中學物理應關注天文和空間技術的發展

摘 要：現階段各學校正施行新課程標準，中學物理學科響應其指導，更加注重物理學習內容的發展，在物理教材的內容中充分反映出科學技術的發展。相比之前的教學體系，現行的物理教材更加注重其實用性以及趣味性，學生通過學習物理知識，可以將枯燥的物理理論知識聯系更加多彩的現實世界，基礎的物理公式定理聯系現代不斷發展的科學技術，可以提升將學生學習物理知識的積極性。尤其是在和物理學發展相關的學科，像是天文學與空間技術，這兩項內容在物理教材和考試中出現的頻率非常高，中學物理應要更加關注這兩項內容。本文主要圍繞中學物理中的天文知識和空間技術展開討論，首先簡要探析天文和空間技術的學科構成，然后提出其與高中物理知識的關系。

關鍵詞：中學物理;天文;空間技術

引言：在中學這一階段，學生對于天文和空間技術等知識充滿著好奇心，懷有探索的心理，物理知識學習中通常具有一定的難度，并具有一定的枯燥性，學生很難提起學習物理知識的興趣，從而很難提升物理知識學習效率。在物理知識學習中更多地融合天文以及空間技術等知識，為學生繪出一幅美好宏大的宇宙藍圖，滿足學生的好奇心理，在學習物理學科時會更加有興趣，從而提升物理知識的學習效率。本文主要就圍繞物理知識中的天文內容和空間技術發展內容進行研究。

1.天文概述

天文學作為一門基礎的獨立學科，并不僅僅屬于物理學范疇，但在天文學的研究上會經常用到物理知識，也存在天文和物理的交叉學科，例如天體物理學。天文學主要是對宇宙空間天體以及宇宙的結構、宇宙發展進行研究的學科，其中包括的主要有天體性質、構造以及運行規律等。天文觀測中對天體發射輻射到地球等情況進行觀測，對這些輻射的位置進行測量、對其運動規律進行探索、對其物理性質、內部結構、化學組成、能量來源和演化規律進行研究。

人類社會在不斷地進行發展，天文學一開始的研究對象是太陽系，現在已經發展到整個宇宙。現階段，天文學依據研究方法進行分類，可以分成三大分支學科，分別是天體測量學、天體物理學以及天體力學。依據觀測手段進行分類也可分為三大分支，分別是光學天文學、空間天文學以及射電天文學。

2.物理學概述

物理學作為自然科學中最基礎的學科，是一些物理學者在進行過嚴謹思考論證，進而提出的大自然現象表述以及規律的假說。物理學在自然科學研究中起著帶頭作用，物理學研究的內容大到宇宙，小到物質最基本的運動規律和形式，例如是基本粒子的運動規律和形式，在我們的身邊無時無刻不在發生著。

物理這一詞最先是出自自希臘文，其原本的意思指的是自然。在古代時歐洲人將物理學稱作自然哲學。從廣泛的意義上來講就是對大自然現象和規律進行研究的學問。在漢語和日語中的物理一詞最初出現在明末清初，當時的科學家方以智在稱為百科全書式的自身著作《物理小識》有提到這一概念。物理學科，主要是對宇宙組成基本要素進行研究：這之中包括宇宙組成的能量、物質、時間、空間，還有這些組成之間的交互作用;根據這樣的情況，對宇宙的基本定律和相關法則進行分析，從而對這個系統進行全面的了解。在古典時期物理是由研究與自然哲學組成的，物理直到十九世紀才在哲學中進行分離，成為一門獨立的實證的學科。到了現代，在自然科學中物理學已經是最基礎的學科。物理學一般是應用數學的形式將理論展現出來，其中物理學定律指的是通過大量實驗進行嚴格驗證的物理學規律。物理學定律有些是在極端的假設條件下成立的，無法直接對這些定律進行證明，只有進行反復的近似實驗才能對其正確性進行檢驗。物理學和很多自然科學又有著聯系，像是化學、生物、地質以及天文等。本文主要研究天文和物理的關系。

3.天文與物理學的關系

物理學在發展過程中與天文學有著很緊密的聯系，已經發現的很多重要物理定律都與天文學有著很大的關系。物理學在不斷發展著，天文探測不斷更新手段，在這樣的背景下，會發現越來越多經典物理學定律與天文現象不相符合，這種情況的出現，就會在一定程度上刺激物理創新理論，并不斷更正。哥白尼“日心說”作為革命性天文理論，就在很大程度上革新了物理學的相關思想;例如牛頓的萬有引力定律發現了海王星。從另一方面講，牛頓發現萬有引力定律，樹上掉落的蘋果不是真正的功臣，其基礎是開普勒在第谷的天文觀測數據對行星運動三定律的總結，以萬有引力為基礎，對行星運動軌道可以做出精準的計算，從而能對現有天文現象作出解釋。另外，對這一天文現象的解釋也成就了愛因斯坦對廣義相對論這一重大的理論的提出，廣義相對論也能對水星運動現象進行解釋;并且愛因斯坦所提出的質能方程可以對恒星能量核聚變中所損失的質量作出解釋。哈雷對萬有引力定律進行了應用，有了彗星的回歸的預言;勒維耶對萬有引力定律進行應用，推測出海王星的位置。這些預言不僅促進了天文學的發展，同時也證明了萬有引力定律的偉大，印證了物理學與天文學的相互促進作用。

在現階段天文學的熱點關注更多的是在尋找可以加速膨脹宇宙的暗能量，而研究暗能量的特性和本質也是物理學在前沿研究上的重要課題。無論是從歷史上，還是如今的發展上，都能夠看出天文學與物理學的發展觀都是相互促進、一同發展的關系。

4.空間技術及其與物理的關系

空間技術是對宇宙空間進行探索、開發以及利用的技術，也被叫做航天技術或者是太空技術，其目的主要是通過使用空間飛行器來對空間發生的物理、生物和化學等自然現象進行研究。空間技術作為科學技術具有較高的綜合性，其集合了現代科學與技術成就。基于物理學中熱學和力學定律，有了空間技術的設想，空間技術的發展更多的是依賴電子技術、計算機技術、遙感技術、自動化技術以及其他先進技術的發展。而這些技術的發展，都不能與研究物理學基礎理論分離開來，比如說，沒有發展電磁學，到現在為止人們就不能有電力能源的應用，也就不會有電子產品的出現，從而也無法實現其他先進的技術。物理學是空間技術發展的基礎和推動力，只有物理學的不斷完善，才能推動人類向更遠處的太空邁進。

結語

在中學物理加入一些天文以及空間技術發展的知識，能夠提升學習興趣，更加深刻的認識到在探索宇宙時，物理知識的應用的重要性。在中學階段，物理學科是一項基礎學科，與生活最為接近，學習物理知識不僅擴大了學生的知識面，更是對現階段的一個啟發，給學生展開了一幅遼闊的宇宙宏圖。

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作者簡介：孫祺，男，山東省實驗中學，2000年11月23日，江蘇省宜興市，高中，班長，研究方向：天體物理