..課程論文題目 生活中的物理學 2017年11月10日 生活中的物理學 [摘要] 物理學是一門有著悠久歷史的自然學科，它的發展對人類物質文明的進步和思維的發展有著重大的影響和促進作用。本文介紹了光學、力學、電磁學的相關知識在生活中的應用，說明物理學就在我們身邊，給我們的生活帶來了極大的便利。我們的生活離不開物理。 [關鍵詞] 物理學 人類生命 科學意識 科學思維方式 物理學是研究物質運動最普遍規律和物質基本結構的學科，它的理論結構充分以數學作為工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的標準，是當今最尖端的自然科學學科。物理學作為自然科學的先導學科，研究上至宇宙，下至基本粒子的一切物質最基本的運動形式和運動規律，因而成為其他自然科學學科的研究基礎。 由于物理問題需要一定的數學功底，物理理論又具有很強的概括性和抽象性，所以有些人認為物理深不可測，離我們很遙遠。物理學家都是智力超群的天才。但其實，物理知識在我們身邊隨處可見，我們每天都能看到各種各樣的物理現象，物理在我們的生活中發揮了重要作用。 1.光學 1.1光的偏振 看立體電影時，觀眾必須戴上一副特制的眼鏡，這是一對透射方向相互垂直的偏振鏡。
立體電影是利用兩個鏡頭，像人的眼睛一樣，同時從兩個不同的方向攝取景物的圖像，制成電影膠片。放映時，兩臺攝影機拍攝的兩組影片，通過兩臺放映機同時放映，使兩幅稍有不同的圖像重疊在屏幕上。此時，如果用眼睛直接觀看，看到的畫面就會模糊不清。要想看立體電影，必須在每臺電影機前安裝偏光片，起著起偏鏡的作用。兩臺放映機發出的光線經過偏光鏡后，就變成偏振光。左右兩臺放映機前的偏光板的偏振方向互相垂直，所以產生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到屏幕上后，反射回觀眾，偏振光的方向沒有改變。 觀眾用上述偏光眼鏡觀看時，每只眼睛只看到相應的偏振光圖像，即左眼只能看到左攝像機反射出來的畫面，右眼只能看到右攝像機反射出來的畫面，這樣就會產生如同直接觀看一樣的立體感。這就是3D立體電影的原理。 1.2光的折射 夏季，在平靜無風的海面上，向遠處望去，有時可以看見山峰、船只、建筑、樓閣、街市、寺廟等出現在遠處的天空中，這就是海市蜃樓現象。 沙漠中出現的“海市蜃樓”，就是太陽光遇到不同密度的空氣時發生折射而形成的。在沙漠中，沙石在白天受到太陽的烘烤，沙層表面溫度迅速上升，由于空氣的傳熱性能差，在沒有風的時候，沙漠上空的垂直溫差非常顯著，底部熱，頂部冷。 上層空氣密度大，下層空氣密度小。
當太陽光由高密度空氣層進入低密度空氣層時，光速發生變化生活中的物理，經過光的折射，遠處的綠洲便出現在人們眼前。這種“海市蜃樓”現象，有時在海上或江河上也會出現。 光學在汽車上的應用 1、汽車駕駛室外的后視鏡是凸面鏡，它利用凸面鏡對光的發散作用和正立、縮小、虛像的特點，使所見的實際物體變小，觀察范圍變大，保證行車安全。 2、汽車前照燈中的反射鏡是凹面鏡，它是利用凹面鏡能將置于其焦點處的光源發出的光線反射成平行光的特性而制成的。 3、汽車前照燈應經常配備有橫、豎條紋的玻璃燈罩。汽車前照燈由燈泡、反射鏡和前玻璃燈罩組成。 根據透鏡和棱鏡的知識，汽車大燈玻璃罩就相當于透鏡和棱鏡的組合。夜間開車時，司機不但要看清楚前方的路況，還要看清楚路邊的人、路標、岔路等。透鏡和棱鏡對光線有折射作用，所以燈罩就是通過折射把光線根據實際需要向需要的方向散射，使光線均勻柔和地照射到車前路面和路邊的景物上。同時，這種散光燈罩還可以使一部分光線稍微向上折射，照亮路標和里程碑，從而保證行車安全。4、汽車裝上茶色玻璃后，行人很難看清車內人的面部，茶色玻璃可以反射一部分光線，吸收一部分光線，因此透入車內的光線較弱。
要看清楚乘客的臉，必須有足夠強的光線從臉部反射出來，透過玻璃到外面。由于車內光線微弱，透過的光線不夠，所以很難看清楚乘客的臉。5、除大型客車外，大多數轎車的前窗都是傾斜的。當汽車前窗玻璃傾斜時，玻璃反射的車內乘客的影像是在國道的正前方和上方，路上的行人是不可能出現在上方的空中，這樣車內乘客的影像就與路上的行人分開了，這樣司機就不會產生任何錯覺。大型客車體型較大，前窗距離地面比轎車高得多，即使前窗是垂直安裝的，好像和窗戶處于同一高度，在這個高度上路上的行人是不可能出現的，所以司機不會把乘客窗外的影像與路上的行人混淆。 2.力學 2.1重力 我們生活在地球上，重力無處不在。砌墻時，師傅們常用配重線檢查墻體是否垂直，這是充分利用重力方向垂直向下的原理；羽毛球下端做得較重，是為了降低重心，使球在下落時保護羽毛；汽車駕駛員在下坡時，可以通過關閉發動機繼續滑行，利用重力的作用節省體力。 2.2摩擦力 百米賽跑運動員在起跑階段，用雙腳用力向后蹬，以獲得足夠的向前靜摩擦力，從而在很短的時間內向前加速，使運動員在幾秒鐘之內就能達到10米/秒以上的速度。而一旦越過終點線，就要靠運動員向前蹬地產生的向后摩擦力來減速。
另外，在拔河比賽中，其實比的就是摩擦力，因為根據牛頓第三運動定律，兩隊對同一根繩子的拉力是相同的，摩擦力大的那一對自然會獲勝，拔河比賽取勝的關鍵就是選擇摩擦力大的鞋子。 力學知識的廣泛應用 1、重力的應用 我們生活在地球上，重力無處不在，比如砌墻的時候，工人們常常會用一根砝碼線來檢查墻體是否垂直，這就是充分利用了重力方向垂直向下的原理；羽毛球的下端做得比較重，就是為了降低重心，球在下落過程中保護著羽毛。 如果沒有重力物理資源網，世界將不堪設想，水無法灌入口中，人起跳后無法落回地面，飛揚的塵埃將永遠漂浮在空中，整個大自然將渾濁不堪。 在講授重力時，應讓學生進行熱烈的討論，充分挖掘他們的想象力，知道重力與我們實際生產生活有著密切的關系。2、摩擦力的應用摩擦力是一種重要的力，在實際社會生產生活中應用十分廣泛。例如，人們走路時，在光滑的地面上行走很困難，這是因為接觸面上的摩擦力太小，而汽車上坡時打滑，在路面上撒些粗糙的石子或鋪上稻草生活中的物理，車子就能順利前進，這是通過增加粗糙度來增加摩擦力；把鞋底制成各種花紋，增加接觸面的粗糙度，增加摩擦力；溜冰者穿的溜冰鞋上裝有滾珠，把滑動摩擦變成滾動摩擦，從而減少摩擦和增加滑動速度；各種機器中加入潤滑油，是為了減少齒輪間的摩擦，保證機器的良好運轉。
由此可見，人類的生產生活其實都與摩擦有關。應充分利用有益的摩擦，盡量減少有害的摩擦。 3.彈性的應用 彈性可用來進行一系列社會生產和生活活動。力有大小、方向，有作用點，例如高樓大廈需要打好地基，橋梁設計需要精確計算各部分受力；拔河比賽需要用較粗的繩子，防止拉力過大造成斷裂；高壓線中間需加較粗的鋼絲，以支撐更大的架設跨度；運動員在一瞬間產生的爆發力，等等。 3.電磁學 3.1電磁波 微波爐是沒有明火的，微波爐的熱源是微波，也就是高頻電磁波。微波是頻率為～30萬MHz的電磁波。微波爐實際上就是一個微波發生器，它產生的微波頻率為。 這種微波有一個很有趣的習性，當它遇到肉、蛋、蔬菜等富含水分的食物時，微波會以相同的頻率把食物中的水分子“停留”和“拖”在一起。振蕩使分子間產生摩擦，摩擦可以產生熱量。振蕩頻率越高，振幅越大，分子間摩擦越劇烈，產生的熱量自然也就越多。食物分子在高頻磁場中振動，分子間相互碰撞、摩擦產生熱能，結果食物就被加熱了，這就是微波爐的原理。 3.2 渦流 如今，電磁爐在我們的生活中已是不可缺少的，它直接在鍋底產生熱量，不需要明火或傳導加熱，從而大大提高了熱效率。
它是完全區別于所有傳統有火或無火傳導加熱的廚具的高效節能櫥柜。電磁爐是利用電磁感應的原理加熱食物，將電流和電壓通過整流器轉換成直流電，再通過高頻電源變換裝置，將直流電變成超過音頻的高頻交流電，高頻交流電加在扁平空心螺旋型感應加熱線圈上，從而產生高頻交變磁場。其磁力線穿透爐灶陶瓷板，作用于金屬鍋上。烹飪鍋內由于電磁感應而產生強大的渦流，當渦流克服鍋內電阻時，就完成了電能向熱能的轉化，產生的焦耳熱作為烹飪的熱源，使鍋底迅速升溫。電氣知識的應用自從法拉發現電磁感應現象以來，人類進入了電氣化時代。 從日常生活用電到交通運輸、工廠企業，無不來自發電機。電已成為人類不可缺少的主要能源。在我們的生活中，電的應用隨處可見。例如，夜間行走用的手電筒，將化學能轉化為電能；干電池不會??發生觸電事故，而照明用電如果使用不當，則會危及我們的生命。這是因為，不高于36V的電壓是安全電壓，而照明電路的電壓為220V，遠遠高于安全電壓；做飯用的電飯鍋、電炒鍋，將電能轉化為內能，電力機??車也依靠電能運轉，所有家用電器都需要用電。如果沒有電，電動機就不能轉動，電力機車就不能行駛，電器就不能工作，人類社會就會倒退。所以，電是人類的好伙伴。 只要我們嚴格遵守安全用電原則，我們就能馴服它，并利用它為人類服務。以上列舉的只是生活中物理知識的一小部分。其實物理知識已經滲透到我們生活的方方面面。物理學無窮無盡的迷人之處，許多顯而易見的現象可能蘊含著深刻的道理。多觀察，多思考，多實踐，我們就能探索生活中更多的物理奧秘。