物理研究性论文高二

万有引力真的失灵了吗！美国科学家质疑"万有引力定律"，中国科学家的反映是"基本定律"不容质疑。问题是"引力定律"是否是基本定律？基本定律又是什么涵义？基本定律就一定精确吗？北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗？》的报道（见网站《当代物理--物理论文集》的"国外新闻"栏目），我看了此报道之后，有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度，美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了"基本定律"，如果不把它当作"基本定律"，美国科学家也就不质疑它了；既然是确定的"基本定律"，中国科学家当然认为不容质疑了，而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点，一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突（反常）的地方，为了保护原来的理论--也就是被科学哲学称为"范式或科学研究纲领"，就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律，如果不是，那我们为什么把它当作基本定律来运用。基本定律就是理论体系的"公理"定律，是思考的出发点，是逻辑的原始出发点--原始大前提，不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律，理由有二：其一，牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含"重力"方面的内容，作为"重力"方面内容的补充，不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上，引力定律是牛顿三定律的（概念上的）"导出"定律，因为由于自由落体是加速运动，从其第一第二定律为出发点（牛顿力学理论真正的"范式或科学研究纲领"。一定要注意，牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。），从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的，于是，就"发现"了万有引力。所以，引力定律不是基本定律。其二，仅从引力定律公式产生的过程角度来看，在牛顿时代以前及同时代，其他许多人已经得出了"太阳系"（仅仅在此范围）行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律（真正的经验公式，不是基本定律）。由于牛顿发现了地面上的重力（重力加速度）与"太阳系"中的卫星及行星公转的"向心力"（还是牛顿三定律的"范式"）是同一性质（是伟大的发现），（然而把此同一性质当作同一种"力"--错误的转化开始了。）再下一步，又依重力大小还与表现重力的物体（地面上的）的质量有关系，同时又把"平方反比律"人为"加"上了质量（中心质量，实际上是太阳的质量。），引力定律产生了。然后，问题又转化了，抛开了"中心质量"与地面上的"质量"的区别后，引力开始"万有"了。于是，在我吃饭的时候，我饭桌上的"烧鸡"与我也就有了"引力"（可不是因为我饿了，烧鸡对我有吸引力的"力"）。引力定律中的"平方反比律"本来是"宇宙"（太阳系）中的现象范围，就无形地被人为地扩大到了"一切"的范围，这是人的思维的错误。仅从此角度，就说明了"引力定律"仍是经验公式，不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大，有时可以产生"伟大"的发现，但是，同时又是风险极大的"发现"，非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔"证伪主义"能够可以成立且有"用武"的地方。因为，我们人的思维的归纳（经验）语言（不仅仅是语言，也是认识。）一般都用"所有格"。美国科学家说在宇宙尺度水平上，牛顿的"万有引力定律"就不再有效，也就是说"万有引力定律"存在局限性，只在一定条件下成立。实际上是说反了，"万有引力定律"恰恰是在宇宙尺度（太阳系尺度）上有效。在我们与我们饭桌上的"烧鸡"之间，恰恰没有一点"效"。有效不等于精确，因为"引力定律"是经验公式。引力定律仅在"九大行星"范围内"精确"（也不是绝对的），因为"平方反比律"就是由此得出的。在"冥王星"轨道之外，或在"水星"轨道之内，就不一定绝对按平方反比律。所以，"先驱者11"、"伽利略"以及"尤利西斯"等探测器偏离按照"万有引力定律"计算的轨道，是很正常的。如果把此"偏离"现象当作另外的什么莫名其妙的"力"在起作用，则是不正常的，这是我们思维的"不正常"。经验公式不一定精确，是不是理论的基本定律就一定精确了？这要从什么角度来看了。基本定律是"人为"规定的，当然在理论内部是精确的了。但是，基本定律如果要运用到实践中去，一般的来说，必须经过"经验命题"这个中间环节，才能与现象世界建立"联系"，所以，同样不会是"精确"的。牛顿惯性定律是基本定律，产生它的"经验命题"是"同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短，阻力小则运动的距离长。"所以，我们把牛顿惯性定律运用到实践中去，就得通过此"经验命题"来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到"物体在没有外力的作用下，永远地做匀速直线运动"。说一千道一万，产生这些纠缠不清的问题的根源，还是由于牛顿力学体系本身的缺陷所造成的。在没有重力场的前提下，牛顿力学体系（牛顿第一第二定律；注：牛顿第三定律是力学体系定律，不受有没有重力场条件的限制。）才成立。在重力场的前提下，牛顿力学体系不成立。引力是对"重力"本质的错误认识。爱因斯坦认识到了"重力"的本质，但是又在"空间"的方面走了弯路，"就像他的光线在引力场中走弯路一样"，把物体本身的"惯性与重性"同一的认识，转化为抛开物体的"参考系变换"的问题了。我们必须把没有重力场空间与有重力场空间作为认识的前提，才可以捋清我们的思维。而有重力场空间的参考系是确定的，因为在重力场的中心都有一个"特殊质量（可不是什么引力质量）的"天体，这个"天体"就是确定的参考系。如果没有此前提的认识，我们的思维永远是在"逻辑循环"的怪圈中打转。比如：没有"特殊物体"（整体天体）与一般物体区别的认识，就会产生引力场是由于其中心"质量"，质量又是产生引力场的根源，于是，质量又是产生"引力"的根源，引力还是"力作用"，而"场"的存在又没有意义了。目前在此方面的许多争论与探讨的问题，都是毫无意义的，是在引导一些人消耗一生的精力或消耗许许多多人的精力。相对论把人们"相对"得晕头转向。当我们问一位幼儿园里的儿童，你数一数屋子里有多少人时，这个儿童就说有六个，实际上是七个，你就会笑话他，因为他没有把自己算进去。然而，我们在"相对论"的问题上，是在犯同样的错误。狭义相对论的光速不变（与光源的运动无关）的假设本身就是意味着有绝对参考系背景，否则，光速本身又是怎么判定的呢。当你在描述"相对"的时候，你别忘了你自己本身就是参考系，你自己本身就是一个物体。在这方面，可不像判断那位儿童的错误那么简单了，因为我们每个人在看别人的描述时，自己又不是"旁观者"了，也身临其境了。不要为没有绝对参考系而发愁，因为我们在客观世界里总可以找到我们需要的参考系。我们为什么把"万有引力定律"当作了基本定律，就是因为牛顿力学体系（三定律）没有对"重力"有正确的认识，不得不把"引力定律"硬塞进来充数，自欺欺人地当作基本定律。我们目前缺乏的正是对牛顿力学与"重力"的统一的认识，否则，今天就没有那么多的人在书上及在因特网上看到那么多的人在讨论"引力与空间"的问题了。牛顿呀牛顿，你有了伟大的发现，为人类做出了巨大的贡献，同时你的"引力"又给你身后的多少人带来了多少的麻烦，到如今已经三百年了，为你的"引力"怎样变为直接作用消耗了多少人的精力，至今还有人在探讨"引力的屏蔽"（把引力当作独立存在的"东西"了）问题，真是罪过。自由落体的下落原因本不是由于外力作用的结果，也不是力作用的结果，难道"作用"就一定是"力"吗！在这个世界上，难道没有"力"，就没有自己运动的东西了吗。脱氧核糖核酸不是自己在复制自己吗！我们人类对世界的认识主要是由于我们是在改造世界的过程中来认识世界的，于是，就把我们人类对世界的作用也客观化了，当作了客观世界的作用了。"力"来源于我们人类肢体对世界的作用，于是，就把"肢体"的作用外化了。我们今天的人类已经在改变着我们对客观世界认识的角度，我们已经把我们人类自身当作了客观世界的一分子。那我们在"引力"的问题上为什么还以"自我"为中心呢。当我写到此处时，我自我感觉良好，因为我经过了二三十年的艰苦探索，历经了多少的人间苦难，终于"发明"出了新的力学"公理化"的三定律。我自我觉得我自己的思维顺畅多了。用我的"惯性力学三定律"来教我的上重点高中的孩子（她不喜欢物理），我的孩子也说：按你的定律来理解力学，来解力学习题简单多了。我（我孩子）在考虑力学习题的时候，就总是用手拿着另一端栓着石头的弹簧的角度来理解，原来石头通过弹簧本身作用在我的手上的力都是石头本身的"惯性力"（包括重力）。我的孩子又说：用你的定律来解力学习题，老师不给分数怎么办？我回答道：按我的理解来解习题，再按老师的步骤写出来，不就得了，因为你已经了解了力学教科书知识的缺陷了。世界上的许多事都很怪，中学的学生都能理解的事，研究生就不一定理解。我可理解为什么，因为人类的思维有一个缺陷，年龄越大，学问越高，其思维定势越不容易改变。教科书中（大学）的"惯性力"往往是在非惯性系（非惯性系与惯性系的提法本身就是一个错误，因为还是牛顿力学的"范式"。）中出现的"虚构力"，之所以教科书中回避"惯性力"就是物体本身对真正"合外力"的反作用力，是因为"就合"造成自由落体加速运动的外力重力（引力）没有反作用力的事实（是失重状态，这恰恰就是不应该把重力当作"牛顿"外力的症结所在）。问题就在于自由落体的加速运动原因不是由于外力。如果读者感兴趣，我将在下一篇文章中，专门就怎样用我的"惯性力学三定律"来解中学及大学的"动力学"习题方面说一说。大中学生都觉得物理学中的力学部分最难，尤其是动力学的部分。究其原因不是学生的脑子笨，而是由于其"知识"的本身就有问题。不知者不怪，如果已经知道了其"知识"的缺陷，还要用有缺陷的知识去教学生，那可是真的"误人子弟"了（浪费别人的精力等于浪费别人的生命）。当我有一次看"智力快车"电视栏目的时候，主持人在问一位中学生：空间实验室中的人处于失重状态，是没有引力正在作用？此中学生回答"是"，结果被认为是错误的回答，没有给分。我看到此，我真为该学生鸣不平。如此僵化的"知识"！知识的僵化！怎么提高"智力"，重要的是让我们的学生怎样去思考，而不是知道多少。知识的发展是"淘汰制"，不是"积累制"，否则一千年后的研究生毕业的年龄该是一百岁了。今天的"知识大爆炸了"，这说明了什么？是进步还是后退？今天的"知识"该"凝缩"了。大学生毕业的年龄应该是身体发育成熟的年龄（应该是中学毕业的年龄）。（说多了，有点离题了。好在是在因特网上发表我的意见。）有的人说我在文章中说大话，意思是说我不谦虚。我实在是纳闷，有不少人在其"著作"的前言或结尾中，总是有这样的"套话"--我写的不一定对……。"不一定对"你还写出它干嘛，还发表它干嘛，等你研究"对"了，再发表得了。我在此"场合"无法"谦虚"。我在我的上一篇文章中就够"虚伪"的了，因为我把我发明的"惯性力学三定律"称为"尝试"，实际上我认为我已经基本上完成了爱因斯坦的目标。我既然找到了"真理"，我就应该有责任去宣传它，努力去让人们去理解它。如果一位卖药的人（可不是卖假药故意人的人）说他的药不一定治病，谁还买他的药？这不是那么回事。总的来说，"万有引力失灵"的说法本身就是错误。我们应该把"万有引力"与"万有引力定律"分开来认识。其定律本身是对的，而对其定律的物理意义的理解则是另一码事，不要混在一起。美国科学家与中国科学家对"先驱者11"、"伽利略"以及"尤利西斯"等探测器偏离"万有引力定律"计算的轨道事实的看法都是基于"引力定律"是基本定律的认识。问题是，引力定律在我的"三定律"里是导出"定律"，已不是基本定律，是经验公式。严格地说来，引力定律不应该再叫了，引力定律不存在了。真正的经验公式是"平方反比律"（就是重力场的强度公式，就是重力场空间），其"中心质量"仅具有重力场初始量的物理意义，不是真正的中心天体的质量。而"非中心质量"（原来叫引力质量）也还是"惯性质量"。

皮鞋为什么越擦越亮每到星期天，我总要完成妈妈交给我的擦鞋任务。告诉你，这可是我一星期零花钱的来源哦!拿到沾满灰尘的皮鞋后，我先把鞋面的灰尘擦掉，然后涂上鞋油，仔仔细细地擦一擦，皮鞋就会变得又亮又好看了。可这是为什么呢？ 我找了同样牌子同样款式的新旧两双皮鞋进行对比观察。我先用手触摸两双皮鞋的鞋面，发现新皮鞋的表面比旧皮鞋的表面光滑得多。旧皮鞋涂上鞋油，仔细擦过后，虽然亮了许多，但仍无法与新皮鞋相比。皮鞋的亮度是否与鞋面的光滑程度有关呢? 我取来一双没擦过的旧皮鞋，在放大镜下鞋面显得凹凸不平的。然后，我再在皮鞋上圈出两块表面都比较粗造的A区和B区，A区涂上鞋油并仔细擦拭，B区不涂鞋油作空白对照。我发现A区擦拭后，表面明显变光滑了许多，而且放在阳光下也比B区有光泽。为什么两者会产生这样的差别呢? 我想到在物理课上老师曾经讲过：影剧院墙壁的表面是凹凸不平的，这样可以使声音大部分被吸收掉，让观众不受回声的干扰。同样道理，光线照到任何物体的表面都会产生反射，假如这个平面是高低不平的，光线就会向四面八方散射掉；假如这个平面是光滑的，那么我们就可以在一定的方向上看到反射光。 皮鞋的表面原来就不是绝对的光滑，如果是旧皮鞋，它的表面当然更加的不平，这样它就不能使光线在一定的方向上产生反射，所以看上去没有什么光泽。而鞋油中有一些小颗粒，擦鞋的时候这些小颗粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦，让鞋油涂得更均匀些，就会使皮鞋的表面变得光滑、平整，反射光线的能力也加强了。 通过实验，我终于知道了皮鞋越擦越亮的秘密啦!树干为什么是圆的在观察大自然的过程中我偶然发现，树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题，我进行了更深入的观察、分析研究。 在辅导老师的帮助下，我查阅了有关资料，了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担，虽然木本植物的茎会逐年加粗，但是在一定时间范围内，茎的木纤维数量是一定的，也就是树木茎的横截面面积一定。接着，我们围绕树干横截面面积一定，假设树干横截面长成不同形状，设计试验，探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验，我们发现：(1)横截面积和长度一定时，三棱柱状物体纵向支持力最大，横向承受力最小；圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体，但横向承受力最大；(2)等质量不同形状的树干，矮个圆锥体形树干承受风力最大；(3)风是一种自然现象，影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干，重心低，加上庞大根系和大地连在一起，重心降得更低，稳度更大；(4)树干横截面呈圆形，可以减少损伤，具有更强的机械强度，能经受住风的袭击。同时，受风力的影响，树干各处的弯曲程度相似，不管风力来自哪个方向，树干承受的阻力大小相似，树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示：(1)横截面呈三角形的柱状物体，具有最大纵向支持力，其形态可用于建筑方面，例如角钢等；(2)横截面是圆形的圆状物体，具有最大的横向承受力，类似形态的建筑材料随处可见，如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中，逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘，增长了知识，把学到的知识联系实际加以应用，既巩固了学到的知识，又提高了学习的兴趣，还初步学会了科学观察和分析方法。自己修改下就OK了，或者按它这格式你自己写篇

物理研究性学习论文环境与光污染一、课题背景：随着现代都市的发展，出现了一种新的污染——光污染，它已成为现在都市的环境公害，影响人们的身心健康。而这种光污染是由反光、反热的建筑材料造成的，如一些大厦的玻璃幕墙。在下午约2～4时折射的太阳光正好对着公路，司机们的视线受到干扰，存在安全隐患。在深圳也存在此种问题，特别是繁华地段的高层反光反热的玻璃幕墙，因此，本小组在深圳市的蔡屋围等繁华地段进行调查研究，开展了“光污染”的课题研究。二、课题目的：1.认识和了解光污染的有关知识。2.调查城市光污染，并提出有关建议。3.学会团结合作，学会对知识的探讨与研究。��三、课题研究过程与方法：1.查找资料：上网查找，翻阅书报。收集资料。(1)光污染分为人造光与自然光，这些光照对人体有害处。(2)人对光的色彩有何反应。(3)光污染对各种人群的危害。2.实地调查(1)对行人、司机的采访。 (2)采用拍照，进行实情记录。3.总结整理(1)整理资料，分析内容。(2)制作网页。四、研究结果和分析：1.光污染及其危害根据环境科学的解释，光污染是指过量的光辐射，紫外线辐射和红外线辐射对人体健康，人类生活和工作环境造成不良影响的现象。(1)眩光�造成光污染的光辐射中常见的是眩光。眩光是指在视野内有光亮度范围不适宜，在空间或时间上存在着极端的光亮度对比，以致引起不舒服或降低可见度的视觉现象，玻璃幕墙的光污染就是由于其反射太阳光、灯光等光线过强造成眩光。眩光使人的视力下降并迅速疲劳，日常生活中的眩光污染有很多，如夜间迎面而来的汽车前灯的眩光会使受到光刺激的司机和行人控制力降低，很容易发生危险等。 (2)自然光自然光主要来源太阳辐射。太阳光主要有紫外线、红外线、可见光等。而光污染是指过量的光的辐射，紫外光的辐射，能对人体健康、人类生活和工作环境造成不良影响。如：受日光中的紫外线过度的照射，便会引起日光性皮肤炎，会使人身体暴露部位红肿，严重者起水疱，患部有灼热，刺痒或疼痛感；病情严重时，可伴随身体不适、发烧、恶心及心跳加速，长期日晒过量会造成慢性损害，长期照射阳光，紫外线能诱发皮肤癌。但适量的阳光照射是必要的。(3)反射太阳光反射太阳光，这种光污染是城市中最为严重的。例如，我市的建筑，虽然以玻璃幕墙为主，是很美观，但在美丽的背后却潜藏着杀机，它给周围的人带来了很多危险，如：使正常细胞衰亡，出现血压升高，心急燥热等不良症状，还可以使人的视力下降尤其是眩光。(4)人造光人造光就是指我们日常使用的电灯，舞厅用的彩灯等。在舞厅里，我们看到的灯光五光十色，美丽万分，可你对它的危害又认识多少呢？各式各样的彩灯是光污染的来源之一。彩灯虽然能够强烈的刺激感官，同时刺激也能病发细胞，使人的眼睛不适，影响人的中枢神经，令人产生头晕目眩，站立不稳的感觉，长期处于这种灯光下会引起头痛，失明，食欲不振。此外经科学研究表明，彩光能给人产生心理压力，不同的颜色有不同程度的心理压力。 �(5)彩光心理压力指数灯光颜色 白光 黄光 绿光 蓝光 紫光 红光 黑光压力指数 100 113 133 152 155 158 187(6)光污染如何导致近视作为学生的我们受到光污染的危害就更严重了，现代学生的近视眼有不断上升的趋势，其中必不可少原因是光污染。学生所用的台灯，光质分为红外光、紫外光。红外光易被水分吸收，而人的眼球80%左右是水分，长期吸收红外光会使眼组织变异；紫外光有穿透力，杀伤力强，长期受紫外光辐射，眼细胞受到伤害。台灯的光污染会对眼睛造成疲劳，损伤，从而使视力下降。2.光污染的防治与建议(1)在光污染比较严重的地区，可以多植树，树木可以减少光污染的强度，从而减少光污染对人体的影响和危害。(2)在交通繁忙地区的建筑物应少用或不用反光、反热的建筑材料，最好使用不反光、不反热的建筑材料。(3)住宅区不用反光、反热性强的建筑材料，因为它会直接危害到人们的健康，生活习惯。(4)若使用反光的建筑材料做外墙，应有自动转向反光系统。如：两栋楼隔着一定的距离而对立，若太阳光从对面大楼方向射过来，那么这栋大楼的反光外墙通过自动反光系统调节一定的角度，射向另一栋大楼再经过自动反光系统，把光反射到天空去，这种设想的可行性是可以的，但依现在的科技水平要完成这一系统是不可能的，它需要高新的科技与高能量的消耗，因此这种想法只有在未来实现了。(5)现代社会提倡使用新能源，而太阳能就是其中之一，我们可以利用太阳的高热能来发电，在某些高原地区长年受到太阳的照射，我们就在那里安装了太阳能转换成电能的仪器，同样我们也可以在高楼大厦上安装此种仪器将太阳能转换成电能，一是能使世界上的二氧化碳污染大量减少，因为我们利用太阳能发电，可以减少对植被的砍伐，也可以减少燃煤的数量。二是能为此大厦减少电费，甚至可以倒卖电给发电公司，同时，能给在此大厦工作的人们带来合适的室内温度，夏不热，冬不冷。(6)对已经产生光污染的玻璃幕墙，专家建议可采取其他补救方法，如用新型的亚光外墙建筑材料置换或对受光污染影响的地方增加隔光措施等。(7)目前我国尚未对光污染立法。随着社会的发展，市政府应制定有关光污染的法律。如，如何使用反光、反热的建筑材料，与对它的使用加以限制；对光污染严重的地区要如何改善等。配合我国现阶段，制定有效的法律来改善现代化都市和国际性大都市的光污染情况，这样才能保证这里的人们的健康。 参考文献：1.《研究性学习方法指导》《广东省教育初版社》2001年。2.“不可忽视的光污染”《深圳法制报》2001年1 0月10日。