬倍至幾十億倍太陽質量的超大質量黑洞被認為定律性地存在於每個星系的中心,一般認為它們的存在對於星系及更大的宇宙尺度結構的形成具有重要作用。 在天文學上緻密星體的最重要屬性之一是它們能夠極有效率地將引力能量轉換為電磁輻射。恆星質量黑洞或超大質量黑洞對星際氣體和塵埃的吸積過程被認為是某些非常明亮的天體的形成機制,著名且多樣的例子包括星系尺度的活動星系核以及恆...
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從天文學觀測得到的宇宙膨脹速率可以進一步估算出宇宙中存在的物質總量,不過有關宇宙中物質的本性還是一個有待解決的問題。現在估計宇宙中大約有 90% 以上的物質都屬於暗物質,它們具有質量(即參與引力交互作用),但不參與電磁交互作用,即它們無法(通過電磁波)直接觀測到。目前在已知的粒子物理或其他什麼理論的框架中還沒有辦法對這種物質做出令人滿意的描述。另外,對遙遠的超新星紅移的觀測以及對宇宙微波背景輻射的測量顯示,我們的宇宙的演化過程在很大程度上受宇宙常數值的影響,而正是宇宙常數的值決定了現在宇宙的加速膨脹。換句話說,宇宙的加速膨脹是由具有非通常意義下的狀態方程式的某種能量形式決定的,這種能量被稱作暗能量,其本性也仍然不為所知。 在所謂暴...
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廣義相對論資源
在全域幾何下可以證明有些時空中存在被稱作視界的分界線,它們將時空中的一部分區域隔離起來。這樣的最著名例子是黑洞:當質量被壓縮到空間中的一塊足夠小的區域中後(相關長度為史瓦西半徑),沒有光子能從內部逸出。而由於任何有質量的粒子速度都無法超過光速,黑洞內部的物質也被封閉在視界內。不過,從視界之外到視界之內的通道依然是存在的,這表明黑洞的視界作為一種分界線並不是物理性質的屏障。 早期的黑洞研究主要依賴於求得愛因斯坦場方程式的精確解,著名的解包括球對稱的史瓦西解(用來描述靜態黑洞)和反對稱的克爾解(用來描述旋轉定態黑洞,並由此引入了動圈等有趣的屬性)。而後來的研究通過全域幾何揭示了更多的關於黑洞的普適性質:研究表明經過一段相當長的時間後黑...
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廣義相對論資源
廣義相對論的另一個普遍卻又令人困擾的特色問題是時空的分界線 —— 奇異點的出現。時空可以通過沿著類時和類光的測地線來探索,這些路徑是光子及其他所有粒子在自由落體運動中的可能軌跡,但愛因斯坦場方程式的某些解具有「粗糙的邊緣」—— 這被稱作時空奇異點,這些奇異點上類時或類光的測地線會突然中止,而對於這些奇異點沒有定義好的時空幾何來描述。需要說明的是,「奇異點」往往可能並不是一個「點」:那些場方程式的解的「粗糙邊緣」在既有坐標系下,不僅可能是一個「點」,還可以以其他幾何形式出現(比如克爾黑洞的「奇環」等)。一般意義上的奇異點是指曲率奇異點,這是說在這些點上描述時空曲率的幾何量,例如里奇張量為無限大(曲率奇異點是相對所謂坐標奇異點而言的,坐...
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廣義相對論資源
每一個愛因斯坦場方程式的解都是一個宇宙,這裡的宇宙含義既包括了整個空間,也包括了過去與未來 —— 它們並不單單是反映某些事物的「快照」,而是所描述的時空的完全寫真。每一個解在其專屬的特定宇宙中都能描述任意時間和任意位置的時空幾何和物質狀態。出於這個表徵,愛因斯坦的理論看上去與其他大多數物理理論有所不同:大多數物理理論都需要指明一個物理系統的演化方程式(例如量子力學中的埃倫費斯特定理),即如果一個物理系統在給定時刻的狀態已知,其演化方程式能夠允許描述系統在過去和未來的狀態。愛因斯坦理論中的引力場和其他場的更多區別還在於前者是自身交互作用的(是指它在沒有其他場出現時仍然還是非線性的),並且不具有固定的背景結構(在宇宙尺度上會發生演化)。...
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廣義相對論資源
思考一個系統的總質量中被重力波攜帶至無限遠處的能量,如果不將這能量納入計算,得到的結果叫做零性無限遠處的邦迪質量。這些定義而來的質量被舍恩和丘成桐的正質量定理證明是正值,而動量和角動量也具有全域的相應定義。在這方面的研究中還有很多試圖建立所謂准局域量的嘗試,例如僅通過一個孤立系統所在的有限空間區域中包含的物理量來構造這個孤立系統的質量。這類嘗試寄希望於能夠找到一個更好地描述孤立系統的量化方式,例如環假說的某種更精確的形式。 ## 和量子理論的關係 如果認定廣義相對論是現代物理學的兩大支柱之一,那麼量子理論作為我們藉此了解基本粒子以及凝聚體物理的基礎理論就是現代物理的另一支柱。然而,如何將量子理論中的概念應用到廣義相對論的框架中仍...
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廣義相對論資源
試圖克服這些限制的嘗試性理論之一是弦論,在這種量子理論中研究的最基本單位不再是點狀粒子,而是一維的弦。弦論有可能成為能夠描述所有粒子和包括引力在內的基本交互作用的大一統理論,其代價是導致了在三維空間的基礎上生成六維的額外維度等反常特性。在所謂第二次超弦革命中,人們猜測超弦理論以及廣義相對論與超對稱的統一,超引力,能夠構成一種十一維模型,M 理論,的一部分。科學家認為這種模型能夠成為具有唯一性定義且自洽的量子引力理論的基礎。 另外一種嘗試來自於量子理論中的正則量子化方法。應用廣義相對論的初值形式(參見上文演化方程式一節),其結果是惠勒 - 得衛特方程式(其作用類似於薛丁格方程式)。雖然這個方程式在一般情形下定義並不完備,但在所謂阿西...
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廣義相對論資源
* 耶魯大學教學視頻:狹義與廣義相對論來自 Google Video * 相對論:狹義與廣義的理論 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) PDF * 廣義相對論系列講義來自 2006 年龐加萊研究所(入門和進階課程) * 廣義相對論教程 作者約翰・貝伊茲 * Sean Carroll. Lecture Notes on General Relativity (PDF). ArXiv. [2008-09-09]. (原始內容存檔 (PDF) 於 2020-07-25).  加州理工學院教授 Sean Carroll (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)所編寫的廣義相對論課堂講義 PDF 版
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微波
**微波**(英語:Microwave)是指波長介於紅外線和無線電波之間的電磁波。微波的頻率範圍大約在 300MHz 至 300GHz 之間,是涵蓋 UHF、SHF、EHF 範圍的一種射頻。所對應的波長為 1 公尺至 1mm 之間。微波頻率比無線電波頻率高。 微波作為一種電磁波也具有波粒二象性。微波的基本性質通常呈現為穿透、反射、吸收三個特性。對於玻璃、塑料和瓷器,微波幾乎是穿越而不被吸收。對於水和食物等就會吸收微波而使自身發熱。而對金屬類東西,則會反射微波。 微波在雷達科技、ADS 射線武器、微波爐、電漿發生器、無線網絡系統(如手機網絡、藍牙、衛星電視及無線區域網路技術等)、傳感器系統上均有廣泛的應用。 在技術領域協定使用的...
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微波
微波波長很短,比地球上的一般物體(如飛機、艦船、汽車、建築物等)尺寸相對要小得多,或在同一量級上,不容易發生繞射現象,呈現幾何光學性質。因此使用微波工作,能使電路元件尺寸減小;使系統更加緊緻;可以製成體積小,波束窄方向性很強,增益很高的天線系統,接受來自地面或空間各種物體反射回來的微弱信號,從而確定物體方位和距離,分析目標特徵。 由於微波波長與物體(實驗室中無線設備)的尺寸有相同的量級,使得微波的特點又與聲波相似,即所謂的似聲性。例如微波波導類似於聲學中的傳聲筒;喇叭天線和縫隙天線類似與聲學喇叭,蕭與笛;微波諧振腔類似於聲學共鳴腔 ### 非電離性 微波的量子能量還不夠大,不足與改變物質分子的內部結構或破壞分子之間的鍵(部分物...
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微波
* 可以用在加熱。微波爐利用頻率為 2450 MHz(波長為 12.24cm)的微波對食物加熱。游離的水分子的吸收峰在 22GHz 左右,差不多是微波爐頻率的 10 倍。凝聚態的水由於分子間作用有較寬的吸收帶,使它可以加熱。微波爐加熱的原理是利用水分子的電偶極(Electric dipole moment)在電場中會轉向電場的方向,當微波進來時,電場是來回變化,使得水分子為了要轉向電場方向而隨著電場轉動,這樣的轉動即為熱量的來源。 * 通信技術 * 雷達 * 傳遞能量 * X 波段雷達 ## 參考資料 ## 參見 * 微波通訊 * 微波爐 * 激微波 * 宇宙微波背景輻射
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机器学习
**機器學習**是人工智慧的一個分支。人工智慧的研究歷史有著一條從以「推理」為重點,到以「知識」為重點,再到以「學習」為重點的自然、清晰的脈絡。顯然,機器學習是實現人工智慧的一個途徑之一,即以機器學習為手段,解決人工智慧中的部分問題。機器學習在近 30 多年已發展為一門多領域科際整合,涉及機率論、統計學、逼近論、凸分析、計算複雜性理論等多門學科。 機器學習理論主要是設計和分析一些讓電腦可以自動「學習」的演算法。機器學習演算法是一類從資料中自動分析獲得規律,並利用規律對未知資料進行預測的演算法。因為學習演算法中涉及了大量的統計學理論,機器學習與推論統計學聯絡尤為密切,也被稱為**統計學習理論**。演算法設計方面,機器學習理論關注可以...
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机器学习
監督學習和非監督學習的差別就是訓練集目標是否有人為標註。他們都有訓練集 且都有輸入和輸出 * 無監督學習與監督學習相比,訓練集沒有人為標註的結果。常見的無監督學習演算法有生成對抗網路(GAN)、聚類。 * 半監督學習介於監督學習與無監督學習之間。 * 強化學習機器為了達成目標,隨著環境的變動,而逐步調整其行為,並評估每一個行動之後所到的回饋是正向的或負向的。 ## 演算法 具體的機器學習演算法有: * 構造間隔理論分布:聚類分析和圖型識別 * 人工神經網路 * 決策樹 * 感知器 * 支援向量機 * 整合學習 AdaBoost * 降維與度量學習 * 聚類 * 貝氏分類器 * 構造條件機率:迴...
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物理學定律列表
**物理學定律列表**列出了各個物理方向的所有定律。 ## 運動學 * 質心運動定律 * 歐拉運動定律 ## 守恆律 * 能量守恆定律 * 機械能守恆定律 * 動量守恆定律 * 角動量守恆定律 ## 力學 * 慣性原理 * 牛頓運動定律 * 牛頓第一運動定律 * 牛頓第二運動定律 * 牛頓第三運動定律 * 萬有引力定律 * 克卜勒行星運動三定律 * 克卜勒第一定律 * 克卜勒第二定律 * 克卜勒第三定律 * 歐拉運動定律 * 虎克定律 * 帕斯卡定律 * 阿基米德定律 * 白努利定律 ## 熱力學 * 亞佛加厥定律 * 理想氣體狀態方程式 * 玻意耳定律 * 查理定律 * 給呂薩克定律 *...
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2003年科技
## 大事記 * 科學家們獲得了宇宙「嬰兒期」的照片,即目前最清晰的宇宙微波背景圖。 * 美國哈佛大學科學家對太陽系誕生初期鉿同位素衰變成鎢同位素的過程進行的最新分析,推算原始地球在太陽系形成後 1000 萬年內誕生。 * 美、日、俄 3 個國際科學家小組相繼發現了一種新的 5 夸克粒子。 * 俄羅斯科學家成功合成了第 115 號和 113 號元素,並再次證實了原子核物理中的「穩定島」假說。 * 由中國、美國、加拿大、日本、新加坡和歐洲等 9 個國家十幾所實驗室的研究人員共同進行著數十項研究,合力攻克 SARS。 * 日本物質材料研究機構和羅姆公司聯合發明了一種邊長只有 2 厘米,用於化驗肝功能的方形晶片。 * 日本電氣公司等用氧...
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2003年科技
* 「表彰三人在超導體和超流體領域中做出的開創性貢獻。」 * 化學: * 彼得・阿格雷(Peter Agre)美國 * 羅德里克・麥金農(Roderick MacKinnon)美國 * 「他們闡述了鹽(離子)和水如何輸入和輸出人體細胞。」 * 醫學: * 保羅・勞特布爾(Paul Lauterbur)美國 * 彼得・曼斯菲爾德(Peter Mansfield)爵士 英國 * 「表彰他們在核磁共振領域作出的貢獻。」
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固态
**固體**(英語:solid) 是物質存在的一種狀態,是四種基本物質狀態之一。與液體和氣體相比,固體有固定的體積及形狀,形狀也不會隨著容器形狀而改變。固體的質地較液體及氣體堅硬,固體的原子之間有緊密的結合。固體可能是晶體,其空間排列是有規則的晶格排列(例如金屬及冰),也可能是無定形體,在空間上是不規則的排列(例如玻璃)。一般而言,固體是宏觀物體,一個物體要達到一定的大小才能夠被稱為固體,但是對其大小無明確的規定。 物理學中研究固體的分支稱為固態物理學,是凝聚體物理學的主要分支之一。材料科學探討各種常見固體的物理及化學特性。固體化學研究固體結構、性質、合成、表徵等的一門化學分支,也和一些固體材料的化學合成有關。 ## 特性 固...
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固态
准晶體是一種介於晶體和非晶體之間的固體。 ## 固體的類別 依固體組成的原子(或原子團)不同,原子之間的作用力也隨之不同:例如氯化鈉是由氯離子和鈉離子組成,氯離子和鈉離子之間會形成離子鍵。像鑽石或矽的固體,原子和原子之間共同使用它們的外層電子,形成成共價鍵。金屬中的原子之間會形成金屬鍵,原子的價電子會形成自由電子。大部份的有機化合物分子間的作用力是凡得瓦力,主因是在分子中的電荷分佈不平均所造成。固體的特性受原子之間作用力的影響很大。 ### 金屬 一般而言,金屬是電及熱的良導體。元素週期表中由硼畫一條線至 Og,線左側的元素都是金屬。合金是指由二種或二種以上元素混合而成,以金屬為其主要成份,且有金屬特性的混合物。 人類自史...
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固态
大部份的陶瓷(包括礬土及其相關化合物)都是用粉末原料成形而成,因此可以得到細粒度的多晶微結構,容易散射可見光範圍的電磁波,因此陶瓷一般都是不透明的材料。 ### 玻璃陶瓷 玻璃陶瓷兼具有無定形體的玻璃及晶體的陶瓷的許多特性,其成形方式類似玻璃,再利用熱處理的方式使其部份產生結晶,因此其中同時有無定形體及晶體均勻分佈。 當閃電擊中砂粒中的晶粒時,也會產生玻璃陶瓷。閃電帶來的大量及快速的熱能會使溫度到約 2500 °C,會產生中空、分支樹根狀的閃電熔岩。 ### 有機固體 有機化學是研究有機化合物的結構、性質、組成、反應及製備等。有機化合物的主要成份為碳和氫,但也包括氧、氮及鹵素(氟、氯、溴、碘),有些有機化合物還含有磷和硫等...
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固态
複合材料的應用範圍很廣,包括建築工程中常用的鋼筋混凝土,及用在太空梭的太空梭隔熱系統中,在太空梭返航回到地球時避免表面過熱的絕熱瓦,太空梭機鼻及機翼前緣會使用強化碳 - 碳的淺灰色材料,可以承受返航時高達 1510 °C 的溫度。強化碳 - 碳是一種由浸漬在酚醛樹脂的石墨人造絲製成的層疊複合材料。在高溫的高壓釜中處理後,層疊會熱分解,人造絲會釋出碳,再在真空下浸漬在糠醇中,糠醇也會釋出碳。為了反覆利用時的抗氧化能力,會用碳化矽作為強化碳 - 碳的外層。 ### 半導體 半導體是電阻率介於金屬導體和非金屬絕緣體之間的物質,在週期表硼往右下的對角線上.其左邊是金屬導體,其右邊是絕緣體。 半導體元件是近代電子學的基礎,包括收音機、電...
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固态
材料的力學性質是和其材料強度及抵抗變形的能力有關,像許多結構中使用鋼梁的原因是因為鋼的高強度,在結構中受力時不會斷裂,也不會有顯著的彎曲。 力學性質包括彈性、塑性、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度、斷裂韌性及延展性(脆性材料的延展性低)及壓入硬度。固體力學是研究固體在外在施力及溫度變化下的行為。 固體和流體不同,不會有宏觀的流動現象。固體有一定的形狀,若其形狀變化,和其原有形狀不同,稱為形變,形變和原有尺寸的比例稱為應變。若材料受到的應力非常小,幾乎所有固體都會滿足虎克定律,其應變和應力成正比,比例係數為彈性模量或楊氏模量,這類的變形是在線彈性的範圍內。物體受力時的形變可分為以下的三種: * 彈性:當外力移除後,物體會恢復成原來形...
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固态
電學性質包括電導率、電阻率、阻抗及電容,金屬及合金是電的導體,而玻璃及陶瓷是電的絕緣體,前者電導率高,後者電導率低,而半導體介於二者之間。金屬的導電是因為其中的電子,半導體的導電是電子和電洞,而快離子導體的導電性是由離子造成。 大部份導體的電阻率會隨著溫度的下降而降低,只是電阻率最終會是一個不為零的值。有些材料有超導體的特性,當在溫度低於其臨界溫度時,電阻率會突然降為零。低溫下有超導特性的材料包括錫和鋁等金屬、許多金屬合金、一些重度摻雜的半導體及特定的陶瓷。一個由超導體形成的線圈,可以在沒有電壓源的條件下,讓電流在線圈內持續流動。 介電質是一種可以電極化的絕緣體,可以用在電容器中。電容器是利用二片距離很近的導體來儲存能量的電子零...
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固态
#### 光電特性 太陽能電池是可以將光能轉換為電能的設備,太陽能電池會利用吸光性材料用光子激發電子和電洞,再讓電子和電洞往不同方向移動來傳導電流。上述的效應稱為光電效應,此一領域稱為光電工程。 太陽能電池有許多不同的應用,最常見的是用在需要電源,但又無法連接到輸電網路的情形,例如地球軌道上的衛星、掌上式計算機、手錶、衛星電話或距離很遠的打水泵浦。近來也開始將太陽能電池產生的能量透過變頻器轉換為交流電壓,輸送到輸電網路,太陽能電池不只是一個獨立的電源,也可以是輸電網路的一部份。 所有的太陽能電池都需要在電池結構中有可以吸收光線的材料,用來吸收光子,利用光電效應產生電子。由於太陽光中特定頻率範圍的光才能穿過大氣層,到達地表,太陽...
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電磁場
**電磁場**(electromagnetic field)是由帶電粒子的運動而產生的一種物理場。處於電磁場的帶電粒子會受到電磁場的作用力。電磁場與帶電粒子(電荷或電流)之間的交互作用可以用馬克士威方程組和勞侖茲力定律來描述。 電磁場可以被視為電場和磁場的連結。追根究底,電場是由電荷產生的,磁場是由移動的電荷(電流)產生的。對於耦合的電場和磁場,根據法拉第電磁感應定律,電場會隨著含時磁場而改變;又根據馬克士威 - 安培方程式,磁場會隨著含時電場而改變。這樣,形成了傳播於空間的電磁波,又稱光波。無線電波或紅外線是較低頻率的電磁波;紫外光或 X - 射線是較高頻率的電磁波。 電磁場涉及的基本交互作用是電磁交互作用。這是大自然的四個基...
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電磁場
靜電場 / 靜磁場問題可以簡化為拉普拉斯方程式或者帕松方程式,時諧電磁場問題可以簡化為亥姆霍茲方程式。在這些簡化之下,比直接求解馬克士威方程式要容易。 在電子工程中,靜電場 / 靜磁場主要用於計算電容和電感。時諧電磁場主要用於計算天線和微波器件的參數,或者雷達目標的散射截面。 ## 電磁場的結構 電磁場的結構可以從兩種迥然不同的觀點來研究:古典觀點與量子觀點。 ### 連續結構 在古典電磁學裏,電場和磁場是由帶電物體的連續平滑運動產生的。例如,連續平滑振盪中的電荷所產生的電磁場,可以被視為類波動的電磁場。任意連續平滑振盪,可以分解為一組不同頻率的正弦波。對於這案例,通過電磁場,在兩個位置之間的能量傳輸的機制,被視為是連續的...
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電磁場
電磁場的物理行為可以分解為一個反饋迴路的四部份: (1) 電荷或電流產生電磁場, (2) 電磁場的電場和磁場交互作用, (3) 電磁場施加作用力於電荷或電流, (4) 電荷或載有電流的導體移動於空間。 學習電磁學常犯的一個錯誤,就是誤認電磁場的量子為產生電磁場的帶電粒子。在日常生活裏,帶電粒子,像電子,緩慢地移動於物質內部,通常速度大約為幾公分/秒,但是電磁場傳播的速度是光速,大約為三十萬公里/秒。數量級差為一百萬。當然,帶電粒子可以以相對論性速度移動,接近電磁場的傳播速度。但是,這樣做需要給予帶電粒子超大的能量。這只能在粒子加速器內做到;而不可能發生於人類日常生活。 電磁場的反饋迴路可以總括為一個列表,包括屬於反饋迴路的每一部...
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電磁場
: $\nabla \cdot \mathbf {E} ={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}$ (高斯定律)、   : $\nabla \cdot \mathbf {B} =0$ (高斯磁定律)、   : $\nabla \times \mathbf {E} =-{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}$ (法拉第電磁感應定律)、   : $\nabla \times \mathbf {B} =\mu _{0}\mathbf {J} +\mu _{0}\varepsilon _{0}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\pa...
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電磁場
詹姆斯・馬克士威發現,使用安培定律的方程式,則對於含時電荷分佈,無法滿足電荷守恆定律。為了要彌補這缺陷,必須增加一個位移電流項目於安培定律的方程式。因為這個修改,他緊接地推導出在真空裏的電磁波方程式。 ## 健康與安全 環繞在電力線和電力原件四周的非常低頻率電磁場,對於人體的潛在健康影響,是一個仍舊進行中的研究領域和大眾辯論的熱門題目。在有些工作場所,電磁場可能會是平均值的 10,000 倍,美國國家職業安全衛生研究所已經發佈了一些警誡建議,但是強調相關數據仍舊有限,不足以做明確的結論。 電磁場對於人體健康的潛在影響,會因電磁場的頻率和強度變化良多。以下列出電磁光譜的幾個部份,有關其中某一部分的電磁場會對人體造成的健康影響,請...
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姚期智
**姚期智**(英語:Andrew Chi-Chih Yao;1946 年 12 月 24 日 —),男,漢族,湖北孝感人,生於上海,中國電腦科學家,2000 年圖靈獎得主,是目前唯一一位獲得此獎項的華人。現任北京清華大學交叉資訊研究院院長、北京清華大學理論電腦科學研究中心主任兼教授、香港中文大學博文講座教授、新竹國立清華大學榮譽講座,以及國立臺灣大學特聘研究講座教授,香港中文大學(深圳)傑出大學教授。 ## 生平 姚期智是湖北孝感人,1946 年 12 月 24 日出生於上海,幼年隨父母移居臺灣,在臺灣長大、受教育。 1967 年,姚期智畢業於國立臺灣大學,獲物理學學士學位。之後赴美國深造。1972 年獲哈佛大學物理學博士學...
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姚期智
* 2017 年,轉為中國科學院院士 ## 家庭 妻子儲楓(Frances Yao),2004 年至 2011 年在香港城市大學電腦科學系擔任系主任。 ## 研究方向 * 演算法分析 * 計算複雜性 * 通訊複雜性 * 密碼協定 * 量子計算 ## 注釋 ## 參考文獻 ## 外部連結 * 姚期智在(北京)清華大學的個人頁面(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) * 姚期智在(北京)清華大學交叉資訊研究院官網(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) ## 參見 * 圖靈獎 * 清華大學交叉資訊研究院 * 清華大學高等研究院
[ -0.27065879106521606, 0.008175909519195557, -0.06377702951431274, 0.13530051708221436, -0.4986174702644348, -0.10609892755746841, -0.06833057105541229, 0.1259194016456604, 0.027162572368979454, -0.08967044949531555, -0.119881771504879, 0.2309531420469284, -0.155528262257576, 0.020028052851...
馬克士威-法拉第方程式
**馬克士威方程組**(英語:Maxwell's equations),或稱**馬克士威 - 黑維塞方程組**(英語:Maxwell-Heaviside equations),是一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關係的偏微分方程式。該方程組由四個方程式組成,分別是描述電荷如何產生電場的高斯定律、表明磁單極子不存在的高斯磁定律、解釋時變磁場如何產生電場的法拉第感應定律,以及說明電流和時變電場怎樣產生磁場的馬克士威 - 安培定律。馬克士威方程組是因英國物理學家詹姆斯・馬克士威而命名。馬克士威在 19 世紀 60 年代構想出這方程組的早期形式。 在不同的領域會使用到不同形式的馬克士威方程組。例如,在高能物理學與引力物理學裏,通常...
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馬克士威-法拉第方程式
高斯磁定律表明,磁單極子(磁荷)並不存在於宇宙。在實驗方面,物理學者迄今仍尚未發現磁單極子存在的明確證據。由物質產生的磁場是被一種稱為偶極子的位形所生成。磁偶極子最好是用電流迴路來表示。磁偶極子好似不可分割地被束縛在一起的正磁荷和負磁荷,其淨磁荷為零。磁場線沒有初始點,也沒有終止點。磁場線會形成迴圈或延伸至無窮遠。換句話說,進入任何區域的磁場線,也必須從那區域離開。以術語來說,通過任意閉曲面的磁通量等於零,磁場是一個螺線向量場。 部分學者認為這個定律沒有名字或稱之為**無自由磁單極子定律**。 ### 法拉第感應定律 法拉第感應定律描述時變磁場怎樣感應出電場。電磁感應是許多發電機的運作原理。例如,一塊旋轉的條形磁鐵會產生時變磁...
[ 0.3186635375022888, 0.19460831582546234, 0.16829633712768555, 0.11616776138544083, 0.1606058031320572, 0.08952511101961136, 0.4967121481895447, 0.2979695796966553, 0.26599180698394775, -0.04153475537896156, -0.019237808883190155, 0.33213189244270325, -0.13365183770656586, -0.40811824798583...
馬克士威-法拉第方程式
採用不同的單位制,馬克士威方程組的形式會稍微有所改變,大致形式仍舊相同,只是不同的常數會出現在方程式內部不同位置。國際單位制 (SI) 是最常使用的單位制,在工程學、化學領域大多都採用這種單位制,大學物理教科書也幾乎都使用這種單位制。其它常用的單位制有高斯單位制、勞侖茲 - 黑維塞單位制和普朗克單位制。由厘米 - 克 - 秒制衍生的高斯單位制,比較適合於教學用途,能夠使得方程式看起來更簡單、更易懂。稍後會詳細闡述高斯單位制。勞侖茲 - 黑維塞單位制也是衍生於厘米 - 克 - 秒制,主要用於粒子物理學。普朗克單位制是一種自然單位制,其單位都是根據大自然的性質定義,不是由人為設定。普朗克單位制是研究理論物理學非常有用的工具,能夠在理論論...
[ 0.24420900642871857, 0.3600761890411377, 0.3422508239746094, 0.1306181401014328, 0.2956990599632263, 0.1666143536567688, 0.5945260524749756, 0.1441144496202469, 0.19086484611034393, -0.06808994710445404, -0.275381863117218, 0.2635827362537384, -0.21889539062976837, -0.3652910888195038, 0...
馬克士威-法拉第方程式
古典平均運算是一種比較簡單的平均程序,給定函數 $F(\mathbf {r} ,t)$ ,這函數的空間平均定義為   : $F(\mathbf {r} ,t)=\int _{\mathbb {V} }w(\mathbf {r} ')F(\mathbf {r} -\mathbf {r} ',t)\ \mathrm {d} ^{3}r'$ ; 其中, $\mathbb {V} $ 是平均運算的空間, $w(\mathbf {r} ')$ 是權重函數。 很多函數都可以選為優良的權重函數,高斯函數正是一例:   : $w(\mathbf {r} )={\frac {1}{(\pi R^{2})^{3/2}}}e^{-r^{2}/R^...
[ -0.0019140226067975163, 0.18860213458538055, 0.35706689953804016, 0.3881455361843109, 0.18048103153705597, 0.1735716164112091, 0.4840129017829895, 0.24529746174812317, 0.21245308220386505, -0.201736718416214, -0.3191632330417633, 0.26419660449028015, -0.164094015955925, -0.4419642388820648...
馬克士威-法拉第方程式
法拉第定律與馬克士威 - 安培定律共同主導著在空間內電磁場隨著時間流易的演化,而高斯定律與高斯磁定律則是約束方程式,電磁場必須在所有時間與空間遵守這兩個約束方程式。理論而言,可以假設某種電磁場在所有空間服從法拉第定律與馬克士威 - 安培定律的指揮,反之,如果他們不遵守高斯定律與高斯磁定律的約束,則它們無法實際存在於真實世界。換句話說,法拉第定律與馬克士威 - 安培定律會給出額外的解答,其不符合高斯定律與高斯磁定律的約束。 舉例而言,假設電荷源與電流源為零,採用直角坐標系,根據高斯定律與高斯磁定律,對於電場與磁場在空間每一個位置可以分別自由設定兩個分量, $E_{x}$ 、 $E_{y}$ 與 $B_{x}$ 、 $B_{y}$ (...
[ 0.030700134113430977, 0.0688658282160759, 0.45623326301574707, 0.08718164265155792, 0.07053966075181961, -0.11619453877210617, 0.4412434697151184, 0.22648626565933228, 0.33416828513145447, -0.050343211740255356, 0.1163753867149353, 0.4375903308391571, -0.29941239953041077, -0.4010714888572...
馬克士威-法拉第方程式
: $\nabla \times \mathbf {B} =\mu _{0}\varepsilon _{0}{\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}$ 。 從這方程組,應用一些向量恆等式,經過一番運算,可以得到電場與磁場的波動方程式:   : ${\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {E} }{\partial t^{2}}}-\nabla ^{2}\mathbf {E} =0$ 、   : ${\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {B} }{\partial t^{2}...
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馬克士威-法拉第方程式
假設,施加外電場於介電質。施加這個電場的結果是,介電質的分子會形成一個微觀的電偶極子,其伴隨著電偶極矩。分子的原子核會朝著電場的方向稍微遷移位置,而電子則會朝著相反方向稍微遷移位置。這形成了介電質的電極化。如右圖的理想狀況所示,雖然,所有涉及的電荷都仍舊束縛於其原本的分子,由於這些微小遷移所造成的電荷分佈,變得好像是在介電質的一邊形成了一薄層正表面電荷,在另一邊又形成了一薄層負表面電荷。電極化強度定義為介電質內部的的電偶極矩密度,也就是單位體積的電偶極矩。在介電質內部,假設電極化強度 $\mathbf {P} $ 是均勻的,則宏觀的面束縛電荷只會出現於介電質表面,即 $\mathbf {P} $ 進入或離開介電質之處;否則,假設 $...
[ 0.17722001671791077, 0.36313924193382263, 0.04876914247870445, 0.13832780718803406, 0.09603061527013779, 0.05251939967274666, 0.4693722128868103, 0.07847033441066742, 0.2694630026817322, -0.2391922026872635, -0.22792255878448486, 0.22968041896820068, 0.008958807215094566, -0.42159265279769...
馬克士威-法拉第方程式
本構關係式的基礎建立於附屬場 $\mathbf {D} $ 與 $\mathbf {H} $ 的定義式:   : $\mathbf {D} (\mathbf {r} ,t)\ {\stackrel {def}{=}}\ \epsilon _{0}\mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)+\mathbf {P} (\mathbf {r} ,t)$ 、   : $\mathbf {H} (\mathbf {r} ,t)\ {\stackrel {def}{=}}\ {\frac {1}{\mu _{0}}}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)-\mathbf {M} (\mathbf {r} ,t...
[ 0.07360748946666718, 0.19733338057994843, 0.34268149733543396, -0.07149524241685867, 0.10890669375658035, 0.46618518233299255, 0.29665815830230713, 0.4408141076564789, 0.20090235769748688, -0.19824863970279694, -0.3240308463573456, 0.1392022967338562, -0.15059563517570496, -0.5630385279655...
馬克士威-法拉第方程式
: $\mathbf {H} =\mathbf {B} /\mu $ ; 其中, $\varepsilon $ 是物質的電容率, $\mu $ 是物質的磁導率。 儘管只是線性案例,仍舊可能很複雜。 * 在均質材料裏, $\varepsilon $ 與 $\mu $ 為常數;在非均質材料裏,則依位置而變換。 * 在各向同性材料裏, $\varepsilon $ 與 $\mu $ 為標量;在各向異性材料裏,例如晶體,它們是張量。 * 對於色散材料, $\varepsilon $ 和 $\mu $ 都跟入射電磁波的頻率有關。 ### 邊界條件 如同其它微分方程組一般,必須設定邊界條件與初始條件,才能給出馬克士威方程組的唯一解答。...
[ 0.34069764614105225, -0.008523982018232346, 0.40478211641311646, 0.1635085642337799, 0.10818671435117722, 0.16792429983615875, 0.4794670343399048, 0.1915808916091919, 0.0865042582154274, -0.14077632129192352, -0.13856449723243713, 0.19287951290607452, -0.18947331607341766, -0.4533672630786...
馬克士威-法拉第方程式
馬克士威方程組與狹義相對論之間的關係密切。不只是因為馬克士威方程組對於狹義相對論的初始發展,做了相當大的貢獻,也因為狹義相對論激盪出一種更簡潔的表述,能以協變張量來表達馬克士威方程組。 自由空間的馬克士威方程組的形式,對於任意慣性坐標系,都是一樣的。在狹義相對論裏,為了要更明確地表達出這論點,必須以四維向量和張量寫出協變形式的馬克士威方程組。這表述的一個構成要素為電磁張量,其是結合了電場和磁場在一起的二階反對稱張量。電磁張量 $F_{\alpha \beta }$ 表示為:   : $F_{\alpha \beta }=\left({\begin{matrix}0&-{E_{x}}/{c}&-{E_{y}}/{c}&-{E_{z...
[ -0.052709490060806274, 0.11590126156806946, 0.35948580503463745, 0.15390825271606445, 0.2932274043560028, -0.024396242573857307, 0.5003840923309326, 0.3466809391975403, 0.21320514380931854, -0.147493377327919, -0.3595389425754547, 0.4157920479774475, -0.26015427708625793, -0.40616428852081...
馬克士威-法拉第方程式
: $G^{\mu \nu }=\left({\begin{matrix}0&B_{x}&B_{y}&B_{z}\\-B_{x}&0&-{E_{z}}/{c}&{E_{y}}/{c}\\-B_{y}&{E_{z}}/{c}&0&-{E_{x}}/{c}\\-B_{z}&-{E_{y}}/{c}&{E_{x}}/{c}&0\end{matrix}}\right)$ 。 另外一個要素是四維電流密度 $J^{\alpha }$ :   : $J^{\alpha }=(c\rho ,\mathbf {J} )$ ; 其中, $\rho $ 是電荷密度, $\mathbf {J} $ 是電流密度。 藉著這些要素,採用愛因斯坦求和約定,...
[ -0.07074201107025146, 0.15424242615699768, 0.34751904010772705, 0.4215346574783325, 0.2643328607082367, 0.2595472037792206, 0.6379401087760925, 0.22884829342365265, 0.19731223583221436, -0.10669196397066116, -0.26897934079170227, 0.41009968519210815, -0.22419942915439606, -0.33330711722373...
馬克士威-法拉第方程式
: $\mathbf {B} =\nabla \times \mathbf {A} $ 。 從這兩個定義式,兩個齊次馬克士威方程式自動成立,另外兩個非齊次方程式變為   : $\nabla ^{2}\phi +{\frac {\partial }{\partial t}}\left(\nabla \cdot \mathbf {A} \right)=-\ {\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}$ 、   : $\left(\nabla ^{2}\mathbf {A} -{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {A} }{\partial t^{2}...
[ 0.12999747693538666, 0.04909459128975868, 0.23084215819835663, 0.28806638717651367, 0.15641869604587555, 0.19331878423690796, 0.5775017738342285, 0.41082435846328735, 0.26342594623565674, -0.06869193911552429, -0.22423362731933594, 0.2624460756778717, -0.11218184977769852, -0.3083823025226...
馬克士威-法拉第方程式
: $\nabla ^{2}\mathbf {A} -{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}\mathbf {A} }{\partial t^{2}}}=-\mu _{0}\mathbf {J} $ 。 利用達朗白算符來表示將會更簡潔,   : $\Box \phi =-\ {\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}}$ 、   : $\Box \mathbf {A} =-\mu _{0}\mathbf {J} $ 。 其中, $\Box =\partial ^{2}=\partial _{\alpha }\partial ^{\alpha }=\left(\na...
[ 0.1645408719778061, 0.11017578095197678, 0.3541660010814667, 0.2669295072555542, 0.057905085384845734, 0.3570609986782074, 0.43807971477508545, 0.3243023753166199, 0.30135422945022583, -0.05904092639684677, -0.26896774768829346, 0.5318244099617004, -0.0862845703959465, -0.3158673942089081,...
馬克士威-法拉第方程式
: $\nabla _{\beta }F^{\mu \nu }=\partial _{\beta }F^{\mu \nu }+{\Gamma ^{\mu }}_{\alpha \beta }F^{\alpha \nu }+{\Gamma ^{\nu }}_{\alpha \beta }F^{\mu \alpha }$ ; 其中, $\Gamma _{\alpha \beta }^{\mu }$ 是表現時空彎曲的克里斯托費爾符號。 所以,馬克士威方程組又可以表示為   : $\partial _{\beta }F^{\alpha \beta }+{\Gamma ^{\alpha }}_{\omega \beta }F^{\ome...
[ 0.25054696202278137, 0.18602603673934937, 0.5185311436653137, 0.1038784459233284, 0.1796261966228485, 0.13975462317466736, 0.49546778202056885, 0.28953421115875244, 0.15733769536018372, -0.0608493871986866, -0.3223564326763153, 0.3305671215057373, -0.21828289330005646, -0.29328396916389465...
馬克士威-法拉第方程式
: ${\begin{matrix}c\rho _{e}\to \rho _{m}\quad &\mathbf {E} \to c\mathbf {B} \quad &c\mathbf {j} _{e}\to \mathbf {j} _{m}\\\rho _{m}\to -c\rho _{e}\quad &c\mathbf {B} \to -\mathbf {E} \quad &\mathbf {j} _{m}\to -c\mathbf {j} _{e}\end{matrix}}$ 。 這種對調運作是一種廣義對偶變換的一個特別案例。 近期,物理學者發現,有些凝聚體,例如自旋冰,會展示出貌似磁單極子的湧現行為。儘管這些事件被描述為...
[ 0.3853066861629486, 0.2922731935977936, 0.17516431212425232, 0.18987800180912018, 0.0948973149061203, 0.12162118405103683, 0.7562416195869446, 0.42970550060272217, 0.15982221066951752, 0.1859402060508728, -0.2953382730484009, 0.31272634863853455, -0.30096539855003357, -0.3729114234447479, ...
ASCII_art
**ASCII 藝術**(英語:ASCII art),又名「文字圖」、「字元畫」,是一種主要依靠電腦 ASCII 字元來表達圖像的藝術形式,最早於 1982 年美國卡內基梅隆大學出現,網際網路剛出現時在英語世界的社交網(Usenet、BITNET、網路論壇、FidoNet、電子布告欄系統 BBS)上時常利用到的表情符號。它可以由文字編輯器生成。很多 ASCII 藝術要求使用定寬字型(固定寬度的字型,例如在傳統打字機上使用的字型)來顯示。 ASCII 藝術用於當文字比圖像更穩定和更快顯示的場合。包括打字機、電傳打字機、沒有圖形的終端,早期的電腦網路,電子郵件和 Usenet 的新聞資訊中。 ## ASCII 藝術的類型和例子 最...
[ -0.18529675900936127, 0.04644475504755974, 0.03865142539143562, -0.02904387190937996, -0.18145529925823212, 0.12851360440254211, 0.4774818420410156, -0.05793637037277222, 0.18295828998088837, 0.18234772980213165, -0.17052406072616577, 0.5522780418395996, 0.1605062633752823, -0.199914082884...
ASCII_art
HHHH HHHH IIII HHHH HHHH IIII HHHHHHHHHHHHHH IIII HHHHHHHHHHHHHH IIII HHHHHHHHHHHHHH IIII HHHH HHHH IIII HHHH HHHH IIII HHHH HHHH IIII HHHHHH HHHHHH IIIIII...
[ 0.0898602083325386, 0.21564100682735443, -0.03412562981247902, 0.26151353120803833, -0.2648334801197052, 0.3299657106399536, 0.28705084323883057, 0.1430458128452301, 0.26069700717926025, 0.31559714674949646, -0.28272315859794617, 0.3103185296058655, -0.06762827187776566, -0.299477070569992...
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有很多文字編輯器用於生成直線、矩形以及填充圖形等等。直接使用這些工具可以很方便的生成各種 ASCII 藝術圖形。把一幅點陣圖是向量量子化的特例。一個例子如下所示: ``` aaaaaa222222SSSSSS2222222SSSS2a22222SSSSSSSS22aaaaaaaa222222SS222aaaZaaZZZZ 2222aaaaS2222222222222222SS2SS22222SSXXXSSXSSXSSSXXXXXSSXSXXXXXX7XSSSSSSS22 2222222aaaZZa222222a222222SS22a22SSX77rrr777X77XXXSSSSSXSSXSSSXXXSXSS22S222 22a22...
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ASCII 藝術圖形可以放到 HTML 文件中,但是通常要放置在**<pre> </pre>** 格式文字標籤中,以使得字型可以正確以等寬字型顯示。另外,也可以通過 CSS 的方式在 HTML 中生成 ASCII 藝術。 ## 相關條目 * ASCII 立體圖 ## 外部連結 **ASCII 藝術編輯器:** * Jave - a free versatile 使用 Java 編寫的 ASCII 編輯器(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) * 文字生成器 * 另一個生成光柵 ASCII 藝術的程式 * Japanese Ascii Art.image(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) * Boxes - 一個免費的生成和...
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统计物理
**統計力學**(英語:**statistical mechanics**)是一個以波茲曼等人提出以最大熵理論為基礎,藉由配分函數將有大量組成成分(通常為分子)系統中微觀物理狀態(例如:動能、位能)與宏觀物理量統計規律 (例如:壓力、體積、溫度、熱力學函數、狀態方程式等)連結起來的科學。如氣體分子系統中的壓力、體積、溫度。易辛模型中磁性物質系統的總磁矩、相變溫度、和相變指數。 通常可分為平衡態統計力學,與非平衡態統計力學。其中以平衡態統計力學的成果較為完整,而非平衡態統計力學至今也在發展中。統計物理其中有許多理論影響著其他的學門,如資訊理論中的資訊熵。化學中的化學反應、耗散結構。和發展中的經濟物理學這些學門當中都可看出統計力學研究...
[ -0.0786912590265274, 0.35146385431289673, 0.10842853784561157, 0.5187022686004639, -0.3918362855911255, 0.05784367024898529, 0.17588183283805847, -0.07222222536802292, 0.30674034357070923, -0.018324729055166245, -0.36774560809135437, 0.30181509256362915, -0.12898583710193634, -0.4119396209...
媒介子
在量子力學裡,粒子可以分為**玻色子**(英語:**boson**)與費米子。玻色子由保羅・狄拉克命名,是為了紀念印度物理學者薩特延德拉・玻色的貢獻。他與阿爾伯特・愛因斯坦合作發展出的玻色 - 愛因斯坦統計可以描述玻色子的性質。在所有基本粒子中,標準模型的幾個傳遞作用力的規範子,光子、膠子、W 玻色子、Z 玻色子都是玻色子,賦予基本粒子質量的希格斯子是玻色子,已被證實。在量子引力理論裏傳遞引力的引力子也是玻色子,尚未被證實存在。在複合粒子裏,介子是玻色子,質量數為偶數的穩定原子核,像重氫 2H(原子核由一顆質子和一顆中子組成,質量數為 2)、氦 - 4、鉛 - 208 等也是玻色子,準粒子像庫柏對、等離體子、聲子等都是玻色子。 多...
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媒介子
在大型系統裏,只當在粒子密度很大時,也就是說,當它們的波函數重疊時,玻色子統計與費米子統計才會顯示出來;在密度很小時,兩種統計都可以用古典力學的馬克士威 - 波茲曼統計作良好近似。 ## 基本玻色子 所有觀測到的基本粒子,不是費米子,就是玻色子。所有觀測到的基本玻色子都是規範玻色子:光子、W 玻色子、Z 玻色子、膠子、希格斯玻色子。 * 膠子 - 強交互作用的媒介粒子,自旋為 1,共 8 種。 * 光子 - 電磁交互作用的媒介粒子,自旋為 1,共 1 種。 * W 及 Z 玻色子 - 弱交互作用的媒介粒子,自旋為 1,共 3 種。 * 希格斯玻色子 - 通過希格斯機制將質量給予其它粒子,自旋為 0,目前只發現 1 種。 * 引...
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媒介子
* W - 玻色子 * 仲統計法(parastatistics) ## 註釋 ## 參考文獻
[ -0.08249010890722275, 0.3457881212234497, 0.16119402647018433, 0.020297329872846603, -0.13585887849330902, 0.18347664177417755, 0.33909475803375244, -0.011983984149992466, 0.21637532114982605, 0.07775433361530304, -0.16938337683677673, 0.25903865694999695, -0.10719061642885208, -0.23193483...
费米子
在粒子物理學裏,**費米子**(英語:**fermion**)是遵守費米 - 狄拉克統計的粒子。費米子包括所有夸克與輕子,任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子,所有重子與很多種原子與原子核都是費米子。術語費米子是由保羅・狄拉克給出,紀念恩里科・費米在這領域所作的傑出貢獻。 費米子可以是基本粒子,例如電子,或者是複合粒子,例如質子、中子。根據相對論性量子場論的自旋統計定理,自旋為整數的粒子是玻色子,自旋為半整數的粒子是費米子。除了這自旋性質以外,費米子的重子數與輕子數守恆。因此,時常被引述的「自旋統計關係」實際是一種「自旋統計量子數關係」。 根據費米 - 狄拉克統計,對於 N 個全同費米子,假設將其中任意兩個費米子交換,則由於描述...
[ -0.21567119657993317, 0.5054749846458435, 0.03263787180185318, 0.46061477065086365, 0.023560799658298492, 0.30140015482902527, 0.295859158039093, 0.09720597416162491, -0.003502132371068001, -0.1334802657365799, -0.0723966434597969, 0.08006945252418518, -0.10355152189731598, -0.135752186179...
费米子
複合粒子到底是玻色子還是費米子,這判別是在遠距離(與粒子尺寸做比較)進行。在複合粒子鄰近,空間結構開始顯得重要,其物理行為與組成的成份有關。 當費米子鬆散地結合成對時,可能會展示出玻色子行為。這物理機製造成了氦 - 3 的超導性質與超流體性質的。在超導物質裏,通過交換聲子,電子形成庫柏對;在氦 - 3 裏,庫柏對是通過自旋漲落形成庫柏對。 在分數量子霍爾效應(fractional quantum Hall effect)裏出現的準粒子知名為複合費米子,它是負載偶數個量子渦旋的電子。 ## 參閱 * 任意子 * 手徵性 * 費米凝聚 * 費米場(Fermionic field) * 全同粒子 ## 註釋 ## 參考文獻
[ -0.20517799258232117, 0.260179728269577, 0.11932462453842163, 0.5374044179916382, -0.15217363834381104, 0.2310095727443695, 0.11713561415672302, -0.06732538342475891, 0.05164173245429993, 0.23445917665958405, -0.1974826455116272, 0.009235300123691559, -0.07754722982645035, -0.0346457548439...
愛因斯坦場方程式
**愛因斯坦場方程式**(英語:Einstein field equations)是由愛因斯坦於 1915 年在廣義相對論中提出。場方程式定義引力為一種幾何效應,而時空的曲率則是取決於物質的能量動量張量。也就是說,如同牛頓的萬有引力定律中質量作為引力的來源,亦即有質量就可以產生吸引力,但牛頓的萬有引力定律將引力描述成瞬時傳播的力,而愛因斯坦認為並不存在所謂的 "引力",他從諧和座標的弱場近似得出弱力場的傳遞速度為光速,而且場方程式只要通過近似手段,如弱場、靜態、空間緩變,就能推出牛頓近似。 愛因斯坦重力場方程式是用來計算動量與能量所造成的時空曲率,再搭配測地線方程式,就可以求出物體在重力場中的運動軌跡。這個想法與電磁學的想法是類似...
[ 0.2352665811777115, 0.23952420055866241, 0.029530640691518784, 0.6597371697425842, 0.04800080507993698, -0.12177006155252457, 0.6061848402023315, 0.015462285839021206, 0.22012844681739807, 0.015133452601730824, -0.08014804124832153, 0.507452130317688, -0.20534665882587433, -0.3667026162147...
愛因斯坦場方程式
儘管愛因斯坦方程式的形式看起來很簡單,實際上他們是一組複雜的二階非線性微分方程式。只要給定一個質量與能量分布,亦即能量 - 動量張量,愛因斯坦場方程式就變成一個度規張量 _gμν_ 的微分方程式。 一般我們藉由定義愛因斯坦張量 ( 一個對稱的與度規 _gμν_ 有關的二階張量) : $G_{\mu \nu }=R_{\mu \nu }-{\tfrac {1}{2}}R\,g_{\mu \nu },$ 來將愛因斯坦場方程式寫成一個更加簡單的形式: $G_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }.$ 。 若使用幾何化單位制或稱自然單位制,則 _G_ = _c_ = 1,場方程式因此簡...
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愛因斯坦場方程式
場方程式的一個重要結果是遵守局域的(local)能量與動量守恆,透過應力 - 能量張量(代表能量密度、動量密度以及應力)可寫出:   : $\nabla _{\nu }T^{\mu \nu }=T^{\mu \nu }{}_{;\nu }=0$ 場方程式左邊(彎曲幾何部份)因為和場方程式右邊(物質狀態部份)僅成比例關係,物質狀態部份所遵守的守恆律因而要求彎曲幾何部份也有相似的數學結果。透過微分比安基恆等式,以描述時空曲率的里奇張量 $R^{\mu \nu }\,$ (以及張量縮併後的里奇純量 $R\equiv R_{\mu }^{\mu }\,$ )之代數關係所設計出來的愛因斯坦張量 $G^{\mu \nu }\equiv R^...
[ 0.08570779860019684, 0.2082582712173462, 0.08753247559070587, 0.46996188163757324, -0.04986036568880081, -0.13391630351543427, 0.7689383029937744, 0.06496788561344147, 0.21124295890331268, -0.04379400983452797, -0.10767488926649094, 0.6083592176437378, -0.1459624022245407, -0.3620315492153...
愛因斯坦場方程式
1. 此一理論所描述的靜態宇宙是不穩定的。 2. 十年後,由愛德溫・哈伯對於遠處星系所作觀測的結果證實我們的宇宙正在膨脹,而非靜態。 因此, $\Lambda $ 項在之後被捨棄掉,且愛因斯坦稱之為「一生中最大的錯誤」("biggest blunder [he] ever made")。之後許多年,學界普遍設宇宙常數為 0。 儘管最初愛因斯坦引入宇宙常數項的動機有誤,將這樣的項放入場方程式中並不會導致任何的不一致性。事實上,近年來天文學研究技術上的進步發現,要是存在不為零的 $\Lambda $ 確實可以解釋一些觀測結果。 愛因斯坦當初將宇宙常數視為一個獨立參數,不過宇宙常數項可以透過代數運算移動到場方程式的另一邊,而將這一項...
[ 0.18665187060832977, 0.41045549511909485, 0.1541866958141327, 0.06293929368257523, -0.015802986919879913, -0.1986909806728363, 0.7830439209938049, -0.08420376479625702, 0.07270621508359909, 0.05339602008461952, -0.013515345752239227, 0.4783264398574829, 0.0013223346322774887, -0.1112128347...
愛因斯坦場方程式
若能量 - 動量張量 $T_{\mu \nu }$ 在所關注的區域中為零,則場方程式被稱作真空場方程式。在完整的場方程式中設定 $T_{\mu \nu }=0$ ,則真空場方程式可寫為:   : $R_{\mu \nu }={1 \over 2}g_{\mu \nu }R\ $ 對此式做張量縮併,亦即使指標 μ 跟 ν 相同:   : $R\equiv R_{\mu }^{\mu }=g^{\mu \nu }R_{\mu \nu }=g^{\mu \nu }{1 \over 2}g_{\mu \nu }R$ 由於 $g^{\mu \nu }g_{\mu \nu }=\delta _{\mu }^{\mu }$ ,整理可得: ...
[ 0.1927831470966339, 0.41719964146614075, 0.1139955073595047, 0.37531012296676636, 0.21974343061447144, -0.3082135021686554, 0.8918700814247131, 0.08846826106309891, 0.26923903822898865, 0.13630549609661102, -0.18148338794708252, 0.5321295857429504, -0.1015135869383812, -0.3591987192630768,...
愛因斯坦場方程式
: $T^{\alpha \beta }=\,-{\frac {1}{\mu _{0}}}\left(F^{\alpha }{}^{\psi }F_{\psi }{}^{\beta }+{1 \over 4}g^{\alpha \beta }F_{\psi \tau }F^{\psi \tau }\right)$ 則此方程組稱為「 愛因斯坦 - 馬克士威方程式」:   : $R^{\alpha \beta }-{1 \over 2}Rg^{\alpha \beta }+\Lambda g^{\alpha \beta }={\frac {8\pi G}{c^{4}\mu _{0}}}\left(F^{\alpha }{}^{\ps...
[ 0.05179198086261749, 0.28023290634155273, 0.09304884076118469, 0.5423688888549805, 0.07912366837263107, -0.2262469083070755, 0.8264768719673157, 0.0975319966673851, 0.1320517361164093, -0.05574217066168785, -0.29825636744499207, 0.4983167052268982, -0.2690427005290985, -0.3802293837070465,...
原子序数
**原子序數**(英語:atomic number)簡稱**原子序**,是一個原子核內質子的數量,因此也稱**質子數**,也等於原子電中性時的核外電子數;擁有同一原子序的原子屬於同一化學元素。原子序數的符號是 _Z_,通常原子序數標在元素符號的左下方,如:1H 是氫,6C 是碳。因為特定元素的原子序總是確定的,所以此值一般不需要標示。 德米特里・門捷列夫在制定其元素周期表時發現,假如將元素按其原子核質量來排列會出現一些不規則的情況。比如碲的原子核比碘重,但從化學性質上來說,碲明顯是與氧、硫、硒一族的,而碘與氟、氯、溴是一族的,也就是說,碘要排在碲之後。1913 年亨利・莫塞萊發現這個異常的解決方法不是按原子質量,而是按原子核的電荷...
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參考坐標
**參考系**,又稱**參照系**、**基準系**、**坐標系**、**參考坐標**等,在物理學中指用以測量並記錄位置、定向以及其他物體屬性的坐標系;或指與觀測者的運動狀態相關的觀測參考系;又或同指兩者。 ## 各種參考系 參考系有許多種,所以在提到參考系時,常會在前面加上字詞指定是哪一種參考系,如笛卡兒坐標系。人們也會指定參考系的屬性:旋轉參考系強調參考系的運動狀態,伽利略參考系強調系與系之間的變換法,而宏觀或微觀參考系則強調參考系的尺度大小。 在本條目中,「觀測者參考系」強調的是運動的狀態,而非某種特定坐標系的選擇,或是用於觀測的儀器。這種用法能夠研究觀測者的運動對坐標系的影響,無論觀測者使用的坐標系是哪一種。另一方面,當...
[ -0.13995803892612457, 0.2383039891719818, 0.1109205037355423, -0.3055114150047302, -0.03563099354505539, 0.3177994191646576, 0.055506423115730286, -0.14964856207370758, 0.1717274785041809, 0.19316819310188293, -0.08318658918142319, 0.2886013388633728, -0.1661643534898758, -0.20164360105991...
參考坐標
: $x^{j}=x^{j}(x,\ y,\ z,\ \dots )\ ,$     $j=1,\ \dots \ ,\ n\ $ 其中 $x$ 、 $y$ 、 $z$ 等等為該點的 $n$ 個笛卡爾坐標數。給定這些函數,定義**坐標面**為以下關係:   : $x^{j}(x,y,z,\dots )=$ 常數 $j=1,\ \dots \ ,\ n\ .$ 這些面的相交處定義為**坐標線**。在任何一點上,與相交的坐標線相切的所有切線組成一組在那一點的**基向量**: $\{\mathbf {e} _{1},\mathbf {e} _{2},\ldots ,\mathbf {e} _{n}\}$ 。也就是:   : $\m...
[ -0.3881220817565918, 0.1902032345533371, 0.3586035370826721, -0.029467668384313583, 0.013480805791914463, 0.307585746049881, 0.07965515553951263, 0.27640634775161743, 0.17383810877799988, -0.02396209165453911, -0.31351640820503235, 0.0980057641863823, -0.03938383609056473, -0.0306461025029...
參考坐標
觀測者參考系有兩種:慣性與非慣性參考系。慣性參考系中的物理定律都處於最為簡單的形式。在狹義相對論中,這種參考系通過洛倫茲變換相互變換,其參數為快度。在牛頓力學中,慣性參考系定義為牛頓第一定律必須成立的參考系,也就是在這種參考系中的自由粒子要麼以直線恆速運行,要麼保持靜止。它們之間以伽利略變換互相轉換。 與之相對的是非慣性參考系,當中的物理現象必須用到假想力才能解釋。其中一個例子為位於地球表面的參考系。該參考系圍繞地球中心旋轉,因此造成一系列的假想力,如科里奧利力、離心力和引力。(這些力,包括引力在內,都是在真正的慣性參考系 —— 自由落體 —— 中不存在的。) ### 量度儀器 參考系的其中一方面在於,加載與參考系上的量度儀器...
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參考坐標
當時間為 $t=$ 0 _s_ 時,第一輛車位於 200 米處,而第二輛車位置為零,這符合實際情況。我們要設 $x_{1}=x_{2}$ ,並求 $t$ :   : $200+22t=30t\quad $   : $8t=200\quad $   : $t=25\quad \mathrm {s} $ 或者我們可以選擇位於第一輛車上的參考系 $S'$ 。在這個參考系裏,第一輛車是靜止的,而第二輛車跟隨在後,速度為 $v_{2}-v_{1}=$ 8 _m/s_。趕上前一輛車所需的時間為 ${\frac {d}{v_{2}-v_{1}}}={\frac {200}{8}}$ _s_,也就是 25 秒,同上。使用這個參考系比上一個參...
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參考坐標
加速參考系一般以撇號標記,所有與其相關的變量都加以撇號:_x'_ 、_y'_ 、_a'_ 等。 某慣性參考系和非慣性參考系之間的距離一般記為 **R**。取同時存在於兩個參考系中的任意點,從慣性參考系原點指向該點的向量長度為 **r**,而從非慣性參考系原點指向該點的向量長度為 **r'**。以下的關係成立:   : $\mathbf {r} =\mathbf {R} +\mathbf {r} '$ 取一階及二階導數後得:   : $\mathbf {v} =\mathbf {V} +\mathbf {v} '$   : $\mathbf {a} =\mathbf {A} +\mathbf {a} '$ 其中 **V**...
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參考坐標
: $\mathbf {a} '=\mathbf {a} -{\dot {\boldsymbol {\omega }}}\times \mathbf {r} '-2{\boldsymbol {\omega }}\times \mathbf {v} '-{\boldsymbol {\omega }}\times ({\boldsymbol {\omega }}\times \mathbf {r} ')-\mathbf {A} _{0}$ 兩邊乘以質量 _m_ 得   : $\mathbf {F} '=\mathbf {F} _{\mathrm {physical} }+\mathbf {F} '_{\mathrm {Euler} ...
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X射线
**X 射線**(英語:X-ray),又稱 **X 光**、**愛克斯射線**、**愛克斯光**,也稱作**倫琴射線**或**倫琴光**(Röntgen radiation),清朝時曾稱**照骨術**,是一種波長範圍在 0.01 奈米到 10 奈米之間(對應頻率範圍 30 PHz 到 30EHz)的電磁輻射形式。X 射線最初用於醫學成像診斷和 X 射線晶體學。X 射線也是游離輻射等這一類對人體有危害的射線。 X 射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。 ## 歷史 早期 X 射線重要的研究者有伊凡・普魯伊教授、威廉・克魯克斯爵士、約翰・威廉・希托夫、歐根・戈爾德斯坦、海因里希・赫茲、菲利普・萊納德、亥姆霍茲、尼古拉・特斯拉、...
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X射线
1895 年愛迪生研究了材料在 X 射線照射下發出螢光的能力,發現鎢酸鈣最為明顯。1896 年 3 月愛迪生發明了螢光觀察管,後來被用於醫用 X 射線的檢驗。然而 1903 年愛迪生終止了自己對 X 射線的研究,因為他公司的一名玻璃工人喜歡將 X 射線管放在手上檢驗,最後得了癌症,儘管進行了截肢手術仍然沒能挽回生命。巴克拉發現 X 射線能夠被氣體散射,並且每一種元素有其特徵 X 譜線。他因此獲得了 1917 年諾貝爾物理學獎。 在 20 世紀 80 年代,X 射線雷射器被設置為隆納・雷根總統的戰略主動防禦計劃的一部分。然而對該裝置(一種類似雷射炮,或者死亡射線的裝置,由熱核反應提供能量)最初的、同時也是僅有的試驗並沒有給出結論性的...
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X射线
X 射線的探測可基於多種方法。最普通的一種方法叫做照相底板法,這種方法在醫院里經常使用。將一片照相底片放置於人體後方,X 射線穿過人體內軟組織(皮膚及器官)後會照射到底片,令這些部位於底片經顯影後保留黑色;X 射線無法穿過人體內的硬組織,如骨或其他被注射含鋇或碘的物質,底片於顯影後會顯示成白色。光激影像板(image plate)因容易數位化,在少部分醫院已取代傳統底片。另一方法是利用 X 射線照射在特定材質上以產生螢光,例如碘化鈉(NaI)。科學研究上,除了使用 X 射線 CCD,也利用 X 射線游離氣體的特性,使用氣體游離腔做為 X 射線強度之偵測。這些方法只能顯示出 X 射線的光子密度,但無法顯示出 X 射線的光子能量。X 射...
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X射线
* 蓋革計數器 * N 射線 ## 外部連結 * Historical X-ray tubes (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) * Example Radiograph: Fractured Humerus (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
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邱奇-图灵论题
**邱奇 - 圖靈論題**(英語:Church–Turing thesis,又稱**邱奇 - 圖靈猜想**,**邱奇論題**,**邱奇猜想**,**圖靈論題**)是一個關於可計算性理論的假設。該假設論述了關於函數特性的,可有效計算的函數值(用更現代的表述來說 -- 在算法上可計算的)。簡單來說,邱奇 - 圖靈論題認為「任何在算法上可計算的問題同樣可由圖靈機計算」。 20 世紀上半葉,對可計算性進行公式化表示的嘗試有: * 美國數學家阿隆佐・邱奇創建了稱為 λ 演算的方法來定義函數。 * 英國數學家阿蘭・圖靈創建了可對輸入進行運算的理論機器模型,現在被稱為通用圖靈機。 * 邱奇以及數學家史蒂芬・科爾・克萊尼和邏輯學家 J. Bar...
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邱奇-图灵论题
1. 產生一種確定的,或者所需的效果 2. 能夠產生計算結果 接下來, 術語「可有效演算的」意味著「由任何直觀上有效的方法產生的」,而術語「可有效計算的」意味著「由圖靈機或任何等價的機械設備產生的」。圖靈本人對此的定義由他在 1939 年的博士論文「基於有序數的邏輯系統」的腳註中給出:   : 「†我們應該使用『可計算函數』來表示一個可被機器計算的函數, 使用『可有效演算的』來指代那些並未特別指明的直觀想法。」 這可以轉述如下:   : _任何可有效演算的函數都是可計算函數。_ 圖靈則是如此描述的:   : 「當一個函數的值可由某種純機械計算步驟得到時, 它就是可有效演算的函數... 應該這樣認識: 可計算性和可有效演算...
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邱奇-图灵论题
在他 1936 年的論文「論可計算數字,及其在判定性問題(德語:Entscheidungsproblem)中的應用」中,阿蘭・圖靈試圖通過引入圖靈機來形式地展示這一想法。在此篇論文中,他證明了「判定性問題」是無法解決的。幾個月之前,阿隆佐・邱奇在「關於判定性問題的解釋」(A Note on the Entscheidungsproblem)一文中證明出了一個相似的論題,但是他採用遞歸函數和 Lambda 可定義函數來形式地描述有效可計算性。Lambda 可定義函數由阿隆佐・邱奇和史蒂芬・克萊尼(Church 1932, 1936a, 1941, Kleene 1935)提出,而遞歸函數由庫爾特・哥德爾(Kurt Gödel)和雅克・...
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邱奇-图灵论题
邱奇-圖靈論題對於心智哲學(philosophy of mind)有很多寓意,但是對於該論題的很多哲學解讀存在曲解。哲學學者 B. Jack Copeland 認為關於圖靈機是否可模擬確定的物理過程的問題仍沒有得到解答。他進一步聲稱關於這些物理過程是否在人類的智能機制中起到作用的問題也是未決的。有很多重要而懸而未決的問題也涵蓋了邱奇-圖靈論題和物理學及超計算(hypercomputation)的可能性之間的關係。應用到物理學上,該論題有很多可能的意義: 1. 宇宙是一台圖靈機(由此,在物理上對非遞歸函數的計算是不可能的)。該論述被定義為_大邱奇-圖靈論題_。 2. 宇宙不是一台圖靈機(也就是說,物理的定律不是圖靈可計算的),但是不...
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邱奇-图灵论题
## 參考文獻 * An unsolvable problem of elementary number theory 中譯本 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) * Church, Alonzo. A set of Postulates for the Foundation of Logic. Annals of Mathematics. 1932, **33** (2): 346–366. JSTOR 1968337. doi:10.2307/1968337. * Church, Alonzo. An Unsolvable Problem of Elementary Number Theory. American Journ...
[ -0.15371768176555634, 0.3163793683052063, 0.05454861745238304, -0.07558108121156693, -0.3300759196281433, -0.05563713237643242, 0.5649577379226685, -0.19538342952728271, 0.013824237510561943, -0.16636525094509125, -0.280408650636673, 0.21770499646663666, 0.005951976403594017, -0.0758667066...
邱奇-图灵论题
* Hofstadter, Douglas R. Chapter XVII: Church, Turing, Tarski, and Others. Gödel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid. * Kleene, Stephen Cole. A Theory of Positive Integers in Formal Logic. American Journal of Mathematics. 1935, **57** (57): 153–173 & 219–244. JSTOR 2372027. doi:10.2307/2372027. * Kleene, Stephen Col...
[ -0.27015221118927, 0.305962473154068, 0.05592457577586174, 0.006432686932384968, -0.27955198287963867, -0.07706451416015625, 0.3864830732345581, -0.016647540032863617, 0.08109980821609497, -0.16304156184196472, -0.3626116216182709, 0.2164011150598526, 0.035088784992694855, -0.0806390494108...
芳香族碳氫化合物
**芳香烴**(英語:aromatic hydrocarbons)簡稱**芳烴**,為苯及其只含碳與氫的衍生物的總稱,乃指分子結構中含有一個或者多個苯環的烴類化合物。其中最簡單和最重要的芳香烴是苯及其同系物甲苯、二甲苯、乙苯等。名稱來源由於有機化學發展初期,這一類化合物幾乎都在揮發性、有香味的物質中發現,例如:從安息香膠中取得安息香酸,自苦杏仁油取得苯甲醛等。但後來許多性質應屬芳香族的化合物,卻沒有擁有香味,因此現今芳香烴,意指的只是這些含有苯環的化合物。 此外,在芳香族中,一些芳香環中並不完全是苯的結構,而是其中的碳原子,會被氮、氧、硫等元素取代,我們稱之為雜環,例如:像是呋喃的五元環中,包括一個氧原子,吡咯中含有一個氮原子,噻...
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芳香族碳氫化合物
德國化學家 Hückel 根據量子力學計算,若環狀電子要具備芳香性,共振電子數必須為 4n+2 個(n=0,1,2,...),ex:苯環有六個共振電子,符合 Hückel 規則故為芳香族;環庚三烯基陽離子(cycloheptatrienyl cation)有六個 π 電子,所以具備穩定的芳香性;;環庚三烯基陰離子(cycloheptatrienyl anion)有八個 π 電子,故較不穩定。 ## 芳香烴反應 ### 取代反應 這是芳香烴的有機反應中最常見的反應,可分為親電芳香取代反應和親核芳香取代反應,通常是其中的氫原子被其他物質所取代。 #### 親電芳香取代反應 **親電芳香取代反應**(**electrophili...
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芳香族碳氫化合物
: : Ph-CH2-Ph + 2 H2SO4 → Ph-CH=C6H4=O + 3 H2O + 2 SO2 ## 多環芳香烴 多環芳香烴(PAHs)是由芳香環結合而成且不含有雜原子和取代基的芳香烴。萘是最簡單的多環芳香烴之一。多環芳香烴存在於油、煤炭和焦油中,是燃料(無論是化石燃料還是生物質)燃燒的副產品。多環芳香烴作為污染物,它們受到關切,因為一些化合物被確認會致癌、導致變異或引起發展缺陷。多環芳香烴也出現於食物中。根據研究,高溫烹飪的肉(如燒烤)和熏魚中含有大量多環芳香烴。 它們也存在於星際物質、彗星和隕石中,可能是形成最早生命形式的主要物質。在石墨烯中,多環芳香烴被擴大成大型平面結構。 ## 苯及其衍生物 * 苯及...
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能量
**能量**(古希臘語ἐνέργεια energeia,意為「活動、操作」)在物理學中是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離,因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 一個物體所含的總能量奠基於其質量,能量如同質量一般,不會無中生有或無故消失。能量就像質量一樣,是一個純量。在國際單位制(SI)中,能量的單位是焦耳,但是在有些領域中會習慣使用其他單位如「千瓦・小時」或簡稱為「千瓦・時」(此即一度電)和千卡和電子伏特,這些也是功的單位。 A 系統可以藉由簡單的物質轉移將能量傳輸到 B 系統(因為物質的質量等效於能量)。然而,如果能量不是藉由物質轉移而...
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能量
在所有能量轉換的過程中,總能量保持不變,原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移,當某個系統損失能量,必定會有另一個系統得到這損失的能量,導致失去和獲得達成平衡,所以總能量不改變。這個能量守恆定律,是十九世紀初時提出,並應用於任何一個孤立系統。(其後雖有質能轉換方程式的發現,但根據該方程式,亦可以把質量視為能量的另一存在形式,所以此定律可說依舊成立) 根據諾特定理,能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。 雖然一個系統的總能量,不會隨著時間改變,但其能量的值,可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裡的乘客,相對於飛機其動能為零;但是相對於地球來說,動能卻不為零。 ## 能量的形式 熱量(heat)熱是能量的一...
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能量
理察・費曼指出:這些動能和位能的概念都取決於尺度的大小。例如,宏觀尺度的動能和位能可以說是不包括熱能的。化學位能也是個宏觀概念,更仔細的檢驗顯示其為原子和亞原子的動能和位能的總和。相同的情況也適用於核位能和其他形式的能量。當我們考慮的問題只涉及一種尺度,那麼這個尺度的相依性並不會造成困擾;但是當問題涉及了不同尺度時,例如摩擦使巨觀的功轉換成微觀的熱能,在這樣的情形下就容易發生混淆。 ## 歷史 能量的英文「energy」一字源於希臘語:ἐνέργεια(energeia),該字可能首次出現在公元前四世紀亞里斯多德的作品中。 能量的概念出自於哥特佛萊德・萊布尼茲的生活力(拉丁語:vis viva)想法,而它的定義是一個物體質量和...
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能量
自 1918 年開始,人們知道能量守恆是能量的共軛量、時間的平移對稱所得到的數學上的自然結果。也就是說,能量之所以守恆是因為物理定律無法區別不同的時間瞬間所造成(見諾特定理)。 ## 單位 在整個科學的歷史裡,能量曾以許多不同的單位表示,例如 ergs 和 calories。而今,測量能量的國際標準認證單位是焦耳。除了焦耳,其他的能量單位有千瓦時(kWh)和英國熱量單位(Btu)。這兩個都是用來表達較大的能量單位。一千瓦時等同於三百六十萬焦耳,而一英國熱量單位等同於 1055 焦耳。 ## 其他學科中的能量 能量的概念以及其轉移,對於解釋和預測大部分的自然現象是有用的。能量的轉移方向通常由熵來描述。而由於熱力學定律的限制,使...
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