論宏觀物理與微觀物理的關系

摘要：物理是一門抽象性以及概括性都非常強的基礎學科，由于其抽象性較強的原因導致我們在學習物理的過程中必須要對理論知識進行深刻的理解，如若我們只學習淺顯的基礎知識，而不能把知識的內涵以及和其他知識的聯系與區別分清，那么在利用相關物理知識解答問題時，就會容易出現解答正確和錯誤兩種截然不同的結果。因此，在學習物理的過程中需要帶著問題去學習以及思考，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系和聯系。

關鍵詞：宏觀物理；微觀物理；關系

從物理學的角度來看，宏觀物理和微觀物理之間不是針鋒相對的一種關系，其之間既有緊密的聯系，也存在著一定程度上的區別。在高中物理知識的學習階段，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，如牛頓力學就是宏觀物理上的概念，而量子力學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，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。現代化的物理知識上，多數微觀物理知識以及思想都是發源于宏觀物理的，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展及完善，如果不能學好宏觀物理，沒有打下堅實的理論基礎，那么物理的學習是非常難的。此外，宏觀物理當中的部分規律也可被應用至微觀物理當中去。

微觀物理中的微觀這兩個字主要是指按照單個微粒所發揮出的作用對其所具備的宏觀表現進行深入的探索，其是和科技發展緊密聯系在一起的，科技的不斷完善使得微觀的概念才得以完善起來[2]。在高中物理的學習階段，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合起來對問題進行詳細的探討分析，將問題的本質找出來，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系以及電流的微觀本質等基礎知識。

二.宏觀物理與微觀物理的關系

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

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

解：（1）假設ΔQ（電荷量）是在Δt這段時間內導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，假設導體當中自由電子的個數為N，則有N=nSa，并且導體內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，并且在一區域內（具體范圍是0≤x

解：在溶液當中，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律和金屬導體是完全相同的，因而根據公式R=pL/S展開計算，在兩端管口被拉長后，計算公式改變為R1=pL1/S。由題中已知條件知橡膠管的體積沒有發生改變，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。根據公式有R1=（L1/L）2R=16R/9，由于電壓沒有發生改變，根據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。

結束語

綜上所述，宏觀物理與微觀物理之間的聯系是非常緊密的，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象會出現差異，在深層次上其二者是統一的。

參考文獻：

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

[2]邵媛，唐思睿，周冰心.可視化微觀物理驅替模型[J].內江科技，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，高中學歷，研究方向：理科方向。