王若丞
浙江師范大學(xué)附屬中學(xué) 浙江金華 321000
應(yīng)用物理主要是講物理學(xué)方法論基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于當(dāng)今各方面的高新技術(shù)領(lǐng)域和新的研究領(lǐng)域,主要有電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)以及生物科學(xué)等方面。
應(yīng)用物理是除了自然科學(xué)之外另外一門(mén)重要的學(xué)科,它涉獵廣泛,要求研究人員要有十分扎實(shí)物理基礎(chǔ)和學(xué)科知識(shí)。
物理一直都是被眾多學(xué)生奉在神壇上面的一門(mén)學(xué)科,他們認(rèn)為物理高深莫測(cè),適合像愛(ài)因斯坦、玻爾、居里夫人和牛頓這樣聰明的人去學(xué)習(xí)和研究,和我們的日常生活聯(lián)系不大。但是,事實(shí)上,一切科學(xué)的發(fā)展都是為人類服務(wù)的,應(yīng)用物理也有其十分“接地氣”的一面。
首先是重力作用:我們平??梢砸?jiàn)到工地施工建造房屋的時(shí)候,會(huì)用重垂線量直;我們?cè)诘厍蛏峡梢阅_踏實(shí)地,而在月球上則會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象。其次被廣泛應(yīng)用的是摩擦力:幼兒園、公園等地方會(huì)專門(mén)設(shè)兒童玩樂(lè)的娛樂(lè)設(shè)施,其中形式多樣的滑梯備受孩子們喜愛(ài)。這里的滑梯就是通過(guò)降低滑梯表面的摩擦力使其達(dá)到順利滑行的效果;飲料瓶的瓶蓋周圍一圈紋理,這是為了加大摩擦力,方便打開(kāi)。此外,夏天灑水降溫運(yùn)用了應(yīng)用物理的熱學(xué)原理,汽車上的后視鏡運(yùn)用了光學(xué)的反射原理。綜上所述,我們的生活和應(yīng)用物理息息相關(guān),應(yīng)用物理使我們衣食住行的各方面都更加便捷。
在普通大眾的眼里,物理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)似乎是風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)學(xué)科。但是事實(shí)上應(yīng)用物理的許多技術(shù)知識(shí)都在一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)邏輯和相關(guān)模型的建立和發(fā)展。第一,應(yīng)用物理中的布朗運(yùn)動(dòng)原理推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中的期權(quán)定價(jià)模型的建立:經(jīng)濟(jì)學(xué)科里的B-S期權(quán)定價(jià)的公式是基于布朗運(yùn)動(dòng)干擾項(xiàng)的隨機(jī)微分方程進(jìn)行增添的應(yīng)用;第二,對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的建模分析運(yùn)用了物理學(xué)領(lǐng)域的混沌現(xiàn)象。最近幾年,部分學(xué)者在對(duì)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析與研究的時(shí)候,就引入了混沌理論,進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)邏輯系統(tǒng)的建模分析[1]。
我們都知道核武器的殺傷力是極大的,但大多數(shù)人不知道核武器的研發(fā)制造也與應(yīng)用物理有關(guān)。
比如紅外線,其是一種波長(zhǎng)居于可見(jiàn)光和微波間的電磁波,其物理特性為具有很強(qiáng)的穿透力和熱效應(yīng),所以在軍事領(lǐng)域被用來(lái)進(jìn)行紅外線夜視偵察、攔截導(dǎo)彈或者信號(hào)、紅外線雷達(dá)、紅外線相關(guān)隱形技術(shù)等的運(yùn)用[2]。當(dāng)然這只是物理技術(shù)知識(shí)在軍事中具體應(yīng)用的一個(gè)方面。
如果說(shuō),應(yīng)用物理在其他領(lǐng)域的廣泛使用只是為了方便人們的生活,那物理在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用就是真真切切的涉及到人們的健康,為人們的健康謀福利。醫(yī)學(xué)物理學(xué)可以歸為應(yīng)用物理的一個(gè)分支,它將物理學(xué)的技術(shù)和相關(guān)知識(shí)理論與醫(yī)學(xué)相結(jié)合,創(chuàng)新發(fā)展,在近些年取得了極大的成就。
在我們的日常里最常見(jiàn)的醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用就是,利用凹透鏡原理制成的近視鏡,通過(guò)相關(guān)作用將物體投射在近視眼病人的視網(wǎng)膜上,使病人可以看到正常的物體。
此外,放射性示蹤已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療的不可缺少的武器,幫助醫(yī)療工作者解決了一個(gè)又一個(gè)的醫(yī)療難題。譬如弄清了一些與心血管方面的疾病關(guān)聯(lián)性很大的膽固醇生物合成過(guò)程。此外,X射線在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)不到三個(gè)月的時(shí)間就被使用在了治病救人上。利用X射線穿透人體時(shí),會(huì)因?yàn)槠浔旧砗穸燃敖M成結(jié)構(gòu)的不同,在投射的紙上顯現(xiàn)出的陰影分布也不同。醫(yī)生可以根據(jù)不同的陰影分布來(lái)判讀病人身體內(nèi)是否存在囊腫及癌細(xì)胞,并找到位置。還可以根據(jù)得到的X光片,觀察機(jī)體是否存在疾病隱患,器官是否存在病變,更好的預(yù)防以及治療相關(guān)疾病。正是由于X射線的這一巨大作用,使得X射線透視機(jī)發(fā)展至今已成為醫(yī)院的基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)備之一。
應(yīng)用物理決不僅局限于幾個(gè)有限的學(xué)科領(lǐng)域,也不是被狹隘地運(yùn)用。在未來(lái),我們將看到應(yīng)用物理在人民的生活中得到普及,在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展里成為不可或缺的角色。比如,我們的教室長(zhǎng)度一般被限制在10米范圍內(nèi),這里不僅僅是為了節(jié)省空間的用途,更是從物理原聲回聲的角度進(jìn)行考慮,避免混音。這一原理也被運(yùn)用兩座大山或者海底深度的測(cè)量方面。因?yàn)樯礁吆I?,這些測(cè)量工作的工程量很大,很難依靠人力直接完成,此時(shí)應(yīng)用物理的運(yùn)用便起到了很好的作用。還有一些未知領(lǐng)域的探索與研究,也可以依靠應(yīng)用物理的相關(guān)知識(shí),帶領(lǐng)人們?nèi)ビ痈嗵魬?zhàn),創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)新的可能和奇跡。
總的來(lái)說(shuō),物理學(xué)它作為一門(mén)與人們衣食住行的各方各面緊密相連的學(xué)科,它不僅滿足了人們對(duì)未知世界的探索與求知欲,也給人們生活帶來(lái)了種種便利。另外,應(yīng)用物理學(xué)的誕生與發(fā)展極大的推動(dòng)了高新科學(xué)行業(yè)各方面的技術(shù)突破、難點(diǎn)攻克以及眾多理論的建立。物理學(xué)對(duì)廣義物理息息相關(guān)的生命科學(xué)、地球科學(xué)、思維甚至哲學(xué)領(lǐng)域,起到積極的引領(lǐng)作用。隨著應(yīng)用物理學(xué)發(fā)展的愈加深入,人類空間將不斷擴(kuò)展,創(chuàng)造更多的科學(xué)技術(shù)財(cái)富,對(duì)人們的生產(chǎn)、生活各方面帶來(lái)更大的影響。所以,我們要更加積極的學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識(shí),進(jìn)行實(shí)踐,使應(yīng)用物理得到長(zhǎng)足發(fā)展。