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课程论文 题 目 名 称 生活中的物理学 课 程 名 称 欣赏物理学 学 生 姓 名 曾烜 学 号 1641001127 系 、专 业 城市建设系 土木工程（二）班 指 导 教 师 周本胡 2017年11月 10日 生活中的物理学【摘要】物理学是一门历史悠久的自然学科，它的发展对人类物质文明的进步和思维的发展都起着重要的推动作用。本文通过介绍光学、力学和电磁学的相关知识在生活中的运用，表明物理学就在我们身边，给我们的生活带来了很大的方便，我们的生活离不开物理学。【关键词】 物理 人类生活 科学意识 科学思维方式 物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的标准，是当今最精密的一门自然科学学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。由于物理问题需要一定的数学功底，物理理论含有较高的概括性和抽象性，有些人认为物理学是深不可测的，离我们非常遥远，物理学学家都是智力超群的天才。但其实，我们的身边就处处蕴含着物理知识，我们每天都会看见各种各样的物理现象，物理学已在我们的生活中发挥着重要的作用。1、光学 1.1光的偏振在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉，这就是3D立体电影的原理。 1.2光的折射夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、 集市、庙宇等出现在远方的空中。这就是海市蜃楼现象。发生在沙漠里的“海市蜃楼”，就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里，白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差，在无风时，沙漠上空的垂直气温差异非常显著，下热上冷，上层空气密度高，下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的速度发生了改变，经过光的折射，便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上，有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。 汽车中的光学应用 1、汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜 利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。 2、汽车头灯里的反射镜是一个凹镜 它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3、汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩 汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时，司机不仅要看清前方路面的情况，还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑，从而确保行车安全。 4、轿车上装有茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。 5、除大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的 当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方，而路上的行人是不可能出现在上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。2、力学 2.1 重力我们生活在地球上，重力无处不在。工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源。 2.2 摩擦力百米赛跑的运动员在起跑阶段，双足通过用力向后蹬获得足够的向前的静摩擦力，从而在短时间内加速前进，使运动员在数秒之内达到10米/秒以上的速度。一旦冲过终点线，则又得靠运动员前蹬时向后的摩擦力减速。另外在拔河比赛中，实际上比的是摩擦力，因为根据牛顿第三定律，同一条绳子上两队互相的拉力是相同的，摩擦力大的那一对自然获胜，拔河比赛胜利的关键在于选择摩擦力大的鞋子。力学知识的广泛应用 1、重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛，假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。 2、摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。 3、弹力的应用 利用弹力可进行一系列社会生产生活活动，力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础，桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小；拔河需要用粗大一些绳子，防止拉力过大导致断裂；高压线的中心要加一根较粗的钢丝，才能支撑较大的架设跨度；运动员在瞬间产生的爆发力等等。3、电磁学 3.1 电磁波微波炉里没有火，是靠微波，即高频电磁波来作为微波炉的热源。微波是频率为300兆赫到30万兆赫的电磁波。微波炉实际上就是一台微波发生器,它产生的微波频率是2450兆赫。这种微波有一个非常有趣的习性，遇到像肉类、禽蛋、蔬菜这些饱含水分的食物，微波会“留驻”下来，并且“拖住”食物中的水分子和它一起以相同的频率振荡，引起分子与分子之间互相摩擦，摩擦能够产生热量。振荡频率越高，振幅越大，分子间摩擦越剧烈，产生的热量自然越多。食物分子在高频磁场中发生震动，分子间相互碰撞、磨擦而产生热能，结果导致食物被加热，这就是微波炉的原理 。 3.2 涡流如今，电磁炉在我们的生活中已经必不可少，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此使得热效率得到了极大的提高。它是一种高效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源，令锅底迅速发热。电学知识的应用 自法拉发现电磁感应现象以来，人类进入了电气化时代。从生活用电到交通运输、工厂企业用电，都来源于发电机，电已成为人类必不可少的主要能源。在我们的生活中，随处可见电的应用。如夜间走路用的手电，它是将化学能转化为电能；干电池不会发生触电事故，而照明用电如使用不当，将会危及我们的生命安全，这是因为不高于36V的是安全电压，而照明电路的电压是220V，远远高于安全电压；煮饭用电饭煲、电炒锅是将电能转化为内能，电力机车的行驶也是靠电能，一切家用电器都需要电。假设没有电，电动机将不能转动，电力机车不能行驶，电器都不能工作，人类社会将会倒退。因此，电是人类的好伙伴，只要我们严格遵循安全用电原则，我们就可以驯服它，利用它为人类服务。上述列举了的仅仅是生活中物理知识的很少的一部分，其实物理知识已经渗入到我们生活中的各个方面。物理是魅力无穷的，很多显而易见的现象中或许都蕴含着深刻的道理。多观察，勤思考，擅实践，我们就能够从生活中探索到更多的物理奥秘。