1.高分
从物理学专业本科毕业论文所涉及的研究领域来看,又可以将其分为物理学理论、电子技术、计算机和应用物理四大类。
A、物理学理论方向的毕业论文内容:力学、声学、数学物理、物理学与交叉学科、引力与天体物理、原子与分子和团簇物理、凝聚态物理、量子物理、场论与粒子物理、等离子体物理、光学、核物理、化学物理、统计物理、物理学史、综合等。
B、电子技术:物理实验、电路的设计、传感器、
C、计算机技术:多媒体技术、数据库等。
D、应用物理:①材料科学:纳米材料技术、生物医学材料、薄膜材料以及新型高性能结构材料等;材料的先进合成、制造、加工的理论与新方法,材料组分、结构与性能的设计理论;结构、性能控制、材料的环境效应和寿命的评价理论;分子、纳米及微观尺度下的材料科学理论。②信息科学:高速信息网络体系结构与安全性的基础理论;微(纳)米电子学与分子电子学基础与半导体集成系统;光子、光电子集成与光子学基础;以感觉系统、神经系统、免疫系统以及系统生物学仿生和建模的生物信息系统。从分子层次着手设计的具有半导体、超导、吸氢、吸波、非线性光学等特殊功能的光、电、磁和力学纳米功能材料。③传感器技术。④测量与仪器。
2.量子物理学当今最高境界
虽然不太恭敬的回答不会被评满意答案,不过我还是想这么说。
不知道您的老师从什么角度,什么语境下所说的“中国现在的科学还停留在西方十九世纪末”这句话,但是如果仅仅从你所说的量子物理学的角度上讲,不论东方西方南方北方上方下方,十九世纪末还没人知道量子力学这词儿,量子力学正式开始于马克斯·普朗克里程碑式的于1900年发表的关于黑体辐射的论文,这应该算是20世纪了。 这个时间点之前的科学在国内几乎是高三以下该讲的物理学知识。
在量子力学基础和相对论导引已经加入高三课程的今天如果还有人说国内的物理学水平停留在西方的十九世纪末水平是让人很难理解的。况且国内的有些量子技术还是处于世界较高水平,比如今年发现的中微子新震荡,量子信息传输,以及量子计算机的研究。
当然,国内的量子物理理论与世界一流水平在我看来还相距较远,很多领域的高端学者还很少,设备也不够先进,但这不表示与和世界一流会有100多年的差距。现在理论物理的前沿理论是试图建立一个大统一理论,以将人类所知的四种相互作用力用一组方程来表示,发展至今,集合了所有超弦理论和十一维引力理论的“m理论”或称“膜理论”(M的含义根据科学家的定义还有magic,matrix等意思)是现在比较有希望发展为“物理的终极理论”的,不过依然有相当一部分科学家对此持不赞成意见。
近期理论物理界较为重要的成果是发现了近似“希格斯粒子”性质的微观粒子,以及在今年获得诺贝尔奖的新的实验方式颠覆了人们对于微观无法直接观测的看法。另外高能所今年在大亚湾实验中发现的中微子新震荡也是一个在理论物理学界比较重要的事件。
只有十九世纪科学认知水平的人是难以理解这些理论的,按照您老师所言国内不会有人明白这些前沿物理学,但是事实并非如此,涉猎广泛的物理学本科生或者是合格的理论物理相关专业的研究生都可以较为清楚的理解这些前沿知识。 如果您的老师是很认真且在正常的语境下做出的这种言论,那么可以不可以被认为是对于国内理论物理界的不负责任的侮辱呢?在我看来说什么话还是有根据的为好,毕竟人外有人,山外有山。
对于教书育人的老师来说,我认为更是如此。
3.中微子 论文
中微子是组成自然界的最基本的粒子之一,常用符号ν表示。中微子不带电,自旋为1/2,质量非常轻(小于电子的百万分之一),以接近光速运动。
粒子物理的研究结果表明,构成物质世界的最基本的粒子有12种,包括6种夸克(上、下、奇异、粲、底、顶),3种带电轻子(电子、缪子和陶子)和3种中微子(电子中微子,缪中微子和陶中微子)。中微子是1930年德国物理学家泡利为了解释贝塔衰变中能量似乎不守恒而提出的,五十年代才被实验观测到。
中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有最强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难。正因为如此,在所有的基本粒子,人们对中微子了解最晚,也最少。实际上,大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(贝塔衰变)、超新星爆发、宇宙射线等等。宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米100个。
1998年,日本超级神岗实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象,即一种中微子能够转换为另一种中微子。这间接证明了中微子具有微小的质量。此后,这一结果得到了许多实验的证实。中微子振荡尚未完全研究清楚,它不仅在微观世界最基本的规律中起着重要作用,而且与宇宙的起源与演化有关,例如宇宙中物质与反物质的不对称很有可能是由中微子造成。
由于探测技术的提高,人们可以观测到来自天体的中微子,导致了一种新的天文观测手段的产生。美国正在南极洲冰层中建造一个立方公里大的中微子天文望远镜——冰立方。法国、意大利、俄罗斯也分别在地中海和贝加尔湖中建造中微子天文望远镜。KamLAND观测到了来自地心的中微子,可以用来研究地球构造。
中微子有大量谜团尚未解开。首先它的质量尚未直接测到,大小未知;其次,它的反粒子是它自己还是另外一种粒子;第三,中微子振荡还有两个参数未测到,而这两个参数很可能与宇宙中反物质缺失之谜有关;第四,它有没有磁矩;等等。因此,中微子成了粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉与热点学科。
中微子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”。科学家观测它颇费周折,从预言它的存在到发现它,用了10多年的时间。
要说中微子,就不得不提它的“老大哥”——原子基本组成之一的中子。中子在衰变成质子和电子(β衰变)时,能量会出现亏损。物理学上著名的哥本哈根学派鼻祖尼尔斯·玻尔据此认为,β衰变过程中能量守恒定律失效。
1931年春,国际核物理会议在罗马召开,当时世界最顶尖的核物理学家汇聚一堂,其中有海森堡、泡利、居里夫人等。泡利在会上提出,β衰变过程中能量守恒定律仍然是正确的,能量亏损的原因是因为中子作为一种大质量的中性粒子在衰变过程中变成了质子、电子和一种质量小的中性粒子,正是这种小质量粒子将能量带走了。泡利预言的这个窃走能量的“小偷”就是中微子。
4.【量子力学主要讲了什么】
量子电动力学(Quantum Electrodynamics,简写为QED),是量子场论中最成熟的一个分支,它研究的对象是电磁相互作用的量子性质(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等.它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理. 量子电动力学是从量子力学发展而来.量子力学可以用微扰方法来处理光的吸收和受激发射,但却不能处理光的自发射.电磁场的量子化会遇到所谓的真空涨落问题.在用微扰方法计算高一级近似时,往往会出现发散困难,即计算结果变成无穷大,因而失去了确定意义.后来,人们利用电荷守恒消去了无穷大,并证明光子的静止质量为零.量子电动力学得以确立.量子电动力学克服了无穷大困难,理论结果可以计算到任意精度,并与实验符合得很好,量子电动力学的理论预言也被实验所证实.到20世纪40年代末50年代初,完备的量子电动力学理论被确立,并大获全胜. 量子电动力学认为,两个带电粒子(比如两个电子)是通过互相交换光子而相互作用的.这种交换可以有很多种不同的方式.最简单的,是其中一个电子发射出一个光子,另一个电子吸收这个光子.稍微复杂一点,一个电子发射出一个光子后,那光子又可以变成一对电子和正电子,这个正负电子对可以随后一起湮灭为光子,也可以由其中的那个正电子与原先的一个电子一起湮灭,使得结果看起来像是原先的电子运动到了新产生的那个电子的位置.更复杂的,产生出来的正负电子对还可以进一步发射光子,光子可以在变成正负电子对……而所有这些复杂的过程,最终表现为两个电子之间的相互作用.量子电动力学的计算表明,不同复杂程度的交换方式,对最终作用的贡献是不一样的.它们的贡献随着过程中光子的吸收或发射次数呈指数式下降,而这个指数的底,正好就是精细结构常数.或者说,在量子电动力学中,任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达.这样一来,精细结构常数就具有了全新的含义:它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量,或者说,它就是电磁相互作用的强度. 1965年诺贝尔物理学奖授予日本东京教育大学的朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga,1906—1979),美国马萨诸塞州坎布里奇哈佛大学的施温格(Julian S.Schwinger,1918—1994)和美国加利福尼亚州帕萨迪那加州理工学院的费曼(Richard Phillips Feynman,1918—1988),以表彰他们在量子电动力学所作的基础工作,这些工作对基本粒子物理学具有深远的影响. 费曼、施温格和朝永振一郎的贡献就是用不同方法独立地异途同归地解决了这一困难,从而建立了量子电动力学的新理论体系.他们从不同的渠道运用“重正化”概念把发散量确切地归入电荷与质量的重新定义中,从而使高阶近似的理论结果不再会遇到发散.“重正化”的意思就是用一定的步骤把微扰论积分中出现的发散分离出去,吸收到相互作用耦合常数及粒子的质量中,并通过重新定义相互作用耦合常数和粒子的质量,来获得不发散的矩阵元,使计算结果可与实验对比. 有了重正化方法,量子电动力学获得了巨大成功,由此计算出来的电子反常磁矩和兰姆位移与实验结果相符达十几位量级.可见,量子电动力学是何等精确的理论.这一切既要归功于众多对现代物理学作过贡献的物理学家,更要归功于1965年这三位诺贝尔物理学奖获得者. 费曼1918年5 月11日出生于美国纽约市郊俄国移民犹太族家庭里,1935年进入麻省理工学院(MIT),先学数学,后转物理.1939年本科毕业,毕业论文发表在《物理评论》(Phys.Rev.)上,内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式.1939年9月在普林斯顿大学当惠勒(J.Wheeler)的研究生,致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难.第二次世界大战中,参加洛斯阿拉莫斯科学实验室研制原子弹.1942年得普林斯顿大学理论物理学博士学位.战争结束后到康奈尔大学任教.自1951年起任加利福尼亚理工学院教授. 费曼于40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法,并于1948年提出量子电动力学新的理论形式、计算方法和重正化方法,从而避免了量子电动力学中的发散困难.目前量子场论中的“费曼振幅”、“费曼传播子”、“费曼规则”等均以他的姓氏命名.费曼图是费曼在四十年代末首先提出的,用于表述场与场间的相互作用,可以简明扼要地体现出过程的本质,费曼图早已得到广泛运用,至今还是物理学中对电磁相互作用的基本表述形式. 1958年费曼和盖尔曼合作,提出了弱相互作用的矢量-膺矢量型理论(即V-A理论,又称普适费米型弱相互作用理论).这是经过20余年曲折发展以后所达到的关于弱相互作用的正确的唯象理论.这一理论为以后温伯格、萨拉姆和格拉肖建立电磁相互作用和弱相互作用的统一理论开辟了道路.在50年代前期,费曼还曾经从事发展液氮的微观理论的研究工作. 费曼的路径积分方法是他的独创性又一个鲜明的例证. 费曼总是以自己独特的方式来研究物理学.他不受已有的薛定谔的波函数和海森堡的矩阵这两种方法的限制,独立地提出用跃迁振幅的空间-时间描述来处理几率问题.他以。
5.物理科学的发展及其对人类的影响的论文
物理科学的发展 十九世纪末二十世纪初,经典物物学的各个分支学科均发展到了完善、成熟的阶段,随着热力学和统计力学的建立以及麦克斯韦电磁场理论的建立,经典物理学达到了它的顶峰,当时人们以系统的形式描绘出一幅物理世界的清晰、完整的图画,几乎能完美地解释所有已经观察到的物理现象。
由于经典物理学的巨大成就,当时不少物理学家产生了这样一种思想:认为物理学的大厦已经建成,物理学的发展基本上已经完成,人们对物理世界的解释已经达 到了终点。物理学的一些基本的、原则的问题都已经解决,剩下来的只是进一步精确化的问题,即在一些细节上作一些补充和修正,使已知公式中的各个常数测得更精确一些。
然而,在十九世纪末二十世纪初,正当物理学家在庆贺物理学大厦落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象的发现。
其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”:“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。[1]这些实验结果与经典物理学的基本概念及基本理论有尖锐的矛盾,经典物理学的传统观念受到巨大的冲击,经典物理发生了“严重的危机”。
由此引起了物理学的一场伟大的革命。爱因斯坦创立了相对论;海林堡、薛定谔等一群科学家创立了量子力学。
现代物理学诞生了! 把物理学发展的现状与上一个世纪之交的情况作比较,可以看到两者之间有相似之 外,也有不同之处。 在相对论和量子力学建立起来以后,现代物理学经过七十多年的发展,已经达到了成熟的阶段。
人类对物质世界规律的认识达到了空前的高度,用现有的理论几乎能够很好地解释现在已知的一切物理现象。可以说,现代物理学的大厦已经建成。
在这一点上,目前有情况与上一个世纪之交的情况很相似。因此,有少数物理学家认为今后物理学不会有革命性的进展了,物理学的根本性的问题、原则问题都已经解决了,今后能做到的只是在现有理论的基础上在深度和广度两方面发展现代物理学,对现有的理论作一些补充和修正。
然而,由于有了一百年前的历史经验,多数物理学家并不赞成这种观点,他们相信物理学迟早会有突破性的发展。 另一方面,虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。
在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。
因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。 虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。
在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。
因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。 客观物质世界是分层次的。
一般说来,每个层次中的体系都由大量的小体系(属于下一个层次)构成。从一定意义上说,宏观与微观是相对的,宏观体系由大量的微观系统构成。
物质世界从微观到宏观分成很多层次。物理学研究的目的包括:探索各层次的运动规律和探索各层次间的联系。
回顾二十世纪物理学的发展,是在三个方向上前进的。在二十一世纪,物理学也将在这三个方向上继续向前发展。
1) 在微观方向上深入下去。 在这个方向上,我们已经了解了原子核的结构,发现了大量的基本粒子及其运规律,建立了核物理学和粒子物理学,认识到强子是由夸克构成的。
今后可能会有新的进展。但如果要探索更深层次的现象,必须有更强大得多的加速器,而这是非常艰巨的任务,所以我认为近期内在这个方向上难以有突破性的进展。
2) 在宏观方向上拓展开去。 1948年美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论,当时并未引起重视。
1965年美国的彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙背景辐射,再加上其他的观测结果,为“大爆炸”理论提供了有力的证据,从此“大爆炸”理论得到广泛的支持,1981年日本的佐藤胜彦和美国的古斯同时提出暴胀理论。八十年代以后,英国的霍金[2,3] 等人开始论述宇宙的创生,认为宇宙从“无”诞生,今后在这个方向上将会继续有所发展。
从根本上来说 ,现代宇宙学的继续发展有赖于向广漠的宇宙更遥远处观测的新结果,这需要人类制造出比哈勃望远镜性能更优越得多的、各个波段的太空天文望远镜,这是很艰巨的任务。
6.求诺贝尔物理学获奖的论文,十万火急
一百多年前,手艺高超的德国玻璃工人会制造一种能发出绿光的管子,有钱人家将它悬挂在客厅里做装饰品,以炫耀他们的富有。
这种管子曾引起过很多科学家的兴趣,一位英国皇家学会会员化学家兼物理学家威廉·克鲁克斯(William。Crookes)对这种能发光的管子着了迷,很想弄清楚这些光线究竟是什么,他做了一根两端封有电极的玻璃管,将管内的空气抽出,使管内的空气十分稀薄,然后将高压加到两块电极上,这时在两极中间出现一束跳动的光线,这就是很多科学家潜心研究的稀薄气体中的放电现象。
玻璃管内的空气越稀薄,越容易产生自激放电现象。但是,当玻璃管内的空气稀薄到一定程度时,管内的光线反而渐渐消失,而在阴极的对面玻璃管壁上出现了绿色荧光。
这种阴极发射出来的射线,肉眼看不见,但能在玻璃管壁上产生辉光或荧光。科学家们称这个神秘的绿色荧光叫 “阴极射线”,称这些发光的管子叫“阴极射线管”,又称“克鲁克斯管”。
克鲁克斯为了搞清楚阴极射线究竟是什么,他制作了各种形状的阴极射线管,并进行了很多实验,其中有一个现象使他异常激动。他在1879年英国的一次物理学讨论会上演示了他的这一最新发现。
玻璃管中是高度稀薄的空气,带负电的阴极产生阴极射线,一个用薄云母片制成的十字放在射线的途中,射线在阴极对面的玻璃管壁上出现了形状清晰的十字形,这是十字形云母片投下的影子。 影子的形状证明了荧光是由于阴极沿直线发射出的某种东西引起的,而薄云母片把它们挡住了。
这些都是在场的物理学家们早就知道的。就在这时,克鲁克斯爵士拿起一块马蹄形磁铁跨置在管子的中部,奇迹出现了,十字形的阴影发生了偏移!克鲁克斯爵士得意地说:“由此可见,阴极射线根本不是光线,而是一种带电的原子。
否则,它们怎么会受到磁场的影响呢? ”阴极射线不是光线而是带电粒子!在座的科学家们都震惊了。很多人将信将疑。
由此,对阴极射线的本质有了两种完全不同的概念,德国物理学家认为阴极射线像普通的光线一样是以太中的波动,以克鲁克斯为代表的在英国物理学家中流行另一种观点,认为阴极射线是由阴极发射的带负电的粒子所组成。 要判断两种理论究竟哪种正确,需要更多的实验研究,然而实验遇到了很大的困难。
在那时,人们只限于观察玻璃管内的现象,因为阴极射线到达管壁就被停止了。若能将阴极射线引出放电管外,就可以更方便地进行观察和测量,进一步研究在放电管内无法进行的实验。
1889年德国物理学家勒纳(Philipp Lenard )做到了这一点。勒纳的老师、著名的物理学家赫兹(Heinrich Hertz )曾经观察到过这样一个现象:阴极射线能够穿过置于放电管内的金属筒。
在赫兹教授的启发下,勒纳做了一个特制的玻璃放电管,在管子的末端用一个很薄的铝片封口,他发现阴极射线能够穿过铝片继续在管外的空气中行进。 实验表明,从铝窗发出的射线和放电管内的射线具有相同的性质,即它们都能激发荧光,都可被磁铁偏转等等。
这个发现使勒纳取得了一系列丰硕的实验成果。他进一步证明了阴极射线有某些化学效应,例如使照相底片感光、使空气变成臭氧、使气体电离导电等等。
还发现射线在气体中散射,散射随气体的密度而增加;射线对不同物体的穿透本领不同,吸收率和物体密度有直接的关系。 勒纳证明了阴极射线即使在真空中也带负电,还发现阴极射线有不同的类型,它们在磁场中偏转的程度不同。
勒纳对阴极射线的研究成果,不仅增加了人们对这些现象的了解,而且在许多方面都成为以后电子论发展的基础。尤其是勒纳关于阴极射线可存在于放电管外的这一发现,开辟了物理学研究的新领域,它促进了对其它远未弄清的类似射线源的研究。
鉴于勒纳的研究工作的科学价值和它的开创性意义,瑞典皇家科学院决定授予他 1905年的诺贝尔物理学奖。 有关阴极射线的谜引起了著名的卡文迪什试验室主任汤姆森(Joseph John Thomson,1856-1940)的浓厚兴趣。
他思索着用什么方法可以解开这个谜呢?要是真像克鲁克斯所说的那样,阴极射线是一种带电的原子,那么它不仅能在磁场中偏转,也应该在电场中偏转。 汤姆森认为更重要的是应该设法测出阴极射线中那些原子的质量。
人们都知道,原子是非常非常轻的东西,在汤姆森那个时代,世界上还没有人发明出一种可以称原子质量的“秤”,没有人知道该怎样测量出如此微小的质量。年轻的汤姆森凭着他顽强的探索精神和扎实的实验技巧,一次又一次地改进自己的装置,克服重重困难,最后终于实现了自己的目标。
汤姆森特制了一只克鲁克斯阴极射线管,在管子的中间添了一对金属电极D和E,在管子端部的管壁上贴了一张标有刻度的标尺。当克鲁克斯管接通电源后,从阴极 C发出的阴极射线穿过两个狭缝A和B,使阴极射线成为细束,然后穿过金属板D和E之间的空间,最后打在管壁标尺的中心,并发出荧光。
然后,他在中间的那对电极D和E上加上一定的电压,于是,和克鲁克斯的实验一样,看到了同样奇妙的现象:阴极射线被电场推向一边,不再到达标尺的中心。如果将D和E板上的电压反向,发现阴极射线。
7.粒子物理与原子核物理
理科相对工科来说就业前景还不是很好,如果要考物理本专业就要读到博士,然后去研究所工作,物理主要分光学,凝聚态,原子核物理,分子原子等专业,南京大学,北京大学,中科院物理研究所,还是不错的选择!如果考工科可以考电子,通信,光学工程,电磁场与微波技术,微电子等等,这些专业除了光学工程现在看来还不是很好就业,其余的专业都很好找工作的!电子可以去西电,电子科技大,通信可以去北邮,南邮,东南,电磁场与微波技术可以去上海交大,东南,微电子去复旦!考工科是要考数学一的,很难!如果不好的话就要早准备了!祝你成功!
它们之间的关系非常密切,只是研究对象有些许不同。
理论物理是研究物理学各个分科的基础理论部分的,
原子核物理理论是研究原子核物理中的基础理论,区别于实验和应用。所以它也属于理论物理的范围。
粒子物理分为实验和理论两种研究方法,其中粒子物理理论的研究也属于理论物理,而且,粒子物理理论是整个理论物理的核心。
粒子宇宙学是将对粒子物理的研究和宇宙学结合起来,探讨宇宙学和粒子物理共同关心的问题,也涉及到整个物理学面临的基本问题。粒子宇宙学是一个很迷人的学科。
强子物理理论研究的对象当然就是强子了,是粒子物理的一个前沿领域。与自然界的更深层次夸克密切相关。
总的说起来,这些领域构成基础物理学的最核心地带,也是最前沿地带。