光的干涉应用的新进展
光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便随处可见,那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。
光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。
一、全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光(是良好的相干光)作光源。全息照相的原理如图所示,激光束被分成两部分:一部分射向被摄物体,另一部分射向反射镜(这束光叫参考光束)。从物体上反射出来的光(叫做物光束)具有不同的振幅和相位,物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上,两束光发生干涉,在感光片上产生明暗的干涉条纹,感光片就成了全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度,干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。
从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像,为了现出物体的像,必须用激光束(参考光束)去照射全息照片,当参考光束通过全息照片时,便复现出物光束的全部信息,于是就能看到物体的像。
二、光学千涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用
1.光学千涉生物传感器系统的设置
(1)光学干涉生物传感器的硬件构成
(2)聚荃乙烯薄膜厚度与光学常数的测定及软件的编译
2.光学干涉生物传感器敏感膜的构建
3.光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用
(1)酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用
(2)寡核昔酸分子杂交实验
(3) L一天冬酞胺酶B细胞表位的筛选
(4)不同细胞与固定化凝集素的相互作用
三、当前光刻技术的主要研究领域及进展
1.光学光刻
光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形"刻"在涂有光刻胶的硅片上,限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。因此,开发新型短波长光源光刻机一直是国际上的研究热点。
2.极紫外光刻(EUVL)
极紫外光刻用波长为10-14纳米的极紫外光作 光源。虽然该技术最初被称为软X射线光刻,但实际上更类似于光学光刻。所不同的是由于在材料中的强烈吸收,其光学系统必须采用反射形式。如果EUVL得到应用,它甚至可能解决2012年的0.05微米及以后的问题,对此发展应予以足够重视。
总的来说,随着科学技术的迅速发展,在科学和技术领域中人们不断地利着光的干涉原理解决了许多复杂的实际问题。让我们更加深刻的认识光的干涉现象,以便日后更好的利用光的干涉知识解决生产及生活中的问题
在实际生活当中,有很多有趣而奇 妙的光现象。大到吸引全球注意力的日 食、月食,小到肥皂泡上的彩色图案, 只要你留心,随时都能发现自己身边的 光现象。不过,你有没有思考过它们的 原因呢?其实,这些光现象很多都可以 用我们学过的波的知识来解释,现在就 让我们去看一看自己身边奇妙的光现象 吧物理论文——形形色色的光现象 广义范围内的光指全部电磁波。迄今为止,所知的 最长波长为107米左右,最短波长为10-15米左右。 可见光指能引起人视觉的电磁波,其波长约在 7.7×10-7~3.9×10-7米,它包括从红光到紫光的各 种单色光 。 下面我们将针对可见光谈以下几个问题: 1 光的传播 2 光的反射 3 光的折射 4 光的衍射 5 光的干涉 6 光的散射 7 极光物理论文——形形色色的光现象 一、光的传播 在均匀介质中光沿直线传播。 这条性质我们是司空见惯了。也正 是光的这条性质,使人们费了很大劲才 弄清光的波动性质。究竟有什么现象是 光的直线传播造成的呢?就让我们看一 下吧。物理论文——形形色色的光现象 日食、月食是一重要的 天文现象,是光在同一种均 匀介质中沿直线传播的例 证。物理论文——形形色色的光现象 日全食、日偏食和 日环食 月球的影可以分为本影、半影和伪半 影三部分。月球绕地球的轨道和地球 绕太阳的轨道都不是正圆,所以日、 月同地球之间的距离时近时远。因 此,在日食时,观察者在本影范围看 到太阳全部被月球遮住,称为日全 食;观察者在半影内则见到太阳部分 被月球遮住,称为日偏食;观察者在 伪本影内见到太阳的中间部分被月球 遮住,周边剩下一个光环,称为日环 食。当月球绕地球运行到太阳与地球 之间几乎与太阳同起同落时,从地球 上见不到月球,这时称为朔,日食现 象发生在朔的时候。朔的周期约为29.5 天。但不是每隔29.5天都发生一次日 食,原因是月球绕地球运行的轨道平 面和地球绕太阳运行的轨道平面不完 全重合,两者之间有5°9’的平均夹 角。所以只有当朔时太阳离两个轨道 平面的交点在某一角度以内时才会发 生日食。物理论文——形形色色的光现象 月全食、月偏食与半影月食 月食是月球进入地球阴影,月面变暗的现象。地球在背着太阳的方向 有一条阴影,叫地影。地影分为本影和半影两部分。本影没有受到太 阳直接射来的光,半影受到一部分太阳射来的光。月球在绕地球运行 过程中进入地影后就发生月食。月球整个都进入本影发生月全食;部 分进入本影发生月偏食。月全食和月偏食叫本影月食。有时月球只进 入半影而不进入本影,发生半影月食。 当地球处在太阳与月球之间时,月球朝向地球的一面照满太阳光,从 地球上看月球,月球呈光亮的圆形,这叫望。望的周期与朔相同,月 食只能发生在望的时候。但由于地球与月球运行轨道不在同一平面, 而有一个5°9′的夹角,不是所有望的时候都发生月食。只有当月球 运行到两个轨道平面的交点附近时,月食才可能发生。物理论文——形形色色的光现象 由于地球的本影比 月球大得多,在月 全食时,月球会会 完全进入地球的本 影区内,因此,绝 不会出现月环食这 种现象。 发生月食时, 地面上的观测面积 很大,可覆盖半个 地球,只要是天气 晴朗的夜空就能看 得到。物理论文——形形色色的光现象 本影区是光线完全射不到的地方。点光源生成的影区 周围可以出现亮边,这是由于光的波动性,光遇到障 碍物后,发生衍射的结果。发光体越大,本影区越 小。如白炽灯下的人影很清楚,荧光灯下的人影十分 模糊,就是两者比较而言,白炽灯可看成是点光源, 发光面小;荧光灯的发光面就比白炽灯大得多。医院 里外科手术用的无影灯,就是在一个很大的圆形灯罩 里交错排列或呈环形排列几个到10多个灯球,每个灯 球里有一个镜面灯泡,灯炮下半部的内壁上涂有一层 铝,把光线均匀柔和地反射到整个灯球上。这样,各 个灯球都能把光线照射到手术台上,既保证有足够的 亮度,同时又不留任何影子。物理论文——形形色色的光现象 星光闪烁 夜晚,天上的星星,特别是地平线附近的星星,常以震动的形 式急速变化。时明时暗,上下跳动,左右摇晃。而且有时颜色也 有变化,这就使所谓的星光闪烁,或者说是星星“眨眼”。这是由 于大气处于经常不断地运动中,空气密度也相应地不断变化。又 因为不同光波的折射率是不同的,所以看起来,位置和颜色都不 断地变化。 来自地平线附近的星光,由于穿过的大气层厚,又由于底层大 气变化大,所以闪烁显著。地面的发光物也会有同样的闪烁现 象。 星光闪烁往往反映出大气的不稳定,是天起变化的征兆,所以 有“天上星星跳,风雨就来到”的谚语。 同样的原因,在炎热的夏季,地面上的目标物,由于强烈的增 热,空气密度变化大,大气层不稳定,折射率不断变化,远处看 起来一些树木、房屋等会产生晃动,气象学上称为闪晃。这中闪 晃也和星星闪烁一样,是天起变化的征兆,因为这是大气层不稳 定的表现。物理论文——形形色色的光现象 假设地球表面不存在大气层,那么 人们观察到的日出时刻与实际存在的大 气层的情况相比将延后 。这是由于太阳 光在不均匀的大气层中传播发生弯曲的 原因。海市蜃楼也是介质不均匀造成的 众人皆知的现象。这些现象等说到折射 时再详细说明。物理论文——形形色色的光现象 二、光的反射 我们能够看到的物体有的是光源(自己能发出光 线),有的则是因为它们能反射光。光的反射分为镜 面反射和漫反射,而以漫反射最为常见。光线经光滑 面发生的反射现象。镜反射遵循反射定律,反射光线 是有规律的。平面镜、球面镜及各种曲面的反射都是 镜反射。镜反射能生成各种像,并在适当位置和范围 内能观察到。在现实中,大量的反射都不是在光滑面 上进行的,反射面是粗糙的。在粗糙的表面进行的无 规则反射叫漫反射。漫反射的光线能到各个方向,但 就其中的每条光线而言,都遵循反射规律。一般物 体,我们之所以能从各个方向看到它,就是漫反射的 结果。漫反射在实际中有广泛的应用。物理论文——形形色色的光现象 我们常见的平面镜的反射就是镜面 反射。平行光经镜面反射仍平行。很多 时候我们都利用镜面反射,但有时镜面 反射却是我们要避免的。比如教学用的 黑板,如果太光滑就会造成很多同学看 不清字。这是因为反射光大部分光沿与 镜面反射的路径传播。这时只要把黑板 弄粗糙一些即可。物理论文——形形色色的光现象 当光射到两种媒质界面,只产生反射而不产生 折射的现象叫全反射。当光由光密媒质射向光 疏媒质时,折射角将大于入射角。当入射角增 大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在 光疏媒质中将不出现折射光线,只要入射角大 于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是 全反射。所以,产生全反射的条件是:①光必 须由光密媒质射向光疏媒质。②入射角必须大 于临界角。由于镜面反射常常造成光的能量损 失,常常用全反射透镜代替平面镜。潜望镜就 是这样做的。全反射的应用很广,如改变光的 传播方向、测量折射率和传导光束等。物理论文——形形色色的光现象 三、光的折射 光的折射满足折射定律。其内容如下:①折射线、法线、入射线在同 一平面内。②折射线、入射线在法线的两侧。③折射角的正弦与入射 角的正弦的比值是一常数。 光由光速大的媒质进入光速小的媒质,光线将向法线偏折,即光线配 法线的夹角变小。 在水底有一束光源,光束达到水面然后折射到空气中,当然,也有一 部分光线产生反射。当入射角加大时 ,更多的光线产生反射。当入 射角大于或等于临界角时,发生全反射。临界角是由两个介质的折射 率来决定的: n 是两个介质的折射率。 nair water sinθ nair / nwater crit物理论文——形形色色的光现象 在地球上观察日出时,太阳发出的光线进入大 气层经过无数次折射才映入观察者的眼帘,观察者 认为光是直线传播的,所见太阳好像在如图1-40所示 的S′处的“太阳”乃是阳光经过大气层折射后形成的 虚像。实际上这时的太阳S还在地平线以下。物理论文——形形色色的光现象 透过燃烧得很旺的炉火 上方空气看炉火另一侧竖立 木棍,发现木棍不规则地左 右晃动变得弯曲了,如图所 示,这是由于人眼所见木棍 的虚像密度分布变化的气流 飘移。物理论文——形形色色的光现象 雨后初晴的早晨或傍 晚,或者远处还落着小雨, 另一边又在出太阳,常观察 到天空出现彩虹,这是由于 光的折射产生的色散现象, 如图所示,太阳光进入水滴 后,因各色光的折射率不同 而产生色散。实际上是一部 分光线反射,一部分光线折 射进入水滴,在水滴里面发 生内部反射(全反射)然后 再从水滴折射而出,人眼可 见各色光。物理论文——形形色色的光现象 眼睛 视觉器官。眼睛和照相机相似,一部分是光学成像系统,能够保证在视网膜上形 成外界物体清晰的像;另一部分是与照相底片相似的感光层,即视网膜上的感光 细胞及其外段的光敏色素。 眼球近似于球体,内部的角膜、水样液、晶状体及玻璃体构成屈光系统,起到一 个双凸透镜的作用。眼睛比照相机机构要复杂得多。除了有一套自动调节控制机 制外还能把光携带的信息变成神经电信号并经过初步加工处理传到大脑。 眼睛有一套自动调节控制机制,即能使远处的物体成像在视网膜上,也能使近处 的物体成像在视网膜上。其原因是晶状体本身是有弹性的,可以靠周围肌肉的运 动改变它的表面的弯曲程度,从而改变其焦距。因此眼睛是一种精巧的变焦距系 统。眼睛要看清一个物体,除了像要成在视网膜上以外,还需要成在视网膜上的 像足够的明亮,这主要靠瞳孔的调节,瞳孔的大小是可以改变的,改变它就可以 控制进入眼球的光线的多少,它的作用像照相机的光圈。另外眼睛要看清楚一个 物体还要满足第三个条件,就是物体的两端对眼睛光心所张的视角要大于1分。当 物体对眼睛所张的视角小于1分的时候,在视网膜上所成的像就会落在同一个感光 细胞上,整个物体看上去就会缩成了一点无从分辨。 物体上射出的光一部分进入眼睛在视网膜上成一实像,我们就看清了物体。眼睛 不仅能看清物体,而且还能看清物体通过光学系统所成的虚像,虚像是反射光线 或折射光线的反向延长线形成的,但这些反射光线或折射光线进入眼睛后能在视 网膜上成一实像。 人们眼球的焦距只有1.5厘米左右,所以观察的物体一般总在眼睛的两倍焦距以 外,它在视网膜上所成的像是缩小倒立的实像,由于长时间的感受已养成习惯, 脑神经能清楚地识别各种物体,不至有上下倒置、左右易位的感觉。物理论文——形形色色的光现象 近视眼 一种远点为有限距离的非正常眼,这种眼睛的折光本 领比正常的眼睛大些,或者角膜到视网膜的距离比正 常的眼睛长些。晶状体在曲率最小的时候,也不能把 平行光束会聚在视网膜上(而是聚在视网膜前),这 种眼睛远点不是无限远,只适于看较近的物体,近点 也比10厘米小,要使这种眼睛能够看清楚无限远的物 体,必须把物体在视网膜前所成的像,移到视网膜 上。矫正近视眼的方法是配带一副用凹透镜做的眼 镜,利用这种透镜对于光束的发散作用可以使得物体 所成的像远一点,刚好成在视网膜上。青少年多患近 视眼,因此应该注意眼睛的保健。
关于光的本性问题很早就引起了人们的关注。
微粒说
1638年,法国数学家皮埃尔·伽森荻(Pierre Gassendi)提出物体是由大量坚硬粒子组成的。并在1660年出版的他所著的书中涉及到了他对于光的观点,也认为光也是由大量坚硬粒子组成的。
牛顿随后对于伽森荻的这种观点进行研究,他根据光的直线传播规律、光的偏振现象,最终于1675年提出假设,认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀媒质中以一定的速度传播。
微粒说很容易解释光的直进性和反射现象,因为粒子与光滑平面发生碰撞的反射定律与光的反射定律相同。然而微粒说在解释一束光射到两种介质分界面处会同时反射和折射,以及几束光交叉相遇后彼此毫不妨碍的继续向前传播等现象时,却发生了很大困难。
波动说
罗伯特·胡克在1685年发表的《显微术》一书中,认为光是一种振动,发光体的每一振动在介质中向各个方向传播。胡克初步建立了波面和波线的概念,并把波面的思想用于对光的折射和薄膜颜色的研究。
惠更斯(Christian Huygens)著《论光》更明确地提出了光是一种波动的主张,他认为光是一种介质的运动,该运动从介质的一部分以有限速度依次地向其他部分传播,他把光的传播方式与声音在空气中的传播作比较。
波动说很容易能够解释微粒说不能解释的两个问题。水波可以同时发生反射和折射,并且水波的反射和折射规律和光完全相同。湖面上的激烈水波能够自由的互相穿过,通过一个窗口能够同时听到窗外几个人讲话的声音,这些都是人们熟知的波的现象。然而,早期的波动说缺乏定量的数学严密性,也缺乏对波动特性的足够说明,仍然摆脱不了几何光学的观念。同时,惠更斯所提出的波动说是把光比作像“水波”一样的机械波,即机械波的传播需要依靠介质,而光却能在真空中(即无介质)传播。
牛顿并不是在根本上否认光的波动性,事实上正是牛顿首先提出了光在本质上是一种周期过程的观点,他还多次提到光可能是一种振动并与声波作对比。然而从他的著作《光学》的其他部分来看,他还是倾向于光的微粒说。突出的例子是从光的微粒说出发,根据机械粒子遵守的力学规律来解释光的反射定律和折射定律,并得出了光密介质中的光速要大于光疏介质中的光速这一与事实不符的结论。
英国物理学家托马斯·杨(1773年 – 1829年)用干涉实验证明了光的波动性
由于牛顿在学术界有很高的声望,致使微粒说在其后的100多年里一直占着主导地位,而波动说却发展得很慢。同时,如果要证明光具有波动性,必须设法显示出光具有干涉现象,而干涉现象的产生必须得到两列相干光,然而要得到两列相干光在当时是很困难的。直到1801年英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)终于用干涉实验证明了光的波动性。
详见杨氏双缝干涉实验
电磁说
到19世纪中期,光的波动性已经得到公认,然而当时人们只了解在介质中传播的机械波,认为光波也是一种机械波。而任何机械波的传播都依靠介质,光却能在真空中传播。从太阳和其他恒星所发出的光,是通过什么介质传播过来的呢?
为了说明光传播的这个问题,人们便假设在宇宙空间中到处充满着一种特殊的物质,这种物质被称作以太,光便是通过“以太”来进行传播。为了解释光波的各种性质,对于“以太”这个概念又进一步提出了种种假设。譬如,“以太”的密度极小,却具有较大的弹性等。由于对“以太”性质种种假设间存在明显的矛盾,人们很难相信存在这种物质。而为证明“以太”存在的各种实验也都以失败而告终。
1846年,法拉第发现在磁场的作用下,偏振光的振动面会发生改变。这一重要的发现,表明光和电磁现象间存在着某种联系,同时将人们的目光转移到了电磁现象来考虑。
19世纪60年代,麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波的存在。同时指出电磁波是一种横波,电磁波的传播速度等于光速。麦克斯韦通过电磁波与光波的相似性质,提出假设,认为光波是一种电磁波。
20多年后,赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得电磁波的传播速度的确与光速相同,同时电磁波也能够产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象,从实验中证明了光是一种电磁波。
光子说
光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。但是,还是在赫兹用实验证实光的电磁说的时候,就已经发现了光电效应这一现象,而这一发现也使光的电磁说遇到了无法克服的困难。1905年爱因斯坦提出光量子论,运用光子的概念解释了光电效应。
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链接:
大学物理-光学|3.偏振.mp4|2.干涉.mp4|1.衍射.mp4
初中物理在整个初中教学有着重要的作用,它不仅可以培养学生的 理性思维 ,还可以提高学生的抽象 逻辑思维 能力。下文是我为大家整理的关于初中1000字物理论文的内容,欢迎大家阅读参考!
初中1000字物理论文篇1
摘要:物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域;物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边;在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的 学习 方法 ,训练科学的 思维方式 ,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:
1.汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜
利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
2.汽车头灯里的反射镜是一个凹镜
它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3.汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩
汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
4.轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
5.除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的
当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。
再如下面一个例子:
五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。
一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。
这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的 总结 和抽象。
谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。
物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利
阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。
物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了 “软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量 “2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。
身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务 教育 阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”
今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
初中1000字物理论文篇2
浮力的应用 孔明灯
“孔明灯”,是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的,算起来已有一千七百多年的历史了。当年,诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,於是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子,因而得名。
最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架,四周和顶上都用薄纸糊严,只在底部留个圆口。在灯笼下面挂上松脂,点燃松脂后,灯笼就会升上空中。由于灯笼里有火光,古代战争中,曾经把它作为夜间军事行动的信号,如同现代所用的信号弹一样。
清朝年间,汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争。为成义举,把放“孔明灯”作为统一行动的指挥信号。
过去,汉人们把“孔明灯”作通信联络使用,而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐,现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿,象徵丰收成功,幸福年年。
孔明灯的结构可分为主体与支架2部份,主体大都以竹篦编成,次用棉纸或纸糊成灯罩,底部的支架则以竹削成的篦组成。孔明灯可大可小,可圆形也可长方形。一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形,外面以薄白纸密密包围而开口朝下。欲点灯升空时,在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸,放飞前将油点燃,灯内的火燃烧一阵后产生热空气,孔明灯便膨胀,放手后,整个灯会冉冉飞升空,如果天气不错,底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。
孔明灯的原理与热气球的原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积,而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的。将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出,使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来。
生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答。
现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时,不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答。
现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近,用力的吹,我们并不能将纸吹开,反而出现被“吹拢”的情况。
现象三:,对于相同流量的水而言,口径大的水龙头,水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头,可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢?
总结来看,空气和水都是流体,在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质,在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很简单的解释上面三个现象。首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量。P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度,v指流体的速度。在上述但现象中,可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动。在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的,所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个现象作出具体的解释。
解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外。为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走。
解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时,使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起。
解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知,当我们将口径边小时,必然导致流速加快。根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪,对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快,所含动能极大,
在生产上有很大的运用。
最后,要介绍一个很实用的方法:取水。在家中,看到大人用一根管子插到水里,用嘴在管口吸气,水就会自己流出来,我也试过,但没有成功,现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端,为什么呢?这是利用了大气压的原理。当吸气后管子里成为真空,水就被外界大气压压倒了出水端。
物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活。
初中1000字物理论文篇3
试谈初中物理课堂提问的技巧与方法
初中物理是一门理论与实践相结合的学科,在物理教学中,仅靠教学目标与教学方案不能从根本上提高课堂教学质量。提问是提高教学效率的一个重要因素,而提问的有效性正是初中物理教师需要思考与下功夫的地方。
一、初中物理课堂提问应当新颖、有趣
对于初中阶段的学生而言,他们的自控能力非常的差,而且“玩”心非常的重,因此物理老师可有效利用学生的这种心态,将有趣的内容与物理教学结合在一起,从而使学生们能够在玩中学。老师在课堂提问内容设计过程中,应当充分考虑所提出的问题趣味性,以此来有效调动学生们的好奇心,从而激发他们的求知欲,营造一个从生疑到解疑的问题情节,从而使他们能够在愉快、富有挑战和激情的课堂环境中学习,亲身体会成功的喜悦和满足感。
二、课堂上所提出的问题具有层次性、梯度性
对于初中生而言,由于他们所储备的知识、思维认识能力等都存在着较大的差异性,因此老师在课堂教学过程中所提出的问题应对具有层次性,由简入繁,引导学生思考问题。具体而言,物理老师在设计课堂提问问题过程中,一定要根据实际情况,区分问题的难易度,并且根据问题针对性地提问不同层次的学生,尽可能地照顾到每一个层次的学生。
三、提问设计要突出重、难点
在初中物理教学中,许多教师把教学的重点放在了教学方案的设计与教学目标的制定上,而忽略了课堂提问的重要性。在物理教学中,好的提问设计会帮助教师取得意想不到的教学效果。在提问的过程中教师可以把教学的重难点融入其中,让学生在无形中学习与掌握教学内容。在制定教学目标时,要注重问题的设计,着重突出教学重、难点,提高物理课堂教学效率。
四、深入钻研教材,问题设计要从教材实际出发
教材是教学的主要资源,提问一个问题之前,教师一定要明确:为什么要问这个问题,估计学生的答案会出现那些情况,每种情况的问题在哪里。否则乱问一通,看起来好像课堂气氛很活跃,但对于培养学生分析问题,解决问题能力没什么作用,还有可能问的学生晕头转向,给教学设下障碍。因此,教师必须注意对教材的研究,理解教材的基本结构,掌握教材的重点、难点和关键,做得透彻掌握,融会贯通,这样所提问题才会有目的性。教师所提问题的切入点应选在知识的重点、难点和关键处,以及新旧知识的衔接处、过渡处和容易产生疑难的地方。提问中应避免所提问题的随意性、盲目性和主观性,尽可能不使用“对不对”“是不是”进行提问。
五、提问要有目的性
一节物理课堂中的提问,不但要针对教学的重点、难点,而且还要针对具体的教学内容,具有明确的目的性。如在学生学习热学的时候,很容易把“温度”和“热量”这两个概念混淆。这时教师可以提出这样的问题:“为什么温度不能传递而热量可以传递?”学生通过回答这个问题,搞清了温度和热量的区别,热量则是内能的多少,是能量,它只有大小没有方向,而温度是物体内部分子热运动的剧烈程度。“标志”当然是不能传递的,而“热量”则可以传递。显然,教师提问的目的很明确,目的不在于问题答案的本身,在于通过这一问题,引发学生准确地区分物理概念的内涵。
六、提问要有启发性
教师的提问应建立在激发学生思考、开发学生思维、拓展学生 想象力 的基础之上,必须具有启发性,决不能是填空式问答或判断式发问,坚决废除“灌输式”的教学方式。教师要善于把握学生的已有知识和教学内容本身的联系和矛盾,恰当地采用探究式 教学方法 ,适时提出适合学生知识水平且具有开发性的问题。教师的“教”是为了“不教”,教师必须教会学生自主学习。
七、联系现实生活实际,提高学生解决问题的意识和能力
在初中物理教学过程中,所设计的提问问题应当与学生的现实生活密切相关,最好能够保持与时俱进,即与当前最新的事物或者事件结合在一起,只有这样才能有效激发学生们的参与积极性,提高他们的学习热情。比如,近年来国内航空航天事业发展非常得快,初中物理教学过程中,很多的问题可围绕着这一主题全面展开,从而使初中物理课堂教学过程中所提出的问题选材与我们的生活更加地贴近,设计的问题也很容易激发学生的兴趣、调动他们的学习积极性,以此来培养学生学习物理的兴趣和热情。
总之,物理教师在教学过程中如果能根据学生的实际情况,采用相对应的方法达到有效提问的目的,才能充分发挥有效提问的教学功效,促进学生物理思维的发展与创新能力的培养,从而有效地提高课堂教学效率。
参考文献:
[1]唐飞.浅谈初中物理作业的有效设计[J].读与写,2016,(05).
[2]黄光军.初中物理教学生活化探究[J].中国校外教育,2016,(14).
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