物理模型思想编辑111

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1、(高中)物理模型思想2012-8-10物理模型思想是一种特殊的物理思维活动过程。融合着多科学思维形式和过程，是在研究和探索物理原型与过程的基础上逐渐形成和发展起来的，同时，又对继续推进和发展物理学的进程核建立系的物理模型发挥积极的作用。物理模型思想又称理想化模型思想，是一种辩证思维的过程与方法。理想模型是形象思维与抽象思维相结合的产物。在物理模型中，无论是对象模型，过程模型；宏观模型，微观模型模型的形成与建立都是以物理原型为基础的。是思维活动对原型的加工，改造和重组。既是模型思维的活动过程也是思维活动体现的过

2、程。例如：质点，弹簧振子，单摆，刚体，理想气体，点电荷，电磁场，原子结构的三种模型，标准模型（关于弱电统一的理论模型），强子结构的夸克模型（层子模型）等的建立与形成过程就是如此。（一）理想模型是物理原型的概念化，图形化，数学化。物理模型多以概念的形式存在于思维活动过程中。具有思维的可操作性。理想模型又是物理原型的图形化，数学化。因而具有抽象化（直观可感的）和形象化的特征。理想模型是形象思维与抽象思维相结合的产物。物理模型的形成与建立的过程是一种特殊的辩证思维的过程。在物理模型的建立过程中，客观实体的某些因素被

3、扬弃掉了而另外一些因素则被保留，加工，改造。形成一个源于原型又不同于原型的观念上的理想模型。例如：质点，理想平面等理想模型。同一客体的物理特性是多方面的，不同客体的特性也是有差别的。依据研究的测重点的不同，同一对象的不同属性做选择性的处理，有的则扬弃，有的则保留。抓主要矛盾，提升主要矛盾的地位和作用，忽略次要矛盾降低其地位和作用。在研究机械运动的过程中中，物体的大小，形状对所研究的问题不起主要作用，可以忽略只保留其质量。一个只有质量没有大小质点模型就形成了。接触面总是存在摩擦的，但是在在一定条件下（或相比较而

4、言），在思想上可以将其减小以至推到极致，减小为零。摩擦作用不复存在了。但是，平面的支撑作用依然存在，弹力依然存在。这是主要的。这样理想平面的模型就建立了。客观上原本就存在的东西可以在一定条件下“视而不见”，“熟视无睹”。可以在一定程度上进行合理的“夸大”或“缩小”。这种方法可以使研究问题更加简洁和方便，物理科学实践的过程证明是性质有小的是成功的。几种理想模型中的悖论:1，质点中的悖论。只有质量没有大小的点被称为质点。也就是说质点是强调其物理意义二忽略了他的几何意义。然而，根据密度的式定义来判断。当质量一定，体

5、积趋向无限小，质点的密度便毫无意义。而质点既然有质量其密度就应该是一定的。至少可以说密度定义不适用于质点模型。2，轻绳中的悖论。一根细绳忽略其质量，或略其伸缩性。但是细绳是有弹力的。而弹力一定是由绳的伸缩引起的。既然忽略了细绳伸缩变化，也就没有了弹性，另一方面又调弹力的存在，那么弹力又是怎么产生的？在轻绳模型中，弹力的产生是不需要形变发生的？3轻杆中的悖论，轻杆是实际杆的理想化，忽略了杆的质量，保留了杆的几何形状和弹性，轻杆可以产生弹力，产生拉力，支持力，但是由于杆是不变形的刚体，因此干的弹力就不是因形变而产

6、生的。轻杆可以产生弹力，弹力是由于微小形变而产生的，轻杆又是不变形的物体，因此，存在矛盾。4光滑平面的悖论。所谓的光滑平面是强调物体表面存在微小的形变和支持力，而忽略接触表面摩擦的存在。然而摩擦力的大小跟镇压力是有关的。可推知，摩擦定律不适用理想的光滑平面。（二）理想模型是动态的发展的物理模型并非一成不变的。同一物理对象的模型总是随着认识的深化而发展和变化的，充实和丰富其意涵的。例如:天体运行模型。由柏拉图到托勒密(九重天)，哥白尼（日心说），开普勒（行星运动三定律）。由定性描述发展为定量的运算。对行星运行轨

7、道的描述也是在改变的。由圆周轨道修正为椭圆轨道。认识是深化与发展的。天体运行模型的建立历经二千多年最终发展到开普勒。由牛顿将地上的引力和天体的引力之间统一了起来。发现了普遍的万有引力定律。又如：原子结构的三模型。由汤姆生以开尔文的“涡旋原子”为基础建立的“枣糕”模型到卢瑟福的核式结构模型，再发展成玻尔的原子结构模型的过程。就是如此。卢瑟福以@粒子散射的实验事实为依据，否定了“枣糕”模型，建立了核式结构模型。使原子结构模型向前发展了一步。玻尔运用量子论的观点克服了卢瑟福核式结构的某些缺点。提出了三点假设（轨道量

8、子化，能级量子化，能量量子化假设）。建立了一种新的模型。玻尔原子结构模型，后来的索莫非又将其发扬光大，使其进一部发展与完善。然而人们对原子结构的认识并没有穷尽，还在继续进行着。物理模型思想是一种特殊的物理思维活动过程。融合着多种科学思维形式和过程，是在研究和探索物理原型与过程的基础上逐渐形成和发展起来的，同时，又对继续推进和发展物理学的进程核建立系的物理模型发挥积极的作用。物理模型思想又称理想化模型