生活中的物理

時(shí)間:2022-05-23 09:41:00

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生活中的物理

摘要:物理是一門歷史悠久的自然學(xué)科。隨著科技的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,物理已滲入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域;物理學(xué)存在于物理學(xué)家的身邊;物理學(xué)也存在于同學(xué)們身邊;在學(xué)習(xí)中,同學(xué)們要樹立科學(xué)意識(shí),大處著眼,小處著手,經(jīng)歷觀察、思考、實(shí)踐、創(chuàng)新等活動(dòng),逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,訓(xùn)練科學(xué)的思維方式,不久你就會(huì)擁有科學(xué)家的頭腦,為自己今后驚嘆不已的發(fā)展,為今后美好的生活打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:物理滲入人類生活各個(gè)領(lǐng)域存在物理學(xué)家同學(xué)們身邊科學(xué)意識(shí)科學(xué)學(xué)習(xí)方法科學(xué)思維方式

物理是一門歷史悠久的自然學(xué)科,物理科學(xué)作為自然科學(xué)的重要分支,不僅對(duì)物質(zhì)文明的進(jìn)步和人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的深化起了重要的推動(dòng)作用,而且對(duì)人類的思維發(fā)展也產(chǎn)生了不可或缺的影響。從亞里士多德時(shí)代的自然哲學(xué),到牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué),直至現(xiàn)代物理中的相對(duì)論和量子力學(xué)等,都是物理學(xué)家科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的有形體現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,物理已滲入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。例如,光是找找汽車中的光學(xué)知識(shí)就有以下幾點(diǎn):

1.汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個(gè)凸鏡

利用凸鏡對(duì)光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點(diǎn),使看到的實(shí)物小,觀察范圍更大,而保證行車安全。

2.汽車頭燈里的反射鏡是一個(gè)凹鏡

它是利用凹鏡能把放在其焦點(diǎn)上的光源發(fā)出的光反射成為平行光射出的性質(zhì)做成的。

3.汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩

汽車頭燈由燈泡、反射鏡和燈前玻璃罩組成。根據(jù)透鏡和棱鏡的知識(shí),汽車頭燈玻璃罩相當(dāng)于一個(gè)透鏡和棱鏡的組合體。在夜晚行車時(shí),司機(jī)不僅要看清前方路面的情況,還要還要看清路邊持人、路標(biāo)、岔路口等。透鏡和棱鏡對(duì)光線有折射作用,所以燈罩通過折射,根據(jù)實(shí)際需要將光分散到需要的方向上,使光均勻柔和地照亮汽車前進(jìn)的道路和路邊的景物,同時(shí)這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射,以便照明路標(biāo)和里程碑,從而確保行車安全。

4.轎車上裝有茶色玻璃后,行人很難看清車中人的面孔

茶色玻璃能反射一部分光,還會(huì)吸收一部分光,這樣透進(jìn)車內(nèi)的光線較弱。要看清乘客的面孔,必須要從面孔反射足夠強(qiáng)的光透射到玻璃外面。由于車內(nèi)光線較弱,沒有足夠的光透射出來,所以很難看清乘客的面孔。

5.除大型客車外,絕大多數(shù)汽車的前窗都是傾斜的

當(dāng)汽車的前窗玻璃傾斜時(shí),車內(nèi)乘客經(jīng)玻璃反射成的像在國(guó)的前上方,而路上的行人是不可能出現(xiàn)在上方的空中的,這樣就將車內(nèi)乘客的像與路上行人分離開來,司機(jī)就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)覺。大型客車較大,前窗離地面要比小汽車高得多,即使前窗豎直裝,像是與窗同高的,而路上的行人不可能出現(xiàn)在這個(gè)高度,所以司機(jī)也不會(huì)將乘客在窗外的像與路上的行人相混淆。

再如下面一個(gè)例子:

五香茶雞蛋是人們愛吃的,尤其是趁熱吃味道更美。細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn),雞蛋剛從滾開的鹵汁里取出來的時(shí)候,如果你急于剝殼吃蛋,就難免連殼帶“肉”一起剝下來。要解決這個(gè)問題,有一個(gè)訣竅,就是把剛出鍋的雞蛋先放在涼水中浸一會(huì),然后再剝,蛋殼就容易剝下來。

一般的物質(zhì)(少數(shù)幾種例外),都具有熱脹冷縮的特性。可是,不同的物質(zhì)受熱或冷卻的時(shí)候,伸縮的速度和幅度各不相同。一般說來,密度小的物質(zhì),要比密度大的物質(zhì)容易發(fā)生伸縮,伸縮的幅度也大,傳熱快的物質(zhì),要比傳熱慢的物質(zhì)容易伸縮。雞蛋是硬的蛋殼和軟的蛋白、蛋黃組成的,它們的伸縮情況是不一樣的。在溫度變化不大,或變化比較緩慢均勻的情況下,還顯不出什么;一旦溫度劇烈變化,蛋殼和蛋白的伸縮步調(diào)就不一致了。把煮得滾燙的雞蛋立即浸入冷水里,蛋殼溫度降低,很快收縮,而蛋白仍然是原來的溫度,還沒有收縮,這時(shí)就有一小部分蛋白被蛋殼壓擠到蛋的空頭處。隨后蛋白又因?yàn)闇囟冉档投饾u收縮,而這時(shí)蛋殼的收縮已經(jīng)很緩慢了,這樣就使蛋白與蛋殼脫離開來,因此,剝起來就不會(huì)連殼帶“肉”一起下來了。

明白了這個(gè)道理,對(duì)我們很有用處。凡需要經(jīng)受較大溫度變化的東西,如果它們是用兩種不同材料合在一起做的,那么在選擇材料的時(shí)候,就必須考慮它們的熱膨脹性質(zhì),兩者越接近越好。工程師在設(shè)計(jì)房屋和橋梁時(shí),都廣泛采用鋼筋混凝土,就是因?yàn)殇摬暮突炷恋呐蛎洺潭葞缀跬耆粯樱M管春夏秋冬的溫度不同,也不會(huì)產(chǎn)生有害的作用力,所以鋼筋混凝土的建筑十分堅(jiān)固。

另外,有些電器元件卻是用兩種熱膨脹性質(zhì)差別很大的金屬制成的。例如,銅片的熱膨脹比鐵片大,把銅片和鐵片釘在一起的雙金屬片,在同樣情況下受熱,就會(huì)因膨脹程度不同而發(fā)生彎曲。利用這一性質(zhì)制成了許多自動(dòng)控制裝置和儀表。日光燈的“啟動(dòng)器”里就有小巧的雙金屬片,它隨著溫度的變化,能夠自動(dòng)屈伸,起到自動(dòng)開啟日光燈的作用。

這樣的例子舉不勝舉,物理是一門實(shí)用性很強(qiáng)的科學(xué),與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活有著極為密切的聯(lián)系。物理規(guī)律本身就是對(duì)自然現(xiàn)象的總結(jié)和抽象。

談到物理學(xué),有些同學(xué)覺得很難;談到物理探究,有同學(xué)覺得深不可測(cè);談到物理學(xué)家,有同學(xué)更是感到他們都不是凡人。誠然,成為物理學(xué)家的人的確屈指可數(shù),但只要勤于觀察,善于思考,勇于實(shí)踐,敢于創(chuàng)新,從生活走向物理,你就會(huì)發(fā)現(xiàn):其實(shí),物理就在身邊。正如馬克思說的:“科學(xué)就是實(shí)驗(yàn)的科學(xué),科學(xué)就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我們的一門學(xué)科,更重要的,它還是一門科學(xué)。

物理學(xué)存在于物理學(xué)家的身邊。勤于觀察的意大利物理學(xué)家伽利略,在比薩大教堂做禮拜時(shí),懸掛在教堂半空中的銅吊燈的擺動(dòng)引起了他極大的興趣,后來反復(fù)觀察,反復(fù)研究,發(fā)明了擺的等時(shí)性;勇于實(shí)踐的美國(guó)物理學(xué)家富蘭克林,為認(rèn)清“天神發(fā)怒”的本質(zhì),在一個(gè)電閃雷鳴、風(fēng)雨交加的日子,冒著生命危險(xiǎn),利用司空見慣的風(fēng)箏將“上帝之火”請(qǐng)下凡,由此發(fā)明了避雷針;敢于創(chuàng)新的英國(guó)科學(xué)家亨利•阿察爾去郵局辦事。當(dāng)時(shí)身旁有位外地人拿出一大版新郵票,準(zhǔn)備裁下一枚貼在信封上,苦于沒有小刀。找阿察爾借,阿察爾也沒有。這位外地人靈機(jī)一動(dòng),取下西服領(lǐng)帶上的別針,在郵票的四周整整齊齊地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下郵票。外地人走了,卻給阿察爾留下了一串深深的思考,并由此發(fā)明了郵票打孔機(jī),有齒紋的郵票也隨之誕生了;古希臘阿基米德發(fā)現(xiàn)阿基米德原理;德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線;……研究身邊的瑣事并有大成就的物理學(xué)家的事例不勝枚舉。(公務(wù)員之家整理)

物理學(xué)也存在于同學(xué)們身邊。學(xué)了測(cè)量的初步知識(shí),同學(xué)們紛紛做起了軟尺。有位同學(xué)別出心裁,用透明膠把制好的牛皮紙軟尺包扎好,這樣更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包裝盒作為軟尺的外殼,在盒的中心利用鐵絲做一搖柄中心軸,軟尺的末端固定在軸上,這樣一個(gè)可以收拾并反復(fù)使用的卷尺誕生了。同時(shí),這位同學(xué)受軟尺自作的啟示,用實(shí)驗(yàn)解決了一道習(xí)題:用軟尺測(cè)量物體長(zhǎng)度時(shí),若把軟尺拉長(zhǎng)些,測(cè)量值是偏大還是偏小?他做了這樣一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn):在白紙上畫一條直線,標(biāo)上刻度,然后用透明膠粘貼,再扯下來,便做成了“軟尺”,用“軟尺”不僅找到了上題的答案,而且還清楚地看到分度值變大了,知其然,并知其所以然;學(xué)了電學(xué)的有關(guān)知識(shí)后,同學(xué)們對(duì)蚯蚓能承受的最大電壓進(jìn)行了探究:當(dāng)給它加上1.5V的電壓時(shí),蚯蚓迅速分泌粘液,且奮力掙扎,從瓶?jī)?nèi)跳出瓶外。當(dāng)給它加上3V的電壓時(shí),蚯蚓被電為兩截;有同學(xué)在測(cè)量“2.4V、0.5A”的小燈泡的功率,并研究其發(fā)光情況時(shí),不滿足于給燈泡加上2.4V的電壓,而是用自己早已準(zhǔn)備好的小燈泡做破壞性實(shí)驗(yàn),不斷加大燈泡兩端的電壓,直至電壓高達(dá)9V、燈泡燈絲燒斷,才停止探究;有同學(xué)在學(xué)習(xí)蒸發(fā)的知識(shí)時(shí),不厭其煩地座在桌旁觀察相同的兩滴水(其中一滴水灘開),進(jìn)行聚精會(huì)神地觀察,然后進(jìn)行分析、對(duì)比,得出影響蒸發(fā)的因素;……同學(xué)們捕捉身邊的瑣事進(jìn)行探究的事例屢見不鮮。

身邊的事物是取之不盡的,對(duì)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系很緊密的物理學(xué)科來說,更是時(shí)時(shí)會(huì)用到的,用身邊的事例去解釋和總結(jié)物理規(guī)律,學(xué)生聽起來熟悉,接受起來也就容易了。只要時(shí)時(shí)留意,經(jīng)常總結(jié),就會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)有利于物理教學(xué)的事物,豐富我們的課堂,活躍教學(xué)氣氛,簡(jiǎn)化概念和規(guī)律。新課標(biāo)告訴我們“義務(wù)教育階段的物理課程應(yīng)貼近學(xué)生生活,符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn),激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過探索物理現(xiàn)象,揭示隱藏其中的物理規(guī)律,并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。”

今天,人類所有的令人驚嘆不已的科學(xué)技術(shù)成就,如克隆羊、因特網(wǎng)、核電站、航空技術(shù)等,無不是建立在早年的科學(xué)家們對(duì)身邊瑣事進(jìn)行觀察并研究的基礎(chǔ)上的。在學(xué)習(xí)中,同學(xué)們要樹立科學(xué)意識(shí),大處著眼,小處著手,經(jīng)歷觀察、思考、實(shí)踐、創(chuàng)新等活動(dòng),逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,訓(xùn)練科學(xué)的思維方式,不久你就會(huì)擁有科學(xué)家的頭腦,為自己今后驚嘆不已的發(fā)展,為今后美好的生活打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

主要參考文獻(xiàn):

教育部:初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)

邢紅軍:《論科學(xué)技術(shù)發(fā)展與中學(xué)物理課程改革》《中學(xué)物理教考》1998年第4期

李榮明張?jiān)粕骸队迷蛦l(fā)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維》《物理教學(xué)探討》2000年第8期

[美]L.愛波斯坦[美]P.哈威特《趣味物理尋答集》

(公務(wù)員之家整理)