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淺析物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展

時間:2022-12-03 06:10:00 物理畢業(yè)論文 我要投稿
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淺析物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展

  物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展即是力學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要趨勢,也是促進現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的重要手段,下面是小編搜集整理的一篇探究物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展的論文范文,供大家閱讀參考。

淺析物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展

  摘 要:物理力學(xué)主要是研究宏觀力學(xué)的微觀理論學(xué)科。研究物理力學(xué)的主要目的是通過理解微觀粒子性質(zhì)的相互作用,找出介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)計算方法,進而使解決力學(xué)問題建立在微觀分析的基礎(chǔ)上。本文主要探討了物理力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展,為有關(guān)物理力學(xué)問題的解決提供理論基礎(chǔ)。

  關(guān)鍵詞:物理力學(xué);產(chǎn)生;發(fā)展

  一、物理力學(xué)發(fā)展需要解決的問題分析

  在物理力學(xué)的發(fā)展過程中,我們需要解決兩方面的問題,一個是關(guān)于物性的問題,另一個是有關(guān)運動規(guī)律的問題。物理力學(xué)主要通過物性及其運動規(guī)律這兩個方面的微觀化而成為解決問題、建立微觀分析的基礎(chǔ)。關(guān)于物性的參數(shù)主要表現(xiàn)為運動方程組中的系數(shù),例如彈性系數(shù)、熱導(dǎo)率、粘性系數(shù)、聲速、比熱等。為了求解運動的方程組,需要知道它們相關(guān)的數(shù)值。

  在傳統(tǒng)力學(xué)中,物性參數(shù)的數(shù)值是需要試驗測定的。而在我們研究的物理力學(xué)中,是通過微觀的分析以及對宏觀數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法計算參數(shù)的數(shù)值。我們研究物理力學(xué),不僅是為了能夠找出物質(zhì)性質(zhì)的微觀規(guī)律,而且還需要找能夠預(yù)見新物質(zhì)性質(zhì)的方法。

  針對物理力學(xué)發(fā)展中的相關(guān)問題,先了解一下有關(guān)激波結(jié)構(gòu)問題的例子。物態(tài)在激波前后會有很大的變化,在波陣面一定的厚度之內(nèi),物質(zhì)是處在遠離平衡的狀態(tài)的。這時,對于宏觀物態(tài)的參數(shù)已經(jīng)不適用了。因此,我們需要從分子運用的這一個角度進行描述。像從波爾茲曼方程的角度出發(fā),進而直接進行求解。

  在上世紀60年代,一對無內(nèi)部自由度的影響激波結(jié)構(gòu)的問題得到了進一步發(fā)展。其發(fā)展主要得力于計算機技術(shù)的發(fā)展,從而能夠使波爾茲曼方程進而得到模型數(shù)學(xué)方程,求精確解。另外,還能夠?qū)崿F(xiàn)激波管與稀薄氣體風洞在較高區(qū)域的分辨率的相關(guān)方面的測量。雖然對于這些問題的處理都是初步的,但是從物理力學(xué)微觀運動規(guī)律上看,確是一個非常大的進步。

  還有一個相似的例子就是對爆震波反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)方面的研究。對于這方面的研究是比激波結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的,解決問題的困難在于理論的復(fù)雜性,也有實驗經(jīng)驗的不足等原因。分子氣體的動力激光器中非平衡流方面的問題,主要是因為分子內(nèi)部自由度性質(zhì)在不斷膨脹的氣流中產(chǎn)生的自身不平衡現(xiàn)象。在這種迅速膨脹的氣流中,分子振動的自由度兩方面是不平衡的,不能夠采用統(tǒng)一的溫度對其進行描述。因此,這也是一個遠離平衡的問題。

  二、新技術(shù)不斷推動物理力學(xué)的發(fā)展

  物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展即是力學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要趨勢,也是促進現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的重要手段。自上世紀40年代至今,由于尖端的技術(shù)以及基礎(chǔ)科學(xué)的不斷發(fā)展與進步,力學(xué)面臨著大量的超高溫和超高壓等特殊條件下的問題。我國著名的力學(xué)家錢學(xué)森在上世紀50年代初提出應(yīng)該建立物理力學(xué)這門學(xué)科,其真知灼見把握了力學(xué)發(fā)展的大趨勢,并且預(yù)見了今后突飛猛進的結(jié)果。

  人類社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,給物理力學(xué)的研究提供了更多的條件?v觀近五十年間的物理力學(xué)的發(fā)展,值得一提的是液體理論的重大進步。1972年,麥克唐納等人計算出等壓線結(jié)果和多種液體實測數(shù)據(jù)等,促進了對液體理論的研究。1997年,威爾遜提出了采用重正化群理論解決臨界現(xiàn)象,取得了重大的進展。近20年來,對于耗散結(jié)構(gòu)理論是非平衡系統(tǒng)的研究也取得了突破性的進展。上世紀50年代之后,原子分子物理學(xué)才重新被重視,尤其是計算機的不斷應(yīng)用大大地促進了這門學(xué)科的發(fā)展。其他的像分子束技術(shù)、光散射技術(shù)、中子衍射技術(shù)等都成為了研究固體以及液體微觀結(jié)構(gòu)的有效手段。另外,高壓技術(shù)能夠產(chǎn)生千萬大氣壓以上的高壓條件,高倍電子顯微鏡能夠用來觀測原子尺的現(xiàn)象等。新技術(shù)以及新發(fā)明都為進一步研究物理力學(xué)提供了有利的條件。

  本文對物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展進行了相關(guān)的探討。通過本文的研究,我們了解到,在對物理力學(xué)進行研究時,我們應(yīng)該明確物理力學(xué)研究的目的,還應(yīng)該充分采用新技術(shù)、新發(fā)明,將其不斷應(yīng)用到研究中。只要我們不斷探索和實踐,一定能夠進一步促進物理力學(xué)的發(fā)展。

  參考文獻:

  [1]范繼美.理論力學(xué)與普通物理力學(xué)的關(guān)系[J].云南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,(02).

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  [4]陳衛(wèi)平.現(xiàn)代力學(xué)發(fā)展趨勢及研究課題[J].臺州師專學(xué)報,2007,(06).

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