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物理

物理学，简称“物理”。“物理”一词的英文physics出自希腊文φυσικός，原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作自然哲学。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。物理学家们研究存在于不同空间与时间内的物质的状态，研究物质的结构和运动的一般规律。在现代，物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。物理学理论通常以数学的形式表达出来。经过大量严格的实验验证的物理学规律被称为物理学定律。然而如同其他很多自然科学理论一样，这些定律不能被证明，其正确性只能通过反复的实验来检验。物理学与其他许多自然科学息息相关，如化学、生物、天文和地质等。特别是化学。化学与某些物理学领域的关系深远，如量子力学、热力学和电磁学。以下是物理学的主要附属领域以及主要学说：

物理学简史

基础理论

尽管物理学的研究范围十分广泛，相应的理论也很众多，但有一些理论被证明是最基本的，其正确性是被普遍接受的。这些理论被看作是物理学的中心学说和基础理论。他们也是成为一个物理学家所必备的知识。

主要领域

物理学的研究领域主要依据研究对象的尺度划分。

外部链接

- [http://interactions.org/quantumdiaries/index.html 量子日记]——聚合全世界9个国家8种语言的物理学家的研究动态 Category:物理学 Category:自然科学 als:Physik ja:物理学 ko:물리학 ms:Fizik simple:Physics th:ฟิสิกส์ zh-min-nan:Bu̍t-lí-ha̍k

物理学家

物理学家是指以探索物质的组成和物质世界的运行规律（即物理学）为目的科学家。对应于物理学分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。当然，物理学中理论和实验都是必不可缺的组成部分，所以有时候这样的分类很难界定，只不过在一个物理学家更偏重理论的情况下，他（她）被称为理论物理学家，例如爱因斯坦；而如果偏重实验，则称为实验物理学家，例如法拉第。

參看

- 物理学家列表 Category:物理学家 Category:科学家 Category:物理学 ja:物理学者一覧

空间

ja:空間 ko:공간 simple:Space

时间

一切宏觀物质狀態的變化过程都具有持续性和不可逆性，此性質是它们共同的属性，而此連續事件的度量稱為时间。

中國人的時間觀

时间是一种客观存在。时间的概念是人类认识、归纳、描述自然的结果。在中國，其本意原指四季更替或太阳在黄道上的位置轮回，《说文解字》曰：时，四时也；《管子·山权数》说：时者，所以记岁也。随着认识的不断深入，时间的概念涵盖了一切有形与无形的运动，《孟子·篇叙》注：“谓时曰支干五行相孤虚之属也。”可见时是用来描述一切运动过程的统一属性的，这就是时的内涵。由于中國古代人们研究的问题基本都是宏观的、粗犷的、慢节奏的，所以只重视了“时”的问题。后来因为研究快速的、瞬时性的对象需要，补充进了“间”的概念。于是，时间便涵盖了运动过程的连续状态和瞬时状态，其内涵得到了最后的丰富和完善，“时间”一词也就最后定型了。孟子

物理

- 目前最廣泛被接受關於时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。在相对论中，时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。时间與空間都不是绝对的，觀察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点，所测量到时间的流逝是不同的。狹義相對論預測一个具有相对運動的時鐘之时间流逝比另一个靜止的時鐘之时间流逝慢。另外，廣義相對論預測质量產生的重力场將造成扭曲的时空结构，並且在大质量（例如:黑洞）附近的時鐘之时间流逝比在距离大质量较远的地方的時鐘之时间流逝要慢。现有的仪器已經证实了這些相对论關於时间所做精確的预測，並且其成果已經應用於全球定位系統。
- 就今天的物理理论来说时间是连续的，不间断的，也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的，试图将相对论与量子力学结合起来的理论，如量子重力理论，弦论，M膜论，预言时间是间断的，有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。
- 根據史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)所解出廣義相對論中的愛因斯坦方程式，顯示宇宙的时间是有一個起始點，由大霹靂(或稱大爆炸)開始的，在此之前的時間是毫無意義的。而物質與時空必須一起並存，沒有物質存在，時間也無意義。
- 从人类的开始人们就知道时间是不可逆的，人出生，成长，衰老，死亡，没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破，没有破瓶子从地上跳起来合整的。从经典力学的角度上来看，时间的不可逆性是无法解释的。两个粒子弹性相撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中（我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统）熵只能增大，不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小，因此时间是不可逆的。

时间的单位

时间的基本国际单位是秒。它现在以铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。

天文学

最早研究时间的科学不是物理学，而是天文学。天文学的一个最重要的任务就是测量时间，从确定日的长短，四季的变化，到制定历法。在中国和在西方一样，制定历法的需要是推动天文学理论发展的重要因素之一。今天的天文学已与历法或时间测量毫无关联了，但天文学观测对时间概念的发展依然非常重要。天体发出的光到地球上被观测到需要一定的时间。离地球越远的天体发出的光需要的时间也越长，因此对宇宙越远的地方的观测也是对宇宙越古老的时间的观测。现在最被公认的宇宙学理论（宇宙大爆炸理论）认为时间与空间和宇宙内的质能一样是在140亿年前产生的。目前的天文学观测估计宇宙的扩展是没有尽头的，因此时间也应该是没有尽头的。

哲学

什么是时间？时间是物理的，还是心理的？对时间的感受是绝对的，还是相对的？时间真的是不可逆的吗？时间有开始和结束吗？这些问题似乎都是物理或天文的问题，但哲学作为世界观的理论无法避免对世界上最基本的一个现象——时间，做类似的考虑。因此对时间的考虑也始终是哲学的问题。

文学

在文学中，时间的流逝和不可逆性是一个古今中外一再提到的内容。光阴似箭，日月如梭，这句成语既体现了古人对时间的最直接的领会：日与夜，光与阴，的交汇，也体现了古人对时间不可逆性的认识以及对此的感慨。时间旅行在科幻小说中是一个热题 Category:物理量 Category:时间 ja:時間 ko:시간 simple:Time

物质

物质指：
- 佔有時間、空间和质量的东西。例如：電子、質子和中子；金屬、化合物、空氣、水、生物等等，以固體、液體或氣體相態呈現。
- 我们可以看到、嗅到、嚐到或接触到的东西；
- 与思想相对而言。
- 按照辩证唯物主义理论，物质指独立于意识以外的，但可以被意识所反映、摹写的客观存在。

参看

- 反物質
- 唯物論
- 能量
- 时间
- 哲学
- 物理学
- 相態
- 粒子物理学 category:自然科学 ja:物質 ko:물질 ms:Jirim simple:Matter

物质

参看

- 反物質
- 唯物論
- 能量
- 时间
- 哲学
- 物理学
- 相態
- 粒子物理学 category:自然科学 ja:物質 ko:물질 ms:Jirim simple:Matter

自然科学

自然科学是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学。自然科学包括物理学、化学、地球科学、生物学等等。关于数学是否是自然科学存在着争议。有人认为数学是一门人文科学，也有人认为数学是哲学的分支，是逻辑学的一部分。但数学与自然科学之间息息相关的关系是无可争辩的。与自然科学不同的还有人文学、社会科学和工程学。一些人认为亚里士多德是自然科学的创始人，伽利略·伽利莱被认可为将实验引入自然科学的首倡人。 18世纪以前自然科学与哲学几乎不可分开。古希腊的哲学家也同时是自然科学家。勒奈·笛卡尔、戈特弗里德·威廉·莱布尼茨、约翰·洛克等等著名的自然科学也同时是哲学家。

自然科学的工作原理

自然科学的根本目的在于寻找自然现象的来因。自然科学认为超自然的、随意的和自相矛盾的实验是不存在的。自然科学的最重要的两个支柱是观察和逻辑推理。由对自然的观察和逻辑推理自然科学可以引导出大自然中的规律。假如观察的现象与规律的预言不同，那么要么是因为观察中有错误，要么是因为至此为止被认为是正确的规律是错误的。一个超自然因素是不存在的。
- Category:科学 Category:学科 ja:自然科学 ko:자연과학 th:วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

数学

数学最早是研究量、结构、变化以及空间模型的学科。在现代，数学又是利用逻辑形式研究现实世界的空间形式和数量关系的学科，尽管对某一特定结构的研究往往属于自然科学，特别是物理学的范畴。同时由于数学自身的发展，数学家也要研究纯粹属于数学内部的结构。创立于二十世纪三十年代的法国的布尔巴基学派认为：数学，至少纯粹数学，是研究抽象结构的理论。结构，就是以初始概念和公理出发的演绎系统。布学派认为，有三种基本的抽象结构：代数结构（群，环，域……），序结构（偏序，全序……），拓扑结构（邻域，极限，连通性，维数……）。

历史

:主页面：数学史数学，起源于人类早期的生产活动，为古中国六艺之一，亦被古希腊学者视为哲学之起点。数学的希腊语μαθηματικός (mathematikós)意思是“学问的基础”，源于μάθημα (máthema)（“科学，知识，学问”）。数学最早用于人们计数、天文、度量甚至是贸易的需要。这些需要可以简单地被概括为数学对结构、空间以及时间的研究。对结构的研究是从数字开始的，首先是从我们称之为初等代数的——自然数和整数以及它们的算术关系式开始的。更深层次的研究是数论。对空间的研究则是从几何学开始的，首先是欧几里德几何学和类似于三维空间（也适用于多或少维）的三角学。后来产生了非欧几里德几何学，在相对论中扮演着重要角色。到了16世纪，算术、初等代数、以及三角学等初等数学已大体完备。17世纪变量概念的产生使人们开始研究变化中的量与量的互相关系和图形间的互相变换。随着自然科学和技术的进一步发展，为研究数学基础而产生的集合论和数理逻辑等也开始慢慢发展。

数学不是……

数学不是占数术。数学的证明或反证明的意念都要在逻辑之中进行，占数术却非。数学不是会计学。虽然会计师的工作就是算术运算，他们只需检查计算是否准确。证明和反证假设对数学家很重要，但对会计师毫不重要。如果高等抽象数学的发展不能改善簿记的精确性和效率，和会计学毫无关系。数学不是物理，虽然历史和哲学上两者关系密切。

参考书目

- Davis, Philip J.; Hersh, Reuben: The Mathematical Experience. Birkhäuser, Boston, Mass., 1980. A gentle introduction to the world of mathematics.
- Gullberg, Jan: Mathematics-From the Birth of Numbers. W.W. Norton, 1996. An encyclopedic overview of mathematics presented in clear, simple language.
- Mathematical Society of Japan: Encyclopedic Dictionary of Mathematics, 2nd ed.. MIT Press, Cambridge, Mass., 1993. Definitions, theorems and references.
- Michiel Hazewinkel (ed.): Encyclopaedia of Mathematics. Kluwer Academic Publishers 2000. A translated and expanded version of a Soviet math encyclopedia, in ten (expensive) volumes, the most complete and authoritative work available. Also in paperback and on CD-ROM.
- 数学--它的内容,方法和意义

参考网址

- [http://www.11abc.com/science/maths.htm 数学网址]（数学网址）。
- Rusin, Dave: [http://www.math-atlas.org/ The Mathematical Atlas]（英文版）现代数学漫游。
- Weisstein, Eric: [http://www.mathworld.com/ World of Mathematics]，一个在线的数学百科全书。
- [http://planetmath.org/ Planet Math]，另一个在线的数学百科全书，使用GFDL，允许和维基百科交换条目。
- [http://www.mathforge.net/ MathForge]，一个包含数学、物理、计算机科学和教育等范畴的新闻网志。
- [http://episte.math.ntu.edu.tw/ EpisteMath｜数学知识]。
- 香港科技大学:[http://www.edp.ust.hk/math/ 数学网]，一个以数学史为主的网站。 Category:数学 Category:自然科学 Category:科学 ja:数学 ko:수학 ms:Matematik simple:Mathematics th:คณิตศาสตร์ zh-min-nan:Sò·-ha̍k

物理学定律

作为物理学基本的概念，物理定律是描述物体运动或状态的可测量量的数学表达，是在科学界公开发表和被广泛验证的理论。物理学定律通常被认为是正确的。不象数学定理可以被证明为真，物理学定律永远无法被证明，不能保证在所有可能的情况下100%有效。物理学定律会被实验证明是错的，通常这意味着物理学的突破。

参见

物理学定律列表 category:物理定律 ja:物理法則 ko:물리 법칙

定律

定律是对客观事实的一种表达形式，通过大量具体的客观事实归纳而成的结论。定律是一种理论模型，它用以描述特定情况、特定尺度下的现实世界，在其它尺度下可能会失效或者不准确。没有任何一种理论可以描述宇宙当中的所有情况，也没有任何一种理论可能完全正确。 category:科學

化学

化学研究物质的性质、组成、结构和变化的科学。中国古代在陶瓷、染色、酿造、造纸、火药等化学工艺方面成就杰出。化學的早期歷史主要都是與金屬的提取和處理有關。2000年前，人類己廣泛使用金，銀，汞(水銀)，銅，鐵和青銅。中国古代的炼丹术，西方古代的炼金术，就部分含有化学的雏形，并对近代化学的形成、发展有重大意义。 1800年裏(公元前300-1500年)，煉金術士的主要興趣是將一些便宜的金屬轉化成黃金。跟着的一百年是醫療化學的世紀,因為那時候化學家主要的工作是製造藥物。古化學家收集了很多不同物質的資料。但是化學的發展到了16世紀還是很慢。在17世紀出現了好幾位大化學家，其中之一是罗伯特·波义耳，他被尊崇為化學之父。在這之後，很多新發現一個接着一個的出現。到了1850年，化學己與現在所熟知的甚為相似。当前的化学已从改造天然物质、仿制天然物质向设计功能物质方向迈进。在分子水平上设计制造具有直接功能（如：分辨功能、记忆功能）的材料已不是空想。

学科分类

- 无机化学
- 元素化学
- 无机合成化学
- 配位化学
- 配位聚合物化学
- 无机固態化学
- 有机金属化学
- 生物无机化学
- 有机化学
- 天然有机化学
- 有机合成化学
- 元素有机化学
- 物理有机化学
- 有机分析
- 有機光譜學
- 紅外光譜學
- 核磁共振光譜學
- 紫外光可見光光譜學
- 物理化学
- 化学热力学
- 溶液的性质和溶液理论
- 结构化学
- 量子化学
- 磁化学
- 晶体化学
- 化学动力学
- 催化化学
- 热化学
- 光化学
- 分析化学
- 定性分析
- 定量分析
- 仪器分析
- 电化学分析
- 光学分析
- 放射化学分析
- 结构分析
- 官能团分析
- 立体化学分析
- 高分子化学
- 高分子合成
- 天然高分子
- 高分子物理化学
- 高分子物理
- 放射化学
- 放射性元素
- 核化学
- 放射分析化学
- 同位素化学
- 辐射化学
- 核燃料、反应堆和裂变产物化学
- 其他分支
- 计算化学
- 生物化学
- 地球化学
- 海洋化学
- 大气化学
- 环境化学
- 宇宙化学
- 星际化学
- 药物化学
- 农业化学
- 石油化学
- 木材化学
- 土壤化学
- 化学分类学
- 化学胚胎学
- 化学工程
- 煤化学
- 食品化学
- 化学地理学
- 天体化学
- 岩石化学
- 空间化学
- 化学加工
- 石油化工
- 化学史
- 电化学

参看

- 诺贝尔化学奖
- 元素列表
- 化学工业
- 化学品列表
- 化学术语列表
- 元素周期表
- 化学家 Category:化学 Category:自然科学 als:Chemie ja:化学 ko:화학 ms:Kimia simple:Chemistry th:เคมี

天文

- 天文学是一门研究宇宙和天体运动和构造的自然科学。
- 天文是日本后奈良天皇的一个年号。 ja:天文

地质

地质学是对地球的起源、历史和结构进行研究的学科。主要研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，并涉及水圈、气圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及某些地外物质。

历史

参看地质学史 很早以前，地质学的知识比较零星分散。关于这方面的知识，如从地中开采金属、粘土、煤和盐的一些知识，早已为矿工和有关的人们所知晓，而自然哲学家们则大都脱离这些实践，独立形成自己的思辨性的地质理论。地质学在18世纪开始成为一门独立的科学，并在19世纪早期达到成熟阶段。 18世纪末关于地质形成理论有非常激烈的争论，这场热烈的争论，一方是强调形成地层的水的作用的水成说派，另一方是强调火的作用的火成说派。 1790年至1830年这一段时期被称为“地质学的英雄时代”。在这个时期，在考察岩层顺序以及岩层所含矿物和化石上，人们做了大量工作。工作方法的一大进步表现在用根据化石内容来进行岩层分类。

分支学科

- 基础学科
- 矿物学
- 岩石学
- 矿床学
- 地球化学
- 地质史
- 古生物学
- 地层学
- 历史地质学
- 古地理学
- 地质年代学
- 区域地质学
- 天体地质学
- 天文地质学
- 地球深部地质学
- 应用地质学
- 水文地质学
- 工程地质学
- 军事工程地质学
- 环境地质学
- 灾害地质学
- 金属矿产地质学
- 非金属矿产地质学
- 石油地质学
- 煤地质学
- 找矿勘探地质学
- 矿山地质学
- 其他
- 地球物理勘探
- 地球化学勘查
- 探矿工程
- 数学地质学
- 第四纪地质学
- 冰川地质学（古冰川学）
- 宇宙地质学（空间地质学）
- 构造地质学
- 海洋地质学
- 地震地质学
- 火山地质学
- 前寒武纪地质学
- 农业地质学
- 动力地质学
- 实验地质学
- 野外地质学
- 同位素地质学
- 月球学
- 军事地质学
- 轨道地质学
- 地层地质学
- 海底地质学
- 地表地质学

经典著作

- 地质学原理（可以作为地质学例证的地球与它的生物的近代变化） category:地质学 category:自然科学 category:地球科学 ja:地質学 ko:지질학 nb:Geologi th:ธรณีวิทยา

化学

学科分类

参看

热力学

热力学是从18世纪末期发展起来的理论，主要是研究功與熱之間的能量轉換。在此功定義為力與位移的內積。而熱定義為在熱力系統邊界由於溫度差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質，而是在熱力過程中所產生的。熱力學定律
- 第零定律:熱力學平衡
- 第一定律:能量不滅
- 第二定律:熵(失序)
- 第三定律:絕對零度在熱力學的發展上，其中第一與第二定律... 熱力學系統:進行熱力學分析的對象熱力學系統可分成三種, 孤立系統(isolated system) 封閉系統(closed system) 開放系統(open system) 孤立系統:系統和外界(系統以外)沒有能量與質量的交換. 封閉系統:系統和外界有能量交換,但沒有質量交換. 開放系統:系統和外界有能量和質量的交換.

子学科

传热学计算传热学

电磁学

电磁学是物理学的一个分支。電學與磁學領域有著緊密關係，廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學，但狹義來說是一門探討電性與磁性交互關係的學科。主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典，是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格，有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分，是指電磁學與力學結合的部分。這個部分處理電磁場對帶電粒子的力學影響。

电磁场理论

电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来，麦克斯韦方程组通过一组方程统一了所有的这些工作，并且揭示出了光作为电磁波的本质. ...

电磁学与相对论

原子的磁场的产生是有原子的电子围绕质子和中子运动，产生相对电流，从而产生磁场。形成原子自生的磁场和极性。

对电磁学的扩展

电磁学应与光学结合起来

电磁学的发展

靜磁現象和靜電現象很早就受到人類注意。公元前6、7世紀發現了磁石吸鐵、磁石指南以及摩擦生電等現象。系統地對這些現象進行研究則始於16世紀。1600年英國醫生吉爾伯特(William Gilbert，1544～1603)發表了<論磁、磁飽和地球作為一個巨大的磁體>(Demagnete，magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他總結了前人對磁的研宛，周密地討論了地磁的性質，記載了大量實驗，使磁學從經驗轉變為科學。書中他也記載了電學方面的研究。

国际单位制电磁学单位

參考書目

# Field and Wave Electromagnetics, David K. Cheng, Addison Wesley, ISBN 0-201-52820-7
- ja:電磁気学 ko:전자기학

声学

声学是研究媒质中机械波（即声波）的科学，研究范围包括声波的产生，接受，转换和声波的各种效应。同时声学测量技术是一种重要的测量技术，有着广泛的应用。

声学分支

- 依据研究方法可分为：
- 物理声学（波动声学）
- 几何声学（射线声学）
- 统计声学
- 依据研究对象可分为：
- 电声学
- 次声学
- 超声学
- 噪声学
- 非线性声学
- 依据应用范围：
- 大气声学
- 水声学
- 生物声学
- 语言声学
- 心理声学 Category:声学 ja:音響学 ko:음향학

电子学

电子学是研究电子的特性和行为，以及电子器件的物理学科。电子学涉及很多的科学门类，包括，物理、化学、数学、材料科学等。电子技术则是应用电子学的原理设计和制造电路、电子器件来解决实际问题的科学。 1897年，湯姆生發現電子的存在，是電子學的濫觴，而從20世紀50年代半導體發現以來，IC (積體電路/集成电路)在民生的廣泛應用，間接促進了計算機(電腦)的出現，使得人類的科技發展一日千里。電子學在20世紀的發展堪稱第二次的石器革命。

学科体系

- 系统技术
- 通信
- 广播
- 电视
- 雷达
- 无线电导航
- 电子对抗
- 计算机
- 能电子系统
- 大型电子系统
- 基础理论和基础技术
- 电子线路与网络分析
- 电波传播
- 信号处理
- 信息论
- 自动控制
- 可靠性理论
- 元件器件与材料工艺
- 固态电子器件
- 集成电路
- 真空电子器件
- 电子元件
- 电子材料
- 交叉学科
- 量子电子学
- 核电子学
- 生物与医学电子学
- 空间电子学
- 射电天文学
- 雷达天文学
- Category:技术科学 ja:電子工学 ko:전자공학 ms:Elektronik simple:Electronics th:อิเล็กทรอนิกส์

材料物理学

材料是人类可以利用的物质，一般是指固体。而材料科学是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的相互关系的科学。涉及的理论包括固体物理学，材料化学，与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。

材料科学理论

晶体学固体物理学材料化学材料热力学材料动力学材料计算科学

材料的分类

- 按化学状态分类
- 金属材料
- 无机物非金属材料
- 陶瓷材料
- 有机材料
- 高分子材料
- 按物理性质分类
- 高强度材料
- 耐高温材料
- 超硬材料
- 导电材料
- 绝缘材料
- 磁性材料
- 透光材料
- 半导体材料
- 按状态分类
- 单晶材料
- 多晶质材料
- 非晶态材料
- 准晶态材料
- 按物理效应分类
- 压电材料
- 热电材料
- 铁电材料
- 光电材料
- 电光材料
- 声光材料
- 磁光材料
- 激光材料
- 按用途分类
- 建筑材料
- 结构材料
- 研磨材料
- 耐火材料
- 耐酸材料
- 电工材料
- 电子材料
- 光学材料
- 感光材料
- 包装材料
- 按组成分类
- 单组分材料
- 复合材料

材料工程技术

- 金属材料成形
- 机械加工
- 热加工
- 陶瓷冶金
- 粉末冶金
- 薄膜生长技术
- 表面处理技术
- 表面改性技术
- 表面涂覆技术
- 热处理

材料的应用

- 结构材料
- 信息材料
- 存储材料
- 半导体材料
- 宇航材料
- 建筑材料
- 能源材料
- 生物材料
- 环境材料
- 储能材料和含能材料参看：纳米材料 Category:化学 Category:材料科学 ko:재료공학 th:วัสดุศาสตร์

高分子物理学

高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。其研究的主要方向包括高分子形态，高分子机械性能，高分子溶液，高分子结晶等热力学和统计力学方向的学科，以及高分子扩散等动力学方面的学科。

高分子形态

高分子是由小分子聚合而成的具有高分子量的物质。

线性高分子

由单一小分子聚合而成的线性高分子结构如下图所示。 Image:chain.png 高分子还可能由不同小分子聚合而成。最简单的情况是由两种小分子聚合而成的高分子。这两种小分子可能交替出现，称为交替共聚物。 Image:Chain2.png 两种小分子还可能随机出现，称为随机共聚物。 Image:Chain3.png 两种小分子有可能分段出现，称为嵌段共聚物。嵌段共聚物还经常被做成三段嵌段共聚物。 Image:Chain4.png

分枝高分子

分枝高分子的特色是存在同主干结构相同的分枝，例如低密度聚乙烯。 Image:LDPE_structure.png

交联高分子

交联高分子是指分子链相互交联在一起形成三维立体网状结构的高分子，例如火化橡胶和环氧树脂等热固性塑料。

物理交联

聚氨酯和SBS橡胶等可以通过结晶等方式形成物理交联。这种交联是可以通过加热等方式打破的。

其他结构

其他常见的高分子结构包括超分枝结构，DENTRIMER结构，星型高分子等等。

高分子的状态

同一种高分子在不同温度和分子量下可能以不同形式存在。

非晶态非交联高分子

Image:Polymer-status.png

结晶

交联

高分子机械性能

应力-应变曲线

Image:Polymer stress strain temp.png 同金属陶瓷等材料相比，高分子材料的应力应变曲线表现出很强的温度依赖性。同一种材料在不同的温度下可能表现出不同的行为。

弹性模量与温度的关系

应变普通非晶态高分子材料的弹性模量与温度相关。在低温情况下，高分子链处于冻结状态，主要运动形式是高分子链段的小范围运动和振动。此时高分子模量和硬度较高，称为玻璃态。当温度达到一定范围时，高分子材料的模量迅速下降，甚至可能会降低到低温状况的千分之一。这标志着链段开始大范围运动，高分子材料表现出高弹性特征。这一温度称为玻璃化转变温度。进入高弹态区域后，如果温度进一步提高，高分子的弹性模量会进一步降低。这表明高分子链间缠结打开，发生运动，高分子表现出流动性，称为粘流态。交联的非晶态高分子由于内部形成网络结构，所以高分子链不能流动，不会表现出粘流态，会保持一定模量直至分解。高弹态也是普通橡胶制品的正常使用状态。能够结晶的高分子材料在玻璃化转变温度之后除了链间缠结提供模量以外，结晶的部分也对模量有贡献，故模量较高。温度升高后，晶体融化，开始表现出流动性，其转化温度成为结晶性高分子的熔点。

玻璃转变与结晶

玻璃态物质会表现出玻璃转变。玻璃态转变表现出热容上升弹性模量下降的现象。高分子材料中的玻璃态转变有多种理论解释，一般认为在玻璃转化温度之下高分子无法进行大规模的运动，只能进行小范围的移动。而在玻璃转化温度之上高分子可以进行大范围的运动。玻璃转变是一个动力学转变，因此其具体温度同温度变化速度相关。不同高分子材料的玻璃转变温度不同。很多高分子材料表现出结晶行为。通过结晶高分子可以达到致密排列。典型的易结晶高分子有聚乙烯，聚丙烯，尼龙等。

高分子材料中的弛豫

玻璃转变通常又被称为

\alpha

转变。在玻璃转化温度之下高分子还会失去其他的小规模可移动性，因此还会存在其他转变。这些转变按照温度从高到低的顺序称为

\beta

，

\gamma

转变。

粘弹性

高分子不同于其他材料的一个特殊性质就是其粘弹性。对于理想弹性物体，完全遵循胡克定律，应力与应变成正比。对于牛顿流体，剪切应力与应变速率成正比。对于高分子来说，既具有弹性特征，又具有粘性特征，并且应力应变的关系与时间紧密相关。常见的例子如应力松弛，蠕变。为了描述其粘弹性特征，常用弹簧（认为完全服从胡克定律）和黏壶（认为完全服从牛顿流体）共同组成一些模型来描述。应力松弛现象指的是高分子材料在应变保持一定的情况下应力随着时间的推移而减小的现象。高分子的蠕变现象是指高分子材料在应力不变的情况下应变随着时间的推移而增大的现象。

时温等效

失效

屈服

材料的屈服一般是指材料开始塑性形变的现象。材料的屈服强度指材料发生屈服现象时所承受的应力的大小。在高分子材料中，处于玻璃态的高分子材料通常会表现出屈服。但是由于高分子材料在初始形变过程中通常表现出非线性行为，工业上经常使用2%不可恢复形变量位置的应力计算屈服强度。

微裂纹

微裂纹经常称为银纹，是指在高分子材料内部产生垂直于应力施加方向的细微裂纹的现象。在这种裂纹中会有纳米级的纤维平行于应力施加方向伸展。

疲劳

疲劳是指材料在承受远低于断裂强度的应力强度的反复应力的情况下产生裂纹的现象。疲劳的产生通常起源于工件内部相对脆弱或者应力集中的区域，如外来夹杂，空隙等。尽管工件整体所受应力小于断裂强度，在这些微小区域可能已经达到断裂强度，结果导致在这些区域产生微小裂纹。在应力反复施加的情况下这些微小裂纹长大最终导致工件破坏失效。

环境因素

影响高分子材料的主要环境因素包括日照（紫外光），氧化，水解，温度效应和化学因素影响。高分子制品同的应力或内应力同环境因素共同作用会导致应力腐蚀。应力腐蚀的特点是只有在环境因素和应力共同作用下才会发生。应力的来源可能是工件在使用过程中收到的外来应力也有可能是工件在加工成型过程中产生的内应力。由于不同工件的使用状态不同，加工过程不同，不同工件的使用环境和应力状态通常不同，因此发生应力腐蚀的可能性也不同。一旦发生应力腐蚀，其原因通常也难以分析。

断裂

高分子溶液

高分子在小分子溶液中的行为

高分子／高分子溶液

嵌段共聚物的行为

IPNs

高分子结晶

结晶高分子中的分子链布置如下图所示。高分子材料

高分子表征

高分子组成的测定

NMR和FTIR是最常用的用来测量高分子组成的设备。

分子量的确定

高分子由大量高分子链组成，一般常用高分子的每条链的分子量不同，这决定了高分子的分子量是一个平均值。常用的有数均分子量，重均分子量，粘均分子量等。常用测量方法有渗透压法光散射法，黏度法和GPC法等高分子的粘均分子量通常可以通过测量高分子溶液的粘度获得，通过黏度计测量黏度，然后通过马克-霍温克方程求出分子量。 GPC是目前常用的一种快速高效的分子量测量办法。该方法可以同时测量分子量和分子量分布。

热性质与力学性质

高分子的相变与转变伴随着吸热与放热，通常使用DSC测试。高分子材料的热分解性能通常使用热重分析TGA测试，基本原理是通过将高分子加热，测量加热过程中的质量变化。由于高分子的粘弹性，其力学性能通常与应变发生速度相关。DMA是经常使用的力学性能测试设备，DMA也经常用来测试相变与转变对力学性能的影响。

表面性质测定

高分子的表面型貌通常可以通过原子力显微镜（Atomic Force Microscope)，光学显微镜和扫描电子显微镜测试。

晶体性质测定

高分子晶体的型貌通常可以通过AFM，透射电子显微镜，扫描电子显微镜和光学显微镜获得。晶体常数通常使用电子衍射，X射线衍射和中子衍射的办法测量。 Category:分子物理学 category:材料科學 ja:高分子物理学

数学物理

数学物理是数学和物理学的交叉领域，指应用特定的数学方法来来研究的物理学的某些部分。对应的数学方法也叫数学物理方法。数学和物理学的发展历史上一直密不可分。许多数学理论是在物理问题的基础上发展起来的；很多数学方法和工具通常也只在物理学中找到实际应用。

主要内容

- 微分方程的解算：很多物理问题，比如在经典力学和量子力学中求解运动方程，都可以被归结为求解一定边界条件下的微分方程。因此求解微分方程成为数学物理的最重要组成部分。相关的数学工具包括：
- 常微分方程的求解
- 偏微分方程的求解
- 特殊函数
- 积分变换
- 复变函数论
- 场的研究（场论）：场是现代物理的主要研究对象。电动力学研究电磁场；广义相对论研究引力场；规范场论研究规范场。对不同的场要应用不同的数学工具，包括：
- 矢量分析
- 张量分析
- 微分几何
- 对称性的研究：对称性是物理中的重要概念。它是守恒律的基础，在晶体学和量子场论中都有重要应用。对称性由对称群描述，研究它的数学工具是：
- 群论
- 作用量（action）理论：作用量理论被广泛应用于物理学的各个领域，例如分析力学和路径积分。相关的数学工具包括：
- 变分法
- 泛函分析

不包括在数学物理中的数学工具

一些广泛应用于各个学科的基本数学工具，尽管在物理学中也有重要应用，但通常不包括在数学物理当中，例如：
- 微积分
- 线性代数 category:数学物理 category:應用數學 ko:수리물리학 th:คณิตศาสตร์ฟิสิกส์

生物物理学

生物物理学是生物学和物理学的交叉学科，研究生物的物理特性。它的研究范围有时会与生理学、生物化学或细胞生物学重叠。物理学和生物学在两方面有联系：一方面，生物为物理提供了具有物理性质的生物系统，另一方面，物理为生物提供了解决问题的工具。生物物理学包括：
- 生物能学
- 细胞生物物理学
- 细胞信号传导和受体
- 结构生物学
- 电生理学
- 膜生物物理学
- 神经生物物理学
- 生物力学和生物流变学
- 理论生物物理学
- 生物信息学
- 学习和认知
- 系统生物学
- 生物物理技术
- 光谱、成像等等

外部链接

- 网上生物教科书（英文）：http://www.biophysics.org/btol/
- 生物物理学研究机构：[http://www.ibp.ac.cn 中国科学院生物物理研究所] [http://www.bc.sinica.edu.tw 中央研究院生物化学研究所] Category:生物物理学 ja:生物物理学

国际标准基准单位

国际单位制基本单位是一系列由物理学家订定的基本标准单位。国际单位制共有七个基本单位。中华人民共和国（包括香港特別行政區和澳門特別行政區）用的单位名称依据《中华人民共和国法定计量单位》。大括号“”内的字可在不致混淆的情况下省略。臺灣用的單位名稱依據中華民國經濟部公告的《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》。注：“量的常用符号”是在运算方程式、公式、等式所用，符号可因人或因情况而异。如长度可用 l, l, λ, 等。但单位符号却不能乱用。

参见

- 國際單位制
- 國際單位制詞頭
- 國際單位制導出單位

外部連接

- [http://zz-www.sd.cninfo.net/song/law/mainlaw/min/lawn/n30.htm 《中华人民共和国法定计量单位》]（简体）
- [http://www.tdctrade.com/airlaws/national/8402270030903.htm 《中华人民共和国法定计量单位》]（繁體）
- [http://www.bsmi.gov.tw/page/pagetype8_sub.jsp?no=121&pageno=170&type_no=6&groupid=5 《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》]（繁體） Category:国际单位制 category:標準 simple:SI base unit

国际标准导出单位

國際單位制導出單位是國際單位制的一部份，從七個國際單位制基本單位導出。中華人民共和國（包括香港特別行政區和澳門特別行政區）用的單位名稱依據《中華人民共和國法定計量單位》。大括弧內的字可在不致混淆的情況下省略。中華民國用的單位名稱依據中華民國經濟部公告的《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》。

具有專門名稱和符號的單位

其他單位

參見

- 國際單位制
- 國際單位制詞頭
- 國際單位制基本單位

外部連接

- [http://zz-www.sd.cninfo.net/song/law/mainlaw/min/lawn/n30.htm 《中華人民共和國法定計量單位》]（簡體）
- [http://www.tdctrade.com/airlaws/national/8402270030903.htm 《中華人民共和國法定計量單位》]（繁體）
- [http://www.bsmi.gov.tw/page/pagetype8_sub.jsp?no=121&pageno=170&type_no=6&groupid=5 《法定度量衡單位及其使用之倍數、分數之名稱、定義及代號》]（繁體） Category:國際單位制 ja:SI組立單位

物理学定律列表

守恒和对称

- 能量守恒定律
- 机械能守恒定律
- 质能守恒定律
- 动量守恒定律
- 角动量守恒定律

力学

- 惯性原理
- 牛顿运动定律
- 牛顿运动第一定律
- 牛顿运动第二定律
- 牛顿运动第三定律
- 万有引力定律
- 开普勒行星运动三定律
- 开普勒第一定律
- 开普勒第二定律
- 开普勒第三定律
- 胡克定律
- 帕斯卡定律
- 阿基米德定律

热学

- 阿伏加德罗定律
- 理想气体状态方程
- 玻意耳定律
- 查理定律
- 盖·吕萨克定律
- 热力学基本定律
- 热力学第零定律
- 热力学第一定律
- 热力学第二定律
- 热力学第三定律

电学

- 库仑定律
- 电荷守恒定律
- 楞次定律
- 法拉定电磁感应定律
- 毕奥—萨伐尔定律
- 安培定律
- 高斯定律
- 洛仑兹力
- 麦克斯韦方程
- 欧姆定律
- 焦耳定律
- 基尔霍夫第一定律
- 基尔霍夫第二定律

光学

- 光的折射定律
- 光的反射定律

量子力学

- 态叠加原理（狀態疊加原理）
- 薛定谔方程
- 狄拉克方程

相对论

- 光速不变原理
- 相对性原理
- 洛仑兹变换
- 等效原理
- 爱因斯坦场方程 Category:物理定律

物理学家列表

诺贝尔物理学奖获得者名单包含更多的20世纪以及21世纪著名物理学家。参见

早期著名物理学家：

- 阿基米德 - 锡拉库萨 ( 前287年 - 前212年 )
- 卢克莱修 - 罗马（前98年？ - 前55年）
- 亚里斯多德 - 古希腊（前384年—前322年）

近代著名物理学家

- 威廉·吉尔伯特 (William Gilbert) - 英格兰 ( 1540年 - 1605年 )
- 伽利略 - 意大利 (1564年 - 1642年 )
- 斯涅尔 - 荷兰 (1580年 - 1626年 )
- 莱昂·笛卡尔 - 法国 (1596年 - 1650年)
- 伊凡吉利斯坦·托里切利 - 意大利 (1608年 - 1647年)
- 布莱兹·帕斯卡 (Blaise Pascal) - 法国 (1623年 - 1662年)
- 罗伯特·波义耳 - 英格兰 (1627年 - 1691年)
- 克里斯蒂安·惠更斯 (Christian Huygens) (1629年 - 1695年)
- 罗伯特·胡克 (Robert Hooke) - 英格兰 (1635年 - 1703年)
- 伊萨克·牛顿 - 英格兰 (1642年 - 1727年)

18世纪著名物理学家：

- 丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特 (1686年 - 1736年)
- 丹尼尔·柏努利 (Daniel Bernoulli) - 瑞士 (1700年 - 1782年)
- 本杰明·弗兰克林 - 美国 (1706年 - 1790年)
- 莱奥

物理

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相关领域

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