物理知識在生活中的應用與思考

張彥松

摘 要：物理是探究物質質量的結構，研究物質的相互作用和運動規律的自然科學。在社會發展過程中物理理論的應用實踐，催生了許多新的技術，如計算機技術、自動控制技術、機械工程技術等。這些技術在我們人類社會生活和工農業生產中發揮著巨大作用。高中物理是一門以實驗和觀察為基礎的自然科學，也是最基礎的物理理論。本文以自己感興趣的高中物理知識點為基礎，通過日常生活中的體會，闡述了一些物理知識在日常生活中的應用，希望通過日常生活中對物理知識的理解，加強對知識點的鞏固，進而提醒自己思考多利用理論知識解決生活中的實際問題。

關鍵詞：物理知識；自然科學；應用與思考

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0204-01

1 引言

物理是一門很有意思的學科，物理知識可謂是生活中無處不在。生活中的很多奇怪現象可以從物理知識中給出答案。例如在電梯加速上升或下降過程中身體會有加重或減輕的感覺，這是電梯運用了物理中定滑輪或者動滑輪提升重物的原理，還有物理課堂中最常見的加速度變化關系，即超重失重現象。然而，周圍很多同學缺乏觀察日常生活中物理現象的這種意識，忽視了物理與實際生活的聯系，對日常生活的常見的物理現象不能通過已學習過的物理知識給出正確的解釋，因而覺得物理是一門比較深奧的課程，失去學習的興趣，自然失去對物理知識的探索和現象觀察，更談不上將理論聯系實際解決生活中的問題。若在高中物理學習中與實際生活相聯系，去解釋生活中常見的物理現象，并將其應用于生活，不僅能提高對物理知識的理解，提高學習的趣味性，甚至還會利用物理知識發明新技術、新設備等解決生活中遇到的實際問題。

2 生活中常見的高中物理知識

2.1 生活中光的干涉與色散現象

用洗衣液洗衣服的時候，我們經常會發現有很多絢麗多彩、有趣的泡泡，為什么會出現這個現象呢？學習了光的折射定律后，我明白了光線在均勻介質上會沿直線傳播，但沿著非均勻的介質，光線因折射會發生彎曲。白光光線傳播到氣泡的上表面時，有一部分光會發生反射，另一部分光則會穿過氣泡，然后會再經氣泡的下表面反射回來。由于這兩部分光具有相同的頻率，且存在光程差，當兩者相位不同時，在上表面相遇就會發生干涉，因此呈現出五顏六色的氣泡。另外，在艷陽高照的白天中，向天空噴水或者雨后有太陽光照時，會發現天空中出現了七色彩虹。這是因為空氣中水分的增加導致局部空氣的折射率增大，當太陽光（白光，其通過三菱鏡折射會散射成紅橙黃綠藍腚紫七色可見光）照射時光線會發生折射，使不同顏色的光即不同頻率的光分離開來，就會呈現出不同的顏色，所以看到的彩虹也是七色的。由于每種介質對不同頻率的光的折射率不同，從而導致不同顏色的光發生了分離，這種現象就是色散現象。我們不僅要會解釋周圍的物理現象，還應該有利用這些知識解決實際問題的思考。相機成像效果與光的利用關系極為緊密，法國著名的物理學家李普曼因發明基于干涉現象的彩色照相術，獲得了1908年度諾貝爾物理學獎。因此學習好光學知識不僅可以發明不同需求的相機，而且在拍攝過程中根據拍攝對象需要利用或排除干涉、色散現象可能會出現意想不到效果的照片。

2.2 摩擦力在自行車中的應用

自行車為什么能跑？不知道這個問題大家有沒有去想過。我們學過高中物理知道當雙腳用力蹬腳踏板可使自行車上的牙盤轉動，經過機械傳動使自行車的后輪發生機械轉動，當自行車的后輪與地面接觸時，就會發生滑動摩擦，并且又因為自行車的后輪要發生轉動就必須要與地面發生相對摩擦的趨勢，然后當自行車的后輪和其前輪與地面的摩擦力足夠大時，這樣就會促使自行車往前進。當然，如果車胎的摩擦力不夠大或者踩腳踏板用力過猛時，車輪就會原地打滑，尤其當路面有水或者路面結冰這種現象更為明顯。大家都知道自行車的輪胎上刻著比較粗糙的花紋，學習高中知識后，大家都知道因為影響摩擦力大小是有兩個因素存在的，這樣設計更有利于提高自行車車胎與地面表面的接觸面的粗糙程度，粗糙程度越大，增強與地面的摩擦力的效果就越明顯，也就減小了自行車打滑，提高其速度。自行車賽車的出現，又給自行車設計者提出了新的問題：怎樣在保持賽車良好穩定性基礎上提升其速度和節省使用者的體力？因此在輪胎設計上就要充分利用物理中的摩擦力原理，確定輪胎粗糙程度、與地面接觸面大小等與自行車穩定性關系，確定合適的輪胎構型。以后的比賽中，科技越來越多的服務參賽選手。

2.3 照明中的聲控燈

在我們周圍生活中常常會使用一種聲控燈，聲控燈當光線充足或者在白天的時候，無論你發出多大的聲音，這種照明燈都不亮；但是在光線比較暗的時候，尤其是晚上的黑夜中，只要輕輕發聲，稍微有個動靜，它就馬上發出了亮光，這是為什么呢？學完高中物理關于電學相關知識后，我們就能理解了它的工作原理。其內部由音頻放大電路、選頻電路、延時開啟電路、光控電路以及可控硅電路這五種電路組成。它的工作原理實質上是聲、光協同控制，五大電路協同工作，在光線比較明亮時，光控電路發生作用，則燈不會亮。光線昏暗的時候，光控開關則不發生作用，這時如果環境中出現聲音動靜時，音頻放大電路和選頻電路被觸發，此時可控硅電路最主要的作用之一就是穩壓穩流、調壓調頻，燈就會產生明亮穩定的光線。反之，當環境中無聲響時，音頻放大電路和選頻電路就不會被觸發，燈就不會亮。這一原理就為我們提供了一種操作方便、工作穩定且靈敏可靠的聲控燈，其能根據環境中的聲、光條件自動打開和關閉聲控照明裝置，并且帶有自動延時關閉功能，使其應用更加方便。這就是我們樓道中常見的聲控燈的工作原理。了解這個原理后是不是更提高了我們要利用物理知識之間相互關系，開展發明創造為美好生活提供更多方便和快捷的信心？

2.4 電學中觸電知識

在高中階段，相信大家做過對蚯蚓能承受最大電壓的探究小實驗。當在蚯蚓身上加上1.5V的電壓時，蚯蚓會迅速做出反應，分泌大量的粘液，做出奮力掙扎的反應，從實驗盒內跳出試驗盒外。在蚯蚓身上加上3V的電壓時，蚯蚓會被電為兩截。通過這個實驗我們知道蚯蚓因為體內存在大量的水分，因而成為良好的導體，當電壓低的時候，身體有電流通過并刺激蚯蚓做出反應；而當電壓超過了其承受能力時，直接被電為兩段。通過這個簡單的小實驗，我們也可以解釋人體觸電的現象。觸電實質上是電流電壓擊傷的通用俗稱。人體也存在大量的水分，因而也是良好的導體，當人體這個良好的導體直接接觸電源，或者高壓電通過空氣（空氣內含有大量水分，尤其雨雪天氣），或者間接觸及其他導電介質等，通過導體傳遞電流。當電流較小時，會引起人體組織損傷和功能障礙。當電流過大時，蚯蚓會被電為兩截，而人體會發生心跳和呼吸驟停，超高壓還可引起灼傷，像閃電雷擊特別可怕。因此在日常生活中，我們既要享受生活電器帶來的美好生活，也要提高用電安全意識，謹防觸電現象的發生。

3 從物理中走進生活，從生活中走向物理

物理學科是博大精深的自然學科，它是人類文明發展過程中長期的積累。對人類社會的文明進步起到巨大的推動作用，也對人們的思考方式以及人們的日常生活也有非常巨大的影響。物理知識存在于我們身邊，為提高學習效率和興趣，我們既要訓練自己用學習過的物理知識解釋日常生活觀察到的一些現象更要學會利用物理教材中學習到的知識解決日常生活問題，理論和實踐充分結合，提高學習的樂趣，真正達到樂學樂用。

參考文獻

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