李君健
摘 要:比值定義法是物理中定義物理量的常用方法,學(xué)生為此存在一定程度上的疑惑。在用比值定義法中,蘊(yùn)含了一個(gè)重要的因果關(guān)系,它是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:比值法;因果關(guān)系;類比思想
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2014)12(S)-0045-2
在物理學(xué)中,經(jīng)常會(huì)看到用比值法用來定義出一個(gè)新的物理量。比如:密度、速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容和電勢(shì)等。為什么可以用比值法定義一個(gè)物理量,比值的結(jié)果又與比值所用物理量大小取舍無關(guān),這樣的問題給學(xué)生帶來了不少困惑。以下就從比值法定義物理量的一般特征、物理思想和教學(xué)啟示這幾個(gè)角度進(jìn)行闡述。
1 物理概念與物理量
任何一個(gè)概念的界定必然要能反映出它的本質(zhì)。有的物理概念僅表示指代物體或物質(zhì)的,如,小球、電荷、電場(chǎng)等;有的表示物體的屬性的,如,質(zhì)量、體積、電荷量等;有的表示狀態(tài)和程度的,如,速度、電場(chǎng)強(qiáng)度等。物理量是指在物理學(xué)中“量度”物體屬性或描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化過程的量,具有實(shí)際的物理意義,通常帶有單位。物理量又可分為狀態(tài)量和過程量。
通過比值法定義出來的物理量,可描述物質(zhì)的某種屬性。若按屬性進(jìn)行分類,這些物理量可分為:
第一類,描述客觀事物運(yùn)動(dòng)變化屬性的,通常含時(shí)間因素,表示某種變化快慢程度的,如,速度v、加速度a、電流I、功率P等;
第二類,描述相互作用物質(zhì)強(qiáng)度屬性的,如,電場(chǎng)強(qiáng)度E、電阻R、磁場(chǎng)強(qiáng)度B、摩擦因μ數(shù)等;
第三類,描述物質(zhì)特性,如,密度ρ、勁度系數(shù)k、折射率n等。
2 比值法
客觀事物的屬性必然要與外界發(fā)生作用才能體現(xiàn)出來。對(duì)于客觀事物間的相互作用規(guī)律,可以通過數(shù)學(xué)上的數(shù)量關(guān)系來表達(dá)作用的強(qiáng)度和結(jié)果的關(guān)聯(lián)。當(dāng)我們要去衡量客觀事物的屬性時(shí),因?yàn)樽饔玫匚坏牟顒e,當(dāng)中存在著反映與被反映關(guān)系。比值定義法也正是在這樣基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,但是,它還要滿足一定的條件。
經(jīng)過對(duì)教材中這些比值法定義出來的物理量進(jìn)行比較和分析得到:相比這兩個(gè)物理量之間存在因果邏輯關(guān)系;事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約著的,而當(dāng)這兩個(gè)量相除的結(jié)果也正是它們能夠產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件,即被反映對(duì)象的主體屬性。比值定義法中的因和果與主體屬性彼此間具有相對(duì)獨(dú)立性。例如,平行板電容器裝有一定量的電量Q是因,板間產(chǎn)生的電壓U是結(jié)果,條件是電容器有裝載電荷能力,而裝載電荷的本領(lǐng)用電容C表示,其因果關(guān)系可用一種簡單方式表示為:
表達(dá)式 QC-1=U
電容定義式C=
又如,在靜電場(chǎng)中,對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有力的作用,它的因果關(guān)系:
表達(dá)式 q·E=F
電容定義式 E=
諸如此類,不一而足:
U·R-1=I; F·k-1=x;
q·φ=EP; FN·μ=Ff;
兩個(gè)客觀事物之間如果能夠發(fā)生相互作用的必然存在共同作用基礎(chǔ)?,F(xiàn)假定兩個(gè)發(fā)生相互作用的主體,分別記為A和B,A具有的屬性C是通過B的作用反映出來, B和A之間是反映與被反映關(guān)系;X表示B對(duì)A作用強(qiáng)度的物理量(或者是表示B的屬性),Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果。其關(guān)系用符號(hào)表示如下:
簡化為
經(jīng)過比較和分析,絕大多數(shù)比值法定義的物理量存在著因果關(guān)系,可表示為統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
X·Cγ=Y (γ=±1)(1)
式中,X和Y分別代表兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量,該式不僅表示了兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量的數(shù)量關(guān)系,而且還反映了二者的因果關(guān)系。其中,物理量X作為變化的原因,Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果,C表示比例常數(shù)。式中還反映了Y與X是成正比例關(guān)系,就將這兩個(gè)物理量間關(guān)系統(tǒng)稱為線性因果關(guān)系,B對(duì)A作用規(guī)律又可表現(xiàn)為:
= = =…= =Cγ(2)
就此,可以通過X和Y比值定義出C,C具有特定的物理意義,通常帶有單位。比例常數(shù)C處于特殊地位,是相對(duì)X獨(dú)立存在的,是促成這因果關(guān)系實(shí)現(xiàn)的前提條件;它本質(zhì)是被反映的主體A通過對(duì)另一主體B作用時(shí)所反映出來的屬性,反映了特定物理內(nèi)容。此時(shí)C就作為一個(gè)新的物理量,即表征了A的屬性。例如彈簧彈力F與伸長量x比例關(guān)系:
= = =…= =k
再者,γ取值問題。γ取值問題實(shí)質(zhì)就是如何選用比值來定義新物理量的問題,即用 (或 )來定義C的問題;γ值不同,比例系數(shù)C的物理含義也就不同。γ值只取決于參照立場(chǎng)。如,導(dǎo)體材料的電阻R是通過導(dǎo)體兩端電壓U和通過其導(dǎo)體的電流的比值定義出來的,即R= (U R-1=I,相當(dāng)于γ=-1);它表示導(dǎo)體對(duì)電流的“阻礙作用”的大小,電阻R越大,對(duì)電流阻礙越大;如果用的是 比值,則表示導(dǎo)體對(duì)電流的“傳輸能力”強(qiáng)弱程度,即電導(dǎo)G= (U G+1=I,相當(dāng)于γ=+1);顯然電阻和電導(dǎo)數(shù)值上是倒數(shù)關(guān)系。用同一組U與I的比例關(guān)系可以定義出了兩個(gè)意思相反的物理量;其實(shí)導(dǎo)體材料的電阻與電導(dǎo)反映的是同一物理問題,只是兩個(gè)相反的思考方向,是一個(gè)相對(duì)概念。
雖然物理量X和C的變化都能引起結(jié)果Y的變化,誰是產(chǎn)生結(jié)果的原因,一定程度上較難區(qū)分,但是物理量X和C各自所處地位并不相同,X是主導(dǎo)原因,C是產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件。因此,在操作時(shí)必先搞清楚,用誰反映誰的問題,這一結(jié)果對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)原因。比如,⊿tv=⊿x,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,速度是描述物體的運(yùn)動(dòng)屬性,當(dāng)物體跨越空間運(yùn)動(dòng)時(shí),必然需要一定的時(shí)間,這里時(shí)間和位移存在因果關(guān)系,位移與時(shí)間的比值反映的是物體運(yùn)動(dòng)屬性特征。
另外,在用比值法定義物理概念時(shí),總是有一定的制約條件。比如,上述例子中,歐姆定律的前提條件是純電阻電路;又如,電容器裝有的電荷量不能太多,否則會(huì)因?yàn)檠b載電量過大,表現(xiàn)出來的是電壓過大,而導(dǎo)致電容器容易被擊穿;再如,彈簧的伸長量要有一定的限度等等。
3 總 結(jié)
比值定義法包含了物理中的類比思想和因果思想。比值法定義物理量時(shí)有兩個(gè)基本關(guān)系:一是因果關(guān)系,二是線性比例關(guān)系。其因果關(guān)系,是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。依據(jù)比值定義法的特征,教學(xué)上通常都會(huì)采用實(shí)驗(yàn)探究策略,教學(xué)時(shí)適當(dāng)闡明物理量之間的因果關(guān)系,先定性,后定量,并以具體數(shù)據(jù)將規(guī)律直觀呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,這樣更具有說服力。再者,事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約,這制約條件應(yīng)當(dāng)引起重視,如此才能較為深刻而全面地理解定義式。
(欄目編輯 陳 潔)
摘 要:比值定義法是物理中定義物理量的常用方法,學(xué)生為此存在一定程度上的疑惑。在用比值定義法中,蘊(yùn)含了一個(gè)重要的因果關(guān)系,它是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:比值法;因果關(guān)系;類比思想
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2014)12(S)-0045-2
在物理學(xué)中,經(jīng)常會(huì)看到用比值法用來定義出一個(gè)新的物理量。比如:密度、速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容和電勢(shì)等。為什么可以用比值法定義一個(gè)物理量,比值的結(jié)果又與比值所用物理量大小取舍無關(guān),這樣的問題給學(xué)生帶來了不少困惑。以下就從比值法定義物理量的一般特征、物理思想和教學(xué)啟示這幾個(gè)角度進(jìn)行闡述。
1 物理概念與物理量
任何一個(gè)概念的界定必然要能反映出它的本質(zhì)。有的物理概念僅表示指代物體或物質(zhì)的,如,小球、電荷、電場(chǎng)等;有的表示物體的屬性的,如,質(zhì)量、體積、電荷量等;有的表示狀態(tài)和程度的,如,速度、電場(chǎng)強(qiáng)度等。物理量是指在物理學(xué)中“量度”物體屬性或描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化過程的量,具有實(shí)際的物理意義,通常帶有單位。物理量又可分為狀態(tài)量和過程量。
通過比值法定義出來的物理量,可描述物質(zhì)的某種屬性。若按屬性進(jìn)行分類,這些物理量可分為:
第一類,描述客觀事物運(yùn)動(dòng)變化屬性的,通常含時(shí)間因素,表示某種變化快慢程度的,如,速度v、加速度a、電流I、功率P等;
第二類,描述相互作用物質(zhì)強(qiáng)度屬性的,如,電場(chǎng)強(qiáng)度E、電阻R、磁場(chǎng)強(qiáng)度B、摩擦因μ數(shù)等;
第三類,描述物質(zhì)特性,如,密度ρ、勁度系數(shù)k、折射率n等。
2 比值法
客觀事物的屬性必然要與外界發(fā)生作用才能體現(xiàn)出來。對(duì)于客觀事物間的相互作用規(guī)律,可以通過數(shù)學(xué)上的數(shù)量關(guān)系來表達(dá)作用的強(qiáng)度和結(jié)果的關(guān)聯(lián)。當(dāng)我們要去衡量客觀事物的屬性時(shí),因?yàn)樽饔玫匚坏牟顒e,當(dāng)中存在著反映與被反映關(guān)系。比值定義法也正是在這樣基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,但是,它還要滿足一定的條件。
經(jīng)過對(duì)教材中這些比值法定義出來的物理量進(jìn)行比較和分析得到:相比這兩個(gè)物理量之間存在因果邏輯關(guān)系;事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約著的,而當(dāng)這兩個(gè)量相除的結(jié)果也正是它們能夠產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件,即被反映對(duì)象的主體屬性。比值定義法中的因和果與主體屬性彼此間具有相對(duì)獨(dú)立性。例如,平行板電容器裝有一定量的電量Q是因,板間產(chǎn)生的電壓U是結(jié)果,條件是電容器有裝載電荷能力,而裝載電荷的本領(lǐng)用電容C表示,其因果關(guān)系可用一種簡單方式表示為:
表達(dá)式 QC-1=U
電容定義式C=
又如,在靜電場(chǎng)中,對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有力的作用,它的因果關(guān)系:
表達(dá)式 q·E=F
電容定義式 E=
諸如此類,不一而足:
U·R-1=I; F·k-1=x;
q·φ=EP; FN·μ=Ff;
兩個(gè)客觀事物之間如果能夠發(fā)生相互作用的必然存在共同作用基礎(chǔ)?,F(xiàn)假定兩個(gè)發(fā)生相互作用的主體,分別記為A和B,A具有的屬性C是通過B的作用反映出來, B和A之間是反映與被反映關(guān)系;X表示B對(duì)A作用強(qiáng)度的物理量(或者是表示B的屬性),Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果。其關(guān)系用符號(hào)表示如下:
簡化為
經(jīng)過比較和分析,絕大多數(shù)比值法定義的物理量存在著因果關(guān)系,可表示為統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
X·Cγ=Y (γ=±1)(1)
式中,X和Y分別代表兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量,該式不僅表示了兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量的數(shù)量關(guān)系,而且還反映了二者的因果關(guān)系。其中,物理量X作為變化的原因,Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果,C表示比例常數(shù)。式中還反映了Y與X是成正比例關(guān)系,就將這兩個(gè)物理量間關(guān)系統(tǒng)稱為線性因果關(guān)系,B對(duì)A作用規(guī)律又可表現(xiàn)為:
= = =…= =Cγ(2)
就此,可以通過X和Y比值定義出C,C具有特定的物理意義,通常帶有單位。比例常數(shù)C處于特殊地位,是相對(duì)X獨(dú)立存在的,是促成這因果關(guān)系實(shí)現(xiàn)的前提條件;它本質(zhì)是被反映的主體A通過對(duì)另一主體B作用時(shí)所反映出來的屬性,反映了特定物理內(nèi)容。此時(shí)C就作為一個(gè)新的物理量,即表征了A的屬性。例如彈簧彈力F與伸長量x比例關(guān)系:
= = =…= =k
再者,γ取值問題。γ取值問題實(shí)質(zhì)就是如何選用比值來定義新物理量的問題,即用 (或 )來定義C的問題;γ值不同,比例系數(shù)C的物理含義也就不同。γ值只取決于參照立場(chǎng)。如,導(dǎo)體材料的電阻R是通過導(dǎo)體兩端電壓U和通過其導(dǎo)體的電流的比值定義出來的,即R= (U R-1=I,相當(dāng)于γ=-1);它表示導(dǎo)體對(duì)電流的“阻礙作用”的大小,電阻R越大,對(duì)電流阻礙越大;如果用的是 比值,則表示導(dǎo)體對(duì)電流的“傳輸能力”強(qiáng)弱程度,即電導(dǎo)G= (U G+1=I,相當(dāng)于γ=+1);顯然電阻和電導(dǎo)數(shù)值上是倒數(shù)關(guān)系。用同一組U與I的比例關(guān)系可以定義出了兩個(gè)意思相反的物理量;其實(shí)導(dǎo)體材料的電阻與電導(dǎo)反映的是同一物理問題,只是兩個(gè)相反的思考方向,是一個(gè)相對(duì)概念。
雖然物理量X和C的變化都能引起結(jié)果Y的變化,誰是產(chǎn)生結(jié)果的原因,一定程度上較難區(qū)分,但是物理量X和C各自所處地位并不相同,X是主導(dǎo)原因,C是產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件。因此,在操作時(shí)必先搞清楚,用誰反映誰的問題,這一結(jié)果對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)原因。比如,⊿tv=⊿x,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,速度是描述物體的運(yùn)動(dòng)屬性,當(dāng)物體跨越空間運(yùn)動(dòng)時(shí),必然需要一定的時(shí)間,這里時(shí)間和位移存在因果關(guān)系,位移與時(shí)間的比值反映的是物體運(yùn)動(dòng)屬性特征。
另外,在用比值法定義物理概念時(shí),總是有一定的制約條件。比如,上述例子中,歐姆定律的前提條件是純電阻電路;又如,電容器裝有的電荷量不能太多,否則會(huì)因?yàn)檠b載電量過大,表現(xiàn)出來的是電壓過大,而導(dǎo)致電容器容易被擊穿;再如,彈簧的伸長量要有一定的限度等等。
3 總 結(jié)
比值定義法包含了物理中的類比思想和因果思想。比值法定義物理量時(shí)有兩個(gè)基本關(guān)系:一是因果關(guān)系,二是線性比例關(guān)系。其因果關(guān)系,是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。依據(jù)比值定義法的特征,教學(xué)上通常都會(huì)采用實(shí)驗(yàn)探究策略,教學(xué)時(shí)適當(dāng)闡明物理量之間的因果關(guān)系,先定性,后定量,并以具體數(shù)據(jù)將規(guī)律直觀呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,這樣更具有說服力。再者,事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約,這制約條件應(yīng)當(dāng)引起重視,如此才能較為深刻而全面地理解定義式。
(欄目編輯 陳 潔)
摘 要:比值定義法是物理中定義物理量的常用方法,學(xué)生為此存在一定程度上的疑惑。在用比值定義法中,蘊(yùn)含了一個(gè)重要的因果關(guān)系,它是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:比值法;因果關(guān)系;類比思想
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2014)12(S)-0045-2
在物理學(xué)中,經(jīng)常會(huì)看到用比值法用來定義出一個(gè)新的物理量。比如:密度、速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容和電勢(shì)等。為什么可以用比值法定義一個(gè)物理量,比值的結(jié)果又與比值所用物理量大小取舍無關(guān),這樣的問題給學(xué)生帶來了不少困惑。以下就從比值法定義物理量的一般特征、物理思想和教學(xué)啟示這幾個(gè)角度進(jìn)行闡述。
1 物理概念與物理量
任何一個(gè)概念的界定必然要能反映出它的本質(zhì)。有的物理概念僅表示指代物體或物質(zhì)的,如,小球、電荷、電場(chǎng)等;有的表示物體的屬性的,如,質(zhì)量、體積、電荷量等;有的表示狀態(tài)和程度的,如,速度、電場(chǎng)強(qiáng)度等。物理量是指在物理學(xué)中“量度”物體屬性或描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化過程的量,具有實(shí)際的物理意義,通常帶有單位。物理量又可分為狀態(tài)量和過程量。
通過比值法定義出來的物理量,可描述物質(zhì)的某種屬性。若按屬性進(jìn)行分類,這些物理量可分為:
第一類,描述客觀事物運(yùn)動(dòng)變化屬性的,通常含時(shí)間因素,表示某種變化快慢程度的,如,速度v、加速度a、電流I、功率P等;
第二類,描述相互作用物質(zhì)強(qiáng)度屬性的,如,電場(chǎng)強(qiáng)度E、電阻R、磁場(chǎng)強(qiáng)度B、摩擦因μ數(shù)等;
第三類,描述物質(zhì)特性,如,密度ρ、勁度系數(shù)k、折射率n等。
2 比值法
客觀事物的屬性必然要與外界發(fā)生作用才能體現(xiàn)出來。對(duì)于客觀事物間的相互作用規(guī)律,可以通過數(shù)學(xué)上的數(shù)量關(guān)系來表達(dá)作用的強(qiáng)度和結(jié)果的關(guān)聯(lián)。當(dāng)我們要去衡量客觀事物的屬性時(shí),因?yàn)樽饔玫匚坏牟顒e,當(dāng)中存在著反映與被反映關(guān)系。比值定義法也正是在這樣基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,但是,它還要滿足一定的條件。
經(jīng)過對(duì)教材中這些比值法定義出來的物理量進(jìn)行比較和分析得到:相比這兩個(gè)物理量之間存在因果邏輯關(guān)系;事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約著的,而當(dāng)這兩個(gè)量相除的結(jié)果也正是它們能夠產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件,即被反映對(duì)象的主體屬性。比值定義法中的因和果與主體屬性彼此間具有相對(duì)獨(dú)立性。例如,平行板電容器裝有一定量的電量Q是因,板間產(chǎn)生的電壓U是結(jié)果,條件是電容器有裝載電荷能力,而裝載電荷的本領(lǐng)用電容C表示,其因果關(guān)系可用一種簡單方式表示為:
表達(dá)式 QC-1=U
電容定義式C=
又如,在靜電場(chǎng)中,對(duì)放入電場(chǎng)中的電荷有力的作用,它的因果關(guān)系:
表達(dá)式 q·E=F
電容定義式 E=
諸如此類,不一而足:
U·R-1=I; F·k-1=x;
q·φ=EP; FN·μ=Ff;
兩個(gè)客觀事物之間如果能夠發(fā)生相互作用的必然存在共同作用基礎(chǔ)?,F(xiàn)假定兩個(gè)發(fā)生相互作用的主體,分別記為A和B,A具有的屬性C是通過B的作用反映出來, B和A之間是反映與被反映關(guān)系;X表示B對(duì)A作用強(qiáng)度的物理量(或者是表示B的屬性),Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果。其關(guān)系用符號(hào)表示如下:
簡化為
經(jīng)過比較和分析,絕大多數(shù)比值法定義的物理量存在著因果關(guān)系,可表示為統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
X·Cγ=Y (γ=±1)(1)
式中,X和Y分別代表兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量,該式不僅表示了兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量的數(shù)量關(guān)系,而且還反映了二者的因果關(guān)系。其中,物理量X作為變化的原因,Y是對(duì)應(yīng)的結(jié)果,C表示比例常數(shù)。式中還反映了Y與X是成正比例關(guān)系,就將這兩個(gè)物理量間關(guān)系統(tǒng)稱為線性因果關(guān)系,B對(duì)A作用規(guī)律又可表現(xiàn)為:
= = =…= =Cγ(2)
就此,可以通過X和Y比值定義出C,C具有特定的物理意義,通常帶有單位。比例常數(shù)C處于特殊地位,是相對(duì)X獨(dú)立存在的,是促成這因果關(guān)系實(shí)現(xiàn)的前提條件;它本質(zhì)是被反映的主體A通過對(duì)另一主體B作用時(shí)所反映出來的屬性,反映了特定物理內(nèi)容。此時(shí)C就作為一個(gè)新的物理量,即表征了A的屬性。例如彈簧彈力F與伸長量x比例關(guān)系:
= = =…= =k
再者,γ取值問題。γ取值問題實(shí)質(zhì)就是如何選用比值來定義新物理量的問題,即用 (或 )來定義C的問題;γ值不同,比例系數(shù)C的物理含義也就不同。γ值只取決于參照立場(chǎng)。如,導(dǎo)體材料的電阻R是通過導(dǎo)體兩端電壓U和通過其導(dǎo)體的電流的比值定義出來的,即R= (U R-1=I,相當(dāng)于γ=-1);它表示導(dǎo)體對(duì)電流的“阻礙作用”的大小,電阻R越大,對(duì)電流阻礙越大;如果用的是 比值,則表示導(dǎo)體對(duì)電流的“傳輸能力”強(qiáng)弱程度,即電導(dǎo)G= (U G+1=I,相當(dāng)于γ=+1);顯然電阻和電導(dǎo)數(shù)值上是倒數(shù)關(guān)系。用同一組U與I的比例關(guān)系可以定義出了兩個(gè)意思相反的物理量;其實(shí)導(dǎo)體材料的電阻與電導(dǎo)反映的是同一物理問題,只是兩個(gè)相反的思考方向,是一個(gè)相對(duì)概念。
雖然物理量X和C的變化都能引起結(jié)果Y的變化,誰是產(chǎn)生結(jié)果的原因,一定程度上較難區(qū)分,但是物理量X和C各自所處地位并不相同,X是主導(dǎo)原因,C是產(chǎn)生因果關(guān)系的前提條件。因此,在操作時(shí)必先搞清楚,用誰反映誰的問題,這一結(jié)果對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)原因。比如,⊿tv=⊿x,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,速度是描述物體的運(yùn)動(dòng)屬性,當(dāng)物體跨越空間運(yùn)動(dòng)時(shí),必然需要一定的時(shí)間,這里時(shí)間和位移存在因果關(guān)系,位移與時(shí)間的比值反映的是物體運(yùn)動(dòng)屬性特征。
另外,在用比值法定義物理概念時(shí),總是有一定的制約條件。比如,上述例子中,歐姆定律的前提條件是純電阻電路;又如,電容器裝有的電荷量不能太多,否則會(huì)因?yàn)檠b載電量過大,表現(xiàn)出來的是電壓過大,而導(dǎo)致電容器容易被擊穿;再如,彈簧的伸長量要有一定的限度等等。
3 總 結(jié)
比值定義法包含了物理中的類比思想和因果思想。比值法定義物理量時(shí)有兩個(gè)基本關(guān)系:一是因果關(guān)系,二是線性比例關(guān)系。其因果關(guān)系,是理解和掌握用比值法定義出的物理量的關(guān)鍵。依據(jù)比值定義法的特征,教學(xué)上通常都會(huì)采用實(shí)驗(yàn)探究策略,教學(xué)時(shí)適當(dāng)闡明物理量之間的因果關(guān)系,先定性,后定量,并以具體數(shù)據(jù)將規(guī)律直觀呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,這樣更具有說服力。再者,事物的因果關(guān)系總是受一定條件制約,這制約條件應(yīng)當(dāng)引起重視,如此才能較為深刻而全面地理解定義式。
(欄目編輯 陳 潔)