構(gòu)建物理“模型法”

李陶節(jié)

公元前400年，墨子做了世界上最早的“小孔成像”實驗（如圖1）：在一間黑暗小屋的朝陽墻上開一個小孔，人對著小孔站在屋外，屋里相對的墻上就會出現(xiàn)一個倒立的人影.《墨經(jīng)》中對此解釋道：“景光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下.”意思是.因為照射在人身上的光線，就像射箭一樣，人體下部反射過來的光線，射過小孔，成影在上邊；人體上部反射過來的光線，穿過小孔。成影在下邊，就成了倒立的像.這是對光沿直線傳播的第一次科學解釋.

從上面故事中我們可以看出，其中蘊含一種現(xiàn)代的科學研究方法——“模型法”.

“模型法”是物理學中一個重要的研究方法.運用這種方法的目的是為了摒棄次要條件.突出主要因素。對實際問題進行理想化、簡單化處理，從而方便對物理本質(zhì)的研究.在研究光的傳播時.用一條帶箭頭的直線表示光的傳播方向和路徑.這就是光線.光線是由一小束光抽象而建立的理想模型，有了這個模型。可方便地研究光的直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，處理某些復(fù)雜的光學實際問題，如小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成、平面鏡成像、凸透鏡成像等.

利用“光線”可以簡化墨子的小孔成像實驗，如圖2.另外，研究光現(xiàn)象時.把光源看成一個發(fā)光點，不考慮它的形狀、大小及亮度，也是為了便于研究和作圖而構(gòu)建的物理模型.

例1 物理學中用“光線”來描述光的傳播路徑.關(guān)于“光線”，以下說法不正確的是（ ）.

A.光線是實實在在存在的

B.光線是利用物理模型法建立的

C.光線的建立過程是一個抽象的過程

D.光線反映了光沿直線傳播

分析：為了描述光的傳播情況。我們通常用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向，這樣的直線叫光線.光線是假想出來的.是利用模型法建立起來的，是不存在的.光線的建立是一個抽象的過程.綜上所述.只有A項符合題意.

答案：A

學即用，練一練：

1.下列現(xiàn)象中.不能用光的直線傳播來解釋的是（ ）.

A.不透明的物體被光線照射時.后面形成影子

B.日食、月食的形成

C.平靜的湖面上看到山的倒影

D.晚上探照燈的光束照到很遠

2.紫金山天文臺2009年6月13日通報：2009年7月22日，我國將出現(xiàn)500年一遇的日全食奇觀.解釋日食現(xiàn)象用的是光的________傳播理論.如圖3所示，位于地球上A區(qū)域的人看到的是日_______食，位于B區(qū)域的人看到的是日________食.

參考答案：1.C 2.直線 全 偏

責任編輯 程哲endprint