淺析高中物理與新能源的關(guān)系

趙鵬飛

摘要：高中學(xué)習(xí)對(duì)一個(gè)人的興趣培養(yǎng)有著極其重要的作用，高中物理在高中階段學(xué)習(xí)中占有重要的地位。因此，無(wú)論是在日常生活中，還是在幾年來(lái)對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，清楚認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類發(fā)展的重要性。人類對(duì)傳統(tǒng)能源認(rèn)識(shí)已然非常成熟，并能夠充分地運(yùn)用到各行各業(yè)，各個(gè)領(lǐng)域。隨著社會(huì)進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，致使能源的使用量猛增，但由于能源的有限性，傳統(tǒng)能源已逐步趨于短缺，探索新能源成為新課題。目前，新能源這一新的概念越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在人們面前，人類期待著早日對(duì)新能源加以開發(fā)、利用，從而應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)能源日漸枯竭帶來(lái)的各種問(wèn)題。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人類生存與能源聯(lián)系密切，因此本文從新能源可持續(xù)發(fā)展的角度，淺談高中物理與新能源的關(guān)系，并對(duì)新能源提出獨(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；新能源；關(guān)系。

一、 新能源概述

1、新能源的概念。在1980年聯(lián)合國(guó)召開的“聯(lián)合國(guó)新能源和可再生能源會(huì)議”上對(duì)新能源的定義為：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開發(fā)和利用，用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源，重點(diǎn)開發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮?、氫能和核能等。筆者對(duì)新能源的概念界定為能被人類開發(fā)利用，除傳統(tǒng)能源以外，能提供能量的能源。

2、新能源的類別。不同歷史階段，科技水平存在差異，對(duì)新能源的理解也不同。通常所稱的新能源是指可再生能源，如：太陽(yáng)能、水電、風(fēng)電和潮汐能等能源，此外，還包括農(nóng)村普遍使用的沼氣，人工合成或提取甲醇、酒精、氫能等能源。這些可持續(xù)、可再生的新型能源逐漸被人類開發(fā)利用，并廣泛運(yùn)用到多方位、多領(lǐng)域。

二、 物理學(xué)原理與新能源的相互作用

1、物理學(xué)原理對(duì)新能源的指導(dǎo)作用。物理學(xué)原理對(duì)新能源具有指導(dǎo)作用，新能源的研究方向一直以物理學(xué)原理為基石，可以說(shuō)，物理學(xué)原理使得在新能源研究領(lǐng)域的每一項(xiàng)進(jìn)程有據(jù)可依。物理學(xué)原理對(duì)新能源開發(fā)過(guò)程中起著不可或缺的引領(lǐng)作用，是新能源發(fā)展的基礎(chǔ)。

2、新能源對(duì)物理學(xué)的推進(jìn)作用。在對(duì)新能源的研究中，會(huì)涉及物理學(xué)沒(méi)有涉及的領(lǐng)域，這些新能源科學(xué)的發(fā)展給物理學(xué)帶來(lái)了新的生機(jī)與活力，這些未知的現(xiàn)象也會(huì)為物理學(xué)的發(fā)展助力。總的來(lái)說(shuō)，物理學(xué)原理與新能源科學(xué)是辯證統(tǒng)一，相互作用，二者密切聯(lián)系，不可分割。

三、物理學(xué)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

1、風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)污染、可持續(xù)使用。我國(guó)幅員遼闊，可利用的風(fēng)能資源豐富。當(dāng)今世界許多國(guó)家都將風(fēng)能作為環(huán)保型能源，積極開發(fā)、合理利用，發(fā)揮其最大效益。由物理公式 E=1/2（ ρ tsυ 3）可得：風(fēng)速和風(fēng)的橫截面越大，風(fēng)能就越大。在我國(guó)東南沿海地區(qū)、“三北”地區(qū)和內(nèi)陸局部地區(qū)，因其所處地理位置、地形條件，風(fēng)能儲(chǔ)備量巨大，已經(jīng)成為我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的重點(diǎn)區(qū)域。且新疆已是我國(guó)風(fēng)力發(fā)電最大的省份。我國(guó)也成為世界上新增以及累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國(guó)家。獨(dú)特的風(fēng)能資源為可再生的清潔能源，經(jīng)濟(jì)效益尤為顯著。國(guó)內(nèi)外都很重視這一綠色能源，不斷開發(fā)利用，使其成為重要的替代能源。

2、潮汐能發(fā)電。潮汐能也是可重復(fù)利用的新能源，取之不盡、清潔環(huán)保。我國(guó)錢塘江流域在潮水周而復(fù)始的漲落中蘊(yùn)藏著巨大的、驚人的、可被開發(fā)的潮汐能。這種新型能源的開發(fā)利用，有效地緩解了我國(guó)能源緊缺、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。這種能量是永恒的、持續(xù)的，且不影響生態(tài)平衡的。其支持著沿海地區(qū)人們的生產(chǎn)生活、工業(yè)、國(guó)防等事業(yè)的發(fā)展，是一項(xiàng)重要的補(bǔ)充能源。中國(guó)在潮汐能利用方面起步較早，最初以潮汐作為動(dòng)力來(lái)?yè)P(yáng)水灌田，后來(lái)建立潮汐電站，其中最為突出的是浙江江廈潮汐電站。隨著技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)驗(yàn)的積累，未來(lái)潮汐能將成為重要能源被開發(fā)利用，對(duì)解決世界能源短缺問(wèn)題發(fā)揮出巨大的作用。

3、光伏發(fā)電。即將光能直接轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)是地球永恒的資源，是地球萬(wàn)物生長(zhǎng)之源，它具有普遍、無(wú)害、長(zhǎng)久、能量巨大的特點(diǎn)。光伏能源無(wú)處不在，它是唯一能夠保障人類未來(lái)需求的能量來(lái)源。我國(guó)可利用的太陽(yáng)能資源豐富，開發(fā)利用潛力巨大，范圍廣泛，市場(chǎng)前景可觀，能帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益。我國(guó)在太陽(yáng)能利用方面發(fā)展迅速，發(fā)電規(guī)模居世界首位，太陽(yáng)能發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)日臻成熟，處于世界領(lǐng)先水平。雖然，目前的光伏發(fā)電成本仍高于火力發(fā)電，但是隨著科技的發(fā)展，未來(lái)其成本或低于火電和核電，且隨著新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，光伏發(fā)電將會(huì)取得突飛猛進(jìn)的成果。

4、其他新能源。近些年來(lái)，在新能源利用上我國(guó)也取得了較好的成果。如：在可燃冰的開采方面，我國(guó)已掌握了成熟的海域可燃冰開采技術(shù)。當(dāng)今世界，由于煤炭等不可再生資源的日益減少，可燃冰必將成為各國(guó)未來(lái)用于發(fā)電的首選能源。

四、結(jié)論

綜上所述，新能源在社會(huì)發(fā)展中以其可持續(xù)性強(qiáng)、環(huán)保等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，逐漸被應(yīng)用到人類生產(chǎn)生活中，推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步；新能源的研究是社會(huì)發(fā)展的需要。因此，我們通過(guò)學(xué)習(xí)物理學(xué)的相關(guān)概念、原理與在社會(huì)實(shí)際中的運(yùn)用，充分研究物理學(xué)與新能源之間的相互關(guān)系，探討物理學(xué)在新能源中的應(yīng)用，并為新型能源的研究指明方向，充分開發(fā)利用新能源，是社會(huì)發(fā)展的需要，同樣也為物理學(xué)帶來(lái)新的活力，具有現(xiàn)實(shí)意義。因此作為一名高中生，在夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)、掌握理論、正確而深刻地領(lǐng)會(huì)物理知識(shí)的同時(shí)，要善于觀察、思考與總結(jié)生活中存在的物理現(xiàn)象，發(fā)散思維，以嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度，科學(xué)思維方式，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，不斷地為未來(lái)的大學(xué)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，努力攀登科學(xué)高峰，更好地建設(shè)祖國(guó)，更好地為人民、為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

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