Hello各位同学大家好,欢迎大家来到《云里·悟理》的课堂,我是李贝贝,来自中国科学院物理研究所。今天给大家讲的这节课的内容是从定性到定量——物理量的概念与测量。前面我们的老师已经讲过,物理学它是研究物质的结构相互作用以及运动规律的科学。它包括力、热、声、光、电、磁、原子等各个方面,那么我们用什么来描述物质的属性以及其运动状态呢?这就是物理量。
什么是物理量01
02基本量就是不依赖于其它物理量来描述的物理量。
目前我们总共有七个基本量为长度时间质量热力学温度电流强度物质的和发光强度由这七个基本就可以导出其它所有的物这些基在国际单位制中都有它们的基本单后面我也会一一介绍那么这些基本的位是怎么定义的呢首先说一下基本的定义最初都是非常定的它带有人为规定的因素米最早的规定是年规定通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点距离的一千万分之一定义为一米后来人们经过制作了一个器使用起来非常的不方便后来就被取消了但是这个器至今仍然保存在巴黎的国际计量局年器被废除人们开始采用铬的红谱线作为长度的计量标准么一米的最新的是利用速来进行即年国际计大会通过将米定为在真空中行进秒的光程接下来们介绍一下第二个本二是时起初人把昼夜划分为小时一小时为分钟一分钟为秒后随着科学技术进步发现子的跃迁能级是非常稳定的因此人开始用子的跃迁能级来时间的对秒的最新的按铯原基态的两超精细之间的频率来进行的一秒钟钟介绍了第三个三是质这个质可不是平常所说的一个商品的质量是不是好耐用虽然两个字完全一样但它的含义却全不同如说个质量另外一个比较接近的话你一定知道另外个词它就是重量么质量和重有什么区别呢代表物体所含物质多少它的单位千克而重代表一个物体受到引力的所以是一个力的概是不随物的置改变而可以着位置比如说你把一个大胖子扔月上去他的变为地上的六分之一但是他的仍然是千克他仍然是个大胖子那千克的怎么定义的呢最初的将一千克为一升水在密度最大时候也就是摄氏度时候的质量一千克后人们用了铱合金制成千原也保留在巴的国际局最新的按照普朗常数来的下面来讲第四个四是温表示体的冷程度也叫绝之前先介一个平时更加悉摄氏度在一个准大气压下水的冰点零摄绝对等于加上为什么这里加的是因为绝对零是们用学的公式计算出来的理想气体分子动能时的温把它定为绝单位的尔文最的新照波兹曼常数来说到的不得不提到一个人那就是开尔文其实的原名并不叫开而是威廉汤姆森后来由于他在科学与工程上的巨大贡献于年被英国女王授予开勋从此以后称他为开了他是天才的热学的要奠之一也被称为父由于他在方面的巨献际计大会将标也称为或并将其作七单之一下面我们来第五也就流强代含意时间内通导体某横截面的荷它的安培这也是为了纪念的大物家安德烈马利安大家都知道著名的定律安培的最是在年内通导体某一横截面库仑所产生的电流第六个本是质的化学的中运用了很多微粒实在太多此为了便描引入质的最新是将摩尔义精确包含6.02214×13376×系统物质最后一个发指光源指定向内立体角发出的光初是用烛光普通蜡的发强一度再年第届国会决定采凝固点的黑体辐射作为更坎德拉最终年是赫兹给方向上辐每球面度的发光这里面球整的面立角π导出是由基出的其也可以看到很多是由名字命名的比如赫牛顿帕斯卡焦耳瓦特等等这是些在这方面都出了巨大的贡因采用他们的名字作些比说的根据第二律知是乘积以kgm/s又重新定了牛顿是一个非常传奇人物也算是们的大祖师爷了也许都听说过他从苹果落地发现万有的故事出生于年的英年在刚刚剑桥大学那一夏爆发了大模瘟疫学校不得停避居乡就是在避家乡这一段却成为一生中最具有创造的时间根本人说法三大定律有引力积分及理论都是在段时间构思出来我们知道现在在我们国家至全球都在爆一场大规模新冠肺疾病影响下工作生活学习势必会受到一些影但的故事告诉实际上没有任何事情能够阻挡学习和钻研脚步接下来讲一下测包长的工具括尺游卡尺分尺光学镜电子显微镜电磁波等是我们最常见的具值就毫米提高精度发明了游标卡观更加观的体后又发了从而可以观测细胞空间分辨率受限于一般在几百纳米想要步提就需要一步低长后就有了做想法法国学家德布罗意认为不仅具有二象同时所有实物也都具把这个叫做物质还给出了:λ=hph普朗p粒动从这个式也可以看出越大的话对应的就越小以就有想可利用高压加速非常高速度那非常大对应的小所以就可高速去成像做成电子显微现经达纳我们知道现在在我们国家甚至在全球都在爆发的新冠肺炎罪魁祸首就是这个病毒人们看到了一个个大小大约几十纳米左右的表面还有鸡冠状刺突这种冠状病毒对于种空间尺度长度进行测由于传播的速度非快因此我们可以采较远的距比如说目所用的全球定位系统GPS卫星地面一点发出然后到达目的地根据时间和间就可以得到里面星搭载钟一般如果我们有三颗卫就能地将面上x,y,z坐标进行但实际上不同之间往往还需要第四颗星独立四实现全方位无死角的定位实际上包含多颗截止年到我们已经发射五十包括实际有效的备份已经开始大众授时服务上面我国自主研制激光非常好的干涉性可以做成灵敏迈克尔逊例子美国的LIGO激光干涉仪引力波观测站LIGO美国路易斯安娜州利斯顿另一个华盛顿汉福德区Hanford是为了探测广论预言爱斯坦相对时空弯曲天体会变化周围曲形式传出去携带能量向外传输速度首次探测结果发表在他们推测观察信号来自两洞融合过程可以看到绕彼此旋转然后越来越快最终小的融成个大减少质量所带的能量就是的形式扩散出去造成时空弯曲信号成功地惊人当时引起世界极大关注这是一个非常的工程不管是在科学上还是技术上都具有非常大的挑战科学家工程师共同努力的结果包含了上千共同心血达到极限让我们惊叹不已此外手段也为探索宇宙奥秘提供全新篇章很快三位获得诺奖后来的两个欧洲Virgo又同时探到了中融合产生再有更多地面加入计划当中日本的KAGRA项目印度正在搭建中的India另外一些也开始开展太空计划欧州的LISA也就是 Laser Iinterferometer Sspace Aantenna及国的太极天琴原理相似也是利用三卫星然后在发射从而进测距高达几百万公里由此想象将会需要很多的科学家工程师完成事儿古代主要日月辰的变化规例如地球绕太阳公转一周时间是天把它一年月亮圆缺周期三十日晷弊端阴天下雨晚上不能克服困难发明采用了特殊容器水沙漏完这样就日晷阴天下雨晚上不能使用的机械石英晶电压驱动特定频率震荡震荡计时好处做的便携巧挂手表至今也非常流行世纪初量子发展发现级的频稳定比如这是一个图铯超精细结构的9.GHz被用来振荡次数用来进行计时美国制造出了世界上第一台正式进入历史舞台最高精度达到了水平相当于亿差微波相关的诺贝尔奖89年的诺曼拉姆齐(Norman Ramsay)一种精确测量方法授予两位是由于他们在离子阱方面的贡献广泛运用于里面虽然已经高达人们对要求止境例如目前车载只有左右势必要提高参考跃迁频率微波频段光学的高达自然想法否可以用激发的激发就在事实证明可行降低宽我们需要降低冷却怎么对冷却呢明了一种聪明的方法冷知道含有当打在上如果吸收转移上了远离的方向加快部分向着运动的减慢我们就巧妙地的选择性地让“”怎么样能够有效地四面八方下来可以从上下前后六束样有效每个方向上都下来并将囚禁在一个势阱中庞大各国陆续展开的研究钙离的水平已近世先进目前已经进入了百亿总结介绍了主长了语言技术的进步一直在提之大对于奥秘探索永无止境希望将来更多的同学们加入大家庭每周五晚准时上线以下各大媒体平台搜索「学院」即可收看系列强国人民日报客户端央视频新华网光明网教育电视台科普中国科博览SELF格致论道讲坛哔哩微信公众号腾讯看点微博新浪新闻今日头条西瓜抖音知乎猿辅导青云堂荔枝少社看看茅基金会kid蔻享学术持续更新……亦可通过点击「平台名称logo」进入应主页收看主办单位长三角研究中心学会科普工作委员会出品支持北京青少年科技教育协会江苏关村科技产业园管委会校对GUOmazing编辑老猫近期热门文章Top点击标题即可查看飞机为什么直到今天学家仍没有答案费鸡蛋先晒解童年坚果加工流水线葡萄干因为!
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