物理學中的“換位思考”

武嘉宣

摘 要：物理問題的解決方法通常不是唯一的，一個看似復雜的問題如果不拘泥于傳統刻板的思維模式，而是利用其它領域的相似知識去建立聯系，往往會產生意想不到的結果，更能啟發我們對物理學有一個更加新穎、全面的認識。文章重點討論了天體物理學與光學、天體物理學與熱力學和一般彈性碰撞與洛侖茲變換下的彈性碰撞問題這三種基本模型中的共性。

關鍵詞：天體物理；光學；熱力學；彈性碰撞；共性

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0212-02

0 引言

物理學作為一門基礎的自然科學，研究的是物質本身最基本的結構、最普遍的相互作用狀態、最一般的運動規律以及基于此所使用的實驗手段和思維方法，被譽為“萬物之理”。在物理學學習過程中，對物理知識進行共性辯證有利于對物理概念全面透徹的理解，豐富物理學內涵，進而實現物理知識的正向遷移[1]。因此，在物理學研究過程中對事物內在聯系進行把握，探索不同物理現象中共同的規律與本質具有重大意義。文章從天體物理學與光學、天體物理學與熱力學和一般彈性碰撞與洛侖茲變換下的彈性碰撞問題三個角度，綜合考慮天體物理學、光學、熱力學和一般力學等方面探討了物理問題的共性特征，以期對物理學研究具有更深層次的認識與理解。

1 天體物理學與光學

1.1 橢圓的光學性質的思考

對于二維平面中的光滑橢圓，在光學中有這樣的定理：從橢圓的一個焦點發出的光線（路徑在橢圓所在平面中）經過橢圓內壁的鏡面反射，其反射光線必經過橢圓的另一個焦點。如圖1所示[2]，由光的鏡面反射定律可知反射角等于入射角，若想證明這個定理，只需證：過橢圓上一點P做橢圓的切線，其法線平分∠F1PF2（其中F1、F2為橢圓的兩個焦點）。若運用傳統的數學模型去解決會十分復雜，于是我們可以尋找其它更加合適的物理模型。

4 結論

物理學習，格物致知，物理學中的共性遠不止上述所提的三類。精確把握物理現象間的規律，并尋找其間的聯系，會讓我們在探索求知的道路上事半功倍，對物理具有更深刻地理解。

參考文獻

[1]李桂華.物理概念教學中的共性與個性的辯證統一[J].新課程（教研），2011，（4）：167.

[2]王皓瑜.橢圓的光學性質在解題中的應用[J].中學數學，2018，（11）：76-77.

[3]王信茁.論行星在兩個固定大質量天體作用下運動軌跡橢圓特解[J].物理通報，2018，（S1）：104-108.

[4]天津大學物理化學教研室.物理化學（第五版上冊）[M].北京：高等教育出版社，2009.

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