物理学パート2-クイックガイド

前書き

  • 物理学は、自然科学の最も重要な分野の1つであり、物質の性質と特性を説明しています。

  • 「物理学」という用語は、古代ギリシャ語の単語に由来しています。 ‘phusikḗ’ 意味 ‘knowledge of nature’

定義

  • 物理学は、物質とエネルギーの性質と性質を研究する自然科学の一分野です。

  • 物理学の重要な主題には、力学、熱および熱力学、光学、音、電気、磁気などが含まれます。

  • 物理学の発展は、技術の分野でも大きな貢献をしています。たとえば、テレビ、コンピューター、携帯電話、高度な家電製品、核兵器などの新技術の発明。

物理学の発展

  • 古代の間に、物理学の発展は天文学の発展とともに起こりました。

  • しかし、中世の間に、アラブの作家で科学者のイブン・アル・ハイサムの注目すべき作品が物理学の概念に革命をもたらしました。

  • Ibn Al-Haithamは、「The BookofOptics」としても知られる「Kitābal-Manāẓir」という7冊の本を書いていました。

  • この本では、イブン・アル・ハイサムが古代ギリシャのビジョンの概念を反証し、新しい理論を紹介しました。

  • Ibn Al-Haithamは、ピンホールカメラの概念も導入しました。

  • 中世後期に、物理学は自然科学の別の分野になりました。

  • 物理学を別の分野として作成する際に、主な貢献はヨーロッパの科学者によって与えられました。

  • これらの現代のヨーロッパの科学者は、物理学のさまざまな概念を紹介され、多くの新しい技術を発見して発明しました。

  • たとえば、コペルニクスは、天動説の古代の見方を置き換え、地動説の概念を導入しました。ガリレオは望遠鏡を発明し、ニュートンは運動の法則や万有引力などを発見しました。

  • 現代物理学の時代は、マックス・プランクによる量子論とアルバート・アインシュタインによる相対性理論の発見によってもたらされました。

  • 現代物理学の発展後、応用物理学の耳が始まり、特定の用途に関する「研究」に重点が置かれました。

  • 素粒子物理学者は、高エネルギー加速器、検出器、およびコンピュータープログラムを一貫して設計および開発してきました。

  • 原子核物理学は、原子核の構成要素と相互作用を研究する現代物理学のもう1つの分野です。

  • 核物理学の最も広く知られている発明と応用は、原子力発電と核兵器技術の開発です。

  • 現在、物理学者は高温超伝導の概念に取り組んでいます。

次の表は、物理学の主要なブランチとそのサブブランチを示しています。

ブランチ/フィールド サブブランチ/サブフィールド
古典力学
ニュートン力学
解析力学
天体力学
応用力学
音響
解析力学
ダイナミクス(力学)
弾力性(物理学)
流体力学
粘度
エネルギー
地質力学
電磁気
静電気
電気力学
電気
熱力学と統計力学
光学
物性物理学
固体物理学
高圧物理学
表面物理学
高分子物理学
原子および分子物理学
原子物理学
分子物理学
化学物理学
天体物理学
天文学
位置天文学
宇宙学
重力物理学
高エネルギー天体物理学
惑星天体物理学
プラズマ物理学
太陽物理学
宇宙物理学
恒星天体物理学
原子核物理学と素粒子物理学
原子核物理学
原子核物理学
素粒子物理学
粒子天体物理学
応用物理学
農業物理学
生物物理学
化学物理学
コミュニケーション物理学
経済物理学
工学物理学
地球物理学、
レーザー物理学
医学物理学
物理化学
ナノテクノロジー
プラズマ物理学
量子エレクトロニクス

前書き

  • 音響学は、固体、液体、気体を通過するさまざまな力学的波を研究する学際的な科学です。

  • 基本的に、音響学は、音の生成、伝達、および効果を説明する音の科学です。それはまた、生物学的および心理的効果の音を含む

  • 同様に、音響学は振動、音、超音波、超低周波音を研究します。

  • 「音響」という用語はギリシャ語、すなわち「akoustikos」であり、「聞くために、または聞く準備ができている」という意味です。

  • 最近、音響技術は、特に騒音レベルを低減するために、多くの産業に非常に適用可能です。

音響学者

  • 音響学の専門家である人は音響学者として知られています。

  • 音響学にはさまざまな分野があります。たとえば、音の生成、音の制御、音の送信、音の受信、または人間と動物への音の影響。

音響学者の種類

  • 以下は音響学者の主なタイプです-

  • Bioacoustician −この分野の専門家は、特定の地理的地域の鳥を調査および研究して、人工の騒音が鳥の行動を変化させることを確認します。

  • Biomedical Acoustician −この分野の専門家は、腎臓結石を治療するための医療機器を研究および開発しています。

  • Underwater Acoustician −このフィールドの専門家は、海底を探索する洗練されたソナーハードウェアを研究および設計します。

  • Audiologist −この分野の専門家は聴覚障害を診断します。

  • Architectural Acoustician −この分野の専門家は、高音を管理するためのオペラハウスを設計します(家の中)。

音響学の分野

  • 以下は、音響の主な分野です。

  • General Acoustics −音と波に関する音響研究のこの分野。

  • Animal Bioacousticians −この音響分野では、動物がどのように音を作り出し、使用し、聞くかを研究しています。

  • Architectural Acoustics −心地よい音質と安全な音響レベルを実現するための、建物の設計に関する音響研究のこの分野。

  • Medical Acoustics −この分野の音響研究および研究では、音響を使用してさまざまな種類の病気を診断および治療します。

  • Archaeoacoustics −この分野の音響研究では、遺跡や遺物の音響システムを研究しています。

  • Psychoacoustics −この音響研究の分野–人間が特定の音にどのように反応するか。

前書き

  • 生物物理学は、生物学の研究者にとっても物理学の研究者にとっても魅力的な用語であり、これら2つの科学の主題の間に架け橋を作ります。

  • 生物物理学(生物物理学としても知られています)は、基本的に生物システムを研究するための学際的なアプローチです。それは、生物学的システムを理解するために物理学技術を使用しています。

  • 同様に、生物物理学は、分子レベルから生物および集団レベルまで、すべてのレベルの生物学的組織を統合します。

  • 1892年、カール・ピアソンが初めて「生物物理学」という用語を使用しました。

生物物理学の主題

  • 生物物理学者は生命(基本的には人間の生命)を研究します。細胞器官(リボソーム、ミトコンドリア、核など)から生物、そしてそれらの環境に至るまで。

  • 技術の進歩に伴い、両方の分野(つまり生物学と物理学)の科学者と研究者は、実際に生物学的システムがどのように機能するかを理解するために、異なるレベルの生命を探求し始めました。

  • 生物物理学者は主に次の種類の質問について研究しています-

    • How do the cells of nervous system communicate?

    • How and why do viruses invade cells?

    • What is the functionality of protein synthesis?

    • How do plants harness sunlight to make their food?

生物物理学の利点

  • 分子レベルでの生命の研究は、さまざまな病気とその治療を含む人体の多くの現象を理解するのに役立ちます。

  • 生物物理学は、DNAの構造と機能を理解するのに役立ちました。

  • 生物物理学の研究は、生化学のさまざまな要素を理解するのに役立ちます。

  • 生物物理学は、タンパク質の構造とさまざまな機能を理解するのにも役立ちます。

生物物理学のサブブランチ

  • 以下は生物物理学の主要なサブブランチです-

    • Biochemistry

    • 物理化学

    • Nanotechnology

    • Bioengineering

    • 計算生物学

    • Biomechanics

    • Bioinformatics

    • Medicine

    • Neuroscience

    • Physiology

    • 量子生物学

    • 構造生物学

生物物理学の技術

  • 以下は、生物物理学で使用される主な技術です-

    • 電子顕微鏡

    • X線結晶学

    • NMR分光法

  • 原子間力顕微鏡(AFM)

  • 小角散乱(SAS)技術

前書き

  • 経済物理学は、金融と経済市場の動的​​な振る舞いを研究する学際的な科学です。

  • 経済学の問題を解決し、また市場の動的​​な振る舞いを理解するために、経済物理学者は応用理論を開発します。

  • 経済物理学は、時には、金融の物理学としても知られています。

  • それは経済分析のために統計力学を適用します。

経済物理学の質問

  • 経済物理学の質問には以下が含まれます-

    • 市場のダイナミクスの重要な特性を正確に測定して説明する方法は?

    • 市場を安定させる方法は?

    • さまざまな市場でのさまざまな行動は何ですか?

経済物理学のツール

  • 経済物理学の基本的なツールは次のとおりです。

    • 確率的手法

    • 統計的手法

    • これらの2つの方法は、統計物理学から借用しています。

  • Other tools taken from Physics

    • 流体力学

    • 古典力学

    • 量子力学

経済物理学のモデル

  • 以下は、経済物理学で使用される主なモデルです。

    • パーコレーションモデル

    • 市場の動的​​交換モデル

    • カオスモデル

    • 情報理論

    • ランダム行列理論

    • 拡散理論

前書き

  • 地球物理学は、地球の物理的特性と物理的プロセスを研究する地球科学の専門分野です。

  • 地球物理学者は、いくつかの定量的手法と高度な技術を使用して、地球の特性とプロセスを分析します。

  • 地球物理学の技術は、鉱物資源の特定、自然災害の軽減、および環境の保護に使用されます。

  • 地球物理学は、地質学、自然地理学、天文学、気象学、物理学など、さまざまな主題から独立した分野として切り分けられてきました。

地球物理学の要素

  • 地球物理学の下で研究されている主な要素は次のとおりです。

    • 地球の形

    • 地球の重力

    • 地球の磁場

    • 地球の内部構造

    • 地球の構成

    • 地球のプレートの動き(プレートテクトニクス)

    • 火山活動

    • 岩石層

    • 水循環

    • 流体力学など

地球物理学者が取り組む問題

  • 以下は、地球物理学者が取り組む問題領域です-

    • 高速道路と橋の建設

    • 鉱物資源のマッピングと探査

    • 水のマッピングと探査

    • 地震と火山地域のマッピング

    • 地質図

    • 考古学の発見

    • ダムの建設とその安全性

    • 法医学的発見(埋葬された死体の発見)

地球物理学の技術と技術

  • 以下は、地球物理学の主要な技術と技術です-

    • Geo-magnetism

    • Electromagnetics

    • Polarization

    • 耐震技術

    • 地中レーダー(GPR)など

地球物理学の利点

  • 以下は地球物理学の主な利点です-

    • 遺跡を破壊せずに調査・研究

    • 環境にやさしい都市建築の設計

    • 天然資源を見つけて賢明に利用する

    • 地滑り、地震などの自然災害の軽減を支援します

前書き

  • ナノテクノロジーは、新しいテクノロジーを設計するための原子と分子の管理と操作の科学です。

  • ナノテクノロジーは超分子技術です。つまり、分子または超分子スケールでの機能システムのエンジニアリングです。

  • 興味深いことに、1ナノメートル(nm)は、1メートルの10億分の1、つまり10-9に相当します。

  • ナノテクノロジーオリジナルの概念とアイデアは、有名な物理学者であるリチャードファインマンによって1959年に初めて議論されました。

  • リチャード・ファインマンは、「底に十分な余地がある」という講演で、原子の直接操作による合成の実現可能性について説明しました。

  • しかし、1974年に「ナノテクノロジー」という用語が最初に使用されたのは谷口紀男でした。

主な研究分野

  • ナノテクノロジーが研究されている主な分野は次のとおりです。

    • アドバンスコンピューティング-スーパーコンピューターの開発

    • エレクトロニクス-導体と半導体の開発

    • 医薬品-がん(特に乳がん)を治療するための技術の開発

    • 繊維工学-ナノファブリケーションなど

ナノテクノロジーの応用

  • 以下はナノテクノロジーの主な用途です-

    • 救命医療用ロボットの製造

    • ネットワーク化されたコンピューターを世界中のすべての人が利用できるようにする

    • ネットワークカメラを設置して、全員の動きを監視します(管理サービスや法と秩序の維持に非常に役立ちます。

    • 追跡不可能な大量破壊兵器の製造。

    • 日常生活に役立つ多くの素晴らしい製品の迅速な発明。

  • 同様に、分子技術には人類に利益をもたらすさまざまな可能性があります。しかし同時に、それは深刻な危険ももたらします。追跡不可能な大量破壊兵器は、その期限の理想的な例です。

ナノテクノロジーの主要な部門

  • 以下はナノテクノロジーの主要な分野です-

    • Nanoelectronics

    • Nanomechanics

    • Nanophotonics

    • Nanoionics

ナノテクノロジーの貢献分野

  • 以下は、ナノテクノロジーの科学の発展に統合された主要な分野です-

    • 表面科学

    • 有機化学

    • 分子生物学

    • 半導体物理学

    • Microfabrication

    • 分子工学

ナノテクノロジーの意味

  • すべてのコインには2つの面があります。同様に、産業規模でのナノテクノロジーの適用、つまりナノ材料の製造は、人間の健康と環境に悪影響を与える可能性があります。

  • 非材料が使用されるそのような産業で特に働く労働者は、空中のナノ粒子とナノファイバーを吸入するため、より脆弱です。これらのナノ材料は、線維症などを含む多くの肺疾患を引き起こす可能性があります。

前書き

  • 脳、脊髄、神経などの神経系を研究する医学物理学の分野は、神経物理学として知られています。

  • 神経物理学の研究者は、脳のさまざまな機能を理解するために、脳の基本的な物理的基礎を研究しています。

  • 神経物理学者はまた、人間の認知過程を研究しています。

  • 「神経物理学」という用語は、もともとギリシャ語の「ニューロン」という意味から取られました。 "nerve" および「物理」の意味 ‘nature,’ または ‘origin.’ したがって、神経物理学は基本的に神経系の働きの研究に関係しています。

  • さらに、神経物理学の完全性はまた、宇宙全体が生きていると仮定していますが、それは生物の概念を超えています。

神経物理療法

  • 神経物理療法は、高度に洗練された運動ベースの治療法です。このような技術は幅広い病気を治療し、その成功率も高いです。

  • 神経物理療法で治療できる重要な病気のいくつかを以下に示します-

    • Arthritis

    • アスリートパフォーマンス

    • 代謝障害

    • Rehabilitation

    • 双極性障害

    • Migraine

    • 慢性の痛み

    • 運動神経の病気

    • 変性疾患

    • うつ病(臨床;反応性)

    • 筋ジストロフィー

    • 麻薬中毒

    • Epilepsy

    • Osteoarthritis

    • パーキンソン病

    • 前庭障害

    • 遺伝性痙性対麻痺等

  • さらに、神経物理学の実践は、ストレスを身体に均等に分散させ、孤立させないようにする技術を提供するため、私たちが健康を維持し、日常生活でよりよく機能することを容易にします。

前書き

  • 精神物理学は基本的に心理学と物理学の学際的な分野です。物理的刺激と感覚の関係を、それらが生み出す知覚とともに研究します。

  • 心理物理学者は、行動への影響を研究することによって知覚プロセスを分析します。さらに、彼らはまた、1つまたは複数の物理的次元に沿って刺激の体系的に変化する特性を研究します。

  • 精神物理学の概念は、1860年にドイツのライプツィヒでグスタフセオドアフェヒナーによって初めて使用されました。

  • フェヒナーは彼の研究を発表しました ‘Elemente der Psychophysik’ (すなわち、精神物理学の要素)。

精神物理学の用語

  • 以下は、精神物理学で一般的に使用される用語です-

    • Signal detection theory −刺激を検出する際の感覚能力と意思決定要素の相互作用について説明します。

    • ‘Ideal observer analysis −これは、知覚システムで情報がどのように処理されたかを調査するための手法です。

    • Difference thresholds−2つの刺激を区別するのに役立ちます。この点は丁度可知差異と呼ばれます。

    • Absolute threshold −人が最初に刺激の強さ、すなわち刺激の存在を検出するポイント。

    • Scaling −評価尺度を使用して相対値を割り当てます。

心理物理学者の現代的なアプローチ

  • 現代の心理物理学者は-について研究しています

    • Vision

    • Hearing

    • タッチ(またはセンス)

  • これらに基づいて、心理物理学者は、知覚者の決定が刺激から何を抽出するかを測定します。

心理物理学者の応用

  • 現在の世界では、精神物理学は一般的に多くの心理的問題を治療するために適用されます。

前書き

  • 天体物理学は、自然科学または天文学の最も古い分野の1つです。

  • 天体物理学は、カレンダーやナビゲーションを作成するための基礎として使用されています。

  • 天体物理学はまた、最初から占星術の仕事でこの科学の助けを借りているので、宗教のための重要なインプットとして使用されています。

  • 現代の天体物理学の分野、すなわち「理論的天体物理学」は、天体の機能と振る舞いを説明しています。

  • 理論的な天体物理学では、分析モデル(たとえば、星の振る舞いを近似するためのポリトロープ)や計算数値シミュレーションなどのさまざまなツールを使用します。

天体物理学のトピック

  • 以下は天体物理学の主要なトピックです(現代)-

    • 太陽系(形成と進化);

    • 恒星のダイナミクスと進化;

    • 銀河の形成と進化;

    • Magneto-hydrodynamics;

    • 宇宙線の起源;

    • 一般相対性理論と現代宇宙論。

天体物理学の主な作品

  • 以下は天体物理学の主な進展です-

    • ガリレオは望遠鏡を使用して、1609年に最初の天文学研究を行いました。ガリレオは土星の黒点と4つの衛星を発見しました。

    • ティコ・ブラーエの観測に基づいて、ケプラーは惑星運動の3つの法則を開発しました。

    • 1687年、ニュートンは運動と重力の法則を導入しました。

    • 1916年に相対性理論を与えることにより、アインシュタインは宇宙論を研究するための最初の一貫した基礎を提供しました。

    • 1926年、ハッブルは銀河が後退していて、その速度が距離とともに増加していることを発見しました。つまり、宇宙は膨張しており、この膨張を過去に外挿すると、「ビッグバン」の概念につながりました。

    • 1974年、HulseとTaylorは、重力波の存在を証明する2つのパルサーのバイナリシステムを発見しました。

天文学

  • 天文学の最も古い分野は、天体の機能的現象を研究する自然科学です。

  • 天体の起源、その進化、現象を説明するために、物理学、化学、数学などのさまざまな科学分野が適用されます。

  • 調査対象は−

    • Planets

    • 衛星または衛星

    • Stars

    • Galaxies

    • 彗星など

  • それらが研究されている重要な現象のいくつかは次のとおりです。

    • 超新星爆発

    • ガンマ線バースト、そして

    • 宇宙マイクロ波背景放射など

  • 20の間に一世紀、研究のアプローチに基づいて、天文学は、以下のように分類されています-

    • Observational astronomy−アプローチと方法に基づいて、観測天文学の科学者は天体データを観測、収集、分析します。データを分析するために、彼らは物理学の基本原理を使用します。

    • Theoretical astronomy −理論天文学の科学者は、天体とその機能を説明するために、コンピューターまたは分析モデルを開発しようとしています。

  • 同様に、天文学には、天体ナビゲーション、位置天文学、観測天文学などの多様な分野が組み込まれています。これが、天体物理学が天文学と深く関係している方法です。

次の表は、物理学の主要な測定単位を示しています。

質量および関連する量
シンボル 単位
密度 ρ kg.m -3
ボリューム V m -3
F ニュートン(N)
トルク M Nm
圧力 P パスカル(Pa)
動粘度 η Pa.s
音圧 p パスカル(pa)
ダイナミックボリューム v m 3
電気と磁気
シンボル 単位
P ワット(W = J / s)
エネルギー W ジュール(J = Nm)
磁場の強さ H アンペア/メートル(A / m)
電界 E ボルト/メートル(V / m)
電気の量 Q クーロン(C = As)
電気抵抗 R オーム(Ω= V / A)
電気容量 C ファラッド(F = C / V)
電位差 U ボルト(V = W / A)
国際単位系
メーター m 長さ
キログラム kg 質量
2番目 s 時間
アンペア A 電流
ケルビン K 熱力学的温度
モル モル 物質量
カンデラ cd 光度
ラジアン rad 角度
ステラジアン sr 立体角
ヘルツ Hz 周波数
ニュートン N 力、重量
パスカル Pa 圧力、応力
ジュール J エネルギー、仕事、熱
ワット W パワー、放射、フラックス
クーロン C 電荷
ボルト V 電圧、起電力
ファラド F 電気容量
オーム Ω 電気抵抗
テスラ T 磁束密度
摂氏 0 C 温度
ベクレル Bq 放射能
ヘンリー H 磁気誘導
オングストローム Å 波長

単位の変換

ユニットI 別の単位での値
1インチ 2.54センチ
1フィート 0.3048メートル
1フィート 30.48センチ
1ヤード 0.9144メートル
1マイル 1609.34メートル
1チェーン 20.1168メートル
1海里 1.852キロメートル
1オングストローム 10 -10メートル
1平方インチ 6.4516平方センチメートル
1エーカー 4046.86平方メートル
1粒 64.8ミリグラム
1ドラム 1.77グラム
1オンス 28.35グラム
1ポンド 453.592グラム
1馬力 735.499ワット

次の表は、主要な科学機器とその用途を示しています-

楽器 使用する
加速度計 加速度を測定します
高度計 航空機の高度を測定します
電流計 アンペアで電流を測定します
風速計 風速を測定します
バロメーター 大気圧を測定します
ボロメータ 放射エネルギーを測定します
キャリパー 距離を測定します
熱量計 熱を測定します(化学反応)
クレスコグラフ 植物の成長を測定します
動力計 トルクを測定します
電位計 電荷を測定します
エリプソメーター 光学屈折率を測定します
魚群探知機 深さを測定します(海中)
重力計 地球の局所的な重力場を測定します
検流計 電流を測定します
比重計 液体の比重を測定します
ハイドロフォン 水中の音波を測定します
湿度計 大気湿度を測定します
傾斜計 傾斜の天使を測定します
干渉計 赤外光スペクトル
ラクトメーター 牛乳の純度を測定します
マグネトグラフ 磁場を測定します
真空計 ガスの圧力を測定します
抵抗計 電気抵抗を測定します
オドメーター 車両の移動距離を測定します
光度計 光の強さを測定します
高温計 表面の温度を測定します
放射計 強度または力の放射を測定します
レーダー 航空機などの距離オブジェクトを検出します。
六分儀 2つの目に見えるオブジェクト間の角度を測定します
地震計 地面の動きを測定します(地震/地震波)
分光計 スペクトル(光スペクトル)を測定します
セオドライト 水平角と垂直角を測定します
サーモパイル 少量の輻射熱を測定します
温度計 温度を測定します
尿量計 降雨量を測定します
粘度計 流体の粘度を測定します
電圧計 ボルトを測定します
ベンチュリメーター 液体の流れを測定します

次の表は、物理学における主要な発明とその発明者の用途を示しています。

発明 Inventor
摂氏スケール アンデルスセルシウス
見る ピーター・ヘンライン
無線 グリエルモマルコーニ
電話 アレキサンダー・グラハム・ベル
電気 ベンジャミンフランクリン
電球 トーマス・エジソン
温度計 ガリレオ・ガリレイ
望遠鏡 ハンス・リッペルシーとサハリアス・ヤンセン。後でガリレオ
電信 サミュエル・モールス
宇宙線 ビクター・ヘス(ただし、ロバート・ミリカンが最初に使用した「宇宙線」という用語
自動車 カールベンツ
磁気テープ フリッツ・フロイマー
変成器 マイケル・ファラデー(後のオットー・ティトゥス・ブラシー)
電磁誘導 マイケルファラデー
量子力学 ヴェルナーハイゼンベルク、マックスボルン、パスクアルヨルダン
波動力学 エルヴィン・シュレーディンガー
原子炉 エンリコ・フェルミ
燃料電池 ウィリアムグローブ
飛行機 ライト兄弟
バロメーター エヴァンジェリスタトリチェッリ
カメラ ニセフォールニエプス
ディーゼルエンジン ルドルフディーゼル
ヘリコプター イゴール・シコルスキー
ダイナマイト アルフレッド・ノーベル
リフト エリシャオーチス
レーザープリンター ゲイリースタークウェザー
携帯電話 マーティン・クーパー
印刷機 ヨハネス・グーテンベルク
ビデオゲーム ラルフ・ベア
蒸気機関 トーマス・ニューコメン
鉄道エンジン ジョージ・スチーブンソン
ジェットエンジン フランクホイットル
地震計 ジョンミルン
発電機 マイケルファラデー
テレビ ジョン・ロジー・ベアード
冷蔵庫 ウィリアム・カレン(後のオリバー・エバンズ)
キャブレター ルイージ・デ・クリストフォリス&エンリコ・ベルナルディ
エアブレーキ ジョージウェスティングハウス
原爆 ロバート・オッペンハイマー、エドワード・テラー他
エアコン ウィリスキャリア
機関銃 ハイラムマキシム卿
レーダー ロバート・アレクサンダー・ワトソン卿-ワット
潜水艦 Cornelius Drebbel(後)David Bushnell
最初の軍用潜水艦 イェフィム・ニコノフ
トランジスタ ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテン、ウィリアム・ショックレー
検流計 ヨハン・シュヴァイガー
レーザ セオドア・H・メイマン(最初のデモンストレーション)
ネオンランプ ジョルジュ・クロード
ロケットエンジン ロバート・ゴダード
タイプライター クリストファーレイサムショールズ

次の表は、物理学で発生した主なイベント(おそらく期間とともに)を示しています。

イベント 期間
バビロニア人は惑星と星の情報を集めました 紀元前2000年から紀元前1600年
古代インディアンは宇宙の進化について説明し、太陽、月、地球、その他の惑星についても説明しました 紀元前1500年から紀元前1000年
ギリシャの哲学者アナクサゴラスが物理宇宙を説明した 5時に目の世紀BC
2人のギリシャの哲学者、すなわちレウキッポスとデモクリトスが原子論の学校を設立しました 5時に目の世紀BC
ギリシャの哲学者であるアリストテレスは、天動説の宇宙について説明しました 4時に目の世紀BC
ギリシャの哲学者ヘラクレイデスは、惑星や星の動きを説明しました 4時に目の世紀BC
ギリシャの数学地理学者エラトステネスは、地球の丸い形を提案しました 3時にRD世紀BC
ヒッパルコスは、分点の歳差運動を測定した最初の人でした 2の間にND世紀BC
アリストテレスの考えに基づいて、ローマ-エジプトの数学者で天文学者のプトレマイオスは、天動説を説明しました 2の間にND世紀AD
インドの天文学者で数学者のアーリヤバタは、太陽の周りの地球の楕円軌道とその軸について説明しました(地動説) 5時に目の世紀AD
インドの数学者で天文学者のブラフマグプタは、地球の重力に気づきました 7時に目の世紀AD
ペルシャの天文学者であるアブ・アル・レイハン・アル・ビルーニーは、地球の重力について説明しました。 11時に目の世紀AD
ポーランドの天文学者で博学者のニコラウス・コペルニクスは、地動説の原理を科学的に説明しました 16時に目の世紀の広告
ドイツの数学者で天文学者であるヨハネスケプラーは、惑星運動の法則を提唱しました 17時に目の世紀AD
イタリアの数学者であり物理学者であるガリレオガリレイが天体望遠鏡を発明しました 17時に目の世紀AD
イギリスの数学者、天文学者、物理学者であるアイザックニュートン卿は、運動の法則と万有引力の法則を提唱しました。 17時に目の世紀AD
エマヌエル・スヴェーデンボリは最初に星雲説の一部を提案しました 1734 AD
イマヌエル・カントが「普遍的な自然史と天の理論」を出版し星雲説を説明しました 1755 AD
ドイツの物理学者であるマックスプランクは、黒体放射の法則を説明し、量子物理学の基礎を主導しました 20時に目の世紀AD
ドイツの物理学者アルバート・アインシュタインが相対性理論を提唱 20時に目の世紀AD
マックスプランクは黒体放射の公式を導入しました 1900 AD
カメルリン・オンネスは超伝導を実験して気づきました 1911 AD
オーストリアの理論物理学者であるヴォルフガング・パウリは、重要な量子力学的原理、すなわち「パウリの排他原理」を提案しました。 1925 AD
ジョルジュ・ルメートルがビッグバン理論を提案 1927 AD
エドウィンハッブルは宇宙の拡大する性質を説明しました(ハッブルの法則として知られています) 1929 AD
オットーハーンが核分裂を発見発見 1938 AD
ブラックホールエントロピー 1972 AD
リチャード・ファインマンが量子コンピューティングを提案 1980 AD
宇宙のインフレーションの理論 1981 AD
トップクォークが発見された 1995 AD
重力波が検出されました 2015 AD

前書き

  • 未解決の問題の意味は次のとおりです。開発された理論とモデルは、進行中の現象を説明できないか、科学実験では関連する現象を修正できません。

  • 次の表は、物理学における主な未解決の問題を示しています。

Quantum Physics
考えられる過去は1つありますか?
現在は過去や未来とは物理的に異なりますか?
量子情報はどのように量子システムの状態として保存されますか?
Cosmology
時間と一般相対性理論を調和させる可能性はありますか?
ビッグバン理論が観測されたものよりも大きな測定可能な夜空の異方性を予測しているように見えるのに、なぜ遠方の宇宙はそれほど均質なのですか?
宇宙はビッグフリーズ、ビッグクランチ、ビッグリップ、またはビッグバウンスに向かっていますか?
宇宙全体の大きさはどれくらいですか?
暗黒物質の正体は何ですか?
観測された宇宙の加速膨張の考えられる原因は何ですか?
Black holes どういうわけかブラックホールの内部構造を調べる方法はありますか?
Extra dimensions 自然には5番目の時空次元がありますか?
Particle physics
陽子は基本的に安定していますか?
「磁性電荷」を運ぶ粒子は過去に存在しましたか?
陽子の電荷半径はどれくらいですか?
電荷はグルオン電荷とどう違うのですか?
Astrophysics
太陽はどのようにして周期的に逆転する大規模な磁場を生成しますか?
太陽のコロナ(つまり大気層)が太陽の表面よりもはるかに熱いのはなぜですか?
天体分光学で発見された多数の星間吸収線の原因は何ですか?
超大質量ブラックホールの質量と銀河の速度分散との間のMシグマ関係の起源は何ですか?
死にゆく星の爆縮が爆発になる正確なメカニズムは何ですか?
宇宙の咆哮の源は何ですか?
地球の水はどこから来たのですか?
中性子星と高密度核物質の性質は何ですか?
宇宙の元素の起源は何ですか?
Optical physics 光メディアの光の勢いはどれくらいですか?
Biophysics
遺伝子は、さまざまな外圧と内部確率に耐えながら、どのように人体を支配しますか?
免疫反応の定量的特性は何ですか?
免疫システムネットワークの基本的な構成要素は何ですか?
Condensed matter physics
トポロジカル秩序はゼロ以外の温度で安定していますか?
乱流の統計を記述するための理論モデルを開発することは可能ですか?
音で励起されたときに液体に爆縮する気泡から短いバースト光が放出される原因は何ですか?
流体または通常の固体とガラス相の間のガラス転移の性質は何ですか?
特定の材料が約25ケルビンよりもはるかに高い温度で超伝導を示すメカニズムは何ですか?
室温で超伝導体の材料を作ることは可能ですか?

次の表は、物理学における主要な「用語」を示しています。

条項 意味
絶対零度 それは理論上の可能な最低温度を意味します
音響 音を研究する物理学の分野
接着力 異なる粒子または表面が互いに付着または付着する傾向
アルファ粒子 これは、2つの陽子と2つの中性子が結合して粒子になっている(つまり、ヘリウム原子核と同一)。
アモルファス固体 それは非結晶性の固体であり、明確な形状はありません
振幅 中心位置から測った波の高さです
オングストローム(Å) 微粒子を測定する線形測定の単位です
原子質量単位 同位体12⁄6Cの原子の質量の12分の1です。
ベータ粒子 これは、特定の種類の放射性原子核から放出される高エネルギー、高速の電子または陽電子です。
ビッグ・バン 宇宙の初期の発達を説明する宇宙論モデル
結合エネルギー 全体を別々の部分に分解するために必要な機械的エネルギー
ブラックホール 重力が非常に強力で、光を含むすべてのものが逃げるのを防ぐ時空の領域
ボソン これは素粒子の2つのクラスのうちの1つです。2つ目はフェルミ粒子です
陰極 分極した電気機器から電流が流れる電極
遠心力 センター逃げる
求心力 センターシーク
物性物理学 物質の凝縮相の物理的性質を研究する物理学の一分野
対流 物質の実際の伝達による熱伝達のプロセス
クレスト 最大値を持つ波上のポイント
Doppler effect The change in frequency of a wave for an observer moving relative to its source
Ductility It is the property of solid material that deform under tensile stress
Elasticity It is physical property of materials which return to their original shape once they are deformed.
Electromagnet A typical magnet in which the magnetic field is produced by passing the electric current
Entropy A quantity that describes the randomness of a substance or a system
Escape velocity The speed at which the kinetic energy and the gravitational potential energy of an object is zero. Likewise, the escape velocity is the speed required to "break free" from a gravitational field without further propulsion
Free fall Any motion of a body where its weight is the only force acting upon it
Ice point A transitional phase of a substance from a liquid to a solid.
Inertia It is the tendency of an object to resist any change in its motion
Kinematics Geometry of motion
Neutrino An electrically neutral subatomic particle
Photon It is an elementary particle
Quark It is an elementary particle and a fundamental constituent of matter
Redshift Shifting towards the red end of the spectrum
Screw It is a mechanism that converts rotational motion to linear motion
Siphon An inverted U tube that causes a liquid to flow uphill without support of any pump. It is basically powered by the fall of the liquid as it flows down the tube under the force of gravity
Sublimation It is a process of transformation in which solid directly changed to gas without passing through an intermediate liquid phase
Supernova A stellar explosion, which is more energetic than a nova
Vector Vector is a quantity, which has both magnitude and direction
White dwarf It is a stellar remnant, which is composed largely of electron-degenerate matter. These are very dense
Wind shear It is the difference between wind speed and direction over a relatively short distance in the atmosphere

The following table illustrates the major theories in Physics along with their respective fields −

Theory Filed
Standard Model Nuclear Particle Physics
Quantum field theory
Quantum electrodynamics
Quantum chromodynamics
Electroweak theory
Effective field theory
Lattice field theory
Lattice gauge theory
Gauge theory
Supersymmetry
Grand unification theory
Superstring theory
M-theory
Quantum optics Optical physics
Quantum chemistry Atomic and molecular physics
Quantum information science
BCS theory Condensed matter physics
Bloch wave
Density functional theory
Fermi gas
Fermi liquid
Many-body theory
Statistical Mechanics
Big Bang Astrophysics
Cosmic inflation
General relativity
Newton's law of universal gravitation
Lambda-CDM model
Magneto-hydrodynamics
Newton's Law of universal gravitation Mechanics
Newton's Laws of motion
Ampère's circuital law Current Electricity
Birch's law Geophysics
Bell's theorem Quantum mechanics
Beer–Lambert law Optics
Avogadro's law Thermodynamics
Boltzmann equation
Boyle's law
Coulomb's law Electrostatics and Electrodynamics
Doppler effect Sound
Theory of relativity (Einstein) Modern Physics
Faraday's law of induction Electromagnetism
Gauss's law Mathematical Physics
Pascal's law Fluid statics and dynamics
Planck's law Electromagnetism
Raman scattering Optics
Vlasov equation Plasma physics

Introduction

  • The Nobel Prize in Physics is the most prestigious award given yearly by the Royal Swedish Academy of Sciences.

  • The Noble prize is given to those physicists who conferred the most outstanding contributions for mankind (in physics).

  • Wilhelm Röntgen, a German/Dutch physicist, was the first person who had received the first Nobel Prize in 1901.

  • Wilhelm Röntgen had received the Nobel Prize for discovery of the remarkable x-rays).

  • In the field of physics (by the time), only two women have won the Nobel Prize, namely Marie Curie (in 1903) and Maria Goeppert Mayer (in 1963).

  • The following table illustrates some of the significant physicists who have received the Nobel Prize along with their remarkable works −

Name Year: Country Work
Wilhelm Conrad Röntgen 1901: Germany Discovery of the remarkable rays
Hendrik Lorentz 1902: Netherlands Worked on the influence of magnetism upon radiation phenomena
Pieter Zeeman
Antoine Henri Becquerel 1903: France Spontaneous radioactivity
Pierre Curie Radiation phenomena
Maria Skłodowska-Curie 1903: Poland/France
Philipp Eduard Anton von Lenard 1905: Austria-Hungary Worked on cathode rays
Guglielmo Marconi 1909: Italy Development of wireless telegraphy
Karl Ferdinand Braun 1909: Germany
Max Planck 1918: Germany Discovered energy quanta
Johannes Stark 1919: Germany Discovered Doppler effect in canal rays
Albert Einstein 1921: Germany-Switzerland For the discovery of the law of the photoelectric effect
Niels Bohr 1922: Denmark Investigated the structure of atoms
Chandrasekhara Venkata Raman 1930: India Worked on scattering of light
Werner Heisenberg 1932: Germany Created quantum mechanics
Erwin Schrödinger 1933: Austria Discovered productive forms of atomic theory
Paul Dirac 1933: United Kingdom
James Chadwick 1935: UK Discovered Neutron
Victor Francis Hess 1936: Austria Discovered cosmic radiation
Willis Eugene Lamb 1955: US Discovered the fine structure of the hydrogen spectrum
Emilio Gino Segrè 1959: Italy Discovered the antiproton
Owen Chamberlain 1959: US
Lev Davidovich Landau 1962: Soviet Union Theories for condensed matter
Maria Goeppert-Mayer 1963: US Discovered nuclear shell structure
J. Hans D. Jensen 1963: Germany
Hans Albrecht Bethe 1967: US Worked on the theory of nuclear reactions
Murray Gell-Mann 1969: US Classification of elementary particles and their interaction
Hannes Olof Gösta Alfvén 1970: Sweden Worked on plasma physics
Louis Néel 1970: France Worked solid state physics (antiferromagnetism and ferrimagnetism)
Dennis Gabor 1971: Hungary-UK Developed the holographic method
John Bardeen 1972: US Developed the theory of superconductivity
Leon Neil Cooper
John Robert Schrieffer
Arno Allan Penzias 1978: US Discovered cosmic microwave background radiation
Robert Woodrow Wilson
Nicolaas Bloembergen 1981: Netherlands-US Developed laser spectroscopy
Arthur Leonard Schawlow 1981: US
Ernst Ruska 1986: Germany Designed the first electron microscope
Johannes Georg Bednorz 1987: Germany Discovered the superconductivity in ceramic materials
Karl Alexander Müller 1987: Switzerland
Robert B. Laughlin 1998: US Discovered a new form of quantum fluid
Horst Ludwig Störmer 1998: Germany
Daniel Chee Tsui 1998: China-US
Jack St. Clair Kilby 2000: US Developed integrated circuit
Riccardo Giacconi 2002: Italy-US Discovered cosmic X-ray sources
Roy J. Glauber 2005: US Worked on the quantum theory of optical coherence
Willard S. Boyle 2009: Canada-US Invented an imaging semiconductor circuit – the CCD sensor
George E. Smith 2009: US
Takaaki Kajita 2015: Japan Discovered neutrino oscillations, which illustrations that the neutrinos have mass
Arthur B. McDonald 2015: Canada

以下は、物理学の分野で与えられる賞の排他的なカテゴリです-

材料物理学の分野でのDavidAdler Lectureship Award
生物物理学のアレクサンダーホレンダー賞
ハンス・アルヴェーン賞
アンドリュージェマント賞
アップルトンメダルと賞
ASAゴールドメダル
ASAシルバーメダル
ハンス・ベーテ賞
ブレイズパスカルチェア
ボゴリューボフ賞
ボゴリュボフ賞(NASU)
若い科学者のためのボゴリュボフ賞
ボルツマン賞
ルートヴィッヒ・ボルツマン賞
トム・W・ボナー原子核物理学賞
マックスボルン賞
基礎物理学ブレイクスルー賞
オリバーE.バックリー物性物理学賞
理論および数理物理学におけるCAP-CRM賞
チャールズハードタウンズ賞
コムストック物理学賞
エリオット・クレソンメダル
デイヴィソン・ガーマー原子物理学または表面物理学賞
デミドフ賞
ダッデルメダルと賞
エディントンメダル
エジソンボルタ賞
レーザー科学アインシュタイン賞
アルバートアインシュタイン賞
アルバートアインシュタインメダル
アインシュタイン賞(APS)
アルバートアインシュタイン世界科学賞
EPSユーロフィジックス賞
ファラデーメダルと賞品
ノーベル物理学賞
流体力学賞(APS)
フォーサイトインスティテュートファインマン賞ナノテクノロジー
フリッツロンドン記念賞のリスト
ヘクター記念メダル
ダニーハイネマン天体物理学賞
ダニーハイネマン数理物理学賞
アンリポアンカレ賞
ホイルメダルと賞
インフォシス賞
アイザックニュートンメダル
固体の光学効果に対するフランク・イサクソン賞
プラズマ物理学のジェームズクラークマクスウェル賞
ジェームズC.マクグロディ新素材賞
ニールスボーア研究所
Om Prakash Bhasin Award
オットーハーン賞
物理学の歴史のためのアブラハムパイス賞
ジョージE.ペイク賞
マックスプランクメダル
分子分光法のためのアールK.プライラー賞
ポメランチュク賞
アンペール賞
計算物理学のためのAneesurRahman賞
レイリーメダル
レイリーメダルと賞
デビッドリチャードソンメダル
Richtmyerメモリアルアワード
ロバートA.ミリカン賞
ランフォード賞
ラザフォードメダルと賞
サクライ賞
アブドゥッサラーム賞
アーサーL.ショーローレーザー科学賞
ヴァルターショットキー賞
サイモン記念賞
スローンフェローシップ
RWBスティーブンスメダル
白鳥のメダルと賞
トムソンメダルと賞
3人の物理学者賞
VASVIK産業研究賞
ウルフ賞物理学

次の表は、発明者/発見者にちなんで名付けられた科学ユニットのリストを示しています。

科学者/発明家 単位 対策
アンドレ=マリ・アンペール アンペア(A) 電流
ケルビン卿 ケルビン(K) 熱力学的温度
アントワーヌアンリベクレル ベクレル(Bq) 放射能
アンデルスセルシウス 摂氏(°C) 温度
シャルル・ド・クーロン クーロン(C) 電荷
アレキサンダー・グラハム・ベル デシベル(dB)
マイケルファラデー ファラッド(F) キャパシタンス
ジョセフヘンリー ヘンリー(H) インダクタンス
ハインリッヒ・ルドルフ・ヘルツ ヘルツ(Hz) 周波数
ジェームズプレスコットジュール ジュール(J) エネルギー、仕事、熱
アイザックニュートン卿 ニュートン(N)
ゲオルク・サイモン・オーム オーム(Ω) 電気抵抗
ブレーズパスカル パスカル(Pa) 圧力
ヴェルナーフォンシーメンス ジーメンス(S) 電気コンダクタンス
ニコラ・テスラ テスラ(T) 磁束密度
アレッサンドロ・ボルタ ボルト(V) 電位と起電力
ジェームズワット ワット(W) 電力と放射束
ヴィルヘルム・エドゥアルド・ウェーバー ウェーバー(Wb) 磁束
ジャン=バティスト・ビオ biot(Bi) 電流
ピーター・デバイ デバイ(D) 電気双極子モーメント
LorándEötvös エトヴェシュ(E) 重力勾配
ガリレオ・ガリレイ ガリレオ(ガル) 加速度
カールフリードリヒガウス ガウス(GまたはGs) 磁束密度
ウィリアムギルバート ギルバート(Gb) 起磁力
ジェームズクラークマクスウェル マクスウェル(Mx) 磁束
ハンス・クリスチャン・オルステド エルステッド(大江) 磁場の強さ
ジャン・ポアズ・マリー・ポアズイユ ポアズ(P) 動粘度
ジョージガブリエルストークス ストークス(SまたはSt) 動粘度
AndersJonasÅngström オングストローム(Å) 距離
ハインリッヒ・バルクハウゼン バーク尺度 音響心理学的スケール
トーマスハントモーガン センチモルガン(cM) 組換え頻度
マリー・キュリーとピエール・キュリー キュリー(Ci) 放射能
ジョン・ドルトン ダルトン(ダ) 原子質量
ヘンリー・ダルシー ダーシー(D) 透過性
ゴードン・ドブソン ドブソン単位(DU) 大気オゾン
ダニエル・ガブリエル・ファーレンハイト 華氏(°F) 温度
エンリコ・フェルミ フェルミ(fm) 距離
ゴッドフリー・ニューボールド・ハウンズフィールド ハウンズフィールドスケール 無線密度
カール・ジャンスキー ジャンスキー(Jy) 磁束
サミュエル・ピアポント・ラングレー ラングレー(ly) 日射
アーヴィング・ラングミュア ラングミュア(L) ガス被ばく線量
ヴィルヘルム・レントゲン röntgen(R) X線またはガンマ線
チャールズフランシスリヒター よりリッチなマグニチュード 地震
テオドール・スヴェドバーグ svedberg(SまたはSv) 沈降速度
エヴァンジェリスタトリチェッリ トル(トル) 圧力

以下は、物理学の分野で世界的に認められているトップ機関です。

インスティテュート
マサチューセッツ工科大学(MIT) 米国
ハーバード大学 米国
ケンブリッジ大学 英国
スタンフォード大学 米国
イェール大学 米国
カリフォルニア大学バークレー校(UCB) 米国
オックスフォード大学 英国
コロンビア大学 米国
プリンストン大学 米国
カリフォルニア工科大学(Caltech) 米国
シカゴ大学 米国
ミシガン大学 米国
ETHチューリッヒ-スイス連邦工科大学 スイス
ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヒェン ドイツ
ミュンヘン工科大学 ドイツ
トロント大学 カナダ
ニューヨーク大学(NYU) 米国
インペリアルカレッジロンドン 英国
ペンシルバニア大学 米国
ボストン大学 米国
エディンバラ大学 英国
東京大学 日本
コーネル大学 米国
メリーランド大学カレッジパーク校 米国
ローマサピエンツァ大学 イタリア
テキサス大学オースティン校 米国
シンガポール国立大学(NUS) シンガポール
RWTHアーヘン大学 ドイツ
ソウル国立大学 韓国
ロンドン大学 英国
ジョージア工科大学 米国
北京大学 中国
大阪大学 日本
ペンシルバニア州立大学 米国
メルボルン大学 オーストラリア
カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD) 米国
ブリティッシュコロンビア大学 カナダ
マギル大学 カナダ
国立台湾大学(NTU) 台湾
オーストラリア国立大学 オーストラリア
ブラウン大学 米国
デューク大学 米国
デルフト工科大学 オランダ
ダラム大学 英国
フンボルト大学ベルリン ドイツ
ジョンズホプキンス大学 米国
ルンド大学 スウェーデン
名古屋大学 日本
ノースウェスタン大学 米国
オハイオ州立大学 米国
パデュー大学 米国
ライス大学 米国
ラトガーズ大学-ニューブランズウィック 米国
ストックホルム大学 スウェーデン
TechnischeUniversitätDresden ドイツ
ブリストル大学 英国
ワシントン大学 米国