理想化過(guò)程研究

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1、理想化過(guò)程研究摘要：在現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)不斷發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步。人類的一切都是從自然上得來(lái)的，自然可以說(shuō)是是物理的基礎(chǔ)，物理的根本。其中物理起著重要的作用，因?yàn)槲锢硎菍?duì)自然現(xiàn)象的研究，是對(duì)地球上物質(zhì)的本質(zhì)上的研究。它是一切學(xué)科的基礎(chǔ)，人類起源于自然，起源于物理。在學(xué)習(xí)物理的時(shí)候，理想化過(guò)程的研究起重要的作用。它為許多無(wú)法用當(dāng)時(shí)科學(xué)水平解釋的現(xiàn)象做出了合理的解釋。關(guān)鍵字:理想化過(guò)程、物理過(guò)程的理想化、物理實(shí)驗(yàn)的理想化、理想化的意義、作用。從中學(xué)開始，我們就接觸物理這門神奇而又神秘的學(xué)科，在剛接觸時(shí)我們充滿了對(duì)科學(xué)的憧憬。在高屮，我們接觸了第一個(gè)理想化研究的概念：質(zhì)點(diǎn)。我們先

2、了解質(zhì)點(diǎn)的含義，質(zhì)點(diǎn)就是有質(zhì)量但不存在體積與形狀的點(diǎn)。在物體的大小和形狀不起作用，或者所起的作用并不顯著而可以忽略不計(jì)時(shí)，我們近似地把該物體看作是一個(gè)具有質(zhì)量大小但形狀可以忽略不計(jì)的理想物體，稱為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)的岀現(xiàn)給現(xiàn)實(shí)生活中的一些復(fù)雜現(xiàn)彖提供了方便。例如：要求一輛火車經(jīng)過(guò)一座長(zhǎng)3500米長(zhǎng)的橋時(shí)，已知其速度，求其所花的時(shí)間。我們知道火車有很多節(jié)車廂組成，所以其自身的長(zhǎng)度對(duì)物理學(xué)過(guò)程的研究就有影響。因此，引用質(zhì)點(diǎn)的概念對(duì)其進(jìn)行研究，當(dāng)火車木身的形狀、長(zhǎng)度相對(duì)于要研究的事件沒多大影響時(shí)，我們就可以把火車當(dāng)作一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，那么研究起來(lái)就容易多了。現(xiàn)實(shí)生活中還有很多類似的問(wèn)

3、題不容易解釋，但用理想化的質(zhì)點(diǎn)就很容易解釋了。在學(xué)習(xí)電場(chǎng)和電磁學(xué)的時(shí)候，學(xué)了一個(gè)公式：F=Qq/r^2.這個(gè)公式的前提是當(dāng)兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷兩者之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電荷本身的距離時(shí)，該公式才適用。其實(shí)這和質(zhì)點(diǎn)相同，也是應(yīng)用了理想化過(guò)程的研究理想化實(shí)體是建立在客觀實(shí)在的基礎(chǔ)上，根據(jù)所研究問(wèn)題的性質(zhì)和需要，對(duì)客觀存在的實(shí)際物體的理想化。例如，像上而提到的把有一定質(zhì)量而忽略其形狀與大小的物體稱為“質(zhì)點(diǎn)”；在外力作用下不會(huì)發(fā)生任何形變的固體成為理想剛體;沒有粘滯性的不可壓縮的流體稱為理想流體;分子本身看成沒有大小的質(zhì)點(diǎn),分子之間沒有相互作用的氣體稱為理想氣體；忽略空間大小的電荷稱

4、為點(diǎn)電荷；能夠全部吸收外來(lái)電磁輻射而無(wú)任何反射和透射的物體稱為絕對(duì)黑體等等。理想化過(guò)程是建立在物體運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究問(wèn)題的性質(zhì)和需要在包含多種復(fù)雜因素的物理過(guò)程中找出主要因素，突出主要運(yùn)動(dòng)特征和規(guī)律，除去次要因素而建立的能夠揭示事物本質(zhì)的過(guò)程模型。例如，在地球大氣層中不考慮空氣阻力的“自由落體運(yùn)動(dòng)”;不考慮出現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的“完全彈性碰撞”;熱力學(xué)循環(huán)屮的“等溫和絕熱過(guò)程”等等。自然界中各種運(yùn)動(dòng)過(guò)程非常復(fù)雜，為了研究問(wèn)題的方便我們可以忽略次要因素，突出物體運(yùn)動(dòng)的主蔡特征和規(guī)律，把運(yùn)動(dòng)過(guò)程想象為一種簡(jiǎn)單化的、實(shí)際上不存在但又經(jīng)得起實(shí)踐驗(yàn)證的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在研究物體的

5、碰撞問(wèn)題時(shí)，認(rèn)為該系統(tǒng)只在碰撞物體間內(nèi)力的相互作用下發(fā)生的，其他力與內(nèi)力相比，均可以忽略不計(jì)。在此條件下，這i系統(tǒng)遵循動(dòng)量守恒定律。而完全彈性碰撞規(guī)律乂是建立在理想碰撞的這一理論過(guò)稈的基礎(chǔ)之上，只要相互的物體所受合外力為零，而且物體間相互作用的內(nèi)力存屬?gòu)椓Γ@樣的形變就能完全恢復(fù)。顯然整個(gè)碰撞過(guò)程只存在動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，因此碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒。力學(xué)屮研究物體在光滑平面或無(wú)摩擦軌道上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，熱學(xué)中研究埠想氣體等質(zhì)纂過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換等都采用的是理想化過(guò)程。所謂等容、等壓、等溫及絕熱過(guò)程也是理想化過(guò)程。同樣在研究地球表而上物體的下落運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往被視為自由落

6、體運(yùn)動(dòng)，那是因?yàn)樵诼潴w運(yùn)動(dòng)過(guò)程屮忽略了空氣阻力、重力隨高度變化等因素，認(rèn)識(shí)物體只在恒定的重力作用下的下落過(guò)程。顯然，滿足自由落體運(yùn)動(dòng)條件的物體在自然界中無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但在許多情況下，物體的下落很接近自由落休，完全可以用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)處理，所以自由落體理想過(guò)程的建立有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。物理學(xué)屮的過(guò)程處處可見，如所有運(yùn)用機(jī)械能守恒定律處理的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、勻速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程、原予核的衰變過(guò)程等等。理想過(guò)程是對(duì)實(shí)際過(guò)程的i種科學(xué)的近似，也是對(duì)實(shí)際過(guò)程進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。對(duì)理想過(guò)程的研究，很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)際過(guò)程中所包含的規(guī)律，能更準(zhǔn)確更深刻的抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。這種方法也普遍運(yùn)用于其他領(lǐng)域。應(yīng)

7、用理想化的方法也可以設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一些物理問(wèn)題，也因此引入了理想實(shí)驗(yàn)的概念。理想實(shí)騎，也成假想的實(shí)驗(yàn)、抽象的實(shí)驗(yàn)、思想上的實(shí)騎，是人們?cè)谒季S中運(yùn)用理想模型、塑造理想過(guò)程，進(jìn)行邏輯推理的過(guò)程。理想實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)的研究方法，它可以超越當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平，使研究過(guò)程達(dá)到完全簡(jiǎn)化和純化的境地，大大加快發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的進(jìn)程。在中學(xué)物理在，我們還學(xué)習(xí)了伽利略的斜面運(yùn)動(dòng)。他是這樣闡述的：伽利略通過(guò)科學(xué)推理，認(rèn)為：如果一切接觸面都是光滑的，一個(gè)鋼珠從斜面的某一高度A處?kù)o止?jié)L下，由于只受重力，沒有阻力產(chǎn)生能量損耗，那么它必定到達(dá)另一斜面的同一高度C,如果把斜面放平緩