生活中的物理

查志鴻

摘 要：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。

關(guān)鍵詞：物理；科學(xué)思維

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）18-214-01

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)。

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。

一般的物質(zhì)（少數(shù)幾種例外），都具有熱脹冷縮的特性?？墒?，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?，盡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。

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?。克隽诉@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)?？偨Y(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。