物理小论文
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科学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。随着科学技术的发展,社会的进步,物理已渗透到人类生活的各个领域。
在汽车上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、缩小的虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。它是利用凹透镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。
轿车上装有太阳膜,行人很难看清车中人的面孔,太阳膜能反射一部分光,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,必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透出来,所以很难看清乘客的面孔。
当汽车的前窗玻璃倾斜时,反射成的像在过的前上方的空中的,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,及时前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度上,所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混。
人类所有令人惊叹的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等,无不是建立在早期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,为今后美好的甚或打下坚实的基础。
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。
学习物理非常注重过程,一个认知、理解、运用的过程。
1.认知:利用身边的事物或现象甚至是老师叙述的一些例子来帮助自己去充分认识它,对它产生兴趣。
2.理解:用理解的方式去记忆公式、定理、试验等等。可以用形象思维等等巧妙的方法去理解和记忆。例如,什么是真空,可以这样去理解:真空就是真的空了,什么都没有了。
3.运用:一类是来应付考试,另一类则是来解释身边得一些物理现象。
所以,在学习时,首先,不要有惧怕的心理,因为你前一段没学好的经历可能会暗示你什么,这可能会导致你恶性循环。努力告诉自己“我能行!!!”其实心理暗示很有用哦!不过,为了给自己增加底气,最好还是做好预习工作,做到心里有数。
其次,上课要紧跟老师的思路,适当地记些笔记,记一些书本上没有明确阐明的甚至是遗漏的以及自己容易出错的知识点。课下抽时间多练一练,别以任何理由来推托,从而放弃了练习的最佳时期,最后只能导致悲剧的发生。
最后一点也是最重要的一点,就是一定要做好及时总结。例如,上次考试的卷子发下来了,虽然认真订正过了,但还要想想为什么会错?正确答案是怎么算出来的?如果下次再考到还会错吗?等等。
我想,通过这些学习方法,一定能学好物理的。
世界上有确定的东西吗?
正如大家所知,1927年3月,海森堡在《量子论的运动学与动力学的知觉内容》论文中,提出了量子力学的另一种测不准关系,海森堡认为,科学研究工作宏观领域进入微观领域时,会遇到测量仪器是宏观的,而研究对象是微观的矛盾,在微观世界里,对于质量极小的粒子来说,宏观仪器对微观粒子的干扰是不可忽视的,也是无法控制点额,测量的结果也就同粒子的原来状态不完全相同。所以在微观系统中,不能使用实验手段同时准确的测出微观粒子的位置和动量,时间和能量。由数学推导,海森堡给出了一个测不准关系式: 。对于微观粒子一些成对的物理量,在这里指位置和动量,时间和能量,不能同时具有确定的数值,其中一个量愈确定,则另一个就愈不确定。所谓测不准关系,主要是普朗克常量h使量子结果与经典结果有所不同。如果h为零,则对测量没有任何根本的限制,这是经典的观点;如果h很小,在宏观情况下,仍然能以很大的精确性同时测定动量与位置或能量与时间的关系,但是在微观的场合就不能同时测定。实验表明,决定微观系统的未来行为,只能是观察结果所出现的概率,测不准关系已经被认为是微观粒子的客观特性。
海森堡提出了测不准关系后,立即在哥本哈根学派中引起了强烈的反响,泡利欢呼“现在是量子力学的黎明”,玻尔试图从哲学上进行概括。1927年9月,玻尔在与意大利科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的“互补原理”,用以解释量子现象基本特征的波粒二象性,它认为量子现象的空间和时间坐标和动量守恒定律,能量守恒定律不能同时在同一个实验中表现出来,而只能在互相排斥的实验条件下出来不能统一与统一图景中,只能用波和粒子这些互相排斥的经典概念来反映。波和粒子这两个概念虽然是互相排斥的,但两者在描写量子现象是却又是缺一不可的。因此玻尔认为他们二者是互相补充的,量子力学就是量子现象的终极理论。“互补原理”实质上是一种哲学原理,称为量子力学的“哥本哈根解释”。30年代后成为量子力学的“正统”解释,波恩称此为“现代科学哲学的顶峰。”
1927年10月在布鲁塞尔第五届索尔卡物理学会议上,量子力学的哥本哈根解释为许多物理学家所接受,同时也受到爱因斯坦等一些人的强烈反对。爱因斯坦为此精心设计了一系列理想实验,企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森堡等人则把量子理论同相对论作比较,有利地驳斥了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔卡物理学会议上,爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验,
向量子力学提出了严峻的挑战。光子箱的结构很简单,一个匣子挂在弹簧称上,一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制,弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量,根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系: 得出光子的能量,这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。
据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫,经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后,玻尔终于搬来了救星,呵呵,那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后,光子箱的质量减少纵然可以精确测出,然而弹簧秤收缩,引力势能减小,根据广义相对论的引力理论,箱子中的时钟会走慢,归根到底时间又是不确定了。
这次轮到爱因斯坦吐血三天了,他费尽心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明,还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。
既然在微观状态下,存在测不准关系,那么在宏观状态下,还存在测不准关系吗?这个我们应该能得出结论:当然存在测不准关系。我们做实验的时候,一旦到了处理实验数据就要同时算出相应的不确定度。这是为什么呢?测量结果都具有误差,误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。任何测量仪器、测量环境、测量方法、测量者的观察力都不可能做到绝对严密,这就使测量不可避免地伴随着有误差产生。因此,分析测量可能产生的各种误差,尽可能可消除其影响,并对测量结果中未能消除的误差做出估计,就是物理实验和许多科学实验中必不可少的工作。但是,我们只能尽力减小误差,却不能消除它。
从上面可以看得出,世界上是不存在测得准的东西的,正所谓世界是辩证统一的,事物是相互影响的,既存在相对性,又存在绝对性。事物的测不准关系,就因为它既有相对性,又有绝对性,而我们通常所说的某某物重多少,高多少,等等看似绝对的数据其实是相对的。在某一个时段里,物体趋向于某个值的概率最大,因而我们就把这个值称作在这个时段里的相对准确值,它本是使不可能测准的。事物之间又存在着相互作用,因而又由于相互作用是具体的,因而是有限的,具有一定的认识意义;而本体则是抽象的,因而是无限的,并不具有任何确定的认识意义。所以,世界上并不存在确定的东西。
参考文献:
张三慧,《大学物理学<量子物理>》清华大学出版社2000年8月第二版34页35页
李士本,张力学,王晓峰《自然科学简明教程》,浙江大学出版社2006年2月第一版,68页.72页
资料来源:
一、首先要改变观念,初中物理好,高中物理并不一定会好。 初中物理知识相对比较浅显,并且内容也不多,更易于掌握。再加上初三后期,通过大量的练习,通过反复强化训练,提高了熟练程度,可使物理成绩有大幅度提高。但分数高并不等于物理学得好、会学物理。如果学习物理的兴趣没有培养起来,再加上没有好的学习方法,那是很难学好高中物理的。所以,首先应该改变观念,初中物理学得好,高中物理并不一定会学得好。所以应降低起点,从头开始。二、应培养学习物理的浓厚兴趣。 兴趣是思维的动因之一,兴趣是强烈而又持久的学习动机,兴趣是学好物理的潜在动力。培养兴趣的途径很多,从学生角度:应注意到物理与日常生活、生产、现代科技密切联系,息息相关。在我们的身边有很多的物理现象,用到了很多的物理知识,如:说话时,声带振动在空气中形成声波,声波传到耳朵,引起鼓膜振动,产生听觉;喝开水时、喝饮料时、钢笔吸墨水时,大气压帮了忙;走路时,脚与地面间的静摩擦力帮了忙,行走过程中就是由一个个倾倒动作连贯而成;淘米时除去米中的杂物,利用了浮力知识;一根直的筷子斜插入水中,看上去筷子在水面处变弯折;闪电的形成等等。有意识地在实际中联系到物理知识,将物理知识应用到实际中去,使我们明确:原来物理与我们联系这样密切,这样有用。可以大大地激发学习物理的兴趣。从老师角度:应通过生动的学生熟悉的实际事例、形象的直观实验,组织学生进行实验操作等引入物理概念、规律,使学生感受到物理与日常生活密切相关;结合教材内容,向学生介绍物理发展史和进展情况以及在现代化建设中的广泛应用,使学生看到物理的用处,明确今天的学习是为了明天的应用;根据教材内容,经常有选择地向学生介绍一些形象生动的物理典故、趣闻轶事和中外物理学家探索物理世界的奥妙的故事; 根据教学需要和学生的智力发展水平提出一些趣味性思考性强的问题等等。老师从这些方面下功夫,也可以使学生被动地对物理产生兴趣,激发学生学习物理的激情。三、在课堂上,提高听课的效率是关键。 学习期间,在课堂中的时间很重要。因此听课的效率如何,决定着学习的基本状况,提高听课效率应注意以下几个方面:1、课前预习能提高听课的针对性。 预习中发现的难点,就是听课的重点;对预习中遇到的没有掌握好的有关的旧知识,可进行补缺,新的知识有所了解,以减少听课过程中的盲目性和被动性,有助于提高课堂效率。预习后把自己理解了的知识与老师的讲解进行比较、分析即可提高自己思维水平,预习还可以培养自己的自学能力。2、听课过程中要聚精会神、全神贯注,不能开小差。 全神贯注就是全身心地投入课堂学习,做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到这“五到”,精力便会高度集中,课堂所学的一切重要内容便会在自己头脑中留下深刻的印象。 要保证听课过程中能全神贯注,不开小差。上课前必须注意课间十分钟的休息,不应做过于激烈的体育运动或激烈争论或看小说或做作业等,以免上课后还气喘嘘嘘,想入非非,而不能平静下来,甚至大脑开始休眠。所以应做好课前的物质准备和精神准备。 3、特别注意老师讲课的开头和结尾。 老师讲课开头,一般是概括前节课的要点指出本节课要讲的内容,是把旧知识和新知识联系起来的环节,结尾常常是对一节课所讲知识的归纳总结,具有高度的概括性,是在理解的基础上掌握本节知识方法的纲要。4、作好笔记。 笔记不是记录而是将上述听课中的重点,难点等作出简单扼要的记录,记下讲课的要点以及自己的感受或有创新思维的见解。以便复习,消化。5、要认真审题,理解物理情境、物理过程,注重分析问题的思路和解决问题的方法,坚持下去,就一定能举一反三,提高迁移知识和解决问题的能力。四、做好复习和总结工作。1、做好及时的复习。 上完课的当天,必须做好当天的复习。复习的有效方法不只是一遍遍地看书和笔记,而最好是采取回忆式的复习:先把书、笔记合起来回忆上课时老师讲的内容,例如:分析问题的思路、方法等(也可边想边在草稿本上写一写)尽量想得完整些。然后打开书和笔记本,对照一下还有哪些没记清的,把它补起来,就使得当天上课内容巩固下来了,同时也就检查了当天课堂听课的效果如何,也为改进听课方法及提高听课效果提出必要的改进措施。2、做好章节复习。 学习一章后应进行阶段复习,复习方法也同及时复习一样,采取回忆式复习,而后与书、笔记相对照,使其内容完善,而后应做好章节总节。3、做好章节总结。 章节总结内容应包括以下部分。 本章的知识网络。 主要内容,定理、定律、公式、解题的基本思路和方法、常规典型题型、物理模型等。 自我体会:对本章内,自己做错的典型问题应有记载,分析其原因及正确答案,应记录下来本章觉得最有价值的思路方法或例题,以及还存在的未解决的问题,以便今后将其补上。4、做好全面复习。 为了防止前面所学知识的遗忘,每隔一段时间,最好不要超过十天,将前面学过的所有知识复习一篇,可以通过看书、看笔记、做题、反思等方式。五、正确处理好练习题。 有不少同学把提物理成绩的希望寄托在大量做题上,搞题海战术。这是不妥当的,“不要以做题多少论英雄”,重要的不在做题多,而在于做题的效益要高、目的要达到。做题的目的在于检查学过的知识,方法是否掌握得很好。如果你掌握得不准,甚至有偏差,那么多做题的结果,反而巩固了你的缺欠,因此,要在准确地把握住基本知识和方法的基础上做一定量的练习是必要的。而对于中档题,尢其要讲究做题的效益,即做题后有多大收获,这就需要在做题后进行一定的“反思”,思考一下本题所用的基础知识,主要针对的知识点,选用哪些物理规律,是否还有别的解法,本题的分析方法与解法,在解其它问题时,是否也用到过,把它们联系起来,你就会得到更多的经验和教训,更重要的是养成善于思考的好习惯,这将大大有利于你今后的学习。当然没有一定量(老师布置的作业量)的练习就不能形成技能,也是不行的。 另外,就是无论是作业还是测验,都应把准确性放在第一位,方法放在第一位,而不是一味地去追求速度,也是学好物理的重要方面。六.还要重视观察和实验。 物理知识来源于实践,特别是来源于观察和实验。要认真观察物理现象,分析物理现象产生的条件和原因。要认真做好物理学生实验,学会使用仪器和处理数据,了解用实验研究问题的基本方法。要通过观察和实验,有意识地提高自己的观察能力和实验能力。 总之,只要我们虚心好学,积极主动,踏实认真,在对知识的理解上下功夫,要多思考,多研究,讲求科学的学习方法,多联系生活、生产实际,注重知识的应用,是一定能够学好