身邊的有趣現(xiàn)象及其中的物理學(xué)解釋

程 睿

（山東省龍口市一中東校，龍口 265701）

1 引言

高中物理是一門(mén)非常注重邏輯思維、實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，它用很多理論和實(shí)驗(yàn)操作向我們解釋了自然界的很多現(xiàn)象，揭示了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律；物理學(xué)的和諧統(tǒng)一性也讓生活顯得是和諧有序，比如牛頓的三大定律和萬(wàn)有引力定律把太空、地面的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，再比如，電與磁的統(tǒng)一正是因?yàn)辂溈怂鬼f電磁理論的建立。所以說(shuō)物理是一門(mén)很有趣的科學(xué)，表面上抽象的概念較多，實(shí)則不然，通過(guò)細(xì)心觀察生活，把物理與生活聯(lián)系起來(lái)，很多有趣的現(xiàn)象都能得到物理學(xué)解釋?zhuān)@對(duì)我們學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更好的認(rèn)識(shí)客觀世界都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 生活中的趣味物理現(xiàn)象及物理學(xué)原理

（1）聲學(xué)與生活。聲學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。它是研究聲波的科學(xué)。眾所周知，物體震動(dòng)能產(chǎn)生聲音，而聲音的傳播是需要介質(zhì)的，氣體、固體、液體都能充當(dāng)聲音傳播的介質(zhì)，但真空環(huán)境則不能傳播聲音。，在不同的介質(zhì)中聲音傳播的速度是不同的，聲音在固體中傳播速度最快，液體次之，氣體再次之。當(dāng)然，聲音的傳播速度也受溫度、壓強(qiáng)等因素的影響。此外聲音有三個(gè)特征分別是音調(diào)、音色、響度。

生活中很多有趣的現(xiàn)象都與聲學(xué)有關(guān)，比如在向暖水壺中倒開(kāi)水時(shí)，我們通過(guò)聲音的變化就能夠判斷水是否滿(mǎn)了。因?yàn)殡S著水量的增加，開(kāi)水壺中的空氣柱長(zhǎng)度越來(lái)越短，空氣柱越短，發(fā)出的聲音頻率越高，從而產(chǎn)生的音調(diào)也就越高，特別是水滿(mǎn)的時(shí)候這種音調(diào)上的變化是非常明顯的。再比如，我們?nèi)メt(yī)院看病時(shí)，醫(yī)生通常會(huì)對(duì)我們進(jìn)行聽(tīng)診，這里面的原理就在于病變的臟器官，發(fā)出的聲音會(huì)發(fā)生變化，醫(yī)生根據(jù)這些聲音的變化初步診斷病情。另外，可以利用聲波來(lái)預(yù)測(cè)災(zāi)情。次聲波的頻率很低，我們察覺(jué)不到，像地震、臺(tái)風(fēng)這類(lèi)的自然災(zāi)害都伴有次聲波，所以可以通過(guò)檢測(cè)器傳來(lái)的信息，在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)就能及時(shí)做出反應(yīng)。

（2）光學(xué)與生活。光是能發(fā)出一定波長(zhǎng)的電磁波的物體，主要分為可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光（紫外線、紅外線、X光線等）。光具有波粒二象性，可以在一些透明度較大的物質(zhì)中傳播，比如水、空氣。

生活中很多有趣的現(xiàn)象都包含了光學(xué)的知識(shí)。比如日食中包含的原理就是光沿直線傳播。地球、月球、太陽(yáng)恰好在同一直線，月球擋住了太陽(yáng)光；激光在生活領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，比如用激光美容，就是利用了不同波長(zhǎng)的光所產(chǎn)生的高能量，精確聚焦來(lái)處理各種皮膚問(wèn)題；汽車(chē)的后視鏡是凹面的，這是利用了光的反射原理，通過(guò)后視鏡凹面的反射，我們眼睛所接收到的景物就變小了，所以在這個(gè)小小的后視鏡里面我們就能看到很大空間的景物。

（3）熱學(xué)與生活。熱學(xué)主要指研究與物質(zhì)熱狀態(tài)及其性質(zhì)規(guī)律有關(guān)的科學(xué)。談到熱學(xué)，我們比較熟知的是能量轉(zhuǎn)換守恒定律、熵增定律等。熱學(xué)與電學(xué)、力學(xué)有著及其緊密的聯(lián)系，很多科學(xué)研究往往都交織在一起，熱力學(xué)、電熱學(xué)就是從中衍生的學(xué)科。

熱學(xué)與我們的生活息息相關(guān)。比如燃?xì)庠钤谠O(shè)計(jì)上會(huì)在出活口有一個(gè)支架，這樣火和鍋底就會(huì)有一定的距離，這樣做的原理在于火焰有三層，由內(nèi)到外分別是焰心、內(nèi)焰、外焰，而外焰的溫度最高，這樣就能節(jié)約燃料；我們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中也伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，例如，我們?cè)谂懿綍r(shí)，身體會(huì)發(fā)熱，這是因?yàn)槲覀凅w內(nèi)的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能和熱能；溫度計(jì)的使用就是利用了熱脹冷縮的原理；炊具用木質(zhì)手柄或隔熱材料是因?yàn)榻饘倬哂袑?dǎo)熱性。

（4）電學(xué)與生活。電學(xué)是物理學(xué)的重要分支，它的研究領(lǐng)域主要在電的產(chǎn)生以及如何應(yīng)用。電學(xué)的應(yīng)用發(fā)展相當(dāng)迅猛，小到電子元件、電池、家用電器、大到發(fā)電廠、水電站，都在生活中起到了重要的作用。

電學(xué)的應(yīng)用幾乎包含了我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。比如，發(fā)電廠發(fā)電，通過(guò)變壓器和輸電線進(jìn)行高壓輸電，在進(jìn)入家庭之前各地方變電所再進(jìn)行降壓，來(lái)達(dá)到220V的額定電壓的要求，這其中電壓變換最主要的就是利用了變壓器中線圈匝數(shù)的不同來(lái)變換電壓；電飯鍋煮飯、電炒鍋炒菜都是利用了電能通過(guò)電器中的電阻生熱產(chǎn)生內(nèi)能，在利用熱的傳導(dǎo)性把飯菜煮熟；很多電器有兩個(gè)接頭，而一些大功率的電器往往有三個(gè)接頭，因?yàn)榇蠊β实碾娖飨鄬?duì)來(lái)說(shuō)使用起來(lái)更危險(xiǎn)，最上面的接頭接的是地線，主要起導(dǎo)電絕緣的作用，左邊接的是零線，右邊接的是火線，這樣的設(shè)計(jì)就能起到保障安全的作用。

（5）力學(xué)與生活。力學(xué)是一門(mén)聚焦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的自然科學(xué)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析我們可以判斷它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，反過(guò)來(lái)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)我們可以估計(jì)物體受的是哪些力的作用，是恒定不變的力還是變化的力。

力學(xué)在我們的生活中扮演了重要的角色。比如飛機(jī)的機(jī)翼上部的外側(cè)是圓弧型而非平的形狀，主要是當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼將氣流分成兩股，由于機(jī)翼上表面拱起，上方氣流的通道相對(duì)而言變得狹窄，按照氣流的連續(xù)性和伯努利定理，機(jī)翼上方的壓強(qiáng)比下方大，這樣由于壓力差的作用會(huì)產(chǎn)生升力作用于機(jī)翼；工廠生產(chǎn)線利用傳送帶運(yùn)輸產(chǎn)品，主要是利用了產(chǎn)品與傳送帶接觸會(huì)產(chǎn)生靜摩擦，這些靜摩擦力帶動(dòng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)；人造衛(wèi)星升空后，為什么能沿著既定的軌道不停的做圓周運(yùn)動(dòng)？因?yàn)槿f(wàn)有引力的大小恰好等于衛(wèi)星所在高度處維持近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，生活中能用物理知識(shí)去解釋的事件和現(xiàn)象不計(jì)其數(shù)。生活是物理實(shí)踐的重要場(chǎng)所，通過(guò)細(xì)心觀察生活，對(duì)物理的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)物理的趣味性會(huì)有很大的提振。對(duì)于物理的學(xué)習(xí)，我們要理論聯(lián)系實(shí)際，勤思考，善觀察，多總結(jié)，用一顆好奇之心去面對(duì)我們的客觀世界。

[1] 謝芬.物理原理在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（09）.

[2] 張華軍.淺談物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際，2010（08）.