周正若
摘 要:本文結(jié)合實(shí)例談數(shù)理知識在我們?nèi)粘I钪械膹V泛應(yīng)用,從而說明我們中學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識對以后從事各種社會工作具有重要的作用。
關(guān)鍵詞:中學(xué)物理;數(shù)學(xué)知識;知識應(yīng)用
一、數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)是人們生活、勞動和學(xué)習(xí)必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù)、進(jìn)行計算、推理和證明,數(shù)學(xué)模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象;數(shù)學(xué)為其他科學(xué)提供了語言、思想和方法,是一切重大技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和創(chuàng)造力等方面有著獨(dú)特的作用數(shù)學(xué)是人類的一種文化,它的內(nèi)容、思想、方法和語言是現(xiàn)代文明的重要組成部分。
如今,數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想已經(jīng)極其廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活之中。舉一些簡單的例子,購物之后人們會記賬,以方便他們的年終統(tǒng)計查詢;在銀行辦理儲蓄業(yè)務(wù);查收各住戶水電費(fèi)用等,算術(shù)及統(tǒng)計學(xué)知識在這些方面都得到了應(yīng)用。此外,機(jī)關(guān)大院和社區(qū)門口的“推拉式自動伸縮門”;運(yùn)動場上跑道直道與彎道的平滑連接;樓間距的計算;折扇的設(shè)計以及黃金分割;隧道雙向作業(yè)起點(diǎn)的確定等,則運(yùn)用到了平面幾何之中直線圖形的性質(zhì)及解直角三角形有關(guān)知識。
在我們的生活中,還有許許多多應(yīng)用到數(shù)學(xué)知識的例子:比如說生活中茶葉筒大部分都是圓柱體的,這是因?yàn)橹荛L相等的圖形,圓形的面積比較大,使用圓柱體的茶葉筒不僅可以裝下更多的茶葉,還可以節(jié)省材料。數(shù)學(xué)應(yīng)用于生活中的例子是不可勝舉的,可以說,數(shù)學(xué)不止僅僅在科學(xué)研究中有著至關(guān)重要的作用,它也隨時隨地都存在于我們的日常生活中。
二、物理學(xué)的實(shí)際應(yīng)用
物理是基于自然的一門有趣的科學(xué),從亞里士多德的自然哲學(xué),到牛頓的經(jīng)典力學(xué),再到現(xiàn)代物理的相對論和量子論,在漫長的歷史長河中,有無數(shù)科學(xué)家為了探索發(fā)現(xiàn)新的物理規(guī)律而廢寢忘食。不論是在日常生活中、工業(yè)生產(chǎn)上,還是在醫(yī)學(xué)、天文科學(xué)上物理知識都有著非常廣泛的應(yīng)用,只要細(xì)心觀察我們就不難發(fā)現(xiàn),我們生活的時代正在處于一個各種物理理論架設(shè)的情況中,三次工業(yè)革命,每一次技術(shù)都會有巨大進(jìn)步,在這巨大的進(jìn)步之中無不滲透著物理科學(xué)的新的應(yīng)用。
1.物理學(xué)在人體方面應(yīng)用
眼睛是人們觀察世界的窗口,而如今由于多種原因近視眼這個問題已困擾著許多人。我們不難知道眼睛是由在眼球前部凸出的堅韌的透明角膜、含有纖維膠質(zhì)的透明囊狀的晶狀體、無色透明的水樣液、視網(wǎng)膜及無色透明的膠狀玻璃體構(gòu)成的。這些組成部分的共同作用就相當(dāng)于一個凸透鏡。從物體射進(jìn)眼里的光線經(jīng)過一個凸透鏡折射后,在視網(wǎng)膜上形成縮小、倒立的實(shí)像,刺激分布在視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞,通過視神經(jīng)傳給大腦,于是我們就看見了物體。我們的眼睛不僅能看見近處的物體,而且還能看清遠(yuǎn)處的物體,是因?yàn)楫?dāng)物距改變時,它能靠改變晶狀體表面的彎曲程度來改變眼睛這個凸透鏡的焦距,眼睛實(shí)際上是一種精巧的變焦系統(tǒng)。當(dāng)眼睛受到某些因素影響使得這一變焦系統(tǒng)不能正常工作的時候,眼睛就看不清遠(yuǎn)處的東西了,即近視眼。在弄清楚了這些中學(xué)的物理知識后,人們就利用了適合的的凸透鏡即眼鏡來幫助調(diào)節(jié)人眼的焦距,從而使人可以看清遠(yuǎn)處的事物。在我們生活中我們所使用的照相機(jī)也是根據(jù)這樣一個原理來調(diào)焦、成像的。
2.物理學(xué)在生活中的應(yīng)用
在日常生活中,我們仔細(xì)觀察汽車就會發(fā)現(xiàn)有許多物理知識都應(yīng)用于此。比如說汽車的輪胎都是有花紋的,汽車的輪胎之所以做成花紋樣式就是為了增大與地面的摩擦力,使汽車在路面上行駛能夠更安全,防止“打滑”;第二個就是汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡,這就利用到凸鏡對光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點(diǎn),使駕駛員看到的實(shí)物小,觀察的范圍大,從而保證行車安全。這些都是生活之中中學(xué)的基礎(chǔ)物理學(xué)知識的具體有效的應(yīng)用。還有一個應(yīng)用就是現(xiàn)在對我們來說非常重要的日常應(yīng)用工具――電話,也是物理學(xué)知識實(shí)際應(yīng)用的例子。電話話筒相當(dāng)于一個大小變化的電阻,而聽筒是一個揚(yáng)聲器。電話里傳遞的信息通過交換機(jī)傳遞到另一方。而我們常常不離手的手機(jī)則是利用電磁波,以中轉(zhuǎn)站為媒介,實(shí)行異地通話的高科技設(shè)備。在生活中還有許多其他的應(yīng)用,如電燈的使用,澡巾能漂浮在水面上而香皂能下沉,這些都是物理規(guī)律在起作用。
3.物理學(xué)在天文上的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國在航天事業(yè)上經(jīng)歷了從無人探月到載人登月,取得了巨大的飛躍,實(shí)現(xiàn)了國人幾千年以來的飛天夢想。向心力的利用、萬有引力的作用、天體質(zhì)量的計算、行星繞太陽的運(yùn)動等物理科學(xué)知識在航天領(lǐng)域是無處不在。但是想要真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)月球基地與開發(fā)利用月球的設(shè)想,那么還有很多工作等待著我們,特別是在技術(shù)上我們還需要有更大的飛躍。
物理學(xué)在人類探索天體的過程中始終扮演著極其重要的角色,一個著名的例子就是萬有引力定律引發(fā)的海王星的發(fā)現(xiàn)。我們都知道行星是在一個橢圓形的軌道上繞太陽運(yùn)動;每顆行星受到的引力不僅僅只由太陽提供,除太陽的引力最大外,還要受到其他行星的引力。要弄清楚這些就需要更復(fù)雜一些的運(yùn)算,而正是這種運(yùn)算,導(dǎo)致了海王星以及冥王星的發(fā)現(xiàn)。在200年前,人們眼中的太陽系只有7大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星和天王星,后來,人們發(fā)現(xiàn)處于太陽系最外面的行星――天王星的運(yùn)行軌道與用萬有引力定律計算出的有較大的偏差。于是,有人推測,在天王星的軌道外側(cè)可能還有一顆行星,它對天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。人們便開始計算并算出這顆行星的可能軌道,并且在計算出的位置終于觀測到了這顆新的行星,于是將它命名為海王星。發(fā)現(xiàn)海王星之后又發(fā)現(xiàn)它的軌道也與計算值有偏差,人們便進(jìn)一步推測,海王星軌道外側(cè)還有一顆行星,于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星,可見萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價值。
三、數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系
在物質(zhì)世界許多事物都是不可分割的,從不同的角度去看事物就會有不同的結(jié)論,同時許多事物之間也是相輔相成的,同樣物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科之間也是相輔相成的。物理與其它自然科學(xué)一樣都研究自然規(guī)律的,它們的任務(wù)之一是找出描述現(xiàn)象的物理量之間的規(guī)律,而表述幾個變量之間關(guān)系恰好是數(shù)學(xué)的特長,這是數(shù)學(xué)的普適性所在。數(shù)學(xué)使一門學(xué)問由定性變?yōu)槎?,從而使其變?yōu)榭茖W(xué)。可以說,數(shù)學(xué)是打開各個自然學(xué)科大門的鑰匙,是其他學(xué)科發(fā)展過程中必不可少的一樣工具,反之,物理等學(xué)科的進(jìn)步也推動著數(shù)學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。
四、結(jié)語
不論是在古代還是在現(xiàn)代乃至今后物理和數(shù)學(xué)這兩門學(xué)科都扮演著重要的角色、有著非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用,它們相與相輔相成、缺一不可。我們自有學(xué)好、掌握好這兩門學(xué)科的知識,才能在前人的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索、尋求,揭示更多的宇宙未解之謎,解決生活中的新問題,推動人類社會文明的新進(jìn)程。
參考文獻(xiàn):
[1]萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用人造衛(wèi)星,2011,10.
[2]中國校外教育理論,2007,5.
[3]數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系,2011,6.