淺談高中物理與新型能源科學(xué)的關(guān)系

劉彥廷

摘要：近年來，隨著社會(huì)的高速發(fā)展與城市建設(shè)水平的提高，人們對(duì)于自然資源的開發(fā)與利用逐漸增加，由此導(dǎo)致的自然資源的過度開發(fā)與自然資源的浪費(fèi)已經(jīng)成為近年來世界范圍內(nèi)的主要環(huán)境問題。因此，新型能源科學(xué)的研究是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此本文立足于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展角度，淺談高中物理與新型能源科學(xué)的關(guān)系，并對(duì)新型能源提出獨(dú)到的見解，從而更加切實(shí)地理解物理學(xué)的理論、感受物理學(xué)的學(xué)科魅力。

關(guān)鍵詞：高中；物理；新型能源；關(guān)系

一、新型能源科學(xué)概述

1、新型能源科學(xué)的概念。新型能源科學(xué)是相對(duì)于傳統(tǒng)能源科學(xué)的一種科學(xué)，是指探索與研究一系列傳統(tǒng)能源以外能源，其中包括：風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、海洋能等能源科學(xué)。新型能源科學(xué)主要是研究以新能源、新材料或者新技術(shù)為基礎(chǔ)，利用物理學(xué)及其他學(xué)科的相關(guān)理論，通過科學(xué)分析與實(shí)驗(yàn)，將這些新型材料與新技術(shù)應(yīng)用到能源的開發(fā)之中。簡(jiǎn)而言之，新型能源科學(xué)是一種將新型能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，走可持續(xù)發(fā)展的道路的科學(xué)。

2、新型能源科學(xué)的類別。第一，風(fēng)能。風(fēng)能是新型能源科學(xué)的主要形式之一。風(fēng)能是指地表的空氣流動(dòng)所做的功，將這些功作為新的能源形式。風(fēng)能是一種無污染、可持續(xù)使用的新型能源，風(fēng)速越大，風(fēng)能就越大。目前，許多國(guó)家已經(jīng)引建了許多大型風(fēng)力發(fā)電站，大規(guī)模投入生活與生產(chǎn)。第二，太陽(yáng)能。太陽(yáng)能是指太陽(yáng)的熱輻射能，是一種巨大且長(zhǎng)久的能源。太陽(yáng)能在人們的生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用十分廣泛，太陽(yáng)能可以用來發(fā)電或者供熱取暖，是一種可再生能源。第三，海洋能。海洋能是一種蘊(yùn)藏在廣袤海洋中的能量，是一種蘊(yùn)藏量巨大但具有一定開發(fā)難度的新型能源，它是指海洋通過一系列物理過程對(duì)能量進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存的能量，具體表現(xiàn)為波浪、鹽度、溫度等。

二、物理學(xué)原理與新型能源科學(xué)的相互作用

1、物理學(xué)原理對(duì)新型能源科學(xué)的指導(dǎo)作用。一方面，物理學(xué)原理對(duì)新型能源科學(xué)具有指導(dǎo)作用，新型能源科學(xué)的研究過程始終以物理學(xué)原理為基礎(chǔ)，可以說，物理學(xué)原理使得在新型能源科學(xué)研究領(lǐng)域的每一個(gè)進(jìn)展有據(jù)可依。物理學(xué)原理對(duì)新型能源科學(xué)與新能源開發(fā)過程起著至關(guān)重要的導(dǎo)向作用，是新型能源科學(xué)發(fā)展的基石。

2、新型能源科學(xué)對(duì)物理學(xué)的推動(dòng)作用。另一方面，新型能源科學(xué)對(duì)物理學(xué)有著十分重要的推動(dòng)作用。因?yàn)?，在新能源科學(xué)的研究過程中，會(huì)涉及目前物理學(xué)沒有研究或涉足的領(lǐng)域，這些新能源科學(xué)的發(fā)展給物理學(xué)帶來了新的活力，這些未知的現(xiàn)象同時(shí)也會(huì)為物理學(xué)的發(fā)展助力。

總的來說，物理學(xué)原理與新能源科學(xué)是辯證統(tǒng)一，相互作用的。物理學(xué)原理與新能源科學(xué)二者緊密聯(lián)系，不可分割。

三、物理學(xué)在新型能源科學(xué)中的應(yīng)用

1、風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能是一種無污染、可持續(xù)使用的新型能源，由物理公式E=1/2（ρtsυ3）可得：風(fēng)速越大，風(fēng)的橫截面越大，風(fēng)能就越大。譬如，夏威夷群島發(fā)電站是目前是世界最大風(fēng)力發(fā)電站，它每年的發(fā)電量可達(dá)一千萬(wàn)千瓦時(shí)；而在中國(guó)的東北、西北與東南地區(qū)，也建立了許多風(fēng)力發(fā)電站，譬如新疆達(dá)板城風(fēng)電廠目前每年產(chǎn)電1800萬(wàn)千瓦時(shí)。

2、磁懸浮技術(shù)。磁懸浮技術(shù)是一種新型技術(shù)，是指讓物體的磁力克服它的重力，從而實(shí)現(xiàn)其懸浮的技術(shù)。磁懸浮技術(shù)的成熟使得磁懸浮列車的出現(xiàn)成為可能。由物理學(xué)原理可知，兩塊同級(jí)的磁鐵靠近會(huì)互相排斥，不同級(jí)的磁鐵靠近則會(huì)互相吸引。磁懸浮技術(shù)充分引用了這兩種吸引力與排斥力。中國(guó)的第一輛磁懸浮列車已經(jīng)在2003年的上海成功運(yùn)行。磁懸浮列車的優(yōu)勢(shì)在于它的速度極快、且由于其懸浮與空中與地面沒有摩擦因此運(yùn)行噪聲小，且成本較低，減少了對(duì)傳統(tǒng)能源的耗費(fèi)，一旦大規(guī)模投入運(yùn)行，有利于環(huán)境與自然資源的保護(hù)。

3、新型功能材料。新型功能材料是物理學(xué)在新型能源科學(xué)領(lǐng)域的另一項(xiàng)偉大成就，新型功能材料是指那些將原有的光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)等通過物理效應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他的能，或使得這些能相互轉(zhuǎn)化而形成的功能材料。隨著物理學(xué)的發(fā)展與社會(huì)科技水平的提高，這些新型功能材料的研究已經(jīng)逐漸成熟，許多新型功能材料已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用于我們的日常生產(chǎn)與生活。譬如，新型陶瓷材料就是常見的新型功能材料，它是通過物理效應(yīng)，改良傳統(tǒng)瓷磚材料的性能特點(diǎn)。在熱能方面，它具有隔熱，耐高溫的特點(diǎn)；在機(jī)械能方面，它具有防滑，耐磨擦的特點(diǎn)；在電能方面，它具有絕緣的特點(diǎn)。

由上可見，物理學(xué)在新型能源科學(xué)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，物理學(xué)為新型能源科學(xué)的研究提供了理論基礎(chǔ)與理論依據(jù)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新型能源科學(xué)以其環(huán)保、可持續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到人們的生活之中，可以說新型能源科學(xué)的研究是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)的。因此，立足于物理學(xué)的相關(guān)概念與原理與社會(huì)實(shí)際，研究物理學(xué)與新型能源科學(xué)的相互關(guān)系，并充分探討物理學(xué)在新型能源科學(xué)中的應(yīng)用可以為新型能源的研究指明方向，也為物理學(xué)帶來新的活力，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。因此作為高中生，我們應(yīng)該夯實(shí)書本基礎(chǔ)，并善于思考與總結(jié)生活中的物理現(xiàn)象，發(fā)散思維，不斷為未來的大學(xué)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，也為未來社會(huì)的發(fā)展奉獻(xiàn)自己的一份力量。

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