淺析生活中常見的物理現象

楊驍

【摘要】高中物理知識雖然是通過教材呈現出來，但是其本質卻與實際生活息息相關。物理來源于生活，同時利用好物理知識還能夠解釋和解決生活中遇到的問題，完全運用好物理學知識還可以激發學生的學習興趣。本文主要介紹了生活中的現象及物理解釋，希望這些知識能夠激發同學們對物理學習興趣。

【關鍵詞】物理；生活；應用

一、生活中的現象及解釋

（一）山地自行車上的力學知識

山地自行車與普通自行車的明顯區別在于其后輪安裝的調速器。一般來說，在騎行山地自行車時，以腳下略感覺有力最佳。若感覺腳下過于輕松，則應調至高速擋；若過于吃力，則應調至低速擋。其原理如下：變速器本質上是由數個半徑不一的齒輪組合而成的，當自行車手以一定的線速度蹬踩踏板時，齒輪半徑越小，由公式v=ω×r可知車輪就被以更大的角速度帶動。通過選擇與鏈條咬合的齒輪的半徑大小，就可以調節山地自行車的速度了。

（二）液氮冰淇淋上的熱學知識

液氮冰淇淋是近年來風靡中國的“網紅食品”。傳統冰淇淋制造一般是將冰淇淋放置在冰箱或冰柜中冷藏凝固，但是液氮冰淇淋轉而采用了將制作冰淇淋的原料與液氮相混合的方式，通過液氮與原料之間的熱傳導而將冰淇淋迅速凍結。傳統冰箱冰柜的冷凍溫度大約在零下10℃至零下20℃之間，但液氮的沸點卻低至零下196℃。根據熱傳導的相關知識，系統中存在溫度差，便會導致系統內的能量流動產生改變，能量從溫度高的一方傳導向溫度低的一方，溫差越大，熱傳導速率越大，從而加快原料的凝固。

（三）霍爾元件上的電學知識

霍爾元件是一類應用霍爾效應的半導體。將載流導體板放置于一個垂直于其平板方向的磁場中，導體板兩側會產生電勢差，這種現象就是霍爾效應。

霍爾效應的本質是導體中定向移動的電子在磁場中受到洛侖茲力的作用向其中某一極偏轉，從而使負電荷累積，導致電勢下降，從而產生了電勢差ΦA、ΦB，同時在導體兩極板間產生電場。當電場力與磁場力平衡時，保持穩定的電壓。霍爾元件在生產生活中得到了廣泛的應用，被用于測量半導體特性、測量磁場、電磁無損探傷等方面。同時，霍爾傳感器在家用電器、電氣自動化及航空航天中都有廣泛的應用。

（四）相機鏡頭中的光學知識

偏振光是指沿同一方向傳播，傳播不具有對稱性的一類光，也是自然界中常見的一類光。在中學中，通常將太陽光認為是自然光，而玻璃、水面等的反光便是典型的偏振光。而在攝影時，利用偏振光的特性，就可以簡單將無用光濾除。一直以來，當科研人員追蹤研究海中鯨魚的習性時常常受到海面反射光的影響。而現在，人類則可以利用采用藍色偏振光鏡頭，將海面反光除去，拍攝這些鯨魚的生活影像。

二、生活中物理知識的意義

（一）霍爾元件的應用

霍爾元件被廣泛地應用于電氣自動化的設備中。由于其對磁場變化靈敏的感知能力，霍爾元件可以精確地完成各種物理量的監測，并將其轉化成電信息傳導至電路中。因此，霍爾效應磁敏傳感器替代了許多舊型號的傳感器，成為了80年代中最具代表性的傳感器類型。而在經歷三十年來的發展，其技術更是大大改進，早已被引入航天、軍事裝備及通訊技術之中，如遠程導彈及我國“神舟”飛船等，成為軍事強國不可或缺的硬件標配。

（二）光的偏振的應用

光在自然界中無處不在，但在日常生活中卻可能會為人們帶來安全隱患。在黑夜中駕車行駛時，車燈能為我們照亮前方的視野。然而，當兩車迎面相遇時，過強的燈光卻有可能暫時致盲，導致事故的發生。因此，汽車車燈前常常使用偏振玻璃，以確保車燈發出的光是偏振光，同時在車窗上使用與之垂直的偏振玻璃，如此既不會是駕駛員被來車車燈致盲，也能讓駕駛員看清自己的車燈，大大降低了事故發生的幾率。 而如今正蓬勃發展的電影產業正是利用了光的偏振才創造了3D電影技術。拍攝時，攝影師利用兩臺攝影機錯位拍攝，在再放映時使每段影像以互相垂直的偏振光投影而出，再借助一副左右偏振角度垂直的偏振片，就使得觀眾產生了立體的錯覺。而近年來新興發展的全息投影技術也是將偏振應用其中，模擬出真實物體的投影。

三、結語

物理作為一門自然科學學科，是與人們的生活聯系最緊密的學科之一。現代物理學支撐著社會的運作，同時也使人們的生活便捷化、多元化。但同時，安全問題也隨之而來。因此，怎樣應用知識、創新技術，是我們的生活更加便捷化、安全化，也將是人類將來不斷探究的課題。隨著人工智能的不斷興起，相信在不遠的未來，科研人員們一定能夠從“物理學”這座礦山中挖掘出更多的寶藏，得到更多的科研成果。

參考文獻

[1]張海濤.霍爾效應的應用[N].溫州職業技術學院學報，2005，5（04）：26～28，41.

[2]詹姆斯·霍尼伯（director）.藍色星球II[Z].英國廣播公司，2017.