主题:物理學/典優條目存檔
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典範條目[编辑]
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原子是一个元素能保持其化学性质的最小单位。一个原子包含有一个致密的原子核及围绕在原子核周围带负电的电子。原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。当质子数与电子数相同时，这个原子就是电中性的；否则，就是带有正电荷或者负电荷的离子。根据质子和中子数量的不同，原子的类型也不同：质子数决定了该原子属于哪一种元素，而中子数则确定了该原子是此元素的哪一个同位素。与日常体验相比，原子是一个极小的物体，其质量也很微小，以至于只能通过一些特殊的仪器才能观测到单个的原子，例如扫描隧道显微镜。原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的质子和中子有着相近的质量。每一种元素至少有一种不稳定的同位素，可以进行放射性衰变。
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大爆炸是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去有限的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的，并经过不断的膨胀到达今天的状态。这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论，又在场方程的求解上作出了一定的简化。1922年，哈勃的观测表明，所有遥远的星系和星团在视線速度上都在远离我们这一观察点，并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大，则说明它们在过去曾经距离很近。物理学家因此推测：在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态。
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干涉在物理学中是指兩列及两列以上的波在空间中重疊時发生叠加从而形成新波形的現象。例如采用光学分束器将一束来自单色点光源的光分成两束后，再让它们在空间中的某个区域内重叠，将会发现在重叠区域内的光强并不是均匀分布的，其明暗程度随空间分布变化，最亮的地方超过了原先两束光的光强之和，而最暗的地方光强有可能为零，这种光强的重新分布被称作干涉条纹。而在二十世纪六十年代之后，激光这一高强度相干光源的发明使光学干涉测量技术得到了前所未有的广泛应用，在各种精密测量中都能见到激光干涉仪的身影。现在人们知道，两束电磁波的干涉是彼此振动的电场强度矢量叠加的结果，而由于光的波粒二象性，光的干涉也是光子自身的几率幅叠加的结果。
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光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，但单个光子没有确定的动量或偏振态。
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超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构，这被称作超新星遗迹。根据估算，在如银河系大小的星系中超新星爆发的几率约为50年一次。同时，超新星爆发产生的激波也會壓縮附近的星際雲，这是新的恒星诞生的重要启动机制。
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广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论，它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——虽说广义相对论并非当今描述引力的唯一理论，它却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过，仍然有一些问题至今未能解决，例如引力场的量子化。
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引力波天文学是观测天文学20世纪中叶以来逐渐兴起的一个新兴分支，其发展基础是广义相对论中引力的辐射理论在各类相对论性天体系统研究中的应用。与基于电磁波观测的传统观测天文学相比较，狭义上的引力波天文学指的是通过引力波这个途径来观测发出引力辐射的天体系统。但由于万有引力相互作用和电磁相互作用相比强度十分微弱，引力波的直接观测对人类现有的技术而言是一个很大的挑战。自1916年爱因斯坦发表广义相对论，在理论上预言引力波的存在以来，人类至今未能在实验上直接对其进行观测。因此可以说，真正实现通过引力波的观测来从实验上研究天体系统，从而完善引力波天文学这一新兴领域还为时尚早。
2 =
物理学史：物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理學》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说。最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。
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物理学史：物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理學》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说。最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。
優良條目[编辑]
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希格斯玻色子是标准模型里的一種基本粒子，是一種玻色子，自旋為零，宇稱為正值，不帶電荷、色荷，極不穩定，生成後會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯机制，基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在，則希格斯場應該也存在，而希格斯機制也可被確認為基本無誤。物理學者用了四十多年時間尋找希格斯玻色子的蹤跡。大型強子對撞機（LHC）是全世界至今為止最昂貴、最複雜的實驗設施之一，其建成的一個主要任務就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布，LHC的緊湊緲子線圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子（超過背景期望值4.9个标准差），超環面儀器（ATLAS）测量到质量为126.5GeV的新玻色子（5个标准差），这两種粒子极像希格斯玻色子。2013年3月14日，欧洲核子研究中心發表新聞稿正式宣布，先前探測到的新粒子暫時被確認是希格斯玻色子，具有零自旋與偶宇稱，這是希格斯玻色子應該具有的兩種基本性質，但有一部分實驗結果不盡符合理論預測，更多數據仍在等待處理與分析。希格斯玻色子是因物理學者彼得·希格斯而命名。他是於1964年提出希格斯機制的六位物理學者中的一位。2013年10月8日，因為“次原子粒子質量的生成機制理論，促進了人類對這方面的理解，並且最近由欧洲核子研究中心屬下大型強子對撞機的超環面儀器及緊湊緲子線圈探測器發現的基本粒子證實”，弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯榮獲2013年诺贝尔物理学奖。
1 =
在物理学和化学中，阿伏伽德罗常数的定義是一个比值，是一個樣本中所含的基本單元數（一般為原子或分子）N，與它所含的物質量n（單位為摩爾）間的比值，公式為NA = N/n。因此，它是聯繫一種粒子的摩爾質量（即一摩爾時的質量），及其質量間的比例常數。阿伏伽德罗常數用於代表一摩爾物質所含的基本單元（如分子或原子）之數量，而它的数值为：
- ，
在一般计算时，常取6.02×1023或6.022×1023為近似值。較早的定義中所訂的另一個數值為阿伏伽德罗数，歷史上這個詞與阿伏伽德罗常數有着密切的關係。當國際單位制（SI）修訂了基本單位後，所有化學數量的概念都必需被重定義。阿伏伽德罗數的新定義由让·佩兰所下，定為一克分子氢所含的分子數。跟它一樣的是，12克同位素碳-12所含的原子數量。因此，阿伏伽德罗數是一個無量綱的數量，與用基本單位表示的阿伏伽德罗常數數值一致。科学家还在不断精确化阿伏伽德罗常数，最新的研究论文发现其数值为6.022140857(74)×1023，括号中的数字表示最后两位估值数字的不确定性。
2 =
海森堡不确定性原理是指在一个量子力学系统中，一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。位置的不确定性和动量的不确定性是不可避免的，类似的不确定性也存在于能量和时间，角动量和角度等許多物理量之间。不确定性也是一种波的特性。在经典物理中波也有不确定性。比如波的频率和波到达的时间之间就有不确定性。要测量频率，就要等几个波峰的到达，但这样一来波到达的时间就没法被精确地测量了。1927年，德国物理学家海森堡首先提出了量子力学中的不确定性。海森堡主要的目標是在建立一種事實：不確定性是宇宙的一種特性；我們絕對無法測量一個粒子的位置和動量比量子力學所允許的更精確。
3 =
鈦是一種化學元素，化學符號Ti，原子序數22，是一種銀白色的過渡金屬，其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被美誉为“太空金属”。鈦於1791年由格雷戈爾於英國康沃爾郡發現，並由克拉普羅特用希臘神話的泰坦為其命名。钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰度在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石，廣佈於地殼及岩石圈之中。從主要礦石中萃取出鈦需要用到克羅爾法或亨特法。鈦最常見的化合物，二氧化鈦可用於製造白色顏料。
4 =
理想气体状态方程（又称为克拉佩龙方程）是描述理想氣體在处于平衡态时，壓力、體積、物质的量、溫度間關係的状态方程。它建立在波义耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。其方程式为。这个方程式有4个变量：p是指理想气体的压力，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的温度；还有一个常量：R为理想气体常数。可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称。当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差，因为理想气体的基本假设在实际气体中并不成立。一般来说，沸点低的气体在较高的温度和较低的压力时，更接近理想气体，如氧气、氢气等。
5 =
法拉第電磁感應定律是電磁學中的一條基本定律，跟變壓器、電感元件及多種發電機的運作有密切關係。定律指出任何閉合电路中感应电动势的大小，等於穿过这一电路磁通量的变化率。此定律於1831年由迈克尔·法拉第發現，同時的約瑟·亨利也在獨立研究中發現了這一定律。傳統上有兩種改變通過電路的磁通量的方式。至於感應電動勢時，改變的是自身的電場，例如改變生成場的電流。而至於運動電動勢時，改變的是磁場中的整個或部份電路的運動，例如像在同極發電機中那樣。法拉第定律最初是一條基於觀察的實驗定律。後來被正式化，其偏導數的限制版本，跟其他的電磁學定律一塊被列麥克斯韋方程組的現代亥維賽版本。
6 =
雙縫實驗是一個測試量子物體像光或電子等等的波動性質與粒子性質的實驗。雙縫實驗所需的基本儀器設置很簡單。拿光的雙縫實驗來說，照射相干光波於一塊內部刻出兩條狹縫的不透明擋板。在擋板的後面，擺設了照相底片或某種偵測屏障，用來紀錄通過狹縫的光波的數據。從這些數據，可以了解光波的物理性質。光波的波動性質使得通過兩條狹縫的光波互相干涉，造成了顯示於偵測屏障的明亮條紋和黑暗條紋，這就是雙縫實驗著名的干涉圖案。可是，實驗者又發覺，光波總是以一顆顆粒子的形式抵達偵測屏障。雙縫實驗也可以用來測試像電子一類的粒子的物理行為，雖然使用的儀器不同，都會得到類似的結果，顯示出波粒二象性。
7 =
电子是一种带有负电的亚原子粒子，屬於轻子类，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一，即其无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋，是一种费米子。因此，根據包立不相容原理，任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正子，其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同，但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅，在這過程中，創生一對以上的光子。根據大霹靂理論，宇宙現在所存在的電子，大部份都是創生於大霹靂事件。但是，有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而創生的。
8 =
氩是一种化学元素，在希臘語有「不活潑」的意思，由它的特性而來。它的化学符号是Ar，它的原子序数是18，在室溫下是無色無味氣體。由於原子外层轨道充满电子，因此它不容易发生化学反应，是一種惰性气体。把它放电时呈紫色。已知的氩的同位素共有14种，包括氩33至氩46。氩佔大气体积的0.93%，是地球大气中第三多的气体，也是在大气中含量最多的惰性氣體。它的三相點以國際實用溫標定義為83.8058K。氩气常被注入灯泡内，因为氩即使在高温下也不会与灯丝發生化学作用，从而延长灯丝的寿命。在不锈钢、锰、铝、钛和其它特种金属电弧焊接时、钢铁生产时，氩也用作保护气体。
9 =
路易斯·斯洛廷（1910年12月1日-1946年5月30日）是一名參與曼哈頓計劃的加拿大物理學家及化學家。他生於加拿大緬尼托巴省温尼伯市北區，在马尼托巴大学取得理學學士及理學碩士學位之後，就轉到倫敦國王學院學習，並於1936年在該校取得物理化學博士學位。之後，他以研究員的身份加入芝加哥大學，並協助設計一套回旋加速器。於1942年，他獲邀參加曼哈頓計劃，斯洛廷負責使用了鈾及鈈核心來進行測定它們臨界質量數值的實驗。在第二次世界大戰後，斯洛廷繼續在洛斯阿拉莫斯國家實驗室從事研究工作。於1946年5月21日，斯洛廷意外地啟動了一次裂變反應，當中釋放出一股硬性輻射。斯洛廷被緊急送院，並於九天後的5月30日逝世。
0 =
弱相互作用（又稱弱力或弱核力）是自然的四種基本力中的一種，其餘三種為強核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的，恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子，即所有自旋為半奇數的粒子。在粒子物理學的標準模型中，弱相互作用的理論指出，它是由W及Z玻色子的交換（即發射及吸收）所引起的，由於弱力是由玻色子的發射（或吸收）所造成的，所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變，它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定，由於Z及W玻色子比質子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”，是因為它的一般強度，比電磁及強核力弱好幾個數量級。大部份粒子在一段時間後，都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外，它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“味”之間互換。弱力最早的描述是在1930年代，是四費米子接觸相互作用的費米理論：接觸指的是沒有作用距離（即完全靠物理接觸）。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它，儘管那個距離很短。在1968年，電磁與弱相互作用統一了，它們是同一種力的兩個方面，現在叫電弱相互作用。弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯，在由氫生產重氫和氦的過程中（恆星熱核反應的能量來源）也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變，此時碳-14通过弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光，常見於超重氫照明；也造就了β伏這一應用領域（把β射線的電子當電流用）。
1 =
衍射，是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。在古典物理学中，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后會发生不同程度的弯散传播。假設將一个障碍物置放在光源和观察屏之间，則會有光亮区域與陰暗区域出現於观察屏，而且這些区域的边界並不銳利，是一种明暗相间的复杂图样。這现象称为衍射，當波在其传播路径上遇到障碍物时，都有可能發生这种现象。除此之外，当光波穿过折射率不均匀的介质时，或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时，也会发生类似的效应。在一定条件下，不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象，其他类型的电磁波（例如X射线和无线电波等）也能够发生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質，它們也會表现出衍射现象，可以通过量子力学进行研究其性质。在適當情况下，任何波都具有衍射的固有性质。然而，不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙，就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因為波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置，发生波叠加而形成的現象。衍射的形式論还可以用來描述有限波（量度為有限尺寸的波）在自由空间的传播情况。例如，激光束的發散性質、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。
2 =
锑是化學元素，原子序数为51，是有金属光泽的类金属，在自然界主要存在于硫化物矿物辉锑矿（Sb2S3）中。目前已知锑化合物在古代就用作化妆品，金属锑在古代也有记载，但那时却被误认为是铅。大约17世纪时，人们知道了锑是化学元素之一。几十年以来，中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，而其中大部分又都产自湖南省冷水江市的锡矿山。锑的工业制法是先焙烧，再用碳在高温下还原，或者是直接用金属铁还原辉锑矿。金属锑最大的用途是与铅和锡制作合金，以及铅酸电池中所用的铅锑合金板。锑与铅和锡制成合金可用来提升焊接材料、子彈及轴承的性能。锑化合物是用途广泛的含氯及含溴阻燃剂的重要添加剂。锑在新兴的微电子技术也有用途。
3 =
量子力学是物理学的分支，主要描写微观的事物，与相对论一起被认为是現代物理學的两大基本支柱，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理學以及其它相关的學科，都是以其为基础。19世紀末，人們發現舊有的经典理論無法解釋微观系统，於是經由物理学家的努力，在20世紀初創立量子力学，解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除通过廣義相對論描写的引力外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。
4 =
紅移在物理學和天文學领域，指物体的電磁輻射由于某种原因波长增加的现象，在可見光波段，表现为光谱的谱线朝紅端移動了一段距离，即波长变长、頻率降低。相反的，波長变短、频率升高的现象则被稱為藍移。紅移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的，随着对电磁波谱各个波段的了解逐步深入，任何电磁辐射的波長增加都可以称为紅移。对于波长较短的γ射線、X-射線和紫外線等波段，波长变长确实是波谱向红光移动，“红移”的命名并无问题；而对于波长较长的紅外線、微波和無線電波等波段，尽管波长增加實際上是遠離红光波段，这种现象还是被称为“红移”。紅移機制被用於解释在遙遠的星系、類星體，星系間的氣體雲的光谱中觀察到的红移想象。紅移增加的比例與距離成正比。
5 =
哈勃空间望远镜，是以天文學家哈勃為名，在軌道上環繞著地球的望遠鏡。他的位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處-影像不會受到大氣湍流的擾動，視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。他已經填補了地面觀測的缺口，幫助天文學家解決了許多根本上的問題，對天文物理有更多的認識。哈伯的哈伯超深空視場是天文學家曾獲得的最深入（最敏銳的）的光學影像。哈伯太空望遠鏡和康普頓γ射線天文台、钱德拉X射线天文台、斯皮策空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分。
6 =
水分子（H2O，HOH）是地球表面上最多的分子，除了以气体形式存在于大气中，其液体和固体形式占据了地面70-75%的组成部分。标准状况下，水在液体和气体之间保持动态平衡。室温下，它是无色，无味，透明的液体。作为通用溶剂之一，水可以溶解许多物质。因此，自然界极少有水的纯净物。水以多种形态存在，固态的水即我们熟知的冰，气态的水即我们所说的水蒸气（其实这种说法是错误的，水蒸气是冷凝后的液态小水滴），而一般只有液態的水才被視為水。在某一臨界溫度及壓力（647K及22.064MPa）之上時，水分子會变为一種“超臨界”狀態，液态般的水滴漂浮于气态之中。
7 =
自然最廣義來說可以是自然界、物理學宇宙、物質世界或物質宇宙。"自然"指的是自然界的現象，與及普遍意義上的生命。人工物體及人類間的相互作用在常見使用中並不視為自然的一部分，除非被界定的是人性或"大自然全體"。自然通常與超自然分別開來。自然的規模小至次原子粒子，大至星系。在現今不同的用法中，自然可以是眾多有生命的動植物種類的普遍領域，部分況則指無生命物體的相關過程──特定物件種類自己本身的存在和改變的方式。自然很多時意指自然環境或荒野，這種仍然流傳到現在的自然物體的傳統概念意味著自然與人工的分野，後者被理解為由人類所帶來的或是類似人類的意識或心靈。
8 =
艾萨克·牛顿爵士（Sir Isaac Newton，1643年1月4日-1727年3月31日）是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。在2005年，皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查中，牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。
0 =
锗是一种化学元素，化学符号是Ge，原子序数是32。它是一種灰白色类金属，有光澤，質硬，屬於碳族，化學性質與同族的錫與硅相近。在自然中，鍺共有五種同位素，原子質量數在70至76之間。它能形成許多不同的有機金屬化合物，例如四乙基鍺及異丁基鍺烷。即使地球表面上的鍺豐度是相對地高，但由於很少礦石含有高濃度的鍺，所以它在化學史上比較晚被發現。門捷列夫在1869年根據元素周期表的位置，預測到鍺的存在與其各項屬性，並把它稱作擬硅。克莱门斯·温克勒於1886年在一種叫硫銀鍺礦的稀有礦物中，除了找到硫和銀之外，還發現了一種新元素。儘管這種新元素的外觀跟砷和銻有點像，但是新元素化合物的結合比，符合門捷列夫對硅下元素的預測。温克勒以他的國家——德國的拉丁語名來為這種元素命名。鍺是一種重要的半導體材料，用於製造晶體管及各種電子裝置。
1 =
II型超新星（罗马数字2），也稱為核塌縮超新星，是大質量恒星由內部塌縮引發劇烈爆炸的的結果，在分類上是激變變星的一個分支。能造成內部塌縮的恆星，質量至少是太阳质量的9倍。大質量恆星由核聚变產生能量，與太陽不同的是，這些恆星的質量能夠合成原子量比氢和氦更重的元素，恆星的演化供應和儲存質量更大的核融合燃料，直到鐵元素被製造出來。但是鐵的核融合不能產生能量來支撐恆星，所以核心的質量改由電子簡併壓力來支撐。這種壓力來自屬於费米子的電子，在恆星被壓縮時不能在原子核內擁有相同的能量狀態。當鐵核的質量大於1.44太阳质量（錢德拉塞卡極限），接著就會發生內爆。快速的收縮使核心被加熱，導致快速的核反應形成大量的中子和中微子。塌縮被中子的短距力阻止，造成內爆轉而向外。向外傳遞的震波有足夠的能量將環繞在周圍的物質推擠掉，形成超新星的爆炸。Ⅱ型超新星的爆炸有幾種不同的類型，可以依據爆炸後的光度曲線－光度對爆炸後的時間變化圖－來分類。Ⅱ-L超新星顯示出穩定的線性光度下降；而Ⅱ-P超新星在一段正常的光度下降之後，呈現出平緩的下降（高原），才會再持續正常的下降曲線。通常這些塌縮超新星的光譜中也會出現氢的光譜，雖然Ib和Ic超新星也是將氫和氦（Ic超新星）的殼層拋出的核心塌縮大質量恆星，但它們的光譜看起來卻缺乏這些元素。
2 =
能量均分定理在经典統計力學中是一種聯繫系統溫度及其平均能量的基本公式。能量均分的初始概念是熱平衡時能量被等量分到各種形式的运动中；例如，一个分子在平移運動时的平均動能應等於其做旋轉運動时的平均動能。能量均分定理能够作出定量預測。类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以計算出系統的總平均動能及勢能，從而得出系统的熱容。儘管均分定理在一定条件下能够对物理现象提供非常準確的預測，但是當量子效應變得显著時，基于这一定理的预测就变得不准确。均分定理在預測電磁波的失敗导致愛因斯坦提出了光本身被量子化而成為光子，而這一革命性的理論對刺激量子力學及量子場論的發展起到了重要作用。
3 =
Ununoctium（Uuo）、Eka氡或118號元素，是錒系後元素，原子序為118，其化學符號Uuo是IUPAC的臨時系統命名。在元素週期表上，它位於p區，也是第7週期中的最後一個元素。Uuo目前是人工合成的，屬於18族。其原子序和原子量為所有已發現元素中最高的。Uuo是放射性的，其原子十分不穩定。自2002年，一共只探測到3個（可能4個）294Uuo同位素的原子。這限制了對它的特性和可能的化合物的實驗研究，但理論上的計算作出了預測，其中一些還是出乎意料的。例如，Uuo是18族成員，但它有可能並不是惰性氣體。之前它曾被認為是一氣體，但現在的預測表示它在標準狀況下會是固體，因為相對論性因素。
4 =
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。
5 =
广义相对论中的开普勒问题，是指在广义相对论的框架下求解存在引力相互作用的两体动力学问题。在典型情况下，其中一个物体的质量m和另一个物体的质量M相比可忽略，这种近似对应着实际情形中地球绕太阳公转，以及一个光子在一颗恒星的引力场中的运动等问题。在这些情形下，可以认为大质量M的位置在空间中是固定的，并且只有大质量的引力场对周围时空曲率变化有贡献。这时的时空曲率可由爱因斯坦场方程的史瓦西解来描述；而小质量m的运动可由史瓦西解的测地线方程来描述。从测地线方程可以推出广义相对论的关键性实验证据，例如著名的水星近日点的进动，以及光线在太阳引力场中的偏折。
6 =
引力探测器B是美国国家航空航天局在2004年4月20日发射的一颗科学探测卫星。这个任务的计划是测量地球周围的时空曲率，以及相关的能量-动量张量（描述物质的分布及运动的张量），从而对爱因斯坦的广义相对论的正确性和精确性进行检验。卫星的飞行持续到2005年，其后任务进入到了数据分析阶段，并有可能一直持续分析到2010年。引力探测器B的研发历史可追溯到二十世纪六十年代，至2004年正式升空长达四十多年，其耗资达七亿五千万美元。这是美国国家航空航天局历史上研发时间最长的计划，之所以如此拖延的原因不仅仅在于技术上的难题，其中也牵扯进了很多关于科学上与政治上的争论。
7 =
拉普拉斯-龙格-楞次矢量，在經典力學裏，主要是用來描述當一個物體環繞著另外一個物體運動時，軌道的形狀與取向。典型的例子是行星的環繞著太陽公轉。在一個物理系統裏，假若兩個物體以萬有引力相互作用，則 LRL 向量必定是一個運動常數，不管在軌道的任何位置，計算出來的 LRL 向量都一樣；也就是說， LRL 向量是一個保守量。更廣義地，在克卜勒問題裏，由於兩個物體以連心力相互作用，而連心力遵守反平方定律，所以，LRL 向量是一個保守量。拉普拉斯-龍格-冷次向量是因皮埃爾-西蒙·拉普拉斯，卡爾·龍格，與威爾漢·冷次而命名。有趣的是，该向量並不是這三位先生發現的，這向量曾經被重複地發現過好幾次。它等價於天體力學中無因次的離心率向量。
8 =
愛德華·泰勒是一位出生於匈牙利的美國理論物理學家，被誉为「氫彈之父」。除氫彈之外，他對物理學多個領域都有相當的貢獻。泰勒於1930年代移民美國，並成為曼哈頓計畫的早期成員，參與研制第一顆原子彈。這段期間，他还熱衷於推動研制最早的核融合武器，不過這些構想直到第二次世界大戰結束之後才實現。在一場對於羅伯特·奧本海默背景調查的聽證會上，泰勒對這位過去在洛斯阿拉莫斯的同事，作出一些具爭議性的證詞，此後他在科學界中變得不受歡迎。他持續尋求美國政府與軍事研究機構的援助。他是勞倫斯利福摩爾國家實驗室的建立者之一，並於此機構擔任多年的主管及助理主管。泰勒的一生因其科學才能、欠佳的人際關係，以及善變的個性而知名。此外也被認為是1964年電影《奇愛博士》的靈感來源之一。
9 =
核动力是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力，热量和电能。因为核辐射问题和现在人类还只能控制核裂变，所以核能暂时未能得到大规模的利用。利用核反应来获取能量的原理是：当裂变材料(例如铀-235)在受人为控制的条件下发生核裂变时，核能就会以热的形式被释放出来，这些热量会被用来驱动蒸汽机。蒸汽机可以直接提供动力，也可以连接发电机来产生电能。世界各国军队中的大部分潜艇及航空母舰都以核能为动力，同时，核能每年提供人类获得的所有能量中的7%，或人类获得的所有电能中的15.7%。
0 =
夸克是一種基本粒子，也是構成物質的基本單元。夸克互相結合，形成一種複合粒子，叫強子，強子中最穩定的是質子和中子，它們是構成原子核的單元。由於一種叫“夸克禁閉”的現象，夸克不能夠直接被觀測到，或是被分離出來；只能夠在強子裏面找到夸克。就是因為這個原因，我們對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。夸克的種類被稱為“味”，它們是上、下、魅、奇、底及頂。上及下夸克的質量是所有夸克中最低的。較重的夸克會通過一個叫粒子衰變的過程，來迅速地變成上或下夸克。粒子衰變是一個從高質量態變成低質量態的過程。就是因為這個原因，上及下夸克一般來說很穩定，所以它們在宇宙中很常見，而奇、魅、頂及底則只能經由高能粒子的碰撞產生）。
1 =
馬克士威方程組是英国物理学家詹姆斯·馬克士威在19世纪建立的一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關係的偏微分方程。它由四個方程式組成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的馬克士威-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第电磁感应定律。從馬克士威方程組，可以推論出光波是電磁波。馬克士威方程組和勞侖茲力方程式是經典電磁學的基礎方程式。從這些基礎方程式的相關理論，發展出現代的電力科技與電子科技。現在所使用的数学形式是奧利弗·黑維塞和約西亞·吉布斯於1884年以向量分析的形式重新表达的。
2 =
双极性晶体管，俗称“三极管”，是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明，其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予了1956年的诺贝尔物理学奖。这种晶体管的工作，同时涉及电子和空穴两种载流子的流动。双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成，晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。双极性晶体管能够放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力，因此常被用来构成放大器电路，或驱动扬声器、电动机等设备，并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。
3 =
溴，是一個化學元素及一種鹵素；元素符號Br，原子序35。溴分子在標準溫度和壓力下是有揮發性的紅棕色液體，活性介於氯與碘之間。纯溴也称溴素。溴蒸氣具有腐蝕性，并且有毒。在2007年，約有556,000公噸的溴被製造。溴与其化合物可被用来作为阻燃劑、净水剂、杀虫剂、染料等等。曾是常用消毒药剂的红药水中就含有溴和汞。在少數的藥學應用之外，溴的第一個商業應用是用於銀版攝影法。在1840年，發現到用溴製造銀版攝影法用的光敏的鹵化銀在許多地方勝過之前所使用的碘蒸氣。有機化合物要被溴化有加成反應與取代反應兩種途徑。溴對烯的雙鍵進行電加成，中途產生一個環狀含溴的中間產物。
4 =
在經典力學裏，牛頓旋轉軌道定理（Newton's theorem of revolving orbits）辨明哪種連心力能夠改變移動粒子的角速度，同時不影響其徑向運動（圖1和圖2）。艾薩克·牛頓應用這理論於分析軌道的整體旋轉運動（稱為拱點進動，圖3）。月球和其他行星的軌道都會展現出這種很容易觀測到的旋轉運動。連心力的方向永遠指向一個固定點；稱此點為「力中心點」。「徑向運動」表示朝向或背向力中心點的運動，「角運動」表示垂直於徑向方向的運動。牛頓於1687年發表《自然哲學的數學原理》，第一冊命題43至45裏，推導出這定理。在命題43裏，他表明只有連心力才能達成此目標，這是因為感受連心力作用的粒子，其運動遵守角動量守恆定律。在命題44裏，他推導出這連心力的特徵方程式，證明這連心力是立方反比作用力，與粒子位置離力中心點的徑向距離的三次方成反比。在命題45裏，牛頓假定粒子移動於近圓形軌道，將這定理延伸至任意連心力狀況，並提出牛頓拱點進動定理。天文物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡在他的1995年關於《自然哲學的數學原理》的評論中指出，雖然已經過了三個世紀，但這理論仍然鮮為人知，有待發展。自1997年以來，唐納德·淩澄-貝爾（Donald Lynden-Bell）與合作者曾經研究過這理論。2000年，費紹·瑪侯嵋（Fazal Mahomed）與F·娃達（F. Vawda）共同貢獻出這理論的延伸的精確解。
5 =
电磁波是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式傳遞能量和動量，其傳播方向垂直於電場與磁場構成的平面。電磁輻射可以按照頻率分類，從低頻率到高頻率，包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻射，波長大約在380至780奈米之間，稱為可見光。只要是本身溫度大於絕對零度的物體，都可以發射電磁輻射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此，只有处于可見光频域以内的电磁波，才是可以被人们肉眼看到的。電磁波不需要依靠介質傳播，各種電磁波在真空中速率固定，速度为光速。
6 =
保罗·狄拉克，英國理論物理學家，量子力学的奠基者之一，並對量子電動力學早期的發展作出重要貢獻。曾經主持劍橋大學的盧卡斯數學教授席位，並在佛羅里達州立大學度過他人生的最後十四個年頭。他寫下了描述費米子的狄拉克方程式，並且預測了反物質的存在。狄拉克與埃爾溫·薛丁格由於「發現了原子理論的新形式」共同獲得1933年的諾貝爾物理獎。此外，狄拉克在1939年獲頒皇家獎章，1952年獲頒科普利獎章以及馬克斯·普朗克獎章。他在1930年被選作皇家學會院士，1948年和1971年分別被選作美國物理學會及英國物理學會榮譽會士。1973年狄拉克獲頒功績勳章，在英國這是極高的榮譽。
7 =
位错在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存在对材料的物理性能，尤其是力学性能，具有极大的影响。“位错”这一概念最早由意大利数学家和物理学家维托·伏尔特拉于1905年提出。理想位错主要有两种形式：刃位错和螺位错。混合位错介乎前面两者之间。数学上，位错属于一种拓扑缺陷，有时称为“孤立子”或“孤子”。这一理论可以解释实际晶体中位错的行为：可以在晶体中移动位置，但自身的种类和特征在移动中保持不变；方向相反的两个位错移动到同一点，则会双双消失，或称“湮灭”。
8 =
金是一种化学元素，化学符号是Au，原子序数是79。金是一種廣受歡迎的貴金屬，在幾世紀以來都被用作貨幣、保值物及珠寶。在自然界中，金出现在岩石中的金塊或金粒、地下礦脈及沖積層中。金亦是貨幣金屬之一。金在室溫下為固體、密度高、柔軟、光亮，其延展性及延性均是已知金屬中最高的。純金的亮黃色在傳統上被認為具有吸引力。在佈雷頓森林協定结束前，金是金本位货币制度的基石。金條的ISO貨幣代碼是XAU。金在現代工業的應用層面有牙醫學与電子學。在傳統上，金對氧化侵蝕的高抵抗性是人们使用它的原因之一。化學上，金是一種過渡金屬，在溶解後可以形成三價及單價正離子。金與大部分化學物都不发生化学反應。