理想推理法與研究真空不能傳聲

理想推理法的內(nèi)涵

理想推理法也叫“理想實驗”，又叫做“假想實驗”、“抽象的實驗”、“思想上的實驗”、“科學(xué)推理”，它是一種思維活動，是由人們在抽象思維中設(shè)想出來而實際上無法做到的“實驗”，理想推理法具有兩個特征：一是以實踐或科學(xué)實驗為基礎(chǔ)：二是以一定的邏輯法則為根據(jù)，而這些邏輯法則，都是從長期的社會實踐中總結(jié)出來，并為實踐所證實了的，它要求抓住科學(xué)實驗中的主要矛盾，忽略次要矛盾，發(fā)現(xiàn)實驗中某個主要因素隨實驗變量的變化趨勢，抓住這種變化趨勢，再對變量不能達(dá)到的極限進(jìn)行假設(shè)，推導(dǎo)出在理想化條件下出現(xiàn)的現(xiàn)象，從而推導(dǎo)出結(jié)論，它作為一種抽象思維的方法，可以使人們對實際的科學(xué)實驗有更深刻地理解，可以進(jìn)一步揭示出客觀現(xiàn)象和過程之間內(nèi)在的邏輯關(guān)系，并由此得出重要的結(jié)論。

理想推理法研究的主要問題

理想推理法主要研究實驗現(xiàn)象與實驗條件之間存在某種邏輯聯(lián)系，按照這種邏輯聯(lián)系，最終可推導(dǎo)出達(dá)到的某個極限現(xiàn)象，在初中物理中，用到理想推理法的實驗主要有兩個，一個是研究真空不能傳聲，另一個是研究牛頓第一定律，這兩個實驗的結(jié)論都不是直接從實驗中得出的，我們知道，真空或完全沒有摩擦力在實驗條件下是不可能得到的，這時就要在實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行理想化，推出在真空或完全沒有摩擦力的情況下出現(xiàn)的現(xiàn)象，再將實驗現(xiàn)象與推理現(xiàn)象結(jié)合起來，分析歸納出結(jié)論。

如何用理想推理法研究聲音在真空中不能傳播

人們發(fā)現(xiàn)固體傳聲的效果比液體好，液體傳聲比氣體好，于是提出了這樣的問題：聲音在介質(zhì)極其稀薄的氣體中或真空中傳播的效果如何呢?真空能否傳聲呢?人們提出了幾種猜想，猜想一：玻璃罩中空氣越稀薄，其傳聲的能力就越差，猜想二：可能是時間變長發(fā)聲體的能量減弱，真空在實驗室中是不能完全達(dá)到的，所以用實驗直接獲得真空不能傳聲這一結(jié)論是不可能的，這時，我們便可以運用理想推理法，根據(jù)實驗現(xiàn)象推出最終的結(jié)果，我們設(shè)計的實驗與推理過程如下：

1 實驗裝置設(shè)計

將某一響度穩(wěn)定的聲源(如小鬧鐘或手機(jī))放人密閉的容器(帶有橡皮塞及導(dǎo)管或橡皮管，并與抽氣機(jī)相連)內(nèi)，并且用抽氣機(jī)將容器里的氣體抽出，使容器里的空氣越來越稀薄(如右圖)，為了防止聲源與玻璃(固體)接觸將聲音傳出來，一般采用在瓶底墊泡沫塑料塊，將聲源放在泡沫塑料塊上，也可用細(xì)線懸掛聲源，以防聲音通過固體(玻璃)傳出。

2 實驗過程設(shè)計

①使聲源振動發(fā)聲，這時人能聽到聲源發(fā)出的聲音，說明聲音能在空氣中傳播。

②蓋上塞子，并接好抽氣機(jī)，進(jìn)行抽氣，隨著抽氣時間變長，瓶內(nèi)空氣變得越來越稀薄，聽從瓶內(nèi)傳出的聲音是否越來越小。

③撥出塞子或橡皮管，將空氣放進(jìn)瓶內(nèi)，聽聲音是否變大。(此時可驗證猜想二錯誤)

④重新塞好塞子或插好橡皮管，用抽氣機(jī)抽氣，聽聲音是否越來越小。

3 實驗推理

隨著抽氣機(jī)抽氣時間變長，瓶內(nèi)空氣變得越來越稀薄。聽到從瓶內(nèi)傳出的聲音越來越小，由此推理，假設(shè)將瓶內(nèi)抽成真空，將聽不到從瓶內(nèi)傳出的聲音。

4 實驗與推理結(jié)論

聲音在真空中不能傳播。

當(dāng)實驗過程將次要矛盾減小到忽略不計或不存在時，理想推理法才具有可信度，人們在不斷地改進(jìn)實驗裝置。采用真空杯或保溫瓶等來進(jìn)行實驗，一方面使實驗環(huán)境更接近真空，同時避免抽氣機(jī)噪聲對實驗的干擾；另一方面，盡量減少固體傳聲對實驗的影響，這樣使實驗越來越接近于結(jié)論對應(yīng)的現(xiàn)象，使推理越來越可信。

其實，物理學(xué)上不少規(guī)律都是采用理想推理法獲得的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類不斷用實驗驗證這種推理的正確性，聲音在真空中不能傳播這一推理也是一樣，隨著人類登上太空和月球，用事實直接驗證了它的正確性。