物理學家范例6篇

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物理學家范文1

挪威物理學家安德烈?斯索爾博格?瓦爾也偏愛冒險游戲,不過對他來說,這些綁著安全帶的游戲實在不夠刺激。

瓦爾的游戲更像在和死神打賭。在一間舊工廠里,他用尼龍繩把金屬球吊在天花板上。順著繩子,瓦爾將鐵球向后拉了3米遠,放在一個和自己一般高的機關上。然后站在距離繩子3米遠的另一端,后背緊緊貼著墻。

如果你熟悉牛頓定理,就不會對瓦爾的實驗有疑慮:釋放于3米之外的鐵球,會因地心引力而向前擺動,直到到達與起點一致的高度,再次回擺;由于空氣的摩擦和其他損耗,這個高度會比起點低那么一點。

瓦爾完全沒給自己退路,他把后背完全貼在墻上,直到這個腦袋大小的鐵球輕輕貼上他的鼻尖。

瓦爾多的是將危險變成游戲的本事。最近的一次實驗,他站在泳池里,用機關扣動4米外的扳機,朝自己開了一槍。水分子的密度比空氣要高上八百多倍,這就讓子彈旋轉前進的運動變得格外困難,在兩米外開始下沉,最終落在他腳下。

這些危險的瞬間,全都在瓦爾參與的一檔電視節目里播出。在大難不死的結局中,他總是露出釋然的表情,或者像泳池開槍之后的那一幕,向后倒下,表演一段歡快的仰泳。所有尺度全部由這位前物理學家計算過,結果自然也在意料之中。

傳說伽利略曾站在比薩斜塔上,將一大一小兩個鐵球同時扔下去,以證明亞里士多德的錯誤,這件事的真偽已經難考,但一些物理定理能輕松演化成小故事,倒是不假。幾年前,還在大學苦心經營學術的瓦爾尚未意識到這一點,生活的重心仍然是學術的假設與求證,直到妻子將懷孕的消息告訴他。

已經對這個世界習以為常的瓦爾,開始試著用另外一種眼光打量周遭,想著要給孩子一個怎樣的世界。論文里晦澀難懂的詞語得留給專家,普通人甚至根本無緣見到那些復雜的推論和演算。于是瓦爾想起那些智者留下來的小故事,那是他理解物理的起點,也是他打算展示給孩子的新世界。

在節目中,他綁著一根繩子,沒有其他護具,從13米的高空自由落體,最終在離地一米多高的時候,繩尾上擺動的石頭將繩結打死,他暫停在半空中;他也曾渾身噴滿水,從火圈中間安然無恙地滑過去?!斑@個節目最初是為孩子們設計的,希望他們能在驚奇之余,看到統治這個世界的基本原理?!?/p>

物理學家范文2

矢志追求物理夢想

1967年,年僅22歲的邢定鈺從南大物理系本科畢業,畢業后,先是奔赴泰州紅旗農場,開始為期一年半的勞動鍛煉,隨后,他又到徐州半導體廠工作,一干就是8年多,其扎實的理論功底和出色的動手能力,使他很快成為廠里的技術骨干,并受到重用,然而,工作之余,邢定鈺總覺得缺了點什么,在廠里的工作,較多的只是日復一日地重復別人的東西,較少有創造性。

更重要的是,邢定鈺的心里一直有一個夢想,那就是能夠從事他所熱愛的科學研究,1978年研究生招生恢復以后,邢定鈺毅然考回南大,回到闊別11年的母校,碩士階段,他師從龔昌德教授,開始系統的理論物理學習和研究,碩士畢業后,邢定鈺留校任教,因其突出的科研和教學能力,1985年他被破格晉升為副教授,1986年,邢定鈺應美國休斯敦大學丁秦生教授邀請遠赴美國,成為休斯敦大學物理系和德州超導研究中心的訪問學者,當時,德州超導研究中心正位于國際超導研究的前沿。

做訪問學者期間,邢定鈺實現了科研路上的新飛躍,短短兩年間,他在美國《物理評論》上發表了多篇半導體熱電子輸運理論和高溫超導相關理論方面的論文,受到了國際同行的廣泛重視,其中,關于解釋高溫超導體正常態輸運性質的一個理論還受到諾貝爾獎獲得者、英國劍橋大學莫特(MOTT)教授的重視,莫特教授還親筆寫信給邢定鈺,表示對該理論很感興趣,并專門寄來了自己的論文與其進行討論。

訪問學者期滿后,邢定鈺毫不猶豫地選擇了重返南大,邢定鈺了解自己:盡管和美國相比,國內科研和生活條件還比較艱苦,但對他來說,能夠在母校繼續自己的科研事業。能夠為中國物理學發展作出一點貢獻,才是真正實現自身價值的最好方式,他要在母校――南京大學繼續自己作為一個物理人的夢想。

勤奮收獲累累碩果

在科研的道路上,勤奮很重要,邢定鈺經常告訴學生:“聰明的頭腦是需要的,但是,能考進南大物理系,這證明你的天分夠了,后面就需要你的勤奮和堅持不懈的努力,只有從開始就比別人更努力。將來才有可能更勝一籌。”

1997年,邢定鈺的研究成果“半導體熱電子輸運的非平衡統計理論”獲江蘇省科技進步一等獎,繼而,他與合作者對磁性金屬納米結構和氧化物的巨磁電阻效應和理論做了系統和深入的研究,智慧與辛勤的汗水匯成另一個碩果――自旋輸運和巨磁電阻理論,該項成果獲得2002年國家自然科學二等獎和2001年教育部中國高校自然科學一等獎,該理論是凝聚態物理學的一個國際前沿研究課題,在基礎研究和應用前景方面都有重大意義,現有電腦讀寫的磁頭都是使用了這一效應,2007年的諾貝爾物理學獎獲得者就是憑借在此問題上的重大發現而贏得大獎的。

在醉心科研的同時,邢定鈺也非常重視教學工作,三尺講臺,是他與學生互動交流的最好的平臺,他在教學中深入淺出,著重物理圖像的描述和基本理論的演繹,深得學生愛戴,并在2006年被南京大學浦口校區的本科生評為“我最喜愛的老師”。

敬業奉獻無怨無悔

物理學家范文3

派斯,1918年出生于荷蘭,屬于傳統猶太人。派斯的中小學教育始于阿姆斯特丹。隨后,憑借著自身優異的學習成績,他非常順利地進入大學繼續學習和深造。1938年派斯順利畢業,并獲取了兩個學位,一是物理學,二是數學。但派斯并沒有滿足于此,而是來到烏得勒支大學,進行個人學術的進一步深造,追隨導師烏倫貝克。后來烏倫貝克定居美國,因此派斯的碩士畢業論文,由羅森菲爾德進行有效指導并完成。最終派斯在1940年碩士順利畢業,取得了相應的碩士學位。然而在當時,德國已經發動世界大戰,并逐漸占領荷蘭。第二年,德國宣布,7月14日之后,整個荷蘭的任何一所大學,嚴格禁止猶太人考取博士。這件事無疑影響了派斯,他努力趕寫博士論文,限期真正到來之前,他最終順利完成論文答辯。

縱觀派斯的整個求學生涯,真是十分不易。然而,派斯隨后將要面對的處境更加危險和艱難。當時,納粹分子對猶太人進行壓迫,這也使當地諸多物理學家,為免于遭受迫害而選擇逃避,離開了培養自己的大陸。但是派斯不同,他沒有離開故土荷蘭。也正因為如此,戰爭爆發后,派斯提心吊膽,整天需要東躲西藏。訪問他的當地物理學家也越來越少,除了克拉默斯,派斯較為重要的朋友??死乖L問時,一般都帶科學文獻,兩個人進行物理學知識的相關探討??死贡緛碓谌R頓大學承擔教授職務,但后來,猶太人解雇現象較為嚴重,教授對德國人的殘暴行為進行了抗議,德國占領大學之后,勒令當局關閉了學校。這對派斯的日常研究,即量子電動力學,造成了極大的不便。每當回首往事,派斯都感到非常不堪。荷蘭當地猶太人,包括派斯的妹妹,普遍開始被抓,然后進入死亡集中營,遭到德國人殘酷的殺害。而派斯自己,幸運的是能夠免于這場災難。災難具體情況,詳見其自傳體著作《歐美記事》。

第二次世界大戰結束之后,1946年,派斯到達哥本哈根。在那里,派斯會見了波爾,與其一家人相處融洽。與此同時,他與波爾展開了知識方面的溝通,彼此交流十分愜意。在波爾的大力推薦下,1946年秋,派斯前往美國進行訪問和調查,訪問的具體地點為普林斯頓,當地的一家高等研究所,但是在當時,這個研究所成立時間不長,物理學的相關研究并沒有取得杰出成果。不過研究所的物理學家鑒于自身多年的經驗,告誡派斯,研究過程中,如果一味閉門造車,是絕對行不通的,需要廣泛涉獵。派斯聽取了同行的建議,決定不再回歐洲,留下來潛心研究物理學。

派斯剛剛來到美國的時候,量子電動力學的研究取得了革命性的進展,理論物理學也得到了極大的發展。1947年,設爾特島會議順利召開,派斯有幸受邀參加。在這次會議上,施溫格做出了科學量子力界的報告,報告非常詳細。與此同時,“費曼圖”這一理念得以提出。

派斯深深明白,量子電動力學領域,今后勢必具有廣闊的發展前景,但是這似乎已經和自己的關系不是那么密切了。盡管這方面的雄心有一定的挫敗,但是派斯并沒有被真正擊敗,而是轉向宇宙線的相關領域。派斯變得更加努力,在加強探索的同時秉承更加積極的態度,針對現象進行科學合理的解釋?;诖?,派斯得以明確自身的方向,并著眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的貫徹落實。

派斯經過大量研究,逐漸提出了協同產生規律等方面的內容,這在日后得到了有效證明和確立。后來,新量子數即奇異數,誕生并發展,關于這方面,派斯曾經與蓋爾曼展開過合作,但是實驗研究最終失敗。

派斯仍然不放棄進行研究,最終提出了K介子混合理念?;谖锢韺W本質來說,量子力學得到了充分詮釋,態疊加原理也得到了完善。但是很多物理學家不禁產生了疑問,粒子混合究竟能否符合實際?然而,我們如果站在量子力學角度進行分析,透過基本粒子的本質,會發現觀察量具有自帶屬性的特點,本身存在相應特征和形態。在態疊加原理的應用過程中,守恒電子數一旦滿足這一相同條件,粒子混合就能實現。經過派斯等人的共同努力,K介子系統問題得到了充分解決。在這之后,粒子混合不斷涌現。不久,科學界又提出了量子排這一概念。通過量子排方面的科學研究,粒子物理學得到了更快的發展,最終在一定程度上推動了原子物理學的發展,并對其形成一定反哺。基于此,量子力學概念得到普及和推廣。量子排現象之所以提出較晚,很大一部分原因是人們不敢對其進行大膽想象。

派斯在其他領域同樣做出過一定貢獻,比如G宇宙領域。然而,在70年代末,派斯逐漸轉向物理學史,注重加強這方面的探索和研究,朝著作家的方向發展,并在這方面進展順利,例如愛因斯坦傳記得到了廣泛好評,波爾傳記也同樣大獲成功,中文出版量相當可觀。還有關于基本粒子方面的科學史巨著《基本粒子的物理學史》的中譯本也問世。派斯造詣十分高深,熟知理論物理,對物理學史的敘述表現出一種深刻的洞察。除此之外,派斯語言能力超強,除了母語荷蘭語外,他還熟悉地掌握了英語、法語、德語、丹麥語,這為他的科學史研究提供了極大的便利。

派斯的物理學著作,內容更加凸顯真實性,如對科學界出現的錯誤等都進行了如實體現。特別是曾經承受的挫折、物理學走過的彎路,以及物理學家在長期探索過程中經歷的迷惘、物理學家個人存在哪些不足等,他都較為直率地指出。

比方說,在愛因斯坦傳中,派斯對愛因斯坦的不成熟之處以及其研究中走過的彎路、犯過的錯誤都進行了毫不客氣的說明。再比如,書中指出,馬赫原理雖然沒有對物理學理論起過推動作用,但它仍然可能是未來的研究課題。

雖然派斯對波爾十分尊重和愛戴,但在波爾傳記中對其并未有諱言。比方說,在量子力學領域波爾失誤不少,尤其是波爾還曾否定已經被廣泛認可的能量守恒定律,對此派斯在書中也如實進行了記錄。除此之外,他還指出了哥本哈根陣營中泡利、狄克拉等人對波爾的不滿之詞。

物理學家范文4

以色列天體物理學家馬里奧?利維奧就是這樣一個人。他是空間望遠鏡科學研究所的資深理論天體物理學家,超新星及其成像專家。他的研究幫助天文學界確定了宇宙膨脹的速度,理解了暗物質和黑洞。

1990年,哈勃空間望遠鏡搭乘火箭發射升空時,我就在美國航空航天局的肯尼迪航天中心。“哈勃”讓我們看到了自己的過去,說明了我們的來源。在慶祝哈勃空間望遠鏡25周年之際,我與利維奧在研究所談起了“哈勃”的輝煌成就及其對科學、藝術和社會的影響。利維奧帶著我暢游遙遠的超新星、暗能量、暗物質、哈勃常數以及星系演變,展示他將復雜科學簡單化這一拿手好戲。

人類面對的最具革命性的問題是什么?他認為是:宇宙中是否只有地球人。

哈勃空間望遠鏡怎樣改變了我們認識宇宙的方式?

19世紀20年代,我們認識到宇宙在膨脹。但是我們想,這種膨脹可能正在減速,因為宇宙里的所有物質都有引力。1998年我們發現,宇宙膨脹不但沒有減速,反而在加速,“哈勃”在發現中起到了非常關鍵的作用。宇宙膨脹的加速是與引力相對的斥力所致,這種斥力我們就稱其為暗能量。

那么,這是怎么發現的?從根本上講,我們看到的是極其遙遠的恒星爆炸,即超新星Ia型爆發。在“哈勃”拍攝的圖片上,你可以看到一個光點,那就是超新星,或者是一個星系。它們的距離非常遙遠,可以在七八十億光年以外。這意味著什么呢?這就是說這個光點在80億年以前離開那些超新星,所以這張圖片顯示的是宇宙80億年以前的情況。因此,我們可以拿當時的膨脹與現在的膨脹相比,發現宇宙的膨脹在加快。

“哈勃”所做的另一件重要事情是提高哈勃常數的精度。哈勃常數實際上是宇宙目前測定的膨脹速度,有了這個重要參數,就能確定宇宙的年齡:宇宙年齡大約是1除以哈勃常數的值。

發射哈勃空間望遠鏡之前,有兩個天文學家小組一直在圍繞哈勃常數值進行爭吵。他們的看法不同,一個比另一個整整大2倍,這當然不可能?,F在,我們利用“哈勃”能夠精確地測量脈沖星的周期,所以可以知道該恒星的實際亮度是多少,然后將該恒星的實際亮度和我們看到的亮度進行比較,就能知道這顆恒星距離我們有多遠。目前,哈勃常數值的誤差在3%之內。請記住,原來的誤差是2倍,而現在是3%。我們現在得到的值非常非常精確,據此我們知道宇宙的年齡基本上就是138億年。 這是“哈勃”發現的有史以來最遠的超新星,編號是UDS10Wil。

?這顆超新星被稱為Ia型超新星,比之前最遠的超新星還遠4%。

哈勃空間望遠鏡拍攝的M16和深空照片尤其著名,還有沒有其他圖像具有如此魅力呢?

首先,我得說那兩幅圖像仍然魅力非凡。M16已經成為一種形象,這毫無疑問。人們稱其為創世之柱等等,那兩個誕生著新恒星的氣塵巨柱真是不可思議。在它之后拍攝到的哈勃深空、哈勃超深空、哈勃極深空等,也一直非常鼓舞人心,實在令人驚嘆不已。當然,自此之后,還有更多更奇妙的圖像。 M16

有一張圖像被稱為神秘山,就是因為它看上去像一座山。這是另一個正在產生新恒星的氣塵巨柱。這里面不但誕生著新的恒星,而且正在誕生恒星的周圍圓盤上還有噴射發生。經過維修的哈勃空間望遠鏡,相機的分辨率更高、成像質量更好,所以提供了更多細節,這是以前辦不到的。神秘山真是一幅令人驚訝的圖像。

其他不可思議的圖像還有馬頭星云,是“哈勃”的第三代廣域照相機用紅外光拍攝的。宇宙塵埃是可見光穿不透的,但紅外光大都可以。用紅外線我們能夠穿過星云,看見馬頭星云內部那些不可思議的細節,簡直太奇妙了。

還有一幅我們稱之為宇宙玫瑰花,實際上是兩個互動的星系,因為引力的作用,兩個星系都有點被拉伸,形成了一個看上去有點像玫瑰花的結構,因此得名。在這朵“玫瑰花”的莖部可以看到一簇簇藍色,那是恒星,這都是兩個星系交互作用所致。這樣的圖像有幾千幅,都令人嘆為觀止。

“哈勃”的宇宙起源頻譜儀怎樣顯示宇宙的結構?

宇宙的結構實際上是暗物質形成的。早期宇宙的誕生首先是暗物質的塌縮形成一些引力勢阱,然后普通物質流入其中,最終宇宙就這樣開始形成,出現了一團團的星系。 馬頭星云及其內部細節 宇宙玫瑰花

我們現在能夠用計算機模擬暗物質形成的結構,但是在模擬的時候,我們發現暗物質似乎有一個細紋網絡,有點像海綿,細絲之間是空間,普通物質就集中在宇宙網的密集處。

那么,我們是如何發現有這樣的宇宙網存在的呢?是星際氣塵最終形成了這類東西。我們看不到,是因為它發出的光不足以讓我們看到??墒牵绻覀冇^察更為遙遠的類星體(它們是星系中很遠很遠的黑洞,看上去只是一個個的光點),它們發出的光到達我們的望遠鏡之前,中途會穿過很多那樣的細絲,在這個過程中,原子會設法吸收一些那個光源的光,然后我們就能在光譜中看到?!肮钡挠钪嫫鹪搭l譜儀便能捕捉到這些信息,讓我們得以繪制宇宙網的三維結構。

地面望遠鏡提供的信息與空間望遠鏡提供的信息不同,這是為什么?

每臺望遠鏡都有其優點和缺點。地面上的望遠鏡都很大,像凱克望遠鏡、甚大望遠鏡等,有較大的采光面,因此能夠追蹤非常暗弱的天體。如果需要觀測非常暗弱的天體,就得靠這個。不過,即使利用自適應光學想辦法去除部分紅外圖像中地球大氣的影響,在像素方面也無法跟“哈勃”媲美,而且近期也沒有別的望遠鏡能超越它。

所以,如果需要高像素,想看清細節,仍然得用“哈勃”拍攝的圖像。很快我們會有詹姆斯?韋伯空間望遠鏡,鏡片更大(哈勃只有2.4米,而詹姆斯?韋伯有6.5米),而且基本上全部使用紅外光,因此會有更強的優勢。電位敏感掃描設計(LSSD)會發揮其優點,這一步邁得不小,可以用一個天文臺觀測到的數據補充另一個天文臺觀測到的數據,通過這些不同波長、不同敏感度的數據,我們得到的畫面會更完美。 詹姆斯?韋伯空間望遠鏡的鏡片

暗能量是什么?

我們不曉得暗能量是什么,只知道它在干什么:它在加速宇宙的膨脹。我們還知道這是一種非常流暢的能量,充滿整個太空。暗能量可能是什么,我們倒是有些線索。我們認為,它是一種與虛空相關的能量,在物理上呈真空狀態。物理上的真空并非什么也沒有,反而有非常活躍的內容。事實上,它里面充滿了成對的虛粒子和反粒子,忽隱忽現,反復無常。所以,我們認為就是那個真空里的那個能量在起作用。問題是,當我們計算真空中的能量應該有多少時,得到的數字與實際看到的差很多數量級,因此我們還是無法確定暗能量到底是什么。目前最好的猜測是,它是虛空的能量,是它在推動我們的宇宙加速膨脹。

暗能量會把我們的宇宙怎么樣?

因為我們目前還不能準確地知道暗能量是什么,我的確不能回答這個問題。然而,如果暗能量的確是與虛空關聯的能量,我們就知道它的密度是恒定不變的。如果是這樣的話,那就意味著宇宙的膨脹會保持同樣的加速方式,永遠加速下去。大約再過一萬億年,如果銀河系周圍還有天文學家的話,他們就無法在夜空中看到其他星系,不管他們使用的望遠鏡功能有多么強大。他們會以為宇宙中只有一個星系。如果真是這樣,宇宙將來會走向極度冰冷的死亡。

現在我們還不能確定暗能量就是這個虛空的能量,所以事情實際上有可能會極其不同。另一種可能的情況是大坍縮,整個膨脹還原然后再次塌縮;或者是大撕裂,即膨脹的力量最終會把哪怕最小的結構也撕裂,甚至原子和原子核也不放過,也就是說,所有一切??墒牵缥宜f,迄今的大多數觀察結果與持續加速膨脹一致,將來你看不到其他任何星系的可能性更大,就是這樣。

什么是暗物質?

我們的宇宙非常奇怪,大約70%是我們稱之為暗能量的這種能量,就是它在推動宇宙的加速;大約25%是我們稱之為暗物質的東西,我們看不到,因為它不發光,也不與電磁發生作用;只有不足5%是我們叫作重子物質的東西。我們就是由這種重子物質組成的,恒星也是,星系也是,可是它只占宇宙能量的5%。

所以說,暗物質非常重要,它大約是宇宙能量密度的25%,而且在建筑我們看到的所有宇宙結構(如星系、星系團,等等)方面發揮作用。但是,它的交互作用非常微弱,不放射任何光亮,你怎么才能知道它的存在呢?我們通過它的引力作用發現它。起初是觀察單個星系,我們發現了遠離星系中心的天體,如果宇宙的所有質量就是我們看到的星系的總質量,那里就不會有圍繞星系中心旋轉的天體,因為沒有足夠的質量將其留住。所以我們推斷,那里可能有我們看不到的各種質量。事情就是這樣的。

另一方面,暗物質雖然發生相互作用,但非常微弱,不會產生熱的互動,而是穿越。但是因為引力透鏡的作用,我們也能發現暗物質的存在。這是愛因斯坦廣義相對論的一種效應。

這些都是“哈勃”觀測的結果。我們可以通過“哈勃”找到暗物質的分布,甚至能夠繪制一幅三維地圖,標示出更大范圍的暗物質布局。

“哈勃”發現了黑洞的什么?

哈勃空間望遠鏡最重要的發現之一,便是在幾乎每個星系的中心都有一個黑洞,一個超巨大的黑洞。順便說一句,銀河系的中心也有一個黑洞,其質量大約是太陽質量的400萬倍?!肮边€發現星系中央的黑洞質量與黑洞周圍的波速頻散有著非常緊密的關系,它也是對黑洞周圍星系的中心恒星膨脹質量的測量。

這一點非常重要,因為你也許認為星系與其中央的黑洞相互不知道彼此,以為它們完全獨立發展。事實上,黑洞質量與波速頻散的關系非常密切,這意味著星系和黑洞實際上共同演變。我們以為自己理解它如何作用,因為只要黑洞中心創造質量,就會進一步膨脹,黑洞也隨之增大。在一定的點上,你會開始得到這樣的反饋,即輻射開始推動那里的氣體,這樣黑洞和膨脹就會停止增大,其質量也繼續縛在一起。星系M87中有個黑洞,其中心質量大約是太陽質量的30億倍,從“哈勃”拍攝的圖像中我們還能看到奇特的噴射景觀。 這幅由哈勃空間望遠鏡合成的圖像顯示了暗物質呈現的

一個幽靈般的“環”,“ 環” 中是星系CL0024+17 。

這幅圖像中,未知物質彌漫在宇宙中,是迄今

有關暗物質存在的最強證據。

“哈勃”能夠看見極深空,這些空域中有什么呢?

選擇天空的一個微小區域,對其進行極深度的觀察,這就是哈勃超深空。令人驚異的是,這些圖像里你能看見的每一個光點都是一個星系,一幅圖里往往有上萬個這樣的光點。

“哈勃”現在看到的比以前深得多。因為宇宙在膨脹,所以光也在朝向光譜紅色的一邊移動,即紅移。我們現在能夠看到的是宇宙誕生后不到5000萬年時的情況,而它的年齡是138億歲,所以我們看到的是宇宙的嬰兒期。

那么,我們從中發現了什么呢?首先,我們看見星系演變和合并的整個歷史。就像現在的大公司一樣,一開始是小型建筑群,然后合并變大,繼續兼并,越來越大,一直到形成我們現在看到的巨大星系。

這種能夠看到深空的能力在發現其他可居住行星方面意味著什么?

1992年以前,我們沒有在太陽系外發現過哪怕一顆行星。1992年,我們首次發現圍繞另一個太陽旋轉的幾顆行星,但是那個恒星很奇怪,是一顆脈沖星,是非常致密的天體,不是生命能夠在其中演變的那種東西。一直到1995年我們才發現第一顆圍繞更像太陽的恒星運行的行星。自此之后,我們發現了許多行星,“開普勒”發現的尤其多。

現在有幾千個候選行星和1000來個得到確認的太陽系外行星。不但如此,“開普勒”的觀測顯示,從統計學的角度來說,大約20%的恒星周圍的宜居帶都有一顆地球大小的行星。按照這種情況計算,只銀河系的宜居帶內就有幾十億顆行星。

“哈勃”做了一件相當獨特的事,即利用凌日現象確定其中一些行星的大氣成分。行星從其母恒星前面經過時,恒星的光亮會稍許變暗,有些光可以穿過行星大氣照射到我們這里。然后,我們就可以看到行星大氣從恒星光里吸收了什么,據此知道這顆行星的大氣成分。

截至目前,我們已經發現了許多這類巨大行星的大氣成分,如在木星的大氣層中,我們發現了水、甲烷、鈉等。現在可以說,在未來的數年里我們會做得更好,因為2017年可能要發射衛星TESS,它將在宜居帶發現幾個這樣的行星。然后到2018年,詹姆斯?韋伯空間望遠鏡將發射升空,屆時就能描繪TESS找到的那些行星的大氣。一般而言,如果生命無處不在,那么我們也許能夠在那些大氣里識別出一些生命信號,比如說氧、臭氧、熱化學平衡失衡的大氣等。 2014年,天文學家使用NuSTAR發現了一顆有史以來最明亮的脈沖星,

它的輸出能量相當于1000萬個太陽。也就是說,它擁有匹敵黑洞的能量,但質量要少得多。

即便我們發現一些生命信號,如水、氧、臭氧等,千萬記住還不能說“噢,我們發現了生命!這就是生命”,因為其他一些過程通常也會發生這樣的現象。一種生命信號不足以說明人們已經發現了某種生命形式??墒侨绻覀儼l現了一大群元素,也找到了一顆地球大小的行星,而且位于宜居帶,有水、氧和臭氧,按理我們甚至能夠嘗試確定葉綠素發揮的作用,一般也能看到“紅邊”現象。如果我們能夠發現所有這些,也許就能確認那里存在某種生命形式。

“哈勃”完全退役會對您有怎樣的影響?

“哈勃”當然是我科學生涯的一大部分,這一點毫無疑問。每次維修任務對我來說都有很大的壓力,我的心一直懸著。我曾說這就有點像你的孩子要出生時的心情。我知道這有點夸張,但不為過。

物理學家范文5

在過去兩年中,物理學家在理解宇宙基本法則方面取得了非凡進步,但在有關宇宙性質的很多方面依然覺得困惑。比如中微子的基本屬性、暗物質和暗能量的所有性質等等問題至今仍保持神秘。而在去年7月發現與希格斯玻色子高度近似的新粒子并不斷加深確認后,物理學家們提出了一個粒子物理學未來研究工作的20年展望,包括了今后要研究的宇宙問題框架。以下是問題簡述:

(1)希格斯粒子與人們迄今為止所遇到的任何其他粒子都不同,它為何會不同?還有更多的不同之處嗎?

(2)中微子非常輕、難以捉摸而且會在飛行中改變身份。怎樣使這些特性符合我們對自然性質的理解?

(3)已知粒子占了宇宙中所有物質的1/6,剩下來的是暗物質。但它究竟是什么?我們能在實驗室里探測到這些粒子嗎?自然界還有其他未發現的粒子嗎?

(4)自然界已知有四種力,它們能否統一成一種力的形式?還有其他科學家未曾預料的新力嗎?

(5)時空中是否存在隱藏的新維度?

(6)大爆炸產生了物質和反物質,但我們今天的世界只由物質組成,為什么?

(7)宇宙的膨脹為何會加速?

“在粒子物理學領域有許多能量,也有大量的觀點,”美國物理協會粒子與場分部主席喬納森?羅斯納說,“在過去的一年來,我們發現了希格斯玻色子,并在研究中微子方面取得了重要成果。但還有更多秘密等著發現。我們對宇宙物質和能量掌握的還不到5%,而在未來20年里,將有什么實驗來幫助我們拓展這些知識呢?”

物理學家范文6

關鍵詞:物理史教學

在初中階段進行物理學發展史的教學是新課程實施的一種形式和重要組成部分。有助于學生認識到物理學的基本觀點和思想、了解物理學的研究方法和研究工具、了解體會物理學對科學技術、經濟社會和文化的貢獻和影響,形成良好的科學態度和科學精神。那么,如何加強初中物理學史的教學呢?筆者結合自身的教學實踐對此淺談如下自己的想法:

一、物理學史在中學物理教學的作用

1、進行科學方法論教育的功能。物理學史可以提供豐富的物理科學發展的史料,將物理概念、定律的歷史發展過程展現給學生,使之熟悉科學家發現規律的思維過程和科研方法,并從科學家的成功中得到啟示。從長遠意義上講,學生掌握這些內容比學習物理知識、技能更為重要。學生在學習過程中不斷接受科學方法教育,潛移默化地培養科學的思維模式。使學生從中領略到什么是科學研究,科學家是怎樣用科學方法進行研究的,受到科學的思維方法的熏陶,有利于學生從“機械學習、被動思考、獲得知識”向“靈活學習、積極思考、勇于探索”轉化,獲得真正的“智慧”。

2、培養科學意識和科學精神的功能。物理學是研究物質運動一般規律和物質基本結構的科學,是自然科學的重要組成部分,人類只有尊重事實、尊重規律,才能獲得進步。物理學發展史是人類探索自然規律的歷史。通過史料教育學生,可以培養實事求是、嚴謹治學的科學意識。

3、進行思想品德教育的功能。在推進素質中,加強思想品德教育是一項重要任務。因此,品德教育應滲透到各科教學中。在物理教學過程中,由于眾多物理學史料中有很多品德教育素材,將品德教育與知識教育有機結合,能夠更好地發揮物理學史的思想品德教育功能。

二、初中階段物理學史教學的原則

1、通過了解物理概念、理論和物理觀念的發展,加深對它的理解,進一步認識物理學的特點;

2、了解物理學研究的工具,學習科學研究的方法;

3、了解物理學對科學技術、經濟社會和思想文化的貢獻和影響;

4、突顯榜樣的力量,培養學生勤奮和創新的精神,形成良好的科學素養,幫助學生樹立科學的世界觀和人生觀。

三、加強初中物理史的教學的策略

1、加強物理學史學習,提高教師自身素質

眾所周知,能否發揮教材教育功能的關鍵在教師。同樣,為了有效發揮學史教材的教育功能,物理教師本身也必須具有較高的物理學史素養,這樣他才能在掌握學史知識的基礎上,從認識方法論的角度,把握物理科學的發展軌跡與規律,才能挖掘學史的教育功能。不僅如此,提高學史素質對教師全面理解和把握物理學科的知識體系,提高教學水平,具有長遠的意義。

2、側重于介紹科學發展的曲折性

教師要通過物理學史的介紹,讓學生了解到科學經歷的是一條非常曲折、非常艱難的道路。把科學理論的建立,科學發現的過程,科技發明對人類社會發展的貢獻用生動事例展示給學生。并通過了解物理學家的生平、各學派間的爭端以及尚未解開的物理課題來激發學生學習物理的興趣,讓學生從中學習到物理學家嚴謹的科學態度和科學的思維方法,不斷提高自身科學素質、養成良好的學習習慣,變被動學習為主動獲取知識。例如,牛頓是舉世公認的偉大科學家,介紹牛頓的生平及其科學研究歷程,從而消除科學研究的神秘感,拉近了科學家與學生的距離,激勵他們把對科學家的崇拜轉化為刻苦學習的動力。

同時,物理學史中有許多科學家為真理獻身的動人事跡,如伽利略為宣傳哥白尼的日心說而被教會終身監禁;居里夫人為研制放射性元素而做出了巨大的犧牲;法拉第舍棄榮華富貴,幾次拒絕接受封爵而甘當平民;亞里士多德富有批判和懷疑精神等。這些科學家不畏艱險,不惜生命,不慕利祿,不怕權威,追求真理的高尚品質,有利于培養學生實事求是的科學態度、獻身科學的探索精神,為以后的學習和研究打下良好的基礎。

3、側重于研究方法的發展

結合教材,教師要有意識的引導學生學習一些科學研究方法,使之從隱蔽在教材里的知識表述中顯現出來。比如:

①、觀察法:在日常生活中、演示實驗和學生實驗中,引導學生學會正確的觀察方法,

知道觀察方法的一般程序。

②、實驗法:實驗方法是物理學研究中的基本方法,引導學生:(1)要親自動手操作,

(2)要了解其一般程序,學會設計與構思實驗的常用方法。這一方法的習得將對學生的探究學習起到直接的推動作用。

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