導(dǎo)語：物理學(xué)研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1物理研究中的模型化

模型化指的是在研究和探索事物的過程中為了便于發(fā)現(xiàn)其中本質(zhì)和規(guī)律而建立的一種抽象的，理想的事物形態(tài)是對某些事物中所包含的本質(zhì)及規(guī)律采用逐步逼近的描述方法。例如，在電學(xué)中研究電荷間的相互作用時，其作用力的大小受帶電體的形狀、大小、所帶電荷量的多少、電荷的分布、電荷之間的相對位置及介質(zhì)等諸多因素的影響，若不分主次的考慮各種因素，會感到無從下手，也就無法得到最終的結(jié)果。在人類歷史發(fā)展過程中，通過大量實驗表明：隨著電荷間距離的增大，帶電體的形狀、大小、電荷的分布等因素的影響逐漸減小，距離增加到一定程度時，起決定作用的就是電荷的電量和介質(zhì)的介電常數(shù)，其形狀大小、電荷的分布可忽略不計．從而建立起“點電荷的理想模型這樣．突出了對所研究問題起主要的因素忽略次要的因素，建立“理想模型”，有效的解決了對復(fù)雜問題的研究。庫侖定律描述的就是兩個點電荷之間的相互作用規(guī)律在研究氣體的性質(zhì)和描述氣體的物理量間的關(guān)系中，麥克思韋建立了氣體模型：氣體是由很小的、完全彈性的、只在接觸時才發(fā)生相互作用的固體小球組成的系統(tǒng)從而奠定了氣體分子運(yùn)動論。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對氣體進(jìn)行模型化：當(dāng)分子間的距離接近十倍或大于十倍分子直徑時，就可以忽略分子之間的相互作用力，從而建立了理想氣體模型。這樣就比較容易得出描述氣體的物理量間的關(guān)系一一氣體狀態(tài)方程。顯然，如果沒有“點電荷”這個理想模型的建立，就沒有庫侖定律。沒有氣體模型和理想氣體模型的建立，就沒有氣體狀態(tài)方程。同樣，如果沒有質(zhì)點的建立，便不會有牛頓定律和萬有引力定律。物理學(xué)中的物理模型非常多，如鐵磁性物質(zhì)磁化模型、穩(wěn)恒電流模型、原予核式結(jié)構(gòu)模型等等?？梢哉f，物理的全部定理、定律和公式都是對物理模型的刻畫。物理模型化是物理學(xué)研究普遍采用的方法，是建立和發(fā)展物理理論的重要手段離開物理模型，物理學(xué)的研究就寸步難行。

2物理過程的理想化

自然界中各種運(yùn)動過程非常復(fù)雜，為了研究問題的方便我們可以忽略次要因素，突出物體運(yùn)動的主蔡特征和規(guī)律，把運(yùn)動過程想象為一種簡單化的、實際上不存在但又經(jīng)得起實踐驗證的運(yùn)動過程。

在研究物體的碰撞問題時，認(rèn)為該系統(tǒng)只在碰撞物體間內(nèi)力的相互作用下發(fā)生的，其他力與內(nèi)力相比，均可以忽略不計。在此條件下，這一系統(tǒng)遵循動量守恒定律。而完全彈性碰撞規(guī)律又是建立在理想碰撞的這一理論過程的基礎(chǔ)之上，只要相互的物體所受合外力為零，而且物體間相互作用的內(nèi)力存屬彈力，這樣的形變就能完全恢復(fù)。顯然整個碰撞過程只存在動能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，因此碰撞前后系統(tǒng)動量守恒。力學(xué)中研究物體在光滑平面或無摩擦軌道上的運(yùn)動過程，熱學(xué)中研究琿想氣體等質(zhì)纂過程中能量的轉(zhuǎn)換等都采用的是理想化過程。所謂等容、等壓、等溫及絕熱過程也是理想化過程。

同樣在研究地球表面上物體的下落運(yùn)動時，往往被視為自由落體運(yùn)動，那是因為在落體運(yùn)動過程中忽略了空氣阻力、重力隨高度變化等因素，認(rèn)識物體只在恒定的重力作用下的下落過程。顯然，滿足自由落體運(yùn)動條件的物體在自然界中無法實現(xiàn)，但在許多情況下，物體的下落很接近自由落體，完全可以用自由落體運(yùn)動規(guī)律來處理，所以自由落體理想過程的建立有著重要的現(xiàn)實意義。

物理學(xué)中的過程處處可見，如所有運(yùn)用機(jī)械能守恒定律處理的運(yùn)動過程、勻速直線運(yùn)動過程、原予核的衰變過程等等。理想過程是對實際過程的一種科學(xué)的近似，也是對實際過程進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。對理想過程的研究，很容易發(fā)現(xiàn)實際過程中所包含的規(guī)律，能更準(zhǔn)確更深刻的抓住問題的實質(zhì)。這種方法也普遍運(yùn)用于其他領(lǐng)域。

3物理實驗的理想化

物理學(xué)是一門建立在實驗基礎(chǔ)上的學(xué)科，物理概念的建立以及物理定理、定律的發(fā)現(xiàn)，往往是以實驗事實作為依據(jù)的，已經(jīng)建立起來的物理定理或理論，也必須經(jīng)得起非常嚴(yán)格的科學(xué)實驗的檢驗，同時，它又指導(dǎo)實驗，并在新的實驗的基礎(chǔ)上逐步完善理論。

理想實驗是一種假想的實驗，是人們在思想意識中塑造的一種理想過程，但它是一種邏輯推理的思維過程和理論研究的重要方法。它不是脫離實際的主觀意想，因為理想實驗是以實踐為基礎(chǔ)，是在真實的科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，抓住主要因素，排除次要因素，對實際過程作出更深層次的抽象分析，指出客觀現(xiàn)象的過程之間的內(nèi)在聯(lián)系及其規(guī)律，并由此得出重要結(jié)論。

愛因斯坦就十分重視理想實驗的研究，他通過設(shè)想的閃電理想實驗，提出了同時性的相對性概念。他設(shè)想當(dāng)兩道閃電同時下?lián)粢粭l東西方向的鐵路軌道時，對站在兩道閃電中的觀察者來說，這兩道閃電是同時發(fā)生的，但是對于乘坐一列由東向西高速行駛的火車上的觀察者來說，這兩道閃電不是同時下?lián)舻模瑫r性的相對性概念是建立狹義相對論的一個關(guān)鍵。伽利略的“平斜槽”理想實驗，一方面使人們對力和運(yùn)動的關(guān)系的認(rèn)識有了劃時代的轉(zhuǎn)變，闡明物體的運(yùn)動并不需要外力來維持，既奠定了牛頓第一定律的建立，另一方面又論證了自由落體運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動。而慣性定律是無法用實驗驗證的，很多的自由落體運(yùn)動也不便通過實驗驗證，而采用理想實驗來論證，人們可以深信不疑。人類歷史的長河中的大量實踐已證實了理想化方法的合理性，并在科學(xué)研究中已成為一種獨特的、無法替代的理論思維方法。

論文關(guān)鍵詞：模型化理想化理解過程

論文摘要：理想化方法是人們在認(rèn)識事物、探索事物內(nèi)在本質(zhì)及規(guī)律的過程中形成的一種理論思維方法。物理學(xué)中的很多概念、定理和定律的形成，都是在通過對研究對象進(jìn)行抽象概括，對研究過程進(jìn)行簡化的條件下得來的。本文以物理學(xué)中所涉及的部分概念、定理和定律為例，并結(jié)合多年來教學(xué)中對他們的認(rèn)識和理解，針對物理概念如何模型化、物理過程以及物理實驗如何理想化進(jìn)行闡述，這樣有助于對物理概念、定理和定律的進(jìn)一步理解，也是研究和探索其他事物的一種很好的手段。

在研究物理過程中，往往由于過程的影響因素比較多，要發(fā)現(xiàn)過程中的本質(zhì)及規(guī)律不容易的，或者是不可能的．因此我們需要對整個過程或過程中的某一部分進(jìn)行假設(shè)而建立過程簡單化的理想模型，目的是抓住問題的主要的、本質(zhì)的因素．舍棄其次要的、非本質(zhì)的因素，變復(fù)雜條件的實際過程為簡單的理想化過程。這樣。我們就可以透過事物的表面現(xiàn)象，比較容易地發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)及變化規(guī)律。物理學(xué)中的許多物理概念和物理定理、定律就是通過這樣的方法建立起來的。所以，理想化方法是物理研究中廣泛采用的理論思維方法之一。

參考文獻(xiàn)

【1】陳毓芳，鄒延肅．物理學(xué)史簡明教程．北京師范大學(xué)出版社，1986年7月第一版．