摘 要:物理是一門以生活為基礎的課程,更是一門以現實生活為基礎的自然科學。現實社會生活的各個方面鑄就了不勝枚舉的物理概念與物理規律,而這些概念與規律又服務于現實社會中的生活與生產,這表明物理來源于生活又反作用于生活。本文主要根據現實中的生活現象,如雨后彩虹、電磁爐加熱食物等光電現象,首先解釋基本的物理原理,然后針對這些現象來進一步解釋其中的內涵。通過生活現象探析物理知識,不僅能深入生活,理解事物本質,更能通過生活化的例子來更好地加深對高中物理知識的學習。
關鍵詞:高中物理 生活現象 分析探究
高中物理不僅在教學體系中扮演著重要的角色,在現實生活中也是隨處可見,舉足輕重。高中物理理論知識的源泉就是那些隨處可見的生活現象或者自然現象。我們在學習過高中物理知識之后,應該反過來從一個專業的角度去展現它們的基本原理,并且將高中物理知識與生活現象結合起來,這樣學習的過程會更加生動形象、簡單易懂,這對提高學生的主動觀察現實生活并解決物理問題的能力有很大幫助,使學生在高中物理上的學習有一個質的飛躍。物理是一種自然科學,小到原子質子,大到地球宇宙,無一不以現實實驗為檢驗理論規律正確與否的標準,這就是物理的魅力所在——精密性、真實性。尤其高中物理,更是與現實實驗輔車相依、相輔相成。用高中物理知識可以解釋很多現象,如雨后彩虹、電磁爐加熱食物等。
一、雨后彩虹
“兩水夾明鏡,雙橋落彩虹。”彩虹是一種時常被人們所看到的大自然的美麗現象,一般是為多種顏色組合而成的呈劣弧形的光帶。彩虹不僅美麗可供觀賞,還有著美好的寓意,帶有浪漫色彩,經常為文人墨客的筆下之彩。那這么美麗的彩虹,它出現的原理是什么呢?
(一)太陽光是一種復合光。雖然我們平常所見的太陽光的顏色是白色的,但其實它是由多種顏色的可見光組合在一起而形成的復合可見光。
(二)光是一種特殊的電磁波。而某些頻率的電磁波會對人類的眼睛產生作用,使人的眼睛產生感光效用。所以人類能看得見一定頻率段的電磁波,這里的電磁波也就是我們所說的可見光。
(三)可見光可以在不同介質傳播。但其傳播速度因不同介質的屬性不同而不一樣,當介質不變化的時候,可見光將會直線前行,當介質發生變化,可見光的前進路線將在介質交界處發生彎折。當然,路線方向彎折的程度也隨可見光的不同而有所不同。
(四)光的反射現象。在光遇到水面、玻璃面以及其他介質表面時,可見光會在分界面上改變方向并且又重新返回原來路線方向中。
這些太陽光中的復合光,波長不同,頻率不同,折射率相對于同一種介質也不同,所以這些光線會發生色散現象。而每當雨過天晴之時,空中懸浮著很多小水珠。在未經過水珠之前,太陽光是直著的,但是自遇到水珠開始,會發生反射與折射現象。當呈一定角度進入水珠里的光線滿足全反射的條件時,其會發生全反射,發生反射的光線反射出水珠時又會發生散射,所以復合光線因頻率的不同,最后會分散成七種色光,紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。當然有可能在第一次全反射之后,光線還是不能射出,會出現第二次或者是第三次反射。進而在多數水滴作用下,就形成了這一美麗的自然現象——彩虹。
二、電磁爐加熱食物
電磁爐是一種家庭常用電器,具備加熱速度快、節能環保、無明火、無煙塵、易清潔、安全性的特點,方便實惠。在當今時代,幾乎家家必備。那么如此好用的電磁爐,它的物理原理是什么呢?
(一)電磁感應:一個導體,若放在變化的磁場中,則會產生電動勢。這個導體產生的電動勢稱為感應電動勢。如果將導體做成閉合的回路,那么這種感應電動勢會使電子流動,形成感應電流。磁場變化越快、越大,電動勢就越大,電流越強。電磁感應現象的發現,不僅揭示了電與磁兩者之間的緊密的聯系,而且為以后發現電與磁之間相互轉化奠定了很大的實驗基礎。電磁感應是因為磁通量變化而產生感應電動勢的一種現象,所以電磁感應現象產生的兩大條件為(缺一不可):
1.電路是閉合并且流通的
2.穿過閉合電路的磁通量即磁場發生變化
3.電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動
(二)渦流:由于電磁感應效應產生的循環在導體內的電流,因看起來就像水中的旋渦,所以我們把它叫做渦電流。渦流能使導體發熱。
電磁爐就是采用了這一電學原理——磁場感應渦流。電磁爐的爐面材料是耐高溫的陶瓷,它通過高頻的電流流過環繞的線圈,于是產生了封閉的磁場,然后磁場的磁場力穿過陶瓷臺板而作用于金屬鐵鍋或者不銹鋼鍋時,就會發生電磁感應產生強大的渦流,渦流克服金屬內阻流動做功,從而高效地將電能轉化為熱能,令鍋體底部快速地發熱。然后熱量作用于食物,達到了加熱食物的目的。所以電磁爐的鍋體應選擇像鐵、不銹鋼等具有磁性分子的材料,而不應選擇銅、鋁、陶、玻璃等材料,因為它們的分子都不是磁性分子,不能在磁場的作用下產生碰撞。
結語
無論是從近代物理學時期的地心說、落體定律和力學運動定律,還是到現代物理學時期的狹義廣義相對論、量子力學,這些巨大變革,都離不開現實中無數次的實驗。這也正證明了科學離不開生活,物理離不開生活。總而言之,高中物理知識源于生活而服務于生活。只有將教學與學習的過程與生活實際相結合,引導學生把所學到的相關物理知識更好地運用到社會的生產、生活中去,不僅可以提高學習興趣,強化自主探究能力,還能提升學生的綜合素質。
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作者簡介
張慧文,女,籍貫:山東,哈爾濱市122中學,研究方向:高中化學。