关于物理的美文
物质世界隐藏的道理，天地之间运行的规律。物理述说着天地，改变着天地。一物生一物，一物克一物。
物理学主要研究自然界中各种物质的性质、结构、组成以及物质的运行规律。在由各种物质所组成的世界里，物理学是最为基础的一门自然科学。历史表明，物理学的进步是推动人类文明发展的第一动力。在整个人类文明发展史中，物理学堪称头号功臣。一种物质世界，一种运行规律。天地万物千变万化，人生岁月潮起潮落。
整个宇宙都是由各种不同的物质所组成的，原子就是组成各种物质的最基本粒子之一。原子极其微小，一般直径在10的负10次方米级别，大约60万个原子排列在一起才能有一根头发的直径长。原子在化学反应中不会发生变化，但在物理状态下，原子依然可以继续分割。
原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子所组成的，其中原子核的体积约占整个原子体积的几千万亿分之一，但原子核的质量却占据了整个原子质量的99.95%。质量很小的电子在原子核外绕原子核做有规律的高速运动，而且原子核和核外电子相互吸引，共同组成了不带电的原子。当然，原子核还可以再分，在原子核内部包含着带正电的质子和不带电的中子，质子和中子则都是由夸克以不同的方式结合而成的。
原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变，其中放射性原子核衰变掉一半所用的时间叫做半衰期。某些元素自发地放射某些射线的现象，称为天然放射现象。α射线、β射线和γ射线，是三种常见的射线。另外，一个物体所蕴含的能量可以用质能方程来计算，质能方程的公式为E=mcˇ2，其中m表示物体的质量，c表示光速。
目前来说，夸克是人类发现的最小微粒，但这并不意味着一定不存在比夸克更小的物质，只不过人类现在的科技水平还无法发现更小的物质而已。很遗憾，现如今的人类不仅不知道宇宙到底有多大，而且还不知道物质到底可以有多小。
分子是由原子所组成的，它是构成物质的基本粒子之一。例如，一个氧气分子（O2）就是由两个氧原子结合在一起形成的；水分子（H2O）则是由两个氢原子和一个氧原子结合在一起形成的。分子可以单独存在，如果你把一杯水无限地分割下去，在不破坏水的化学性质的情况下，你能够得到的就是一个水分子。
人们生活中经常接触到的各种物质，有的是由许多分子组成的，比如二氧化碳（CO2）；有的是由许多原子直接组成的，比如铁、铝、银等金属类物质；还有的则是由不同的粒子结合在一起形成的，比如食盐的主要成分氯化钠（NaCl）。
形形色色的各种物质组成了丰富多彩的世界，大大小小的各种事情构成了多姿多彩的人生。在生活中，人们所看到的风、霜、雨、雪、光、热、磁、电，都是不同的物理现象。每一种物理现象背后都隐藏着一种物质运动规律，若能掌握这些物质运动规律，人类就可以利用它们来改造世界。
声音是由物体振动产生的，振动停止，声音就会消失。人的耳朵能够听到的振动频率范围是20次/秒(Hz)～20000次/秒。若是物体每秒钟振动20000次以上，便会形成超声波；若是物体每秒钟振动20次以下，则会形成次声波。声音的传播需要介质，就像运输货物需要运输工具一样。声音在固体中的传播速度大于在液体中的传播速度，在液体中的传播速度则大于在空气中的传播速度。
人们平时听到的声音是通过空气传播的，速度约为340米/秒。音调、响度和音色是声音的三要素，其中音调指的是声音音调的高低，它是由物体的振动频率高低决定的；响度指的是声音音量的大小，它是由物体的振动幅度决定的；音色指的是声音的特色，不同的发声体由于材料、结构和性质的不同，它们各自发出的音色也就会有所不同，听声辨人依据的就是这种原理。
光是能量的源泉，凡是自身能够发光的物体都是光源。月亮不是光源，月亮之所以会发亮，是因为照射到月球表面的太阳光发生了反射。目前，光是人类发现的传播速度最快的物质，其在真空中的传播速度约为30万千米每秒。另外，光是沿直线传播的，遇到不透明的物体，就会形成该物体的影子。
人的眼睛之所以能够看到不发光的物体，就是因为光具有反射性。当太阳光照射到一个不发光的物体时，该物体的表面会把光线反射到人的眼睛中，如此以来，人的眼睛便看到了物体。根据光电效应可知，在光线的照射下，一些物质内部的电子会被光子激发出来，从而形成电流，即光生电现象。
除此以外，光的折射现象表现为，当光传播到两种介质的分界面上时，一部分光会进入另一种介质中，并且会偏离原来的传播方向。如果光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角，那么光还会发生全反射现象。光的全反射现象表现为，光线不会再进入光疏介质中，而是会全部反射回光密介质中。由于光具有波粒二象性，所以光还能发生干涉、衍射和偏振等现象。
物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，机械振动在介质中的传播过程则叫做机械波。实验表明，波的干涉现象表现为，当频率相同的两列波相互叠加时，会使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱；波的衍射现象表现为，当障碍物或孔的尺寸比波长还小或与波长相差不大时，那么波在传播过程中就会偏离原本直线绕过障碍物。还有值得一提的是，光在发生干涉现象时，会出现明暗相间的条纹，看起来很神奇。
波在一个振动周期内传播的距离叫波长；完成一次振动所需的时间叫周期；单位时间内振动的次数叫频率。波长、周期、波速和频率之间的关系可以表示为：λ=VT=V／f，其中λ表示波长，V表示波速，T表示周期，f表示频率。
电是一种自然现象，也是一种能量。带电粒子的定向移动可以形成电流，电流之所以会有很广泛的用途，是因为电能可以转化成热能、光能、机械能等各种形式的能量。用电能够加热的根本原因在于，电流中快速移动的电子撞击了物体内部的分子，使得分子的运动速度加快，从而导致物体的温度上升。
另外，通电的导线会产生磁场，由于同性磁极相斥，异性磁极相吸，只要利用好这种由相斥或相吸产生的动能，就能够把电能转化成机械能。在生活中，人们所使用的各种靠电运转起来的机器，基本上都是根据电生磁、磁生动能的原理制造出来的。
物体的冷热程度叫温度。物体内部的分子运动越快，物体的温度就会越高。固体、液体和气体是物质存在的三种基本形式，而且这三种形式可以相互转化。其中，物质从固态变成液态的过程叫熔化，从液态变成固态的过程叫凝固；物质从液态变为气态的过程叫汽化，由气态变成液态的过程叫液化；物质直接从固态转化为气态的过程叫升华，直接从气态变为固态的过程则叫凝华。
通常来说，汽化有蒸发和沸腾两种基本方式，其中蒸发指的是在任何温度下，在液体表面上发生的缓慢的汽化现象；沸腾则指的是在达到沸点的情况下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
物体内部所有分子都在做永不停息的无规则运动。温度是分子平均动能的标志，物体内部分子运动越快，物体的温度就会越高。另外，分子间还存在相互作用的引力和斥力。当分子间的距离大于某一距离时，分子间表现为引力；当分子间的距离小于某一距离时，分子间表现为斥力。实验表明，由于分子的运动，相互接触的两个物体，会发生彼此进入对方的扩散现象。根据《阿伏加德罗定律》可知，同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。
热力学第一定律即能量守恒定律认为，能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体；热力学第二定律认为，热量只可能自发地从高温物体转移到低温物体，而不可能自发地从低温物体转移到高温物体；热力学第三定律认为，绝对零度即-273.15摄氏度不可能达到。
一般来说，当不同空间区域里的空气受热不均或者有气体发生液化时，空气内部便会产生气压差，产生气压差以后，空气就会从高压区域向低压区域流动，如此以来，不同的气压差便会形成大小不同的风。
地球受太阳控制，当太阳光照在地球表面时，地球表面上的水便会形成水蒸气，一旦水蒸汽在天空中达到饱和，水分子就会大量聚集在空气中的微尘周围，从而形成水滴或冰晶。当太阳光照射到天空中的水滴或冰晶时，水滴或冰晶就会把太阳光散射到各个方向，由此便形成了形状各异的云彩。
在天空中，水蒸气凝结成小水珠，大量的小水珠形成了云，云中的小水珠则会逐渐聚集成大水滴，当云托不住大水滴的时候，便会形成雨。另外，如果气温足够低的话，那么云中的小水滴还会凝固成小冰晶，大量的小冰晶结合在一起，就会形成雪。
清晨的时候会有露水，其实露水就是空气中的水汽遇冷后形成的小水珠。如果是在气温比较低的冬天，那么空气中的水汽还会凝华成小冰晶，从而形成霜。很显然，霜的形成跟雪的形成很相似。另外，在温度接近可以形成露水的时候，若是此时空气的湿度比较大、水汽比较充足，就会形成雾。
实际上，雾就是悬浮在大气中的小水滴。在夏天的时候，大气中的云体之间以及云地之间经常会互相摩擦，并产生剧烈的放电现象，俗称闪电。闪电会使气温迅速升高，并导致气体急剧膨胀，气体的膨胀则会产生巨大的响声，俗称打雷。总之，每一种现象，都是物质存在或变化的结果。
阿基米德曾经说过：“给我一个支点，我就能撬动一个地球。”其实，这句话体现出来的就是杠杆原理，杠杆原理可以表示为：动力×动力臂=阻力×阻力臂。只要灵活运用杠杆原理，就可以用很小的力量拉起很重的物体。除了杠杆以外，滑轮组也可以帮助人们省力。由此可见，在物质世界里，智慧可以是十分强大的力量。
不同的物体具有不同的密度，因此即使两个物体的体积相同，它们的重量也不一定相同。不过，不管一个物体的密度有多大，只要把它放到液体里面，它就会受到液体向上的浮力，而且一个物体所受浮力的大小等于该物体排开的液体所受的重力。很显然，当物体受到的浮力大于其重力时，物体就会上浮；当物体受到的浮力小于其重力时，物体就会下沉；当物体受到的浮力等于其重力时，物体就会悬浮或者漂浮在水中。
造船的基本原理就是，根据浮力与沉浮之间的关系，在重量一定的情况下，把密度大于水的材料做成空心，让它多排水，以增加它的浮力。例如，潜水艇就是通过改变自身重力的方式来实现上浮与下潜的。实际上，在空气中的物体也会受到空气的浮力，只不过由于空气的密度太小，所以物体所受到的空气浮力也非常小。氢气球之所以能在空气中飞，就是因为氢气的密度比空气的密度小。很显然，利用物质的性质、结构、组成和运动规律进行发明创造，可以创造出很多天生没有的事物。
电功率是指电流在单位时间内做的功，其单位为W（瓦）。1度电指的是1000W每小时。如果你家电灯上标有“220V、40W”的字样，那就意味着该电灯连续开1000/40=25小时就会消耗一度电。一般来说，家庭电路大多数是由两根线路组成的，一根是火线，另一根是零线，火线与零线之间有220V的电压。另外，开关和保险丝必须与电路的火线相连，唯有如此，才能确保断开开关的时候，人不会触电。通常来说，高于36V的电压都是不安全的。
根据《欧姆定律》可知，导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。欧姆定律公式可以表示为：I=U/R。另外，带电粒子的定向移动会形成电流，电流做功的计算公式可以表示为W=Pt=UIt。
当前，力学和电磁学是物理学的主要内容。力学主要分为经典力学和量子力学两种，其中经典力学的研究对象是低速或静止的宏观物体，而量子力学的研究对象则是微观世界中的微观物质。现如今，仍然有很多自然现象无法得到很好地解释，无法解释的背后，必然隐藏着人类还无从得知的规律。
实际上，力并不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。各种天体之间都存在力的作用，月亮之所以会有圆缺变化，主要是因为太阳、地球和月球都在不停地做有规律的运动，伴随着各自运动的进行，它们之间的位置也会发生相对变化。由于月球本身并不会发光，所以太阳光照射到月球表面上以后，月球表面上有多大的区域能够把太阳光反射到地球上，人们就可以看到多大的月亮。
当一个物体受到的合外力等于零时，物体会做匀速直线运动或者保持静止。地球表面的物体会受到地球的吸引，从而产生重力，重力G＝物体质量x重力加速度=mg，其中g约等于10m／s。物体在做自由落体运动时，位移与时间之间的计算公式为S=（1／2）gtˇ2。例如，如果一个物体从500米的高空自由落下，那么根据公式就可以计算出它落到地面所需的时间t约为10秒。
物体因为运动而产生的能量叫作动能，一个物体的动能E＝（1／2）mvˇ2。另外，根据《动能定理》可知，合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。一个物体质量与速度的乘积叫动量，即动量P＝mv。根据《动量守恒定律》可知，如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么该系统的总动量将保持不变。如果设一个体统中的两个物体碰撞前的速度分别为v1和v2，碰撞后的速度分别为v1'和v2'，那么动量守恒定律还可以表示为m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'，其中速度是矢量．
《万有引力定律》认为自然界中任意两个物体之间都会存在相互吸引的力，且吸引力F=Gｘm1m2／rˇ2，其中G为引力常量等于6.67ｘ10ˇ-11，r表示两物体之间的距离。在航天领域会用到宇宙速度，第一宇宙速度为7.9千米/秒，表示的是卫星绕地球表面做匀速圆周运动的速度；第二宇宙速度为11.2千米/秒，表示的是可以脱离地球引力的最小速度；第三宇宙速度为16.7千米/秒，表示的是可以脱离太阳引力飞往太阳系以外的最小速度。
磁场是一种无形的特殊物质，它不是由原子或分子所组成的，磁场的存在可能与暗物质世界有关。电场也是一种特殊的物质，它存在于电荷周围，并且能够传递电荷之间的相互作用。磁场和电场之间可以相互转化，即变化的磁场可以产生电场，变化的电场也可以产生磁场。另外，根据《电磁感应现象》可知，如果闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流。
《电磁感应现象》揭示了电与磁之间的关系，是物理学上的重大发现。研究表明，电磁波是电磁场的一种运动形态，它可以有效的传递能量和动量，而且电磁波的传递不需要介质，其传递速度和光速相同。
根据《库仑定律》可知，在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比。库仑定律公式可以表示为：F=kｘQ1Q2/rˇ2，其中k是静电力常量等于9.0ｘ10ˇ9。另外，元电荷的带电量为1.6ｘ10ˇ-19，自然界中任何带电体的带电量皆为元电荷电荷量的整数。
科学研究表明，所有物体都会不停地向外界发射电磁波，手机、电视、电台、对讲机、无线电话等日常生活用品，都是通过电磁波的形式来传递信号的。例如，手机工作时就是先把语音转变成信号，然后信号再以电磁波的形式传输到离主叫手机最近的基站1（信号塔）。接着，基站1会把信号传递到离被叫手机最近的基站2，随后基站2便会把信号发送到被叫手机上，最后信号在被叫手机上再次转化成语音，如此便建立了通话。虽然通话建立的过程看似很复杂，但是由于电磁波是以光速传递的，所以打电话的时候，可以瞬间听到对方的声音。
目前来看，虽然现代物理学取得了很大的成就，但是其依然有着巨大的发展空间。实际上，人类发现的所有物理学规律都来源于明物质世界，对于暗物质世界，人类还丝毫没有触及。另外，宇宙起源、万有引力定律、相对论、量子力学等重要物理学课题，还有待进一步研究。总之，人类每向微观世界前进一小步，人类文明就会前进一大步。
西方科学家提出的《弦理论》认为，宇宙中所有的微粒都是由一维的“能量线”所构成的。作为弦理论的后续发展型《M理论》则认为，若想描述完整的物理世界一共需要十一个维，而我们人类只生存在三维空间内。不过，这些理论都没有得到验证，都还只是理论而已。世界的神奇之处，就是科学的发展方向。未来依然值得期待，每个人都可以在这个世界上向往，每个人也都可以在这个世界上实现。
纵观天下，物理学在日常生活、工业生产、农业生产、科技、国防、医疗、制造业、宇宙探索等领域都有着广泛地应用。假如把物理发明从人类生活中清除的话，恐怕人类文明会被打回石器时代。在未来，物理科技仍将主导人类文明的发展。只有掌控了小世界，才能掌控大世界；只有做好了小事情，才能做好大事情。每一种存在都会有规律，每一种规律都会有价值。
最后，原子弹的存在表明，物质世界不以表面大小论英雄，只以内心力量强弱定成败。最大的秘密隐藏在最小的世界里，极微世界的存在，使得一切都有了可能。
