物理学论文(汇总13篇)

时间:2023-12-05 19:14:04 作者:JQ文豪

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物理学专业论文题目参考

以下是一篇关于20xx物理学专业求职信,欢迎浏览!

尊敬的领导:

您好!

首先感谢您在百忙之中翻阅我的求职信。

我叫gdyjs,是xx省xxx大学物理与电子工程学院物理学应届毕业生。作为一名物理学专业的学生,我喜欢自己的专业,毕业在即,欣闻贵单位向社会广纳贤才,特呈上自荐信一份,以期能与贵单位共同发展。

我深知我没有知名大学的名牌效应,唯有靠自己的实力加入激烈的竞争中。大学期间,我严格要求自己,孜孜不倦,在取得学业优秀的同时,注重人格的培养和知识的拓展,家庭和学校双重熏陶,培养了我吃苦耐劳,脚踏实地,团结协作的精神。

在这里我学会了如何与人沟通,共处合作,养成了自信乐观,沉着冷静,善于思考,积极进取的个人品质,这笔财富我终身受用不尽,我将靠自己的聪明才智与勤奋努力,永不放弃对理想的追求。

贵单位充满着机遇与挑战,但我坚信凭着我对生活和工作的热爱,我一定能胜任这份工作,我希望贵单位能给我一次机会,让我融入到你们发展的大熔炉中,我将会献出我的全部才学为贵单位添砖加瓦。或许我不是最好,但我会是最适合贵单位的人选。我将以谦逊务实的作风和奋发进取的精神为我们共同的明天努力。感谢您的惠览,如蒙赐复,不胜感激!

此致

敬礼

求职人:gdyjs。

日期

物理学科研究论文

科技创新是经济发展的源动力,科技创新离不开高素质创新人才。通过从大学的概念、大学的任务、大学生、大学教师以及苏格拉底式教育五个方面,对德国哲学家雅斯贝尔斯的大学理念进行解读。探讨了大学作为创新人才的培养基地,应如何打造有利于人才成长的环境。

科技创新雅斯贝尔斯大学精神。

雅斯贝尔斯是德国“存在主义”的哲学家大师。他的思想领域涉及广泛、内容充沛丰富。其著作《大学之理念》和《什么是教育》,从他的存在主义哲学基础“生存、自由、超越”出发,深入和详尽地论述了他对大学教育的独特理解,为人们理解和认识大学教育的问题展现了一个极为宽阔的前景,引导人们去追溯大学教育意义的本真。

大学精神是科学精神和人文精神的统一。

对于大学的概念,几个世纪以来不同的哲学流派都有不同的观点。十九世纪英国教育家纽曼在《大学的理想》中说:“大学是我们重温苏格拉底的智慧与但丁的风采的地方,是一个培养性格知识完美的绅士的地方。”德国柏林洪堡大学创始者认为:“大学是发现创造现代科学、探索人类未知领域的地方。”英国人亨利约翰的观点:“大学是一个聚集了热情的年轻人,对世界进行讨论的地方。”二十世纪初美国人佛莱斯纳在他的《大学》一书中说:“大学是一个有机体,是社会的表征,是批判地把持一些永久性的观念的地方。”凡此种种都体现出大学对社会发展的重要意义。

二十世纪中期,雅斯贝尔斯也提出了他的大学观念:“大学是一种学校,但是一种特殊的学校。学生在大学里不仅要学习知识,而且要从教师的教诲中学习研究事物的态度,培养影响其一生的科学思维方式。大学生要具有自我负责的观念,并带有批判精神从事学习,因而拥有学习的自由;而大学教师则是以传播科学真理为己任,因此他们有教学的自由。”

大学存在的理由正是在于,它联合了一代代的文化精英共同对学问进行富有想象力的研究,同时大学也富有想象力地传递着知识,以保持知识的更新和对现实生活的联系。这是大学对社会应履行的职责,一所大学若不能做到这一点,它就没有存在下去的理由。

大学在今天而言是一个提供理想主义精神的场所,它可以表现在:一是对于伟大的文明传统的继承;二是对于未知领域的探索研究;三是对于个人品质的完善。这种理想使得大学成为激动人心的场所,让年轻自由的灵魂在伟大的领域游荡。正如纽曼所说:“大学不是诗人的生地,但一所大学如果不能激起年轻人的一些诗心的回荡,一些对人类问题的思索,那么,这所大学之缺少感染力是无可置疑的。”

为社会输送全面人才,为经济建设服务,是大学的责任。

在《什么是教育》一书中,雅斯贝尔斯写到:“大学有四项任务:第一是研究、教学和专业知识课程;第二是教育与培养;第三是生命的精神交往;第四是学术。”大学生应当为了获得精神的自由发展,经受各种挫折和克服各种困难,在广阔的学术环境中,靠着自身的努力学习找到发展自己的道路。但是大多数情况下,大部分学生会不知所措,因为在中学时代教师可以耳提面命,现在拥有了自主性反而什么东西也学不到。毫无疑问,我们不得不接受这样的事实,过多的教学方法、学习计划和辅导都违反了大学的精神。有人说,大学应该传授的东西,是让他们具有顺利通过考试的技巧和知识,这个说法对中学或许适用,但对大学生来说却是祸害无穷。

大学生应具备求真务实和勇敢探索的`科学精神。

大学教育的目的是从意志力极强、而且具备足够条件的人中挑选出一些人,来接受更高层次的教育。实际上来报考大学的高中毕业生,只是具有一定知识的普通人,因此,挑选人才的工作要由大学自己来完成。选择的标准是:具有追求真理的意愿,并具备为之可以做出任何牺牲的精神,同时对精神世界也具有孜孜不倦追求的愿望。但这些品质无法事先在高中毕业生身上鉴别出来。只有极少数人具有这种天分,他们分散在各阶层之中无法估计,按照大学的理想,这种天分可以间接通过鼓励和引导得出。

精神贵族与物质贵族不同,每一个有天赋进入大学学习的年轻人,都可以通过读书成为全国民众中的精神贵族。精神贵族来自社会各阶层之中,其本质特征是才华横溢、品德高尚、永不衰竭的个体精神,因此精神贵族为数很少,而普通人则在对精神贵族的憧憬中看到自身的价值。

雅斯贝尔斯认为:“大学生应是能把握自己命运、独立自主的人,他们已经成熟,不再需要教师的引导,因为他们能把自己的生活掌握在手中。”“大学生是在交往中成长,但仍保持其个性,他们不是普通人,而是敢拿自己来冒险的个人。这种冒险既是现实的,又充满想像力。同时,这也是一种精神层次上的升华,“每一个人都可以在冒险中感受到成为伟人的召唤。”

青年学生感到生活是严峻的,这是因为对他来说,现在比将来更具有决定性的意义,他还具有可塑性和发展的可能性。他已清楚地意识到要成为完整的人全在于自身的不懈努力和不断超越,并取决于日常的指向、生命的每一瞬间和来自灵魂的每一个冲动。

大学教师要有学术追求、道德理想和文化自觉意识。

雅斯贝尔斯对于大学培养精神贵族的观念,也反映在大学教师的职责要求上,在《什么是教育》中他写到:“大学教师首先应是研究者。他们所面对的不再是小学生,而是独立、成熟和精神已经有所追求的年轻人,大学教师要以身作则,指导学生,让他们学习刻苦钻研的精神。如果想把大学教师当作教书匠来用,那就错了。”

大学教学的原则是注重培养学生的创造精神,因此,课堂上的授课和练习都要采取一定的策略,不能让学生轻易追上,但又让他们感觉到其中的吸引力,因而加倍努力迎头赶上。这种方式胜过把教材解释得一清二楚的教书匠做法。

现在的大学注重整体的教育,忽视对天才的教育。艾尔文罗德有句话说:“一百个学生当中有九十九个听不懂讲课的内容,而第一百个人则不需要教师。”因此,我们要注重需要学习的极少数人,而不必降低要求照顾一般学生。讲课所要顾虑的,并不是中等能力的学生,而是具有冲动和理想,同时也需要被教诲的人。

当今社会是一个学习型社会,提倡终身学习,作为大学教师更应该如此。在象牙塔中的大学教师,要想发挥好教书育人的职责,不仅要敬畏知识,而且要发扬创新精神和批判精神,不断地更新知识。

教师和学生处于平等地位――苏格拉底式教育。

雅斯贝尔斯建立在其存在主义的理论基础上的关于教育方式的观点认为:“从教育本身而言,教育可分为三种基本类型:经院式教育、师徒式教育、苏格拉底式教育。三者的共同点是都需要学生对绝对真理和寻求真理的引路人――教师怀有敬畏心。三者的不同点在于经院式的教育要求人们,把自己的思想归属于一个可以栖身其中的观念体系,而泯灭自己鲜活的个性,即对教育制度的敬畏;师徒式教育的中心是教师,教师是知识和权威的象征,学生只能被动地依从于教师,而放弃对自我的负责,学生敬畏的是师傅个人;在苏格拉底教育中,学生的敬畏心情则表现在对精神的无限探求上。在这探求过程中,每个学生都要勇敢地承担起超越自身存在的责任,而不是把责任推给教师。”

雅斯贝尔斯非常推崇苏格拉底的教育思想,认为这种教育适合于“全人”的培养。他积极倡导这种形式的教育。他关于苏格拉底式教育的论述可归纳为四点:一、在教育过程中,师生是平等的参与者,不存在权威与中心;二、师生双方都要进行自由地思索,善意地对话和论争,无屈从与依附的现象;三、教师不靠强制性地灌输,而以反讽的形式,使学生认识到自身的不足,进而唤醒其内部潜在的自动力量,使他们“在探索中寻求自我永无止境的过程”,这种教育不是传递真理性的知识,而是探索、发现真理,“不是知者随便带动无者,而是使师生共同寻求真理”;四、对学生而言,由于这种教育是靠自己的努力逐步认识真理、探索道德,他们所受的教育就不是单单地增加知识,更重要的是学生整体精神得到成长。

按照苏格拉底式大学的理想,没有权威的平等关系也应存在于教授和学生之间,但是和这种关系并存的是彼此间严格的互相要求。在这里到处都存在着自我选择、自我证明的精神贵族。

结语。

大学教育本质上是苏格拉底式教育,大学生在学校自由气氛中,通过个人的自我教育可以获得内在的自由,这是大学教育的优越之处。大学教育是通过参与大学的精神生活,培养学生深具内涵的自由。因此,大学的第一个原则是研究和教学的统一,第二个原则是教育与培养过程的统一,研究和学习专业知识不但可以增长智能,而且可以激发学生对整体的意识,以及发展科学研究的态度。

周围的世界总是不断变化,但是自由地追求真理,坚守自己的精神家园,这是大学教育应该教会我们的,这也是我们的教育应当始终坚持着的本真,它应当将一代代人带入人类优秀文化精神之中,让他们在其中生活、交往和工作,并始终保持对真理的虔诚与热情,否则所有的教育都会变得毫无意义。

对物理学的研究论文

二、认识规律,启蒙对称美。

三、概括经验,透视简洁美。

四、客观辨证,展现理性美。

参考文献:。

[2]陆朝华,蓝海江.物理学之美探讨[j].才智,(22).。

[3]潘岳,李林洋,卢晓波.谈物理学的统一美[j].知识经济,2011(13).。

对物理学的研究论文

摘要:对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性要区分:个别研究对象的性质与存在的性质;保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;物理学规律的动力学特性与审美性。

关键词:惯性;存在;时间;空间。

惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。

一、惯性的意义。

大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。

二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关。

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。

例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9)。

在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10)。

通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。

事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。

如果仅从动力学的角度来看,斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间(或所通过的位移)所共同决定的,也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率,从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是,虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因,可严格地说,斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系,因而,撞击“几下”也是一个非常重要的条件。

例3.小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被档板制动时,车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢?(11)。

教科书上的答案是这样的:小车突然停止的时候,由于木块和小车之间的摩擦,木块的底部也随着停止,可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒。

事实上,本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物,小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩,从而木块向右倾倒。若以小车为参照物,小车被档板制动时已是一个非惯性系,作用在木块(重心)上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。

需要指出的是,在上述例2和例3中,斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题,而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是,在非惯性系中,我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立,从而也失去了此两例的代表意义。也就是说,这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象,而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子,毫无疑问是正确的(12),但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时,用不着举更新鲜的特别例子,倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于,惯性不是使物体改变运动状态(使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒)的原因。严格地说,这些原因和物体的惯性无关,只和力有关,而至于火车制动得及时不及时,斧头套在斧柄上牢不牢,小木块倾倒得快不快,则不仅与力有关,还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。

惯性,这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质,其实是物体存在方式的一种条件性:“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候,车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题,在汽车急剧刹车前,相对于汽车而言,乘客是静止的,在汽车急剧刹车时,乘客突然向前倾,这就是说,以汽车为参考系统,乘客由静止而突然向前倾,并不保持其静止状态,并不表现出惯性”(13)。这个条件就是:物体要表现出惯性,它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”(14)也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时,惯性系总有着特殊的地位。可是,这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应,惯性系的存在有其形而上的基础:自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性,我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式,其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是:存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而,我们应当从审美的视角来看待惯性,而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。

所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈,可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说,把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候,对学生的这一期望是合适的吗?其实这是一个误区:当教完一些物理学的基本概念与规律以后,就要求学生用它们解释自然现象。事实上,物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象,它没有这个功能,它只是告诉我们要去感受些什么,它提供给我们的不是一种推理的方式,而是一个判断的原则:它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。

三、惯性定律与牛顿第二定律的关系。

当物体所受的合外力为零时,从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是,仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体,而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质,因为这个“任何物体”,包括了天地间的万物,而万物的总称(15)即是宇宙:“四方上下曰宇,古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性:惯性是存在的特性,是存在着的时空的特性,是宇宙的特性。

其次,牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律,而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关,它是存在之状态的表述,它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性(16)构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位,从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问,物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系(17)。由此可见,不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例,恰恰相反,现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说,正是惯性现象,构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变,因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。

最后,牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来,基本的物质粒子完全是惰性的,没有任何自发的运动,而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体(18)。也就是说,惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。

四、惯性与具体物体的质量无关。

从上面的讨论可以看出:“质量是物体惯性大小的量度”这个论题,在几个角度去看都是错误的。第一,质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系,从内容上来看是个体与存在的关系,在它们之间,人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二,“物体(的)惯性”这样的说法缺乏依据,因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三,“惯性(的)大小”这样的说法也缺乏依据,因为惯性没有大小,惯性只是存在的一种表达方式,一种特定状态的显现。第四,既然惯性并无大小,我们也不可去进行量度,事实上,任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系,因为这一函数关系并不存在,它只是人们的一个虚假的逻辑推测,谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比,更不能得出它们之间的比例系数,因为这些关系均是虚假的。因而,物理学界流传的物体的惯性等于它的质量(19)只是人们一个随心所欲的错误言说。

由于物体质量与惯性无关,所以,将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的,质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用,质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说:“物体只有当有其他力作用于它,或者要改变它的状态时,才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力,也可以看做是推斥力。(20)”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关,它事实上具有动力学特征,当一个物体的质量大时,它对运动状态改变的阻抗能力就越大。

从逻辑上而言,我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来,才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说,这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。

五、惯性定律的表述方式。

牛顿第一定律是动力学定律的基础,但它本身并不表征物体的某种动力学性质,它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述,对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的:反映时间的均匀性,空间的对称性,及自然之美对人的呈现。可是,现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然,这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的,但以今天的眼光来看,这种差异性就成为值得商讨的了。

例如:一个物体,如果没有受到其他物体的作用,它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态(21)。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远,因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的,陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的,这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例,因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。

另外一种常见的陈述方式是:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(22)这样一种表述比前一种完整多了,它几乎就是牛顿的原义,但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”(23)。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定,而“有外力”应当换成“其它物体的作用”,因为惯性定律是不涉及力的,操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。

作者试着这样来陈述惯性定律:存在着的宇宙有这样一种性质,它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许,这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式,它强调了惯性与惯性的表现者(个别研究对象)的严格区分,这个陈述的主语是性质,这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为:使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。

六、人们误解惯性的来源。

人们在惯性问题上所犯的错误认识,既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式,又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上,牛顿似乎注定要被人误解”。(24)。

在牛顿所陈述的第一定律中:(25)“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它迫使它改变那个状态(everybodypersistsit’sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.)”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解,即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的,这个内部原因即称为惯性:“visinsita,或物质固有的力,是一种起抵抗作用的力,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并使之保持其现有的状态,或是静止,或是匀速直线运动”。(26)在牛顿时代,作出这样的判断是无可厚非的:“一个物体,由于其物质的惰性(现称惯性——译者注),要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”(27)因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出,他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的,因而他才认为(惯性)大小与该物体的运动和质量有关。

这一观点可以追踪到亚里士多德,它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过(29):“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性”;“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”由此我们也可见,在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。

从上面的论述可以看出,人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的,这个原因主要在于:人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候,就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部,把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力,他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即:惯性作为一个内力,在缺乏外部动力或阻力时,会引起无定限的直线运动(30),另一方面,牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承,我们可以从他的著作中强烈地感到,他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然,在现代人看来,自然界的物体是与人具有本质区别的。

在牛顿以后,欧拉则将牛顿关于visinsita的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白:“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力。惯性的大小与质量成正比例。”(31)可是现在看来,这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在,人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展,特别是诺特尔之后,我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关,而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说,我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解,牛顿的visinsita(惯性是一个消极的本原,靠此本原物体维持它们的运动或静止,按照作用力的大小接受运动,按照受到阻力的大小抵制运动。(32))可以深入为两个层面的结论:在没有外力的作用下,一个物体,它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性,即时间均匀性与空间对称性;在同样大小的力的作用下,一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性,即它的质量较大。

物理学博士论文开题报告

如今,随着通讯技术的空前发展,人们步入了信息时代,而有机半导体器件以其性能优良、成本低廉、取材广泛、体积轻巧等显著特点^正在成为信息时代中越来越受瞩目的焦点,因此,有机半导体材料及其在信息领域的应用也成为近年来迅速发展的研究方向。随着科技、生产力发展水平的日新月异,新型有机半导体材料的不断出现,极大地丰富了人们的视野,也引发了相关有机半导体器件的研究热潮,目前备受广泛关注的有机半导体器件包括:有机薄膜晶体管(organicthin,filmtransistors,otfts)有机电致发光器件(organiclight-emittingdiodes,oleds)有机太阳能电池和有机存储取绝益寺。

研究有机半导体最早是在1954年,日本科学家赤松、井口等人发现掺a的芳香族碳水化合物的薄膜中能产生电流,/cm,于是首次提出了有机半导体这一概念,从此开辟了有机半导体材料及其器件的研究领域。但是由于材料的迁移率最初很低,使其实用化几乎是不可能的。因此,一直没有得到足够的重视,最近十年人们重新开始关注它这一新的研究热点,最初是用存机小分子作为功能层的场效应器件和电致发光器件,并取得了令人激动的结果,引起了学术界的关注,同时也激发了工业界的兴趣,因此投入大量资金。在此研究中,从有机小分子到聚合物材料,不断发现或合成新的有机半导体材料,在功能和应用方面展现了更多结果和更多可能性:工作电压变的更低,迁移率变的更高,制作方式更加灵活简单,发光器件和激光器件具有更高效率。随着新的有机半导体材料的合成,多种多样的器件构建和制备方式也不断出现目前,有机半导体材料的迁移率和开/关电压比已经达到相当高的水平,几乎接近可以选择性应用的程度。对有机半导体薄膜器件的研究世界上比较出色的实验室有:贝尔实验室(belllaboratories,luncenttechnologies);researchcenter(在有机半导体薄膜的生长机制和器件新工艺方面较为出色);英国剑桥大学卡文迪什实验室光电子学组(s领导的小组在有机半导体器件性能研究和新工艺方面有很多出色的工作);美国宾州大学电子工程系薄膜器件中心(ii领导的该组在器件性能提高方面较为出色,有机半导体器件中场效应迁移率最高的数值就是由他们报道的。

然而,在有机半导体器件中,以有机半导体薄膜为主体的有机功能层是重要的组成部分。在加工工艺上,有机半导体薄腹具有一些特点,是无机薄膜所不具备的。无机薄膜通常采用化学气相沉积、溶胶-凝胶、溅射和电化学等方法制备,而有机薄膜除了上述制备方法外,还有真空蒸镀法、旋涂、啧墨打印、有机蒸汽喷印、有机气相沉积、丝网印刷等方法。现有的制备有机薄膜的工艺较多,不同方法制备的薄膜质量不同,直接影响着器件的效率,制备方法的选择也会影响产品的制备成本。一般为保证产品的质量,根据不同材料的性质选择不同的制备方法。目前,有机半导体薄膜被应用到有机太阳能电池中,并且已成为研究的热点。未来有机太阳能电池应用中将面临的三大挑战是:转换效率的提高,大规模生产以及稳定性。对于转换效率问题,这显而易见并早已吸引大家的广泛关注,然而有机半导体的物理与化学稳定性却从另一个方面也影响着转换效率,甚至直接构成其工业应用的制约问题。稳定性和均匀性是利用喷墨打印技术制备有机薄膜遇到的主要问题之一,必然与有机太阳能电池的工作稳定性和使用寿命相关,有必要对有机半导体膜的均勻性和稳定性的影响因素以及成膜机制做基础研究,将有助于提高有机太阳能电池的工作稳定性和使用寿命。表面浸润性,同时从物理和化学两方面,是一种既可以反映有机膜界面物理变化又能关联表面能(成分)变化的方法,是值得探索成为一种有效方法来研究有机膜的稳定性与均匀性问题。

二、研究目的和意义。

通过对有机半导体薄膜特性和应用的了解,我们可以看出这种材料性能卓越,具有独特的优势,己经在很多方面显示出巨大的潜在应用价值。对于有机半导体器件的研究,从兴起到现在虽然时间较短,但已经取得了巨大的成果,它的诸多优点使它在未来的平板显示领域内,以及太阳能电池领域具备了无限的发展潜能。从目前的发展趋势来看,拥有轻薄、便携甚至可折叠显示屏的电子产品在不久的将来就会成为现实。

有机太阳能膜相对于比较成熟的桂材料太阳能器件的一个主要挑战性是其稳定性问题,然而有机膜较低的转换效率当前已经备受关注,其稳定性问题却没有得到相匹配的重视。本论文在有机半导体膜的界面中独到地引入光浸润性(opto-wetting)概念,采用一种全新方法,即通过有机膜界面的物理化学特性与光相互作用下对其浸润性的影响,从而评估有机膜界面均勻性、稳定性,并探讨其界面能、浸润性及光电親合的物理机制,此外,由于有机半导体薄膜的表面浸润性在防腐、防静电涂层、导电性织物及生物方面的潜在应用,使得对有机半导体薄膜的浸润性的研究也成为热点,尤其是通过某些方法对其浸润性进行调控,得到所期望的结果。

三、本文研究涉及的主要理论。

有机半导体(organicsemiconductor)是具有半导体性质的有机材料,即导电能力介于有机导体和有机绝缘体之间,具有热激活电导率,且电导率在规定范围内。有机半导体可分为有机物、聚合物和给体-受体络合物三类。有机物类包括芳烃、染料、金属有机化合物,如紫精、若丹明b、酞菁、孔雀石绿等。聚合物类包括主链为饱和类聚合物和共辆型聚合物,如聚苯、聚乙稀昨挫、聚乙炔、聚苯硫醚等。对于有机半导体而言,一般来说,n型半导体具有高的电子亲和势,即容易得到电子,电子能在一定范围内传导,也称为电子受体(acceptor),而p型半导体则具有低的离子化势能,即较容易失去电子,留下空穴,空穴能在该材料中传导,也叫做电子给体(donor)。有机半导体在许多方面不同于无机,包括光学,电子,化学和结构特性。为了设计和模拟有机半导体,需要吸光质或光致发光这些光学性质的特点[15],可以透过紫外-可见光的分光光度计和光致发光谱分光光度计来描述这一类物质的光学特性。半导体膜的表面形貌和形态,可以用原子力显微镜(afm)和扫描电子显微镜(sem)来研究,游离能这样的电子特性,可以用紫外光电子能谱学(ups)来探测。

与无机半导体相比,具有如下的优点:(1)柔性,可大面积制备,可应用于软屏幕。(2)制备简便,无需高真空、高温等制备条件。(3)分子结构多样易变,可便于材料的合成和设计。(4)光电一体,制备的器件可以导电、透明、发光。(5)可做成分子器件,在超大规模集成电路中,可做成单个有机分子或单元器件,甚至更小,可达到纳米的量级。由于这些优点,使得由有机材料制备的薄膜也有了应用的优势,如在集成电路、显示元件等,尤其被应用到太阳能电池活性层中,使得与晶娃太阳能电池相比,有机半导体薄膜太阳能电池具有如下优点(1)原料来源的渠道广泛,化学可变性大;(2)改变和提高材料光谱吸收能力、提高载流子的传送能力和扩展光谱吸收范围的途径有多种;(3)加工容易,可大面积成膜,可采用旋转法等多种方法成膜;(4)易于进行物理改性,如辖照处理或高能离子注入掺杂,以提高载流子的传导能力,减小电阻损耗,提高短路电流;(5)电池制作形式多样;(6)价格较低,合成工艺比较简单,因而成本低廉。然而,它也存在着一些缺点:器件的寿命、稳定性等还有待于进一步研究和提高;应用领域也有待于进一步扩大。

四、本文研究的主要内容。

本论文的主要工作和研究内容包括以下几个方面:

(1)对有机物被溶解到有机溶剂的过程中涉及到的几种有机溶剂进行了研究。分别研究了甲苯、氯仿和邻二氯苯对pcbm溶解性的影响,确立pcbm与有机溶剂的依赖关系,以便我们在以后的实验中将要采用哪种试剂。

(2)对含有p3ht和pcbm两种高分子有机物的液滴在ito固体基底上蒸发沉积空间均匀性及对溶液浓度依赖性、空间限域性进行研究。由于釆用喷涂、旋涂等方法制备有机半导体薄膜的过程中,核心的过程是把有机半导体溶液微液滴连续、高速附着在固体基底上,并蒸发成膜。研究不同有机半导体溶液浓度的小液滴在固体基底上缓慢蒸发所沉积的图案与沉积物空间分布的影响,基于经典的“咖啡圈”效应(coffee-ring),蒸发液滴液-气界面空间曲率与蒸发速率锅合造成的蒸发不均勻,从而使得有机半导体分子链在三相接触线(gas-liquid-solid)出严重钉扎现象,造成了有机半导体沉积层的严重不均勻性,成为威胁薄膜空间均一性的最重要因素。建立沉积图案与浓度和体积大小之间的依赖关系,重点还关注溶液浓度影响对后期蒸发动力学过程调控,即液滴整体形貌的失稳现象。

(3)对由it0/p3ht:pcbm组成的混合膜在uv光照下,非平衡载流子产生与复合过程中对其界面浸润性进行研究。不同光照时间下共混膜的表面物理形貌变化与化学变化,能够直接通过水滴在膜界面上的接触角来直观表征。讨论载流子寿命与水滴蒸发过程中水分子扩散的特征时间定量对比,确立p3ht/pcbm界面上载流子寿命时间与水分子扩散特征时间,通过接触角变化,阐明载流子浓度、共混膜厚度与水分子扩散间的竞争机制。

(4)为实现上述对界面浸润性调控,构建了ito/zno/p3ht有机-无机复合界面结构,研究界面的浸润性在光电转换过程中的变化。首先通过水热法制备均勾的zno纳米线阵列,接着旋涂法构建了ito/zno/p3ht复合薄膜结构。对其进行不同时间的uv光照,利用接触角测试方法来研究薄膜表面浸润性是否改变,通过afm和xps从物理和化学方面分析浸润性改变的原因。

物理学科研究论文

在物理学看来,能量从一种形式转换成另外一种形式时它的总能并没有发生变化,其中所蕴含的能量既不会增加也不会减少,既不会自行产生也不会凭空消失。这就是热力学第一定律的基本思想———能量守恒定律,但是这一定律只规定了能量的数量关系,并没有涉及到能量的转换过程。热力学第二定律———能量不能自发地从低温物体转移到高温物体,就解释了能量转换的基本方向。热力学第二定律表明,只会做功而不消耗能量的永动机是永远不可能制成的,孤立系统中实际发生的过程必然会导致其中的熵不断增加,它永远没有减少的可能。最早提出热力学第二定律的学者是麦克斯韦,后期有许多学者试图证明这一理论的错误性,但终究还是没有成功,直到1951年法国物理学家布里渊将信息论与统计物理联合起来进行研究,才证实了麦克斯韦的这一假设。这一假设中的事物交换与信息交换存在本质的区别,在事物交换中不可能出现两者共同拥有的情况,一方的增加势必导致另一方的减少,但是信息交换则不同,它不必遵循热力学定律。

可以说信息替代能源是建筑节能的基础,从布里渊的研究可以看出,信息的传递不遵循热力学定律,可以利用这一规律在热力学允许的范围内做许多事情,例如通过技术手段降低孤立系统中熵的增长速率,在生产消费过程中用信息替代能源。能源是有限的,但是信息资源却是取之不尽用之不竭的,当前社会面临的问题是社会发展导致能源在不断减少,能源消耗造成的环境污染问题也在不断增加,而环境污染反过来又会严重阻碍社会的发展,如果一直纠结于物质系统,很难找出解决矛盾的方法,而用信息资源代替物质能源就难很好地解决这一问题。

日常生活中有许多利用信息来降低能耗的实例:出行前预先在地图上标明线路,既能节省时间又可以降低汽车的能耗;在房间安装温控设施,随时了解房间的温度可以降低取暖能耗;新信息技术应用于机械设备中可以提高机械设备的工作效率,降低设备的能耗。信息的使用能够有效降低能耗,同时信息在建筑节能方面也有着十分重要的意义,当前我国引起我国建筑界普遍关注的高层建筑节能问题,就是因为对建筑节能信息了解的缺乏,才导致了设计不合理现象频繁出现,忽视信息的建筑工程必然会对整个建筑造成极坏的影响。

物理学知识在建筑节能中的运用。

(一)以物理手段实现太阳光照明。

经医学专家研究证明,太阳光可以降低诸如忧郁症、慢性疲劳综合征之类疾病产生的几率,采用物理方法将太阳光引进室内不仅可以增加晒太阳的机会,更有利于人的身体健康。在没有机会到户外享受阳光的时候,采用导光管装置就能将阳光引入室内,它主要是通过物理学中的反射原理传递光线,但是光线的每一次传递都会造成能量的损失,这种导光管装置不适合长距离的光线传递。物理学家爱德曼兹发明了一种神奇的装置,这个装置的主体是一个塑料控板,控板上安装了许多由激光切割而成的镜片,这些镜片按照一定的规律进行排列,当太阳光照射到塑料控板上时亮度便会增强,然后传递到每一个角落。许多科学家开始将研究的重点放在彩色荧光塑料上,他们试图采用荧光塑料来采集阳光,这项研究的原理是:白色是由红、绿、蓝三个颜色组合而成,科学家们尝试将由这三种颜色的塑料收集到的阳光进行重新组合,然后就形成了人类生活中所需要的白色太阳光。通过这种物理手段形成的太阳光所发出的亮度相当于两个75瓦灯泡所发出的亮度。

(二)利用太阳能取暖。

要利用太阳能进行取暖就必须选用热阻和吸热系数较大的材料,热阻是指材阻挡能量进行传递的能力,吸热系数是指物体本身吸取热量的能力。在传统热学工艺中这种方式较为常见,为了满足工艺需求一般使用热阻与吸热系数较高的材料,在减缓热量传递的同时最大限度地吸收热量。太阳能是取之不尽用之不竭的,充分利用太阳能不仅有利于节能,更有利于降低环境污染,建筑选址最好是选择阳光充足的地方,有利于阳光的接受。建筑中的玻璃选用热阻与吸热系数较大的材料能够有效地进行能量储存,这些材料在白天吸收大量的热量,然后使用储热墙或者其他储热工具将热量储存起来,在夜间温度降低时这些储热工具便可释放出热量,增加室内温度。对于冬冷夏热地区的建筑,要组织调温,窗外应当设有可以操控的遮阳设备,夏日温度较高时这些遮阳设备可以阻挡高角度阳光的照射,冬季温度较高时这些遮阳设备又可以将低角度阳光引进室内;也可以在遮阳装置中安装双层玻璃,在冬季档有日照的时候双层玻璃的吸热作用能够提升室内温度,晚上关闭反射膜或者百叶窗,能够有效的组织热量的散失,起到保温节能的作用。

(三)纳米技术在建筑材料中的应用。

纳米原本只是一种计量单位,当某种材料的粒径小于100nm时,它便可以称作是纳米材料。纳米技术是上世纪八十年代兴起的新兴技术,制作具有小粒径材料的技术就是所谓的纳米技术,纳米科学是原子物理、量子物理等多种学科的聚集点,纳米材料具有体积尺寸小的特性,从而就成就了它不同于一般材料的特质,如纳米材料具有表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等特殊性质。纳米技术在混凝土生产中的应用能够有效地提高混凝土的强度,通过对碱骨反应的抑制能够有效地提高混凝土材料的耐久性。由于纳米材料具有量子尺寸、光催化效应等性质,因此采用纳米技术制作而成的混凝土具有分解有毒物质、净化空气的功效。纳米材料的其它功能能够制成不同功能的混凝土材料,如能够进行智能报警与自我修复的纳米材料。纳米材料的特殊性能能够使材料的刚度、强度、韧度等发生变化,利用这些特殊的性能就可以生产出各种不同的材料,如弹性水泥、延性水泥,抗菌陶瓷、保温隔热玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料,这些材料不仅能够提高建筑物的使用性能,更能降低建筑物的能耗,有效的降低因能源消耗而造成的环境污染。

(四)毛细现象在建筑设计中的应用。

当液体接触到具有细微裂缝的物体或者具有较小管径的细管时,就会沿着裂缝与细管上升或下降,这种现象就被称作是毛细现象。毛细现象是由于分子间相互作用而产生的结果,纸张吸水、地下水沿着细缝上升等都属于毛细现象,这种现象在建筑中的应用能够解决许多难题。例如在装有空调的室内,无论是夏天的冷风还是冬天的热风都会使人感觉不舒适,这主要是由于空调吹出的“风”会带走人体的水分,从而引发脱水等“空调病”,而新型建筑中的温控装置则用水这一传热载体取代了传统建筑中的空气,这种新型技术能够有效的降低人体的不适感。这一技术正是使用了毛细现象的原理,建筑物的天花板上布满了网栅,它是由一根根细小的毛细管组成,这些毛细管纵横交错形成一张网,毛细管中流通着水,冬季温度较低时发电所产生的余热使管中的热水不断流动,热水的流动使室内温度上升,发电所产生的余热又使管中的冷水不断流动,从而降低室内温度。采用毛细现象制成的制冷系统大大优于传统的制冷模式,不仅能够降低能耗,更能降低身体的不舒适感。

(五)太阳墙技术的应用。

太阳墙技术的应用实际上是太阳能技术应用的一个范畴,太阳能可再生、环保、便宜等特性一直是能源研究专家观众的焦点,人们不断开发探索新的途径来实现对太阳能的利用。采用太阳墙空气集热器可以回收墙体的散热,解决新风的预热问题,在增强室内空气供给量的同时能够有效的节省能源。制作太阳墙主要采用镀锌钢薄板或铝制薄板,这些薄板外拥有许多褶皱和小孔,薄板的表面颜色较深,这些板材一般安装在距离建筑外墙20厘米的地方,并和建筑物顶部的遮雨板连接在一起形成太阳墙即热系统一个组成部分,另外一个部分由室内风机与管道组成,这两大部分就构成太阳集热系统的整体。其中薄板上的褶皱主要是用来增加板材的强度,褶皱可以根据需要的不同而设计不同的形状,板材上孔洞的数量以及分布规律则是根据实际需求确定,这主要要考虑到建筑物的功能、特点、所处地理位置、阳光充足程度等。冬季,空气通过板材上的孔洞进入集热墙,空气在流动的过程中汲取板材上吸收的热量,随后空腔的温度上升,空气就受到气压的作用进入沿着管道进入各个房间,为房间供暖;在夜间可以用风扇将由室内散失到空腔中的热空气重新扇回室内,这样既能为房间供暖,又能够为房间不断输入新鲜空气。在夏季则停止风扇的运作,室外的热空气从孔洞中进入空腔,然后又沿着空腔上端和周围的空隙流出,空气源源不断的在空腔内流动,不仅带走了室内的热量,也阻挡了热量进入室内。

物理学知识在世博馆建设中的应用。

随着传统能源的日益枯竭,环境的日益恶化,人们将更多的目光集中到节能型建筑上,中国第41届上海世博会上低碳节能型场馆成为了全世界瞩目的焦点,其场馆建设中许多技术与知识都和物理学息息相关。

(一)马德里竹屋和空气生态树。

从名称上就可以知道马德里竹屋建筑材料同其它场馆的不同之处,其外墙用一层厚厚的竹窗进行覆盖,竹窗由纵横交织的竹子编制,在空气清新的早晨将竹窗打开既可以更新室内的空气又能降低温度,在中午将竹窗关上能够抵挡热量的进入但又不会闭塞阻挡室内的空气流通,竹子由于其空心的特质能够起到很好的隔热与保温效果。空气生态树整体是由钢铁构建而成,其外观为十边形,整个场馆的直径为12米,空气生态树内部安装有可以自动开合的百叶窗与直径为7米的大型“引风机”,建筑物顶端安装有太阳能电池板,整个建筑可以实现能源自给,不必消耗额外的能源。生态树外围用黑色遮阳网遮挡阳光,虽然白色遮阳网能有有效地反射太阳光,但由于遮阳网表面不平整,太阳光在其表面会形成漫反射,白色遮阳网不利于散热,而黑色遮阳网则能吸收太阳光,同时遮阳网的结构又能有效阻挡热量的扩散。

(二)伦敦零碳馆。

伦敦零碳馆最为特别的就是安装在建筑物顶端的可以自由转动的风帽,由于夏天上海的温度较高,空气很难进入室内,风帽的自由转动就能将室外的新鲜空气引入场馆中。另外工作人员将黄浦江底层的`水通过管道引入场馆下方,底层的江水温度较低,用于对空气降温再好不过,由风帽采集而来的新鲜空气经过江水的降温后就被输入场馆中。热空气中的水蒸气较多,会使人感到沉闷,经过江水冷却后空气中的部分水蒸气会液化,空气湿度相对较低。零碳馆还采用了许多技术用于节能减排:屋顶铺设的太阳能电池与热水器能够有效的将太阳能转化成热能,供给室内的能量需求;场馆玻璃上安装的太阳能电池不仅能够增加室内的光亮度,又能为室内提供必要的电能;场馆外墙上涂有荧光材料,白天墙壁能够吸收太阳能并将其储存起来,到了夜间就能发出光亮用于照明。这些节能技术基本上都是建立在物理学的基础上,诸如太阳能电池、荧光涂料等能够有效降低场馆的能源消耗。

(三)汉堡之家馆。

汉堡之家馆外形就如同是四个打开的抽屉,这个场馆的神奇之处就在于它能够不消耗任何的能源而使场馆的温度永远维持在25℃左右。汉堡之家之所以具备如此生气的功能主要就在于其建筑中使用热传递与新能源。汉堡馆的朝向同一般建筑物有很大区别,它的整体设计是坐北朝南。设计师为了扩大北面墙体的面积,将北边一大部分墙体向抽屉一样向外延伸,而南向则采用了百叶窗与遮阳网的设计,这样的设计既能保证场馆内的光亮程度,又能有效地避免阳光直射,减少场馆的受热面积。汉堡馆的墙体有三层结构组成,其中设有很好的保温层,能够有效地阻挡室外的热量进入场馆内部;汉堡馆的每一块玻璃都是双层结构,其中充满了惰性气体,不仅能够进行保温,同时还能有效地隔绝室外噪音;汉堡馆只要能量来源就是太阳能和地热,地热所采用的就是地下水冬暖夏凉的原理,冬季温暖的地下水能够给场馆供暖,夏季凉爽的地下水又能降低室内温度,而其中地下水的抽取与输送则完全有场馆顶部的太阳能电池提供。汉堡馆拥有完整的能源系统,完全不需要额外供电。

(四)新加坡馆。

新加坡馆最为显著的特征就是场馆表面拥有许多开缝,这些开缝朝着不同方向延伸,场馆顶端一个横向的360度的大口子特别显眼。新加坡馆整体向内倾斜,下方的阴影带中不仅设有水池还有绿色植被,风从场馆上方的大口子吹入场馆内部,场馆顶端的空气流通速度同场馆内部形成极大的反差,由物理学知识可以知道空气流动迅速的地方具有较大的压强,这样场馆内部的热空气就从顶端的口子流向室外,而场馆外部的空气则经过阴影带流入场馆;空气流经阴影带时会使得阴影带中水分蒸发,变成水蒸气,而水分蒸发需要吸收热量,场馆内部的热量就这样被阴影带降低,所以场馆内部即使没有开设空调也可以很凉爽。

总结。

在中国的能源消耗排行榜中,建筑耗能位居榜首,而且随着经济发展的加剧,能源的消耗与日俱增,我国每年建成的房屋总共有16-20亿平方米,超过了所有发达国家年建筑面积的综合,这些建筑物95%以上属于高能耗建筑,且建筑单位面积的能耗差不多是发达国家能耗的三倍。在这种形式下,相关部门迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗,以低能耗作为建筑设计的核心思想。建筑与物理学有着密不可分的关系,建筑学的理论与思想基本上都来源于物理学知识,物理科学在环保建筑中的应用能够有效的降低能耗,20中国世博会的成功也证明了这一点,世博会建筑的核心思想就是低碳、低能耗,而物理知识的应用恰恰就帮助其实现了这一目标,相信物理技术在今后势必会更多的应用与建筑节能,为社会的可持续发展做出巨大贡献。

惯性物理学论文

摘要:对经典力学范围内现行的惯性观提出了不同的看法,认为对于惯性要区分:个别研究对象的性质与存在的性质;保持某种状态的性质与改变某种状态的性质;物理学规律的动力学特性与审美性。

关键词:惯性;存在;时间;空间。

惯性是经典力学中的一个基本概念,同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念,并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题(1)。可是,尽管经典力学经过了漫长的发展时期,大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性(2),本文试从几个方面对惯性进行了讨论,望引起大家的共识。

一、惯性的意义。

大家知道,惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质(3)。一个物体,只要不受外力作用,原来静止的就会一直静止下去,而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于:惯性是否是物体的性质?依据牛顿第一运动定律,任何物体均具有惯性。因而,看来惯性不是被研究物体的性质,因为这一性质是一切物体所具有的,也就是说它与物体的个别特征无关。因而,惯性只能是存在的一个特征,是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说,它是存在于物体周围的一种条件,一种约束。

二十世纪初,德国数学家诺特尔(4)证明了:空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上,物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质,个别存在物只是惯性的显现者,惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量(例如质量)来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现,并无大小可言,它只是存在之状态的表达。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关。

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由:质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化,物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使(或抗拒)物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力,而在于它的保持某种特定状态(静止或匀速直线运动)的本领:在最相似的物之间,错觉说着最巧妙的谎;最小的罅隙是最难度(5)。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话,则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言,力越小其运动状态就越难改变。因而,也即力越小物体的惯性越大。事实上,在惯性概念发展的最初时期,牛顿就将惯性与力进行等价的思考,当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话,作者以为也只能从这样的一个视角来看:惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为,根据广义相对论,空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间,自从奥古斯丁(6)提出“什么是时间?”以来,人们还没有认清它的真面目,也因而从更深的层次上而言,人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因(诚然,所有物体均会表现出惯性),它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映,事实上,它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”(7)这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的,在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实,惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质,它使物体的存在行为非常简单,而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止,运动的永远作匀速直线运动,惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的,作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书(8),我们来看一些下面的例子。

例1.惯性也有不利的一面,高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以,在城市的市区,对机动车的车速都有一定的限制,以利于行车安全。(9)。

在这里,不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大?略作思考,读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是,由于车辆质量较大,而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小,不能使车辆很快地减速,从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大,那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且,这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

例2.把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下,斧头就牢牢地套在斧柄上了,这是什么缘故呢?(10)。

通常标准答案是这样的:开始斧头和斧柄同时向下运动,当斧柄遇到障碍物时突然停止,而斧头由于惯性保持原来的运动状态,这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。

事实上,斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移,而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种(克服一定力的)运动,因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时,实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系,它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”,正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移,从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题,那么可以这样认为:虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力,但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能,正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看,一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移,二是斧头与斧柄的接触面上在发热。

爱上物理学习论文

让小学生产生学习兴趣的方法多种多样。如讲述浅显易懂的学习文化科学知识重要性,伟人、科学家学习的故事,诉说没有文化的困难、痛苦和闹出的笑话,还可借助看画书、猜谜语、唱歌曲、做游戏以及小实验、小制作、小发明、小创造等适合孩子年龄特点的有趣活动,一点一滴、一事一例,围绕其主旨让孩子逐渐明白知识就是力量的道理,受到这方面的启蒙教育,在幼小的心灵深处播下求知好学的种子。

2、争强好胜良性竞争。

当然这种争强好胜绝不能单纯地理解为学业分数第一名、第二名或前几名的竞争,而是要加入到优秀的行列之中,把学习这件事情做好。比如激励孩子比比谁上课时注意力集中,写作业字迹工整,发言时大胆说话,朗读时声音清楚,考试时做题全对,有缺点马上就改等。同时充分注意巧妙地把学习中的竞争有机渗透到孩子的生活、娱乐中去,全方位提高综合素质。

3、认真细致从家长做起。

孩子只有兴趣和争强好胜的心理是远远不够的,还必须培养认真细心的精神,这是取得优秀学习成绩的重要保证。一年级孩子的学习,多从观察、模仿开始。因此家长在辅导孩子学习的时候,首先自己要认真细心,做好示范。一个数字,一道算式,一个汉字拼音字母,每个字的一笔一画都要工工整整,讲究规范,切忌潦草,信手涂鸦。“榜样的力量是无穷的。”只有做出榜样,才能要求和指导好孩子。孩子才会逐渐具备认真细心的品质。

4、快乐学习不可少。

快乐的学习方法,既能提高孩子的学习兴趣,又能帮助他们获得学习成功,要多多联系孩子的生活实际,把书本上的知识有机地与生活实际紧密结合起来,千万不要单纯抽象地拘泥于书本。比如家长引导孩子参加动脑、动口、动手的游戏娱乐课、制作、实验课,达到老师、家长、孩子共同地创造性地运用课本教材的好效果。

物理学科教学论文

随着教育改革的逐步深入,各地学校在科学教育理念的指导下,不断地探索更多适合自身发展需要的教学模式,以促进教学质量的提高。而教学质量的提高不仅仅表现在学生的学习成绩上,还要视学生具体的学习情况而定,能让学生积极主动地参与到学习中来。物理学科作为一门重要的自然学科,对培养学生的思维和能力发挥着独特的教育作用,初中生刚刚接触物理学科,对其学习的内容和方法不甚了解,需要老师当好“引路人”角色。为了提高物理学科的教学质量,我们应以学生为本,培养学生学习物理的兴趣,为学生提供学习方法的指导,帮助学生提高学习效率。促进教学质量提升的主要策略有:

一、培养学生学习物理的兴趣,活跃课堂氛围。

虽然物理是初中生刚学习的学科,但是在我们的生活中常常会出现各种物理现象,如,摩擦、沸腾、凝结、声音的传播等,都是物理探究的学习内容,所以,物理对学生而言既陌生又熟悉,我们在教学过程中应充分利用学生熟悉的现象来驱动学生去自主探究现象所蕴藏的科学理论,以有趣的物理现象作为学生学习的动力,逐渐培养学生学习物理的兴趣。由于教学课堂是学生学习的重要场所,因此,提高学生的学习兴趣应从改革教学课堂开始,活跃的课堂气氛能大大提高学生的学习兴趣,从而推动教学质量的提升。物理与学生的日常生活息息相关,我们在课堂上可以列举一些生活中常见的物理现象来引起学生的注意,如,冬天时衣服上产生的静电、彩虹的形成、近视眼镜的原理等,针对这些物理现象让学生在课堂中发散思维,积极思考,说出自己的理解,再由教师进行评价,纠正错误观点,有助于学生有效加强学习效果,提升教学质量。

二、注重实验教学,引导学生观察实验现象。

物理是一门与实验密切联系的学科,很多科学理论都要通过实验得到验证。在我们新课标初中物理的教材中,更加注重对实验的探究,鼓励学生通过自己动手做实验来加深对科学理论的理解。然而有些老师在教学过程中为了节省教学时间并没有让学生动手做实验,而是通过课件演示或者根据教材内容讲解一下,忽视了动手做实验的重要性,这并不利于学生学习物理。一方面实验能把学生带到一个学习的氛围里,因为进到实验室后各种实验物品会引起学生的注意,让学生产生学习的欲望;另一方面自己动手操作实验和观察实验更能牢固掌握知识点,从而提高初中生的实验能力、观察能力和思考能力。例如,在测试沸水的温度时要使用温度计,由学生亲自动手测试可以有助于学生了解温度计的构造与读法,正确使用温度计。

三、指导学生养成良好的`学习习惯。

初中生学习的科目越来越多,学习压力越来越大,为了减轻学生的学习负担,同时也为了提升教学质量,教师应对学生加强学法指导,帮助学生培养良好的学习习惯。过去学生学习比较被动,效果不理想,因此,倡导培养学生自主、合作、探究的学习方式,以全面提高学生的学习能力。自主学习,主要是培养学生学习的主动性,在教师的指导下一步一步地由学生自觉完成规定的学习任务,养成良好的学习习惯;合作学习,主要是调动学生之间的互动性,在学习过程中以小组合作竞争的形式来完成学习任务的过程;探究学习,主要是充分发散学生的思维,让学生在学习过程中积极思考,并对发现的问题进行讨论,最终得出结论。这三种学习方式都建立在学生自愿学习的基础上,同时又为学生提供学习动力,让学生共同分享学习的乐趣。

四、以导学案提高学生的学习积极性。

导学案是一种广受欢迎的教学策略,是教师为实现教学目的、引导学生学习的教学设计,表现为教师对学生学习的逐步深入引导。导学案也就是要把学生导入学习过程,可作为学生预习的指导材料,为学生明确学习目标,尤其是一些重要的实验步骤可通过导学案的形式来进行指导,让学生了解实验过程。教师要在充分考虑教学内容的难度、学情的基础上设计导学案,为学生提示解决问题的思路和方法。为了保持学生的学习热情,偶尔在学案中增加一些有趣的内容或者寄语,让学生学起来更有动力。初中阶段是学生身心成长的关键时期,需要在教师的指导下开展各项学习活动,培养良好的学习习惯。物理教师应在了解初中生学习特点和需要的基础上,运用多种的教学策略来提高学生的学习兴趣,活跃课堂氛围,提升教学质量,让学生体会到学习的快乐。

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简述物理学毕业论文题目

xh_2分子激发态性质的从头算研究。

用广义线性量子变换理论求解一类含时量子问题。

高中物理概念教学中抽象思维能力培养研究。

技校物理教学中开展研究性学习的探索与实践。

基于有意义分割理论的三维模型检索算法研究。

p-laplacian算子型的奇异微分方程初边值问题的正解。

脉冲积分微分系统的定性分析。

基于无网格方法的薛定谔方程的数值解。

两类脉冲积分微分系统的稳定性分析。

生物膜与胶体粒子相互作用的helfrich理论研究。

非线性项依赖于导数的常微分方程两点边值问题的研究。

半直线上微分方程边值问题的解。

惯性物理学论文

众所周知,物理学中有惯性的概念,惯性力的概念;而且惯性是有大小的,惯性力是不存在的。笔者在长期的教学研究中发现,认为惯性有大小是不合理的,惯性力也未必是一种假想的力,它很可能是一种客观存在。博士论文,惯性。

1.惯性力的概念。

惯性1.1惯性力的原始概念。

大家知道:牛顿定律只适用于惯性系而不适用于非惯性系。例如在由静止加速前进的火车上,受合力为零的小球会相对于火车向后加速运动。为了使牛顿运动定律在火车中同样成立,需要引入惯性力的概念,所引入的惯性力大小,其方向与火车的加速度方向反向。这样就有牛顿第二定律得以成立。也就是说:相对于地面(我们认为是惯性系)有加速度的参照系是非惯性系,非惯性系中牛顿运动定律不成立,欲使牛顿运动定律成立,需要引入惯性力。正是在这些问题中,我们认识了什么是惯性力。然而本文所要定义的惯性力与上述惯性力的概念是完全不同的。

1.2惯性力的新定义。

我始终有这样一个猜想:“所有物质组成的宇宙具有这样的一种性质,它可以允许任何物体对其保持原有的运动状态,而不允许任何物体对其有加速度;如果物体对宇宙有加速度,物体就会受到宇宙对它的一种约束力,这种力就是我所定义的惯性力。即惯性力是宇宙对物体的一种约束力,它并不是假想的力,是一种真实作用力。”[需要说明的是,我这里所说的惯性力只是真正的惯性力在我们所能看到的参考系中的分力,而真正的属性力我们是无法知道的,因为我们不可能知道绝对的加速度。以上这段文字在英语稿中没有]惯性力的施力物体是宇宙,就好象重力的施力物体是地球一样。宇宙中的一切物体只要对宇宙有加速度,就一定受到惯性力。惯性力的大小与其相对于惯性系的加速度成正比,与相对于惯性系的加速度的方向相反。如果物体的质量为m,对惯性系的加速度为a,则惯性力的大小为f=ma。显然惯性力是非平衡状态下才受到的一种力。关于惯性力的产生机理,我猜想应该类似于变化的电场产生磁场。当然这仅仅是一种猜想,有待于实验的验证。

2.从做功和能量转化角度能够论证惯性力存在的合理性。

众所周知:在粗糙水平面上拉动物体匀速运动的过程中,外力克服摩擦力做功,使其它能转化力内能;物体在外力作用下匀速上升,外力克服重力做功使其它能向重力势能转化;电场中,外力作用下使物体逆电场力方向匀速运动,其它能转化为电势能;磁场中,外力克服安培力做功,其它能转化为导体中的电流能;上述过程中,都有一个共同的特征:“在不同的能量转化的过程中,总有一种力克服另一种力做功,即能量转化的过程是两种力对物体共同作用的过程,而且一个力做正功,另一个力做负功的过程,也就是说不同的能量形式与不同的作用力相对应”。我们也注意到这些过程都是匀速运动,不应当存在惯性力。

如果我们在光滑水平面上拉动物体做加速运动,物体动能增加,当然在我们已有的物理知识体系内,可以解释为外力做的功等于物体动能的增加。如果不认为存在惯性力,这里就产生一个究竟克服什么力做功,其它能转化为动能的问题;有了惯性力的概念,我们就可以回答:“外力克服惯性力做功使其它能转化为动能。”;同样地,如果一个具有一定初动能的物体,在粗糙水平面上运动,其动能越来越小,这里也有一个什么力克服摩擦力做功,使动能转化为其它能的问题。确立了惯性力的概念,我们就可以回答:“物体动能减小的过程中,是向前的惯性力克服摩擦阻力做功,使物体的动能转化为内能。”。也就是说,在其它能向动能转化,或动能向其它能转化中,只有承认惯性力的存在,才能更好地解释能量转化的过程。所以物体在对惯性系有加速度的运动过程中,应当受到惯性力。

3.惯性的大小问题。

由牛顿第二定律可知,物体所受的合外力不为零时,物体将产生加速度,加速度的大小与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比。

我们知道,加速度是速度的变化率,是描述物体运动状态变化快慢的物理量;牛顿第二定律说明:物体的加速度由合外力和物体的质量共同决定,相同外力时,物体的质量越大加速度就越小,因此质量越大的'物体运动状态就越难改变。由此得出结论:物体的质量越大,物体维持原有运动状态的本领就越大――即物体的惯性越大。也就有了质量是物体惯性大小的量度,物体的惯性与质量成正比的说法。以上说法即传统又权威,以至于在长期的教学和科研中,对于以上关于惯性大小的认识,是没有人提出过怀疑的!

难道惯性真的有大小吗?如果惯性有大小之说,且与质量成正比,那么质量不同的物体惯性不同。博士论文,惯性。既然质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小,如果一个质量很大的物体具有很大的惯性,而另一个质量远比前者小的另一物体惯性必可以认为忽略不计,也就不能保持原运动状态了。但是由惯性定律可知:对于任意物体无论质量大小,在不受外力时同样都能保持原有的运动状态,这一点并不因为质量的不同而有差异,即同样有惯性,也就是说质量不同的物体在拥有惯性上是平权的。博士论文,惯性。根据惯性的这一特征,就使笔者对惯性大小的说法产生怀疑,因为我们已知的所有描述物质某种性质的物理量、化学量以及其它量,都有一个其大小表示这种性质程度的问题。博士论文,惯性。例如:描述物体导电性能的电阻率、描述弹簧弹性的劲度系数、描述化学中酸碱性的ph值。如果描述某一性质的物理量接近或等于零则表示这种性质很弱或不存在。但是物体的质量无论多么小,其不受外力时同样能够保持原有的运动状态,以上事实说明:其它描述物质属性的物理量或化学量,都有一个由量变到质变的过程,而对于物体的惯性不存在上述现象。因此得出结论:任何物体都具有相同的惯性――无大小之别。

4.惯性大小问题的本质。

有了惯性力的概念,我们重新分析一下惯性的大小问题。笔者认为惯性是没有大小的,原因是无论质量大小,在不受外力时都能保持原有的运动状态,即物体保持原运动状态的性质是一样的。质量大小不同的物体运动状态改变难易不同的原因是:使质量不同的物体产生相同的加速度时,物体所受的惯性力与质量正比,因此需要更大的外力作用。是惯性力有大小,而惯性无大小。

5.从惯性力角度分析惯性质量与引力质量。

很多物理学家们探索过惯性质量与引力质量之间的关系,到目前为止尚未发现二者的差异。所谓惯性质量即中的,而引力质量即中的。事实上只要确立了惯性力的客观存在性,二者相等就是必然的,或者说二者就是同一个质量,不应该存在差异。

证明如下:设在重力场中,惯性质量为的物体做自由落体运动,其加速度为g,其引力质量为,由于加速度g向下,所以惯性力必为且方向向上,必有引力与惯性力等值反向,而,所以,问题得证。

6.惯性力概念与牛顿运动定律的关系。

6.1惯性力概念与牛顿第一定律不矛盾。

重新建立了惯性力的概念之后,我们再来审视一下运动定律。牛顿第一定律:由于物体受到的其它外力为零,物体保持静止或匀速直线运动状态。此时物体没有加速度,惯性力也为零,惯性力概念与牛顿第一定律不矛盾。

6.2惯性力概念与牛顿第二定律不矛盾。

牛顿第二定律告诉我们:物体的加速度与所受外力成正比与质量成反比,即,。根据前文惯性力的定义,因为物体在外力f的作用下有了加速度a,加速运动的物体本身必然受到来自宇宙的大小为,方向与加速度相反的惯性力作用。我们知道,物体实际受到的力不以参考系的改变而改变,因为它们是真实存在的力。现在我们以物体本身为参考系,它必然是平衡的。

由平衡条件必有:即,这样牛顿第二定律就成了在承认惯性力前提下的一个必然结论。这说明在承认惯性力存在的前提下,对物体重新受力分析,列出的平衡方程与牛顿第二定律是不矛盾的。

爱上物理学习论文

曾经在公交车上遇见一位小学老师,在交谈过程中发现我们的学生最需要的是对待学习的能力,而不是有老师在旁边不断督导的填塞式学习,学习过程中一旦没有老师在旁边的敦促,马上就会变成一锅粥,原因不在于学习知识太少,自制力过差,而在于学习能力过差,对学习毫无兴趣。那么,怎样做能让学生自己抓住关键点爱上学习。

一、营造充实融洽的课堂气氛。

传统的教学方式是以教师讲授为主,学生被动接受的填鸭式学习。虽然课堂上也有师生互动,但是教师在提问过程中会对学生造成无形的压力,怕答错问题受到学生耻笑,害怕受到老师的批评。营造良好融洽的课堂气氛,师生共同学习,激发学生对于问题的思考灵感。在这样的氛围下加上物理学科贴近生活的特质很容易激发学生对于物理学习的兴趣,建立良好的师生关系,使学生热爱教师,听从教师教诲,从而培养其在物理学习中的兴趣。

二、应用好课堂中的合作探究环节。

我们在教学方法上推行“导学探练清”的教学模式,其中的合作探究既是重要的教学方式,又是重要的自学方式。在此过程中主动地学习物理知识与技能,体验物理学习的乐趣,从而进入自主学习的轨道中来。要做好科学探究需要做到以下几方面:

1.鼓励学生积极大胆地参与到科学探究中。要鼓励学生积极动手动脑,通过自主的探索活动学习物理知识和规律,遇到问题积极解答,遇到困难积极思索,迎难而上。激发学生兴趣,帮助学生克服怕出错,怕困难等思想障。在困难出现时给于学生一定程度的指导,引导其得出属于自己的正确答案。对于学生得出的一些意义不大的问题或不正确的思想,不要先给与否定,应先找出问题中的意义,以免打击学生积极性。让学生看到自己的成绩,增强学习的勇气和决心。

2.选择合适的探究活动。根据课标要求,以及物理学科贴近生活的特点,从生活点滴入手,让学生热爱自然热爱生活,达到学习物理探究生活现象的兴趣。从简单到复杂,逐步培养学生的'学习思维能力,并且在较难的地方给于适当的帮助,克服难关,使学生保持不断探究的信心。3.重视探究活动中的交流与合作。物理的探究活动大都适用于小组4人探究模式,组长带领组员提出猜想,组员之间交流信息,直到达到共鸣。要注意的是组内分工要明确,每个组员都应积极发挥作用,使每个学生都能得到全面均衡的练习,体现分工与协作,增强学生的学习自主性。

三、创新课堂。

人类的发展最重要的就是“创新”。在课堂教学中同样适用,每节课花样百出,让学生应接不暇,在学习中不断探索发现,我们的应试教育最重要的是考试成绩,那么课堂上的45分钟弥足重要,如果每节课都能充分吸引每个学生的眼球,让他们积极主动地要学习知识,应用知识。虽然是应试教育,仍然提高了学生的素质。要做到创新课堂自主学习,需要做到以下两点:

1.放手让学生去学习。但不是放任自流,而是有节有度,安排得当,把握好学情。

2.培养学生积极参与到问题当中,有以下两方面:

(1)围绕任务。教师课前准备充分,学生解答问题前布置并强调任务,组长做好监督管理,组员自己总结,得到答案后,组内交流分析,小组各个展示成果,在此基础上教师总结归纳,点评优点,补充不足。

(2)课堂辩论。物理学科是一门严谨的科学,最初遇到问题往往会产生不同的答案,但是结果却是归于同一的。那么我们就可以针对提出的几个猜想分组讨论,支持者各抒己见,用理论和实验正视自己的观点,深化印象。在此过程中充分学习知识,达到对知识点的完美应用,直到最后得出统一答案。

我认为教师应当充分运用各种教学手段,根据物理的学科特点,并针对中学生的特点,尽量让教学内容具体化形象化,让教学形式丰富多彩,培养学生学习兴趣,寓教于乐,让学习不再枯燥,达到师生的完美互动,希望每一名学生都能爱上学习,并且学会学习。

物理学科教学论文

摘要:素质教育不仅是传授给学生知识,更要注重对学生的思想教育,在教学中要适时对学生渗透德育。

关键词:适时、渗透、德育。

素质教育的一个重要要求就是教会学生“学会做人”,因此在传授知识的同时更要注重对学生德育,要适时地对学生渗透世界观、道德情感意志方面的思想教育,使学生的德育和智育同时发展,为将来走上社会打下正确的思想基础。结合物理学科的特点,我认为在课堂教学中我们可以对学生渗透以下几方面的思想教育。

一、在课堂教学中渗透辩证唯物主义的思想。

青少年时期正是世界观形成的重要时期,中学生渴望了解认识缤纷多彩的物质世界,如果在他们成长的过程中不加以引导,将不利于他们的健康成长,因此在物理教学当中就有必要对学生科学世界观的形成进行必要的渗透。在课堂教学中根据具体情况对他们进行辩证唯物主义的教育。如:在学习电热、摩擦力的知识点时,指出电热、摩擦力有对人类有利的一面,同时也有不利的一面,它们在为我们的生活提供便利的同时也会给我们带来不便,甚至危害我们的生命财产安全(举例说明),进一步分析指出看问题不能片面,要一分为二,具体情况具体分析。

二、在实验教学中培养实事求是的作风和严谨的科学态度。

物理实验是物理教学的重要环节,对于初中物理教学来说其重要性更为突出,但实验不仅仅只是为了获得几组数据来验证课本的结论或培养学生的技能,在实验过程中还要注意学生表现出来的一些不良现象,如:试验组之间相互核对数据甚至有个别学生抄写别人的数据、有的实验数据是错误的但结论仍然正确等等,对于这种不良的作风和态度老师要要严肃批评,在讲清道理后还要作必要的引导,培养他们实事求是的作风和严谨的科学态度。这不只是学好物理,而且会受益一个人的一生。

三、适时渗透爱国主义教育。

中华民族历来具有爱国的优良传统,对于这一传统美德,我们要把它发扬光大,所以有必要在物理课堂教学中适时地渗透这方面的教育,激发学生的爱国热情。例如:在讲“热机”这一节时,我就指出,火箭是我们老祖宗的发明,但是到了现代我们却落后了,现在我们的科技工作者经过艰苦努力慢慢赶上来了,于是有了今年“神七”的成功发射,使我国挤身于航天大国之列,为我们国家赢得了荣誉。但跟发达的国家相比还是有一定的.差距,希望同学们加倍努力,好好学习,将来建设好自己的家园,使我们祖国更强大起来。

四、培养学生的环保意识。

环境问题是当今世界的主要问题之一,培养学生的环保意识也是中学的一个重要课题,所以在课堂教学中,我们要有目的、有步骤的渗透这方面的教育,逐步提高学生的环保意识。如在讲授“热机”时可结合现在出现的能源危机对学生进行节能意识的教育,在学“电压”可适当讲讲废旧电池对环境的危害,在讲到“声学”“光学”时教育大家不要制造“声污染”和“光污染”……这样把环保问题不断的渗透到实际教学当中,从而不断的培养学生的环保意识,提高他们的环保意识,使他们从小养成爱护环境的良好习惯。

五、用自己良好的行为习惯思想品德影响学生。

人可以影响人,一个人在生活中的每一个动作,每一句话语都会直接或间接的影响周边的人。

在教学上老师对学生的影响是很深的,一名具备良好师德的教师往往会在教学中以他的言行举止、思想品德来影响每一位学生,慢慢潜移默化,使之效仿、学习,进而修身、修心。这也就是说,在一定程度上能使学生的思想品德得以提高,更好的去学会做人。作为新世纪的教育者,我们不仅要用语言来引导学生,更要用行动来感动感染学生。

就物理而言,中学物理教材的每一章节在德育方面都有渗透,这就要求我们教师在教学过程中认真挖掘教材适时地对学生进行德育,这样我们才能培养出既有一定文化知识又具备优秀品德的人,这也是我们进行素质教育的根本。

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