電影中的物理學(xué)原理探討

曾芳

【摘 要】作為一門綜合性的藝術(shù)形式，在各種各樣的電影中，應(yīng)用了大量的物理學(xué)原理。本文，我們即以做功來改變物體內(nèi)能，以及動(dòng)量守恒定律等常見的物理學(xué)為例，分析電影中的物理學(xué)原理的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電影；物理學(xué)原理；應(yīng)用

引言：電影是一門綜合性的藝術(shù)形式，在觀賞各種電影的時(shí)候，我們經(jīng)常可以看到各種各樣物理學(xué)原理的應(yīng)用。例如，在《荒島余生》這部電影中，主人公便在流落孤島的時(shí)候采用鉆木的方式來取火，即是利用摩擦做功的方式，升高物體的內(nèi)能的物理學(xué)原理。

一、《記憶三部曲》對(duì)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的體現(xiàn)

從物理學(xué)角度來看，物體運(yùn)動(dòng)是在力的作用下而產(chǎn)生的，當(dāng)物體受到各種外力作用的時(shí)候，便會(huì)出現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在電影中，便用到了大量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，出現(xiàn)大量的運(yùn)動(dòng)變化鏡頭，不斷的靈活轉(zhuǎn)換具體的視角。例如常用的運(yùn)動(dòng)攝像就是利用攝像機(jī)的位置變化或者鏡頭光軸、焦距的變化來進(jìn)行拍攝。經(jīng)過這樣的變化所得到的鏡頭叫做運(yùn)動(dòng)畫面。如：綜合使用推拉鏡頭、遙移鏡頭、跟進(jìn)鏡頭、升降鏡頭來進(jìn)行拍攝。這樣的拍攝手法靈活多變，拍攝的畫面豐滿多變，能夠多角度地展示場(chǎng)景，使觀眾看到鏡頭連貫，而且切換自然。對(duì)于某一個(gè)故事情節(jié)，運(yùn)動(dòng)攝像可以連續(xù)地進(jìn)行追蹤拍攝，突出情節(jié)的主題內(nèi)容。使得電影場(chǎng)景中的人物和構(gòu)圖更加生動(dòng)豐滿，給大家?guī)砹嗽S多視覺效果極好的靈活多變、切換自然的鏡頭，增強(qiáng)了故事的吸引力和角色的表現(xiàn)力。例如，在日本導(dǎo)演大友克洋的作品《記憶三部曲》中的《大炮之街》一節(jié)中，出現(xiàn)了很有代表性的長(zhǎng)鏡頭動(dòng)畫。在片頭部分中，鏡頭中的小男孩還躺在床上，然后是男孩穿衣服的場(chǎng)景，之后孩子跑到一個(gè)很高的畫像前面。鏡頭跟到畫像處，男孩直立對(duì)畫像敬禮，鏡頭向上移動(dòng)來由近到遠(yuǎn)地拍攝畫像，展示出畫像的全貌。接下來是男孩在畫像前面玩耍的場(chǎng)景，他邁正步走到餐桌旁邊，鏡頭跟進(jìn)來展示餐桌的場(chǎng)景，鏡頭停在餐桌的遠(yuǎn)景上。這一段落結(jié)束后，出現(xiàn)的是男孩乘坐地鐵上學(xué)的場(chǎng)景。大友克洋想在動(dòng)畫里面展示一種別人無法效仿的縱深感，所以他此時(shí)沒有使用鏡頭的切換，而只是變化攝像機(jī)的遠(yuǎn)近位置，來連接上學(xué)的一幕。出門上電梯，鏡頭俯拍電梯內(nèi)的場(chǎng)景，從上向下移動(dòng)，到了地鐵候車臺(tái)，地鐵離開車站到達(dá)目的地，鏡頭遠(yuǎn)景展示男孩出站的匆忙景象，跟著男孩的腳步來到停放大炮的廣場(chǎng)，鏡頭從炮聲到炮筒，然后來個(gè)90度旋轉(zhuǎn)，給黑洞洞的炮口一個(gè)大大的特寫。整個(gè)畫面銜接自然、連貫，真實(shí)的展示了父子一天生活的開始。

二、《終結(jié)者2》中做功改變物體內(nèi)能原理的應(yīng)用

在欣賞阿諾·施瓦辛格主演的電影《終結(jié)者2》的時(shí)候，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，電影中應(yīng)用到許多物理學(xué)原理。例如，在電影中液體金屬機(jī)器人殺手追殺主人公的時(shí)候，便應(yīng)用了做功改變物體內(nèi)能的物理學(xué)原理。做功改變物體內(nèi)能原理，指的是通過對(duì)物體做功，其他形式的能量便會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，或者是物體的內(nèi)能。究其原因，是因?yàn)樵趯?duì)物體進(jìn)行做功的時(shí)候，會(huì)改變物體內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而物體的內(nèi)能是大量分子在進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，因此，物體的內(nèi)能便發(fā)生了改變。于是，在電影中液體金屬機(jī)器人殺手追殺主人公這一橋段中，我們便會(huì)看到，從槽罐車?yán)镄孤冻鰜淼拇罅恳旱獩_到了液體金屬機(jī)器人殺手的身上，并很快將其凍結(jié)，分析其中的物理學(xué)原理便可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。在壓強(qiáng)較高的情況下，在液氮被釋放出來的時(shí)候，便會(huì)對(duì)外界做功，溫度下降，于是凍結(jié)了液體金屬機(jī)器人殺手。而在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，也隨處可見利用做功來改變物體內(nèi)能的情況。例如，在我們利用氣筒給輪胎打氣的時(shí)候，便是通過不停的對(duì)氣筒內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，對(duì)空氣做功，來使氣筒內(nèi)的空氣溫度上升。于是，氣筒便會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

三、《月隕天劫》對(duì)物理學(xué)規(guī)律的錯(cuò)誤應(yīng)用

在麥克·羅兒執(zhí)導(dǎo)的電影《月隕天劫》中應(yīng)用到很多物理學(xué)原理，但也存在一些錯(cuò)誤應(yīng)用的情況。例如，在電影中，一艘巨輪被吸了起來，集裝箱也一樣被吸得離開了巨輪。但是，船與集裝箱都被吸起來，水卻沒有被吸引起來。其實(shí)最終的結(jié)果是水與巨輪一起被吸起，就像有人說百慕大三角洲有船莫明其妙地失蹤是因?yàn)槟抢锏闹亓ν蝗蛔兇螅汛氯サ慕Y(jié)果是錯(cuò)誤的一樣。如果船所在的地方重力加速度變大，則水對(duì)船的浮力一樣要變大（由浮力公式可得），船是不會(huì)被吸引到海底的。還有矮星撞到月球上的情節(jié)，受到質(zhì)量的影響，如果碎片質(zhì)量真的是月球的160多倍，電影中不該描述出矮星碎片飛向月球，而是月球飛向這塊碎片。另外，在月球向碎片靠近的過程中，因?yàn)樵虑虻膫€(gè)頭足夠大，它在碎片的引力場(chǎng)中占據(jù)的空間太大，導(dǎo)致月球靠近碎片一端與遠(yuǎn)離碎片一端受到的引力不同，在一定距離上早被碎片的引力撕裂（在天文學(xué)上被稱為洛希極限）。這是一個(gè)可供電影制作者大寫特寫的宏大天文場(chǎng)景。而這塊矮星物質(zhì)撞擊月球的結(jié)果會(huì)是怎么樣的呢？利用物理學(xué)原理來分析，那片矮星物質(zhì)的密度是如此之大，是月球密度百億倍的數(shù)量級(jí)，它穿過月球這事簡(jiǎn)直比子彈在空氣中穿行還輕松！所以這片物質(zhì)會(huì)大搖大擺地不費(fèi)吹灰之力穿過月球，而不是停留在月球之中。

總結(jié)

在欣賞各種各樣題材和類型的電影的時(shí)候，我們總能發(fā)現(xiàn)大量的物理學(xué)原理的身影。而也正是得益于各種物理學(xué)原理的支持和應(yīng)用，我們才能在大屏幕上觀賞到各種或賞心悅目，或驚險(xiǎn)刺激，或感人至深的畫面，享受到視覺上的饕餮大餐。我們也相信，隨著物理學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，今后，將會(huì)有越來越多的物理學(xué)原理和技術(shù)等被應(yīng)用到電影的構(gòu)圖和制作等各個(gè)方面，為我們帶來更多更好的電影作品。 （作者單位：福建省建甌市第一中學(xué)）