中學(xué)物理應(yīng)關(guān)注天文和空間技術(shù)的發(fā)展

摘 要：現(xiàn)階段各學(xué)校正施行新課程標(biāo)準(zhǔn)，中學(xué)物理學(xué)科響應(yīng)其指導(dǎo)，更加注重物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的發(fā)展，在物理教材的內(nèi)容中充分反映出科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。相比之前的教學(xué)體系，現(xiàn)行的物理教材更加注重其實(shí)用性以及趣味性，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，可以將枯燥的物理理論知識(shí)聯(lián)系更加多彩的現(xiàn)實(shí)世界，基礎(chǔ)的物理公式定理聯(lián)系現(xiàn)代不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，可以提升將學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的積極性。尤其是在和物理學(xué)發(fā)展相關(guān)的學(xué)科，像是天文學(xué)與空間技術(shù)，這兩項(xiàng)內(nèi)容在物理教材和考試中出現(xiàn)的頻率非常高，中學(xué)物理應(yīng)要更加關(guān)注這兩項(xiàng)內(nèi)容。本文主要圍繞中學(xué)物理中的天文知識(shí)和空間技術(shù)展開(kāi)討論，首先簡(jiǎn)要探析天文和空間技術(shù)的學(xué)科構(gòu)成，然后提出其與高中物理知識(shí)的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理;天文;空間技術(shù)

引言：在中學(xué)這一階段，學(xué)生對(duì)于天文和空間技術(shù)等知識(shí)充滿(mǎn)著好奇心，懷有探索的心理，物理知識(shí)學(xué)習(xí)中通常具有一定的難度，并具有一定的枯燥性，學(xué)生很難提起學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，從而很難提升物理知識(shí)學(xué)習(xí)效率。在物理知識(shí)學(xué)習(xí)中更多地融合天文以及空間技術(shù)等知識(shí)，為學(xué)生繪出一幅美好宏大的宇宙藍(lán)圖，滿(mǎn)足學(xué)生的好奇心理，在學(xué)習(xí)物理學(xué)科時(shí)會(huì)更加有興趣，從而提升物理知識(shí)的學(xué)習(xí)效率。本文主要就圍繞物理知識(shí)中的天文內(nèi)容和空間技術(shù)發(fā)展內(nèi)容進(jìn)行研究。

1.天文概述

天文學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)的獨(dú)立學(xué)科，并不僅僅屬于物理學(xué)范疇，但在天文學(xué)的研究上會(huì)經(jīng)常用到物理知識(shí)，也存在天文和物理的交叉學(xué)科，例如天體物理學(xué)。天文學(xué)主要是對(duì)宇宙空間天體以及宇宙的結(jié)構(gòu)、宇宙發(fā)展進(jìn)行研究的學(xué)科，其中包括的主要有天體性質(zhì)、構(gòu)造以及運(yùn)行規(guī)律等。天文觀測(cè)中對(duì)天體發(fā)射輻射到地球等情況進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)這些輻射的位置進(jìn)行測(cè)量、對(duì)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行探索、對(duì)其物理性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、能量來(lái)源和演化規(guī)律進(jìn)行研究。

人類(lèi)社會(huì)在不斷地進(jìn)行發(fā)展，天文學(xué)一開(kāi)始的研究對(duì)象是太陽(yáng)系，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到整個(gè)宇宙?，F(xiàn)階段，天文學(xué)依據(jù)研究方法進(jìn)行分類(lèi)，可以分成三大分支學(xué)科，分別是天體測(cè)量學(xué)、天體物理學(xué)以及天體力學(xué)。依據(jù)觀測(cè)手段進(jìn)行分類(lèi)也可分為三大分支，分別是光學(xué)天文學(xué)、空間天文學(xué)以及射電天文學(xué)。

2.物理學(xué)概述

物理學(xué)作為自然科學(xué)中最基礎(chǔ)的學(xué)科，是一些物理學(xué)者在進(jìn)行過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)思考論證，進(jìn)而提出的大自然現(xiàn)象表述以及規(guī)律的假說(shuō)。物理學(xué)在自然科學(xué)研究中起著帶頭作用，物理學(xué)研究的內(nèi)容大到宇宙，小到物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和形式，例如是基本粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和形式，在我們的身邊無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生著。

物理這一詞最先是出自自希臘文，其原本的意思指的是自然。在古代時(shí)歐洲人將物理學(xué)稱(chēng)作自然哲學(xué)。從廣泛的意義上來(lái)講就是對(duì)大自然現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行研究的學(xué)問(wèn)。在漢語(yǔ)和日語(yǔ)中的物理一詞最初出現(xiàn)在明末清初，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家方以智在稱(chēng)為百科全書(shū)式的自身著作《物理小識(shí)》有提到這一概念。物理學(xué)科，主要是對(duì)宇宙組成基本要素進(jìn)行研究：這之中包括宇宙組成的能量、物質(zhì)、時(shí)間、空間，還有這些組成之間的交互作用;根據(jù)這樣的情況，對(duì)宇宙的基本定律和相關(guān)法則進(jìn)行分析，從而對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解。在古典時(shí)期物理是由研究與自然哲學(xué)組成的，物理直到十九世紀(jì)才在哲學(xué)中進(jìn)行分離，成為一門(mén)獨(dú)立的實(shí)證的學(xué)科。到了現(xiàn)代，在自然科學(xué)中物理學(xué)已經(jīng)是最基礎(chǔ)的學(xué)科。物理學(xué)一般是應(yīng)用數(shù)學(xué)的形式將理論展現(xiàn)出來(lái)，其中物理學(xué)定律指的是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證的物理學(xué)規(guī)律。物理學(xué)定律有些是在極端的假設(shè)條件下成立的，無(wú)法直接對(duì)這些定律進(jìn)行證明，只有進(jìn)行反復(fù)的近似實(shí)驗(yàn)才能對(duì)其正確性進(jìn)行檢驗(yàn)。物理學(xué)和很多自然科學(xué)又有著聯(lián)系，像是化學(xué)、生物、地質(zhì)以及天文等。本文主要研究天文和物理的關(guān)系。

3.天文與物理學(xué)的關(guān)系

物理學(xué)在發(fā)展過(guò)程中與天文學(xué)有著很緊密的聯(lián)系，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的很多重要物理定律都與天文學(xué)有著很大的關(guān)系。物理學(xué)在不斷發(fā)展著，天文探測(cè)不斷更新手段，在這樣的背景下，會(huì)發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多經(jīng)典物理學(xué)定律與天文現(xiàn)象不相符合，這種情況的出現(xiàn)，就會(huì)在一定程度上刺激物理創(chuàng)新理論，并不斷更正。哥白尼“日心說(shuō)”作為革命性天文理論，就在很大程度上革新了物理學(xué)的相關(guān)思想;例如牛頓的萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了海王星。從另一方面講，牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，樹(shù)上掉落的蘋(píng)果不是真正的功臣，其基礎(chǔ)是開(kāi)普勒在第谷的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)三定律的總結(jié)，以萬(wàn)有引力為基礎(chǔ)，對(duì)行星運(yùn)動(dòng)軌道可以做出精準(zhǔn)的計(jì)算，從而能對(duì)現(xiàn)有天文現(xiàn)象作出解釋。另外，對(duì)這一天文現(xiàn)象的解釋也成就了愛(ài)因斯坦對(duì)廣義相對(duì)論這一重大的理論的提出，廣義相對(duì)論也能對(duì)水星運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行解釋;并且愛(ài)因斯坦所提出的質(zhì)能方程可以對(duì)恒星能量核聚變中所損失的質(zhì)量作出解釋。哈雷對(duì)萬(wàn)有引力定律進(jìn)行了應(yīng)用，有了彗星的回歸的預(yù)言;勒維耶對(duì)萬(wàn)有引力定律進(jìn)行應(yīng)用，推測(cè)出海王星的位置。這些預(yù)言不僅促進(jìn)了天文學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也證明了萬(wàn)有引力定律的偉大，印證了物理學(xué)與天文學(xué)的相互促進(jìn)作用。

在現(xiàn)階段天文學(xué)的熱點(diǎn)關(guān)注更多的是在尋找可以加速膨脹宇宙的暗能量，而研究暗能量的特性和本質(zhì)也是物理學(xué)在前沿研究上的重要課題。無(wú)論是從歷史上，還是如今的發(fā)展上，都能夠看出天文學(xué)與物理學(xué)的發(fā)展觀都是相互促進(jìn)、一同發(fā)展的關(guān)系。

4.空間技術(shù)及其與物理的關(guān)系

空間技術(shù)是對(duì)宇宙空間進(jìn)行探索、開(kāi)發(fā)以及利用的技術(shù)，也被叫做航天技術(shù)或者是太空技術(shù)，其目的主要是通過(guò)使用空間飛行器來(lái)對(duì)空間發(fā)生的物理、生物和化學(xué)等自然現(xiàn)象進(jìn)行研究?？臻g技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)具有較高的綜合性，其集合了現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)成就?；谖锢韺W(xué)中熱學(xué)和力學(xué)定律，有了空間技術(shù)的設(shè)想，空間技術(shù)的發(fā)展更多的是依賴(lài)電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及其他先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。而這些技術(shù)的發(fā)展，都不能與研究物理學(xué)基礎(chǔ)理論分離開(kāi)來(lái)，比如說(shuō)，沒(méi)有發(fā)展電磁學(xué)，到現(xiàn)在為止人們就不能有電力能源的應(yīng)用，也就不會(huì)有電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，從而也無(wú)法實(shí)現(xiàn)其他先進(jìn)的技術(shù)。物理學(xué)是空間技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和推動(dòng)力，只有物理學(xué)的不斷完善，才能推動(dòng)人類(lèi)向更遠(yuǎn)處的太空邁進(jìn)。

結(jié)語(yǔ)

在中學(xué)物理加入一些天文以及空間技術(shù)發(fā)展的知識(shí)，能夠提升學(xué)習(xí)興趣，更加深刻的認(rèn)識(shí)到在探索宇宙時(shí)，物理知識(shí)的應(yīng)用的重要性。在中學(xué)階段，物理學(xué)科是一項(xiàng)基礎(chǔ)學(xué)科，與生活最為接近，學(xué)習(xí)物理知識(shí)不僅擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，更是對(duì)現(xiàn)階段的一個(gè)啟發(fā)，給學(xué)生展開(kāi)了一幅遼闊的宇宙宏圖。

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作者簡(jiǎn)介：孫祺，男，山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)，2000年11月23日，江蘇省宜興市，高中，班長(zhǎng)，研究方向：天體物理