开放性物理思考问题v241219

文化   科学   2024-12-19 16:42   吉林  

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部分思考问题的提示与解答240324

部分思考问题的提示与解答240413

部分思考问题的提示与解答241113

一、经典力学:
  1. 对牛顿第一定律和牛顿第二定律之间的联系有什么思考?
  2. 一个物体正在绕S系坐标原点圆周运动,当以运动轨道上某一点为S'系坐标原点时,应该怎么思考这个问题(讨论守恒量,比如角动量在该点为零)?
  3. 跳绳的过程中,绳子整体有个转动,那么绳子是什么形状的?
  4. 什么样的有心力场对任意初始条件都可以给出闭合轨道?
  5. 天体被束缚在稳定的周期性轨道上的条件是什么?
  6. 什么情况下才需要考虑科氏力?
  7. 我们知道地球是绕着太阳转的,可以通过测量的参数来求得中心天体(太阳)的质量,那么可不可以反过来以地球为参考系作为中心天体计算地球的质量呢?
  8. 众所周知,地球围绕太阳转,地球也有自转,那么在地球上做实验时为什么认为我们处在惯性系中?
  9. 等时圆是在一个圆上任意一点的物体沿斜面运动到圆最低点的时间是相同的,若一个物体在圆的下半圆弧上的某点运动到圆最低点是一个单摆,单摆在小角度运动时周期近似常数,但是在小角度或者非常短距离时沿斜面运动和沿圆弧运动的时间是不一样的,对此有什么思考?
  10. 在经典力学和狭义相对论中,所有惯性系中的物理学定律具有相同的形式,这个形式是指哪些?如何理解?
二、光与电磁:
  1. 电磁波/光在介质中是如何传播的,速度为什么比光速c小?
  2. 理论上能否构造出匀强电场和匀强磁场?
  3. 两个带同种电荷的物体是否一定相互排斥?
  4. 电磁波/光在介质界面发生反射折射时哪个量不变?
  5. 一个质量为m的均匀球形物体的带电量是否有上限?
  6. 相速度和群速度有什么物理意义?
  7. 角域镜面问题:现在有两块镜子,夹角是θ,人站在镜子前,面前放一朵花,那么人能看到几朵花?
  8. 使用透镜可以对物体成像,现在物体具有精度很高的阶梯结构,相机的分辨率也很高,成像后是什么样子的?阶梯结构是否还存在,为什么?
  9. 光在运动的介质中相关参数(速度、方向、频率)和相关定律(反射折射定律)和静止介质中的一样吗?
三、热与统计:
  1. 一个均质圆环内径是r,外径是R,加热这个圆环,已知热胀冷缩,那么r和R如何变化?
  2. 绝热膨胀和等温膨胀的区别?
  3. 一切温度大于0K的物体都会向外辐射能量,辐射出去的能量是什么形式的?
  4. 麦克斯韦速度分布律中的速度参数可以无穷大,是否与物体最大速度是光速矛盾?
  5. 压强是如何产生的?
  6. 理想气体状态方程PV=NkT在高温和相对论条件下是否成立?
  7. 考虑地面上一个密度均匀的水柱,水是不可压缩流体,热物理告诉我们水柱内的压强处处相等,但是又根据常识有P=ρgh,越靠近地面压强越大,为什么?
  8. 什么能量是可以利用的?能量是守恒的,被“消耗”的能量是否都可以被“利用”起来?
  9. 绝热膨胀时,温度是否一定降低?
  10. 温度的取值范围是什么(开尔文温标)?
四、量子物理:
  1. 稳态自由粒子的薛定谔方程的微分算符与哪个算符等价?(拉普拉斯算符/亥姆霍兹算符/热传导/达朗贝尔算符……)
  2. 思想实验薛定谔的猫中的“观测”是什么意思?
  3. 薛定谔方程能否描述相对论粒子?
  4. 算符不对易能说明什么?
  5. 量子力学的可观测量是实的还是虚的?
  6. 按照宇宙大爆炸模型,我们宇宙是在大爆炸之后是一直在膨胀的,有一段时间是普朗克时期,为什么这段时期需要量子引力理论?
五、相对论:
  1. 相对论为什么能允许质量为0速度为c的粒子存在?
  2. 静质量与动质量有什么区别?具有实际物理效应(质量亏损/引力场等)的是哪个?
  3. 相对论有狭义相对论和广义相对论,那相对论效应是否也有狭义相对论效应和广义相对论效应?它们一样吗?
  4. 尺寸收缩是否可观测到?有什么深层原理吗?
  5. 广义相对论中有力吗?
  6. 以太是被什么否定的?
  7. 能否以光子为参考系?
  8. 物理奇点的条件?
  9. 引力场中在同一点运动物体的固有时和静止物体的固有时一样吗?
  10. 什么是局域坐标系?局域坐标系的度规是什么样子的?
  11. 恒星的颜色与什么有关,恒星的颜色范围能否覆盖全色彩?
六、物理学思考:
  1. 当前物理学定律会在哪些范围失效?(在相空间中讨论或者讨论速度/空间尺度/温度/能量等范围)
  2. 物理学定律都是局域理论吗,是否真的存在“统一”理论,物理学存在公理吗?
  3. 不管在哪里,都有关于量子场论和广义相对论是否矛盾的讨论,我在这里留下的问题不是它们之间是否矛盾,而是思考一下它们两个是在什么样的数学物理背景下产生和发展的?
  4. 所有的相互作用是否都可以屏蔽?

Cosmos and Us
物理是世界上至高无上的艺术。在这里,我会谈论这个世界中最基本的艺术:一种叫做物理学的艺术。这里有宇宙诞生、基本粒子与宇宙结构、天体塌缩到黑洞、黑洞蒸发的故事。我会从大爆炸说起,直到现在,到……未知的未来……以及谈论科学与我们的生活。
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