十大著名物理效應(yīng)，快來看看?。ㄉ希?/h1>

2020-09-02 07:14:26二宗主

軍事文摘·科學(xué)少年訂閱 2020年6期 收藏

關(guān)鍵詞：磁場效應(yīng)

二宗主

多普勒效應(yīng)

無論是在地球上，還是在整個(gè)宇宙中，多普勒效應(yīng)無處不在。

一輛正在鳴笛駛來的汽車，從它向我們靠近到離我們遠(yuǎn)去，鳴笛的音調(diào)會(huì)發(fā)生變化，這是生活中最常見的多普勒效應(yīng)。更具體地說，當(dāng)聲源（或光源）相對于觀測者移動(dòng)時(shí)，觀測者所接收到的聲波（或光波）的頻率會(huì)發(fā)生變化。

多普勒效應(yīng)在天體物理學(xué)中的應(yīng)用更為顯著，天文學(xué)家可以根據(jù)“紅移”和“藍(lán)移”來判斷一個(gè)天體是在離我們遠(yuǎn)去還是向我們靠近。不同光波的頻率對應(yīng)不同的顏色，向我們靠近的天體，光波會(huì)向藍(lán)光偏移，而遠(yuǎn)離我們的天體光波會(huì)向紅光偏移。

蝴蝶效應(yīng)

一只在亞馬遜河流域的蝴蝶揮動(dòng)翅膀，引發(fā)了美國得克薩斯州的異常龍卷風(fēng)……這個(gè)耳熟能詳?shù)墓适?，?shí)際上描述的是在一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)中出現(xiàn)的微小變化，可以在不久之后導(dǎo)致劇烈的變化。這種現(xiàn)象被稱為蝴蝶效應(yīng)。

當(dāng)氣象學(xué)家羅倫茲在談到蝴蝶效應(yīng)時(shí)，他實(shí)際上想要表達(dá)的是“混沌”這一概念。在混沌系統(tǒng)中，一個(gè)微小的調(diào)整就可能產(chǎn)生一系列的連鎖效應(yīng)，從而徹底地改變最終結(jié)果。

這種混沌效應(yīng)幾乎出現(xiàn)在各種物理系統(tǒng)中。比如從量子理論上看，黑洞也會(huì)表現(xiàn)出類似的混沌行為。對于黑洞來說，哪怕是出現(xiàn)將一個(gè)粒子扔進(jìn)黑洞這樣的微小改變，也可能徹底改變黑洞的行為方式。

邁斯納效應(yīng)

當(dāng)一種材料從一般狀態(tài)相變至超導(dǎo)態(tài)時(shí)，會(huì)對磁場產(chǎn)生排斥現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱為邁斯納效應(yīng)。1933年，邁斯納和他的博士后奧切森菲爾德在對被冷卻到超導(dǎo)態(tài)的錫和鉛進(jìn)行磁場分布測量時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種效應(yīng)。

阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng)

這是物理學(xué)中一個(gè)不太為人所知卻意義重大的效應(yīng)。

在經(jīng)典電磁學(xué)中，只有在粒子直接與電磁場接觸的情況下，粒子才會(huì)受到場的影響。但在1959年，阿哈羅諾夫和玻姆兩位理論物理學(xué)家提出，量子粒子就算從未直接與一個(gè)電場或磁場接觸，也能受到這個(gè)電場或磁場的影響。

現(xiàn)在，物理學(xué)家已經(jīng)通過一系列實(shí)驗(yàn)觀測到了阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng)。

網(wǎng)球拍效應(yīng)

網(wǎng)球拍效應(yīng)描述的是當(dāng)把一個(gè)網(wǎng)球拍的一面朝上，旋轉(zhuǎn)著將它拋向空中，球拍會(huì)繞著一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的情況。當(dāng)球拍繞著橫軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種令人驚訝的效應(yīng)：球拍除了會(huì)繞著橫軸進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)，幾乎總會(huì)出人意料地繞縱軸進(jìn)行180°的翻轉(zhuǎn)。

這種效應(yīng)是網(wǎng)球拍在拋擲過程中產(chǎn)生的微小偏差和擾動(dòng)，以及三維剛體在3個(gè)不同的慣性矩下運(yùn)動(dòng)造成的。如果一個(gè)剛性物體有3個(gè)旋轉(zhuǎn)軸：軸1、軸2、軸3，也就是說它擁有3種不同的旋轉(zhuǎn)方式。其中，軸1的長度最短，軸3的長度最長，那么物體繞著軸1和軸3的旋轉(zhuǎn)最穩(wěn)定，而繞著中間軸軸2則不穩(wěn)定。這種奇怪的效應(yīng)是經(jīng)典力學(xué)的結(jié)果，我們可以通過歐拉方程計(jì)算出這種效應(yīng)。

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