論宏觀物理與微觀物理的關(guān)系

摘要：物理是一門抽象性以及概括性都非常強的基礎(chǔ)學(xué)科，由于其抽象性較強的原因?qū)е挛覀冊趯W(xué)習(xí)物理的過程中必須要對理論知識進行深刻的理解，如若我們只學(xué)習(xí)淺顯的基礎(chǔ)知識，而不能把知識的內(nèi)涵以及和其他知識的聯(lián)系與區(qū)別分清，那么在利用相關(guān)物理知識解答問題時，就會容易出現(xiàn)解答正確和錯誤兩種截然不同的結(jié)果。因此，在學(xué)習(xí)物理的過程中需要帶著問題去學(xué)習(xí)以及思考，用自身的直覺思維去向老師提問，這樣可以鍛煉我們的思維能力和獨立思考能力。本文從宏觀物理和微觀物理兩個方面入手，詳細探討了宏觀物理和微觀物理以及其二者之間的關(guān)系和聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：宏觀物理；微觀物理；關(guān)系

從物理學(xué)的角度來看，宏觀物理和微觀物理之間不是針鋒相對的一種關(guān)系，其之間既有緊密的聯(lián)系，也存在著一定程度上的區(qū)別。在高中物理知識的學(xué)習(xí)階段，我們所需要做的是鍛煉我們的獨立思考能力和解題能力，而這些能力的鍛煉要求我們要對物理知識進行深入的理解，而理解的過程中需要從宏觀和微觀兩個角度對問題展開探討研究[1]。

一.宏觀物理與微觀物理概述

宏觀物理是和微觀物理是相對的，如牛頓力學(xué)就是宏觀物理上的概念，而量子力學(xué)是微觀物理上的概念。嚴格意義上來講，宏觀物理是微觀物理的理論基礎(chǔ)，在認識和熟知微觀物理之前，首先需要詳細地了解和探索宏觀物理。現(xiàn)代化的物理知識上，多數(shù)微觀物理知識以及思想都是發(fā)源于宏觀物理的，這也就是說，如果我們沒有對宏觀物理進入深入的研究和探索，微觀物理是不可能得以進一步發(fā)展及完善，如果不能學(xué)好宏觀物理，沒有打下堅實的理論基礎(chǔ)，那么物理的學(xué)習(xí)是非常難的。此外，宏觀物理當(dāng)中的部分規(guī)律也可被應(yīng)用至微觀物理當(dāng)中去。

微觀物理中的微觀這兩個字主要是指按照單個微粒所發(fā)揮出的作用對其所具備的宏觀表現(xiàn)進行深入的探索，其是和科技發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的，科技的不斷完善使得微觀的概念才得以完善起來[2]。在高中物理的學(xué)習(xí)階段，針對同一個物理問題進行研究分析時，不要單單只從宏觀角度展開研究分析，要將宏觀和微觀角度結(jié)合起來對問題進行詳細的探討分析，將問題的本質(zhì)找出來，而不單單只停留于問題的表面知識。高中物理教材中也涉及到了這個分析問題的方法，比如安培力與洛侖茲力的聯(lián)系以及電流的微觀本質(zhì)等基礎(chǔ)知識。

二.宏觀物理與微觀物理的關(guān)系

上文從理論基礎(chǔ)上已對宏觀物理和微觀物理之間的關(guān)系進行了分析說明，下面我們從具體的例子來對其二者之間的關(guān)系進行更為深入的探索：

1.已知有一條直導(dǎo)線，其長度為a，橫截面積為S，并且其單位體積內(nèi)部包含的自由電子為n個，電子的電荷量是e。假設(shè)其內(nèi)部自由電子朝著定方向移動的速率都是v，如果當(dāng)導(dǎo)線內(nèi)部被通入電流時，（1）求出導(dǎo)線當(dāng)中的電流I；（2）當(dāng)把導(dǎo)線放至在均勻強磁場中，且電流方向垂直于B（磁感應(yīng)強度），導(dǎo)線內(nèi)部中的自由電子受到的所有洛侖茲力的大小總和是F，導(dǎo)線所受到的安培力大小是F安，則證明出F安=F。

解：（1）假設(shè)ΔQ（電荷量）是在Δt這段時間內(nèi)導(dǎo)體橫截面處所通過的，則按照電流的計算公式有I=ΔQ/Δt=neSvΔt/Δt=neSv；

（2）由題中條件可知每一個自由電子受到的洛侖茲力都是F洛=evB，假設(shè)導(dǎo)體當(dāng)中自由電子的個數(shù)為N，則有N=nSa，并且導(dǎo)體內(nèi)部所有電子受到的洛侖茲力的大小總和是F=NF洛 =nSevB，安培力的大小為F安=IBa=ne=nSevB，因此F安=F。

2.已知有一模型是以磁場的方式來對帶電粒子進行控制的，并且在一區(qū)域內(nèi)（具體范圍是0≤x

解：在溶液當(dāng)中，其電阻隨著橫截面積大小以及長度大小的改變所顯示出的變化規(guī)律和金屬導(dǎo)體是完全相同的，因而根據(jù)公式R=pL/S展開計算，在兩端管口被拉長后，計算公式改變?yōu)镽1=pL1/S。由題中已知條件知橡膠管的體積沒有發(fā)生改變，則LS=L1S1，題中已告訴我們長度之比是3：4，故而橫截面積的比值為4：3。根據(jù)公式有R1=（L1/L）2R=16R/9，由于電壓沒有發(fā)生改變，根據(jù)歐姆定律知道電流之間的比值I：I1=16：9，即I=9/16I，然后再根據(jù)電流的微觀公式I=nevs可知v=I/nes。由上述公式以及各項比值計算出速度的比值為v/v1=IS2/I，則有S1=16/9*3/4=4/3，即v1=v3/4。

結(jié)束語

綜上所述，宏觀物理與微觀物理之間的聯(lián)系是非常緊密的，二者都有其自身所依靠的研究體系，對于同一問題進行研究時可能造成的影響是不同的，但這種不同不是嚴格意義上的完全不同，也不是完全相反，這只是由于宏觀的常識在某些情況下可能和微觀的現(xiàn)象會出現(xiàn)差異，在深層次上其二者是統(tǒng)一的。

參考文獻：

[1]劉鑫.物理現(xiàn)象中的宏觀和微觀[J].高中數(shù)理化，2015（24）：28-29.

[2]邵媛，唐思睿，周冰心.可視化微觀物理驅(qū)替模型[J].內(nèi)江科技，2010，31（10）：124+130.

作者簡介：錢麒祥（2000.02.19—）男，漢族，浙江省金華市人，高中學(xué)歷，研究方向：理科方向。