探究應用物理學在城市建設中的巧妙運用

張發銘

摘要：城市建設中涉及到眾多應用物理學知識。基于此，本文首先介紹了應用物理學在新城區開發與城市規劃中的運用，分析了應用物理學原理及科學技術在城市建設中的運用，研究了工程設計中應用物理學的運用，希望通過本文，我們能夠對城市建設中應用物理學的運用有更進一步地認識。

關鍵詞：應用物理學;城市;建設發展

城市的建設是比較復雜的，且具有一定系統性，這其中包含城市污染的處理、建筑工程的設計和運用、城市的規劃等眾多方面，應用物理學在其中得到了十分普遍的運用。當前，應用物理學理論已經較為完善，在城市物理環境的檢測及評估中發揮著重要作用，以下針對應用物理學和城市建設之間的關聯展開具體論述。

一、應用物理學在新城區開發與城市規劃中的運用

自從步入二十一世紀以來，國家城市化建設發展的腳步也正在逐漸加快，大量農村人口涌向城市，加之交通行業的快速發展，促進了城市經濟的快速發展，但從某種意義上來講，也給城市環境造成了一定程度的破壞。當前之于城市物理環境的研究主要聚焦于如下幾個層面：首先是光環境給人體造成的不利影響;其次是城市噪音產生的危害;最后是城市熱環境效應。另外，電磁輻射也會對人們的身體健康產生一定影響，成為了備受人們關注的焦點問題之一，創造健康型的城市物理環境旨在令光、熱、聲音等物理環境因素之于人們的影響降低到人們可以接受的范圍內，即給人們創建適合開展各種不同活動的環境條件。

城市物理環境包含眾多方面因素，如社會的發展、建筑的設計以及城市的規劃等，除卻政府有關部門發布的相關政策與管理之外，由建筑設計和城市規劃的層面入手，對水體和綠化等自然景觀的生態效益予以高度關注，當作改進與提升城市物理環境質量的基本構架與凈化體系是具有一定可行性的。

地面的鋪裝和城市建筑在城市物理環境中起到十分重要的作用，通過建筑設計和城市規劃等方式保證建筑物朝向的合理性，令建筑物具有更加良好的保溫隔熱效果，充分運用太陽能，運用這些措施以達到節能降耗的目的，于城市物理環境的營建十分有益[1]。關于透水性鋪裝，其在城市熱島的緩解、噪音的吸收、地表溫度的降低等眾多方面都具備較為顯著的優勢，使以往不透水地面的鋪裝形式得到一定改進，透水性鋪裝的運用創造了更加良好的城市物理環境。另外，交通的規劃、產業的布局及其城市人口等系統之外的要素在城市物理環境中也發揮著十分關鍵的作用。因此，需要對上述三要素和系統外界環境之間的關聯性進行綜合考慮，在這些要素和周圍環境之間的作用與聯系中認識并改進系統，做出相應調整，以保證系統每個要素相互之間更加有序，確保每個要素在系統功能改善方面的作用得以良好發揮。對城市綠化、水體配置及其城市鋪裝做出優化處理，使其環境效益獲取充分發揮，這與城市物理環境質量之間是密不可分的。在針對噪聲污染、電磁污染、光污染等污染問題實施處理時，應用物理學通常是將相關物理學知識運用其中，改造城市燈光、使用降噪設施等，特別是對于新城區的開發而言，伴隨著科學技術的發展，今后新城市所面對的隱患問題將會被逐步解決。

二、應用物理學原理及科學技術在城市建設中的運用

就理論范疇而言，應用物理學包含多個專業領域的知識，如計算機技術、生物醫學物理、電子技術等領域的基礎理論知識、實驗方法及相關技術，其中的能源開發、自動控制、能量物理學等有關技術在城市建設發展中發揮著十分重要的作用。例如，武漢光谷的成功建立，意味著匯聚光電能量的大型娛樂場所已經走進了我們的生活，同時成為了一個地區的標志。又如，采用光纖通信，相較于傳統信息傳輸方式而言，傳輸得到明顯提升，同時更加精準，實際存儲量的大幅增加可以使人們在任何時間和地點都能夠獲取信息，學習知識。與此同時，半導體的大力研發，明顯節約了信息傳輸中電力的消耗，令那些處于偏遠地帶的人們同樣可以獲取及時的電力供應。

本文從一個方面舉例說明應用物理學的運用，汽車是比較典型的，其是城市活動的主要標志之一。汽車變速的基本原理，即時功率P=FV，V代表的是汽車的行駛速度，F代表的是汽車的牽引力[2]。功率保持不變的情況下，速度和牽引力之間是呈現反比例的關系。汽車在上坡的過程中，調節為低速行駛，可以加大牽引力，在平坦的道路中行駛時，可以使用高速擋，這樣能夠獲取更大的速度。另外，汽車中的防抱死系統，配置ABS的汽車，當車輪將要到達另一個鎖死點時，輪胎上裝有的傳感器會給防抱死系統發送相應信號，這樣剎車系統便暫停操作，如此剎車就會在抱死與不抱死之間循環進行，電子式的防抱死剎車，其是不斷地進行剎車和放松，和機械點剎存在一定相同之處，能夠有效規避剎車過程中出現車輪側滑以及方向失控的現象，減短剎車的距離，確保車輛行駛更加安全。此外，玻璃加熱器、車燈構造、玻璃貼膜中也都包含著極為豐富的物理學知識。

三、工程設計中應用物理學的運用

城市建設過程中的工程設計，通常都是城市建筑的設計施工，這里從高校應用物理學專業理論課程的層面進行分析，可以更為清楚地展現應用物理學和工程設計之間的關聯。大多數高校應用物理學專業都設有普通物理學、理論物理、固體物理學、高等數學、材料物理等。在城市建筑物中通常包含大量的弧度與曲線，這就需要用到高等數學中的微積分，其是測量與計算的基礎，同時城市建設中相關數據信息的統計中也同樣需要用到高等數學。普通物理學中所包含的光學、力學、熱學等方面知識，在城市建設的各種機械化操作中同樣具有十分普遍的運用。

四、結束語

應用物理寫是物理學體系中一個十分重要的基本構成部分，今后的發展中其應與其它專業領域知識相結合，在城市的建設中發揮重要作用。誠然，科學體系的進步與發展，人才是主要的推動力，相關的專業工作人員應努力學習，更加良好的掌握應用物理學知識，以為城市建設作出貢獻。

參考文獻

[1]羅智能. 淺談應用物理學在城市建設中的運用[C]// 同行2015年9月（上）. 0.

[2]劉廣文. 基本物理學原理在建筑工程中的應用[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2011（28）.

[3]白亞鄉，胡玉才，楊桂娟.應用物理學專業人才培養模式的研究與實踐[J].教育教學論壇，2017（05）：203-204.

[4]吳俊芳，張崇輝，翟學軍，王秋萍.應用物理學專業實踐就業基地建設探索[J].高教學刊，2016（02）：190-191.