導讀:中國科學院物理所的不少井蓋近日換了“新裝”,每個卡通圖案對應著一個物理學公式,科學與藝術在24個井蓋上碰撞出有趣的火花。
一隻青蛙站在木塊上在河中自在地漂流,背後蘊含的便是大家熟知的阿基米德浮力定律;
一隻貓咪望向魚缸中的小魚,貓咪眼睛看到的魚的位置比它實際的位置要高,這其實是斯涅爾定律,也就是光的折射定律在中間“搗鬼”;
一位男士向心儀的女生告白成功,而旁邊的另一位男士卻心灰意冷,其中的奧義就在他們身上箭頭的方向上——描述微觀粒子運動規律的泡利不相容原理讓這個愛情故事變得“幾家歡喜幾家愁”…
1. 傅裡葉變換公式
傅裡葉變換是最常用的一種積分變換,它在物理學、資訊學科等各領域都有廣泛的應用。值得一提的是,很多晶片中就有專門進行傅裡葉變換的組成部分。
2. 斯涅爾定理
斯涅爾定理就是大家熟悉的折射定理。光經過不同介質介面時會發生折射,折射的大小與折射率有關。現實生活中的例子就是將筷子一端傾斜著插入水中,從水面上看筷子似乎斷了一樣。
3. 麥克斯韋方程組
大名鼎鼎的麥克斯韋方程組,簡潔優美地刻畫了磁場與電場的關係。圖中表現的是電磁波,電磁波是橫波,其電場和磁場振動方向互相垂直,都垂直於電磁波傳播方向。
4. 伯努利方程
伯努利在1726年提出的流體力學原理,基本內容是壓力勢能+動能+重力勢能=常量。生活中最常遇見的結論就是速度越快壓力越小,如圖所示:一張普通A4紙,抓住一邊,向另一邊用力吹氣,紙另一邊就會飄起來。
5. 薛定諤方程
薛定諤方程是量子力學最基本的方程之一。更著名的是“薛定諤的貓”思想實驗:如果把貓關在箱子裡,裡面有一個可能衰變粒子控制的毒氣裝置,粒子衰變時候會觸發毒氣裝置殺死貓,那麼沒觀測粒子之前粒子處於疊加態上,貓是不是處於又死又活的狀態?
6. 不確定關係
量子力學裡非常有名的關係,1927年由海森堡提出。對於粒子動量和位置而言,就是指無法同時測量得到粒子的位置和粒子的動量。註意:不確定關係是系統的內秉性質,與觀察者無關,所以稱之為測不準原理是不正確的。
7. 浮力
初中就學過的經典定律,物體在水中受到的浮力等於其排開水的質量。相傳是阿基米德在洗澡時候發現的。
8. 牛頓萬有引力定律
傳說中牛頓被蘋果砸中後得到的方程。實際上是,牛頓在家鄉躲避瘟疫時,仔細研究開普勒三定律後發展得出的定律。
9. 質能關係
愛因斯坦最被人津津樂道的看上去最簡單公式——質能方程。物質的能量等於其質量乘以光速的平方,舉個例子,1克物質內含的能量釋放出來相當於2萬噸TNT爆炸釋放的能量。
10. 這個井蓋上畫的是哪個公式?
你都看懂了嗎?
記者:董瑞豐
來源:新華社
所有照片和公式解釋均由中科院物理所提供
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