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主题:物理学

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物理主題首頁

物理學是一門自然科學，注重于研究物質、能量、空間、時間，尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識；更廣義地說，物理學探索分析大自然所發生的現象，以了解其規則。

物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏，物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後，物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。

物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證，物理學者會提出表述大自然現象與規律的假说。倘若這假说能夠通過大量嚴格的實驗檢驗，則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣，這些定律不能被證明，其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。

典範條目、優良條目

榭赫倫實驗是十八世紀中，一次測量地球平均密度的實驗。是次實驗的資金由皇家學會提供，而主實驗是在1774年夏季，於蘇格蘭珀斯郡（今珀斯-金羅斯）的榭赫倫山附近進行。這項實驗的主要用具是擺，藉由附近的山會對擺產生重力吸引的現象，於是當擺運動時，靠近山的一邊會有微小的偏角，也正為實驗所求。實驗中擺角偏移的大小，取決於地球與山的相對密度和體積；因此，若可以確定榭赫倫山的密度，那麼，其結果便能確定地球的密度。由於當時已經確定太陽系中各天體（行星、它們的衛星和太陽）的密度相對比值，所以只要知道地球的密度，科學家們就能估計出太陽系內各天體的密度近似值。於是，這項實驗產生了第一組天體密度數值。

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精选图片

土星為太陽系八大行星之一，至太阳距离（由近到远）位於第六、体积則僅次於木星。土星主要由氫組成，還有少量的氦與微痕元素，內部的核心包括岩石和冰，外圍由數層金屬氫和氣體包覆著。土星有一個顯著的環系統，主要的成分是冰的微粒和較少數的岩石殘骸以及塵土。圖為處於晝夜平分點的土星。

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在閉合曲面 $\mathbb {A}$ 的內部有電荷 $Q {\displaystyle Q}$ ，因此會在閉合曲面產生電場 $\mathbf {E}$ 。

{\displaystyle \mathbb {A} } — 在閉合曲面 $\mathbb {A}$ 的內部有電荷 $Q {\displaystyle Q}$ ，因此會在閉合曲面產生電場 $\mathbf {E}$ 。

高斯定律表明在，闭合曲面内的电荷分佈與產生的電場之間的關係：

真空中高斯定律積分形式为： $\Phi =\oint _{\mathbb {A} }\mathbf {E} \cdot \mathrm {d} \mathbf {a} '={\frac {Q}{\epsilon _{0}}}$ ；

其中，

\mathbf {E}

为电场，

d\mathbf {a} '

为閉合曲面

\mathbb {A}

的微分面积，由曲面向外定义为其方向，

Q {\displaystyle Q}

为闭合曲面内的电荷，

\epsilon _{0}

为電常數。

其微分形式为: $\nabla \cdot \mathbf {E} ={\frac {\rho }{\epsilon _{0}}}$ ；其中， $\rho$ 为电荷密度(单位 C/m³)。
在线性材料中，等式变为 $\nabla \cdot \epsilon \mathbf {E} =\rho$ ；其中 $\epsilon$ 为材料的電容率。

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你知道吗

File:SSC-tunnel.gif
1980年代美國德州計畫建造的超導超大型加速器為什麼中止？
哪种光学干涉仪能使激光器产生单一模式的激光？
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物体内的电荷因受外界电荷的影响而重新分布的现象，称为什么？

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未解決的物理學問題

宇宙的整体几何形状取决于相对临界密度Ω₀值大于、等于还是小于1。图中从上至下所示为具有正曲率的封闭宇宙、具有负曲率的双曲面宇宙和具有零曲率的平坦宇宙。

宇宙的形狀：宇宙共動空間（comoving space）的3-流形，又稱為「宇宙的形狀」，是甚麼樣子？現時，天文學者仍舊不清楚宇宙的曲率與拓撲，天文學者只知道，以可觀測尺度衡量，曲率接近於零。宇宙暴脹假設建議，宇宙的形狀可能無法測量，但是，於2003年，尚皮耶·盧敏內（Jean-Pierre Luminet）等與其他研究團隊建議，宇宙的形狀可能為龐加萊同調球面（homology sphere）。經過威尔金森微波各向异性探测器三年觀測得到的數據確認了這模型的一些預測，但是，這模型的正確性尚未得到廣泛支持。

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背景知识: 参看传记,科学史, 和学院介绍.

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