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物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文（精選6篇）
在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)、工作中，大家都經(jīng)常接觸到論文吧，論文是進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的一種說(shuō)理文章。寫(xiě)起論文來(lái)就毫無(wú)頭緒？以下是小編整理的物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文（精選6篇），希望對(duì)大家有所幫助。
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇1
�。壅�在人們的工作與生活過(guò)程中，物理學(xué)原理可以滲透在其中的每個(gè)方面，尤其在工程技術(shù)的應(yīng)用方面更為顯著。如果工程技術(shù)人員對(duì)物理學(xué)原理存在理解方面的問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致其難以得到有效的應(yīng)用。此外，在實(shí)際工程中發(fā)現(xiàn)，較為復(fù)雜的問(wèn)題均可通過(guò)簡(jiǎn)單的物理學(xué)原理來(lái)予以解決。因此，本文將著重對(duì)物理學(xué)原理在工程技術(shù)方面的運(yùn)用予以探究。
�。坳P(guān)鍵詞］工程技術(shù)；物理學(xué)；原理；運(yùn)用
引言
通常來(lái)講，作為一門(mén)重要的基礎(chǔ)學(xué)科，物理學(xué)原理可以在我們生活與工作過(guò)程中各個(gè)方面予以體現(xiàn)。如果對(duì)其中的原理方面存在理解上的困難，則會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題得不到有效的解決。與此同時(shí)，在建筑工程施工過(guò)程中，通常會(huì)面臨許多復(fù)雜，且不易解決的難題，但是往往問(wèn)題的背后均有著簡(jiǎn)單的物理學(xué)原理來(lái)予以解釋?zhuān)请S著時(shí)間的推移，很多原本掌握的原理均已經(jīng)淡化，從而在一定程度限制了問(wèn)題有效快捷的解決，所以對(duì)物理學(xué)原理在工程技術(shù)中的應(yīng)用予以關(guān)注就顯得極為重要。
1浮力定律的運(yùn)用
在流體靜力學(xué)當(dāng)中，浮力定律屬于其中最為重要的物理學(xué)原理。其中，浮力定律表明，在相對(duì)靜止的液體中，有一個(gè)物體以緩慢速度浸入，則物體必將受到一定大小的浮力作用，并且物體排開(kāi)流體的質(zhì)量與浮力的數(shù)值相等，方向則豎直向上，且通過(guò)所排開(kāi)流體的形心。此定律最先由阿基米德提出，所以浮力定律也可稱(chēng)之為阿基米德原理。與此同時(shí)，阿基米德原理所得出的結(jié)果不僅在流體中適用，而且在氣體中也同樣適用。另外，在使用阿基米德原理來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)以下內(nèi)容加以注意，即：
�。�1）施力物體通常為處于靜止?fàn)顟B(tài)的液體，而受力物體往往是浸在液體當(dāng)中的物體；
�。�2）受力物體的密度以及其在液體當(dāng)中所處的深度與浮力大小不存在聯(lián)系，浮力的大小只與物體所排開(kāi)液體的體積以及謎底有關(guān)。通常來(lái)講，浮力定律在實(shí)際建筑施工過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。其中，隨著人們對(duì)建筑內(nèi)部空間有著更多的需求，所以使得建筑內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)逐漸提升，埋設(shè)管道，制成現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋成為了這些大空間的混凝土樓板重要的減重手段。通過(guò)浮力定律可知，空心管道所受到的力與其材質(zhì)無(wú)關(guān)，并且所排開(kāi)混凝土的體積可通過(guò)管道截面積與其長(zhǎng)度的乘積得出。與此同時(shí)，在實(shí)際施工階段需要注意的是，為了避免管道出現(xiàn)上浮，可在此過(guò)程中通過(guò)浮力定律來(lái)對(duì)施工時(shí)的浮力與抗浮力進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)制定有針對(duì)性的措施。另外，浮力定律同樣在地下結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計(jì)工作中有著普遍的應(yīng)用，例如，由于部分建筑結(jié)構(gòu)的高度低于地下水位，由于降水會(huì)在建筑本體結(jié)構(gòu)重量小于地下室排開(kāi)水體積后停止，地下水位便會(huì)呈現(xiàn)上升狀態(tài)，所以才會(huì)導(dǎo)致地下室上浮。
2牛頓第三定律的運(yùn)用
牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律也叫作用力與反作用力定律，指的是同時(shí)作用在兩個(gè)物體上，大小相等方向相反，在一條直線上的兩個(gè)力，與此同時(shí)，對(duì)于作用力與反作用力來(lái)講，具有相互性，如果作用力不存在，則反作用力一定也不會(huì)存在。除此之外，對(duì)于力來(lái)講，其存在一定的物質(zhì)性，即力無(wú)法在脫離物體或物質(zhì)的狀態(tài)下存在，并且力需要在不小于兩個(gè)物體的相互作用下方可形成。與此同時(shí)，同時(shí)性也是牛頓第三定律的重要特點(diǎn)，即作用力與反作用的產(chǎn)生、消失以及變化具有同時(shí)性，并且兩者的地位也是呈現(xiàn)對(duì)等狀態(tài)的，均可用作用力或者反作用來(lái)對(duì)其中的一個(gè)力進(jìn)行表示。在實(shí)際建筑工程中，在施工圖紙中對(duì)力的大小進(jìn)行了明確的規(guī)定，但是卻對(duì)受力物體的強(qiáng)度方面予以了忽視，所以導(dǎo)致工程問(wèn)題的出現(xiàn)。比如，當(dāng)一定大小的水平推力作用在單樁上時(shí)，施工人員往往覺(jué)得單樁自身有著足夠的強(qiáng)度來(lái)滿(mǎn)足自身承載能力，但是水平載荷不光作用于樁體本身，其同樣會(huì)傳遞至樁身下部的土層中，所以由于缺乏對(duì)土體強(qiáng)度的考慮，導(dǎo)樁身出現(xiàn)傾斜，甚至引發(fā)嚴(yán)重的工程事故。所以，在施工階段，需要對(duì)此問(wèn)題加以嚴(yán)重的關(guān)注。
3熱脹冷縮原理的運(yùn)用
眾所周知，由于溫度的變化，物體會(huì)出現(xiàn)膨脹以及收縮的情況，這便是熱脹冷縮的基本現(xiàn)象。在實(shí)際建筑施工階段，固體的線膨脹與體膨脹便是經(jīng)常遇到的物理學(xué)問(wèn)題。根據(jù)混凝土的線脹系數(shù)可知，溫度每上升或下降1℃，則其伸長(zhǎng)或縮進(jìn)的距離在0.3mm左右，一旦其在縮進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)阻力，則必然會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。除此之外，盡管出現(xiàn)次數(shù)不多，但是混凝土體積也會(huì)存在膨脹與收縮的情況。例如，在拆除混凝土模板過(guò)程中，由于拆除時(shí)存在較大的內(nèi)外部溫差，導(dǎo)致裂縫在模板中出現(xiàn)，從而導(dǎo)致模板無(wú)法繼續(xù)使用。其中，在對(duì)原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)中的`作業(yè)人員忽視了熱脹冷縮這一物理現(xiàn)象，從而導(dǎo)致對(duì)工程整體施工的開(kāi)展造成了不利影響。
4滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力的運(yùn)用
當(dāng)外力作用在兩個(gè)彼此接觸的物體上，并表現(xiàn)出相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，卻又保持在相對(duì)靜止的狀態(tài)下，則兩物體接觸面所形成的力便是靜摩擦力；反之，如果出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的狀態(tài)，則此時(shí)阻礙其滑動(dòng)的力便可稱(chēng)之為滑動(dòng)摩擦力。摩擦系數(shù)則是摩擦力與物體之間所產(chǎn)生正壓力間的比值。假設(shè)兩物體的材料一樣，則靜摩擦系數(shù)稍大于滑動(dòng)摩擦系數(shù)。例如，在接樁過(guò)程中，作用于樁體的摩擦阻力會(huì)增加，在離樁后便會(huì)呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，這便通過(guò)物理學(xué)原理說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力稍小于靜摩擦力。在完成接樁流程后，不僅需要對(duì)最大的靜摩擦力予以克服，隨后還要克服滑動(dòng)摩擦力。由此可見(jiàn)，在工程技術(shù)中，物理學(xué)原理在其中有著廣泛的運(yùn)用。
5結(jié)語(yǔ)
總之，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的建筑工程拔地而起。因此，為了更有效的提升工程質(zhì)量，確保工程施工可以順利開(kāi)展，作為工程技術(shù)人員來(lái)講，其有必要對(duì)關(guān)鍵的物理學(xué)原理予以掌握與了解，以便其可快速的應(yīng)對(duì)工程施工過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)提升工程質(zhì)量有著重要的幫助作用。
參考文獻(xiàn)
[1]杜彥.試論現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在設(shè)計(jì)創(chuàng)新中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2013(21).
[2]王紅霞.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命與土木工程影響[J].中華民居(下旬刊),2013(12).
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇2
【摘要】航空模型制作活動(dòng)是一項(xiàng)益智類(lèi)的動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)校在航空模型活動(dòng)組織中鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)自己的實(shí)踐觀察能力和動(dòng)手創(chuàng)新能力。我作為一名熱愛(ài)航空模型活動(dòng)的學(xué)生，在航空模型活動(dòng)中應(yīng)接受更多的科普實(shí)踐知識(shí)教育。本文簡(jiǎn)要總結(jié)我在航空模型制作活動(dòng)中的一些心得體會(huì)。
【關(guān)鍵詞】航空模型；活動(dòng)；實(shí)踐；創(chuàng)新；科普教育
航空模型活動(dòng)能夠有效提高自己的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力，對(duì)個(gè)人的意志磨煉和科學(xué)情感、態(tài)度培養(yǎng)具有重要作用。我在學(xué)校航空模型社團(tuán)活動(dòng)中掌握了較多關(guān)于航空模型制作的物理知識(shí)，通過(guò)與社團(tuán)成員在航空模型制作中的交流、合作也掌握了許多關(guān)于航空模型制作的的方法和技巧。對(duì)于我在航空模型制作中的一些心得和體會(huì)，現(xiàn)總結(jié)如下。
一、模型外形與空氣阻力
通常水滴的形狀較適應(yīng)空氣動(dòng)力學(xué)，因?yàn)檫@時(shí)產(chǎn)生的空氣阻力最小，最利于飛行器的飛行。但是我們?cè)诤娇漳Ｐ椭谱髦杏捎诩夹g(shù)、材料以及其他航空參數(shù)要求并不能將其外部形狀設(shè)計(jì)、制作為水滴形狀。[1]但是根據(jù)這一點(diǎn)，我在航空模型設(shè)計(jì)中傾向于將模型外部線條流線化，光滑界面更加有利于減少空氣阻力、提高飛行速度。這主要是因?yàn)榭諝庠谄交缑媪鲃?dòng)不產(chǎn)生破裂性旋渦，空氣摩擦損耗的能量較少，從而能夠更好的保持航空模型的速度。因而在航空模型制作中通過(guò)襟翼設(shè)計(jì)幫助把流動(dòng)空氣“鏟”向上方，減少空氣向下壓力，在作用力和反作用力下促進(jìn)航空模型的飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生向上的飛行升力。
二、航模制作中的外形設(shè)計(jì)和流體分割關(guān)系
在航空模型制作中需要注意將模型鋒利的邊角部分和明顯的突出部分予以去除、磨圓，否則這些贅余部分將會(huì)造成一定的空氣阻力，繼而影響正常的飛行試驗(yàn)，使航空模型飛行速度變慢，甚至難以移動(dòng)直至墜落。航空模型制作中要注意模型低速飛行時(shí)，流體在不同平直層流動(dòng)，不同層相互不干擾，無(wú)旋渦產(chǎn)生，這種層狀流動(dòng)能量損耗較小，但流速大于臨界值時(shí)會(huì)有小漩渦在附面層產(chǎn)生，能量損耗加大。機(jī)翼迎角過(guò)大或過(guò)快的空氣速度，均會(huì)導(dǎo)致流體分割的產(chǎn)生，因而對(duì)于航空模型特定機(jī)翼提供的下壓力控制，需要防止迎角過(guò)大，否則機(jī)翼的飛行效率降低，影響飛行速度。
三、機(jī)翼的空氣動(dòng)力學(xué)
在航空模型設(shè)計(jì)中結(jié)合空氣下壓力原理需要用到物理公式“P=F/S”，航空模型機(jī)翼部分的.面積越大則受到的作用力也越大。因而我與其他社團(tuán)成員討論后決定適當(dāng)增加航空模型機(jī)翼表面積，提高其升力。一般機(jī)翼上表面彎曲而下表面平直，從而導(dǎo)致空氣上表面流動(dòng)路徑不如下表面空氣流動(dòng)路徑短、直，這主要是因?yàn)闄C(jī)翼上表面空氣屬于曲線流動(dòng)，流動(dòng)路徑更長(zhǎng)。伯努利定理強(qiáng)調(diào)體積一定的流體具有能量守恒的特點(diǎn)，不改變空氣流動(dòng)方向的情況下，大氣壓下降，航空模型機(jī)翼上下表面空氣流速，產(chǎn)生大氣壓差不同，這種上下壓強(qiáng)差的合力與航模重力平衡，使得航模能保持在空中。這就要求在航空模型制作中要處理好機(jī)翼上下表面的光滑度差。
四、機(jī)身設(shè)計(jì)與荷載力
航空模型在起飛與著陸時(shí)的存在沖擊和過(guò)載，在設(shè)計(jì)制作中對(duì)于不同動(dòng)力裝置、機(jī)翼和構(gòu)件部分的受力和傳力情況均要預(yù)留安全裕度并綜合考慮。機(jī)身零部件、機(jī)身結(jié)構(gòu)以及部物件質(zhì)量在重力因素影響下容易導(dǎo)致模型飛行狀態(tài)失穩(wěn)，因而在機(jī)身結(jié)構(gòu)、重量以及內(nèi)部構(gòu)件制作中要計(jì)算好相關(guān)參數(shù)。另外機(jī)身受到直接氣動(dòng)力作用，機(jī)身飛行時(shí)直接受到蒙皮傳來(lái)的氣動(dòng)力荷載，機(jī)身總體結(jié)構(gòu)同時(shí)受到扭轉(zhuǎn)荷載、水平荷載和垂直彎曲荷載影響，大多數(shù)場(chǎng)合下機(jī)身本身結(jié)構(gòu)等同于機(jī)翼與機(jī)身連接的梁。承受彎曲垂直荷載時(shí)可以當(dāng)做梁來(lái)計(jì)算。認(rèn)為重力為均布載荷，氣動(dòng)載荷按集中力來(lái)計(jì)算。在無(wú)凈轉(zhuǎn)動(dòng)矩的情況下危險(xiǎn)點(diǎn)大致總是出現(xiàn)在重心附近，此處加強(qiáng)設(shè)計(jì)即可。
五、尾翼設(shè)計(jì)與受力分析
航空模型尾翼部分與機(jī)翼部分的平面形狀比較相似，通常為梯形、長(zhǎng)方形或橢圓形，飛機(jī)水平尾翼的平面形狀大多是帶有圓角的梯形。在航空模型尾翼設(shè)計(jì)中垂直尾翼部位應(yīng)混合梯形和橢圓形的設(shè)計(jì)，應(yīng)用圓角部分削弱飛機(jī)飛行中受到的空氣阻力。水平部分的尾翼展弦比為3或4，垂直部分的尾翼展弦比為1.5或2，尾翼迎角為負(fù)時(shí)可以忽略誘導(dǎo)阻力問(wèn)題。
結(jié)語(yǔ)
在航空模型制作中我學(xué)習(xí)更多的課外物理學(xué)知識(shí)，鞏固了課本的知識(shí)；同時(shí)在與社團(tuán)成員的合作交流也使自己充分意識(shí)到航空模型制作不是簡(jiǎn)單的手工操作活動(dòng)，對(duì)于航空模型外形設(shè)計(jì)以及內(nèi)部構(gòu)造等均要在共同討論中，應(yīng)用和遵循空氣動(dòng)力學(xué)原理，不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和操作改進(jìn)。航空模型制作中也使我更加深刻地認(rèn)識(shí)到要充分應(yīng)用物理原理和科學(xué)知識(shí)，就要在模型設(shè)計(jì)、制作中端正學(xué)習(xí)態(tài)度、提高動(dòng)手能力，把相關(guān)的知識(shí)學(xué)以致用。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉江淮.讓航模活動(dòng)為青少年插上科學(xué)的翅膀[J].中國(guó)校外教育,2012,(26):12.
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇3
摘要：導(dǎo)入多元情境，刺激求知欲望積極且多元的課堂情境是促使學(xué)生踴躍表現(xiàn)自我的基本因素，是實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)的必備條件之一。
關(guān)鍵詞：物理教學(xué)論文發(fā)表，發(fā)表物理學(xué)論文，物理學(xué)論文
1導(dǎo)入多元情境，刺激求知欲望
積極且多元的課堂情境是促使學(xué)生踴躍表現(xiàn)自我的基本因素，是實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)的必備條件之一，物理學(xué)科作為自然學(xué)科之一，其所涵括的內(nèi)容小到生活細(xì)節(jié)，大到宇宙世界，如果學(xué)生對(duì)物理學(xué)科本身就缺乏學(xué)習(xí)的熱情和求知的欲望，那么教師將無(wú)法實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的實(shí)效性，研究性學(xué)習(xí)作為一種全新的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)理念，要求教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出類(lèi)似于科學(xué)研究的情境，刺激學(xué)生的求知欲望，如此才能進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生在這種多元化的學(xué)習(xí)情境中，綜合應(yīng)用已掌握的理論知識(shí)和思考方式，開(kāi)啟對(duì)神秘科學(xué)的探索旅程。
以人教新課標(biāo)高中物理必修1《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系》為例，教師在該課程中的教學(xué)任務(wù)既在于引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)概念、識(shí)別速度與時(shí)間的關(guān)系圖象，也要樹(shù)立學(xué)生用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理規(guī)律的意識(shí)，要順利完成以上教學(xué)目標(biāo)，教師首先要考慮的是如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，這樣才能促使學(xué)生全身心地投入到學(xué)習(xí)和吸收的過(guò)程當(dāng)中去，而這在一定程度上取決于課堂情境是否活躍且多元化，首先，教師可利用現(xiàn)有豐富的信息技術(shù)來(lái)為學(xué)生呈現(xiàn)形象直觀的學(xué)習(xí)畫(huà)面，如先用多媒體設(shè)備展示小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng)圖象通過(guò)改變相關(guān)變量中的單個(gè)變量來(lái)展示不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所觀察到的圖形進(jìn)行思考和分析，可以小組為單位，或以同桌為搭檔進(jìn)行交流與探討，根據(jù)學(xué)生的合作進(jìn)程，教師要適時(shí)地進(jìn)行指引和糾正，在綜合觀察和總結(jié)各小組的表現(xiàn)的基礎(chǔ)上，教師可選取最優(yōu)的合作小組，將講臺(tái)交給他們，鼓勵(lì)他們以講授者的身份為其余學(xué)生演示分析圖象和推導(dǎo)過(guò)程，而教師可以與同學(xué)一起坐在座位上，以學(xué)生的身份對(duì)你臺(tái)上的小組提出比較有針對(duì)性的問(wèn)題，如此，既能縮短師生的心理距離，也可以讓學(xué)生享受到輕松自由的多元化課堂環(huán)境，自然而然就會(huì)對(duì)課堂學(xué)習(xí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。
2歸還主體地位，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)
研究性學(xué)習(xí)提倡以學(xué)生的發(fā)展為根本，其核心理念在于引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)求知、不斷探索的學(xué)習(xí)精神，誠(chéng)如教育學(xué)家弗賴(lài)登塔爾所言，知識(shí)既不是教出來(lái)的，也不是學(xué)出來(lái)的，而是研究出來(lái)的，新課標(biāo)改革的主陣地是課堂，而課堂真正的主體是學(xué)生，因此，要實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)，教師應(yīng)當(dāng)首先摒棄傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，從灌輸型教學(xué)轉(zhuǎn)向引導(dǎo)型教育，把課堂的主體地位歸還給學(xué)生，只有給予學(xué)生充分的展現(xiàn)平臺(tái)，賦予學(xué)生自由的交流平臺(tái)，才能夠促使學(xué)生進(jìn)一步開(kāi)發(fā)潛能、自主學(xué)習(xí)，表達(dá)新穎的觀點(diǎn)，展示獨(dú)特的個(gè)性，為貢獻(xiàn)社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
以人教新課標(biāo)高中物理必修2《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》為例，為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂中主體地位的回歸，教師首先要設(shè)計(jì)巧妙的引導(dǎo)，如“同學(xué)們是否注意過(guò)你們生活中出現(xiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)呢？它就存在于你們所喜愛(ài)的某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目里，或你們每天親眼目睹的某項(xiàng)活動(dòng)中，有哪位同學(xué)愿意幫老師和其他同學(xué)一起回顧下我們生活中的物理現(xiàn)象呢？這既能展現(xiàn)同學(xué)們敏銳的觀察能力，也能提升概括總結(jié)的綜合語(yǔ)言能力的�！苯處熞鶕�(jù)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)的反應(yīng)，結(jié)合平日對(duì)學(xué)生個(gè)性特征的觀察和總結(jié)，適時(shí)鼓動(dòng)學(xué)生勇于表現(xiàn)自我，并對(duì)學(xué)生的不同發(fā)言作出多元化評(píng)價(jià)，之后，再利用多媒體設(shè)備向?qū)W生展示生活中圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，“從大屏幕中我們可以看到，圓周運(yùn)動(dòng)在我們的生活中普遍存在，那么同學(xué)們知道向心力的概念嗎？比如汽車(chē)在過(guò)拱形橋時(shí)，當(dāng)它在橋弧頂時(shí)，對(duì)橋的壓力與它的速度有什么關(guān)系呢？為了幫助同學(xué)們分析的便利性，老師今天特地準(zhǔn)備了一些實(shí)物模型，同學(xué)們自行分成小組，分別上來(lái)領(lǐng)取實(shí)體模型，再進(jìn)行小組分析和探討，請(qǐng)大膽開(kāi)發(fā)你們的觀察力和想象力，肯定可以分析出圓周運(yùn)動(dòng)中向心力的來(lái)源以及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，為了讓實(shí)驗(yàn)更有競(jìng)爭(zhēng)氣氛，各小組的用時(shí)均會(huì)被計(jì)時(shí)，完成之后我們一起評(píng)比出最佳組合！”如此一來(lái)，教師在課堂中的角色由傳統(tǒng)的灌輸者轉(zhuǎn)向引導(dǎo)者，學(xué)生也由被動(dòng)吸收者變換成主動(dòng)探究者，這種自主學(xué)習(xí)的研究性學(xué)習(xí)氣氛對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能和培養(yǎng)創(chuàng)造力具有深遠(yuǎn)的意義。
3落實(shí)創(chuàng)新理念，拓展思維空間
所謂研究性學(xué)習(xí)，指的是學(xué)生在教師準(zhǔn)確的指引下，在探索研究的'過(guò)程中主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，并最后解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，可見(jiàn)，它已完全擺脫傳統(tǒng)教育以升學(xué)為目的的錯(cuò)誤指向，而突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和創(chuàng)新實(shí)踐的能力，隨著改革開(kāi)放和世界經(jīng)濟(jì)的不斷深入，信息技術(shù)保持著迅猛的發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)新能力也由此成為考量當(dāng)代復(fù)合型人才的一項(xiàng)重要指標(biāo)，正所謂“落后就要挨打”，我國(guó)科技實(shí)力在走向世界前沿的同時(shí)，對(duì)創(chuàng)新型人才的需求也日益強(qiáng)烈，物理作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的探索性學(xué)科，教師應(yīng)當(dāng)將創(chuàng)新教學(xué)的理念落到實(shí)處，努力拓展學(xué)生的思維空間，培養(yǎng)出能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展和國(guó)家需求的創(chuàng)新型人才。
以人教新課標(biāo)高中物理必修2《經(jīng)典力學(xué)的局限性》為例，自然科學(xué)所蘊(yùn)含的無(wú)窮奧秘意味著人類(lèi)對(duì)它的探索也是無(wú)止盡的，隨著科技水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)程度也在不斷地更新和改進(jìn)，研究性學(xué)習(xí)的動(dòng)力來(lái)源于對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與提出，因此，教師要在物理教學(xué)的過(guò)程中落實(shí)創(chuàng)新的探索精神，首先要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，并自主解決問(wèn)題，如“同學(xué)們認(rèn)為速度有無(wú)極限的概念呢？微觀例子的行為與宏觀物體是否遵循同樣的物理規(guī)律呢？時(shí)間與空間又是否是絕對(duì)地一成不變的呢？如果經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)足夠完善，那么愛(ài)因斯坦為什么還要提出相對(duì)論呢？如果經(jīng)典力學(xué)存在局限性，那它又表現(xiàn)在哪些方面呢？
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇4
一、生活化激趣在初中物理教學(xué)中應(yīng)用的意義
1．激發(fā)物理學(xué)困生的學(xué)習(xí)興趣
傳統(tǒng)的物理教育方法中，教師站在講臺(tái)上，學(xué)生圍繞著教師進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式，忽視了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，造成很多學(xué)生由于跟不上物理講課的節(jié)奏，造成一些學(xué)生的物理水平差，對(duì)物理學(xué)習(xí)的熱情度低，成為了“物理學(xué)困生”，生活化激趣的教學(xué)方法能夠有效的激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的好奇心，通過(guò)學(xué)習(xí)感受到生活中的物理現(xiàn)象和物理學(xué)習(xí)的意義，使物理不再是一門(mén)單純的學(xué)科，而是一門(mén)具有指導(dǎo)性意義的生活向?qū)А?/p>
2．加深學(xué)生對(duì)物理的直觀理解
生活化激趣在物理教學(xué)中的應(yīng)用，教師可以通過(guò)創(chuàng)建情景進(jìn)行物理教學(xué)，或者對(duì)生活中的物理現(xiàn)象進(jìn)行引導(dǎo)等方式，生動(dòng)、形象進(jìn)行生活化激趣引導(dǎo)，能夠幫助學(xué)生更加直觀的理解物理現(xiàn)象和物理的魅力，通過(guò)對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)的實(shí)踐的理解，引導(dǎo)學(xué)生在大腦中建立一個(gè)良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)模式，促進(jìn)初中生物理水平的提升，另外，生活化激趣在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，通過(guò)豐富多彩的教學(xué)方式，能夠促進(jìn)教師和學(xué)生之間形成良好的和諧關(guān)系，加強(qiáng)學(xué)生與教師之間的`親密溝通，進(jìn)一步提升物理學(xué)困生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。
二、生活化激趣在初中物理教學(xué)中應(yīng)用的措施
運(yùn)用生活化激趣教學(xué)方法進(jìn)行初中物理教學(xué)的過(guò)程中，物理教師要注重結(jié)合具體的教材內(nèi)容，采用新穎的教學(xué)方式，提升初中生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)“學(xué)困生”物理學(xué)習(xí)態(tài)度和物理成績(jī)的轉(zhuǎn)化。
1．運(yùn)用多媒體技術(shù)，直觀再現(xiàn)物理魅力
在運(yùn)用生活化激趣的教學(xué)方式進(jìn)行物理教學(xué)的過(guò)程中，教師可以通過(guò)視頻、圖片等多媒體形式，使抽象、枯燥的物理內(nèi)容變得生動(dòng)而形象，幫助學(xué)生更加直觀和深刻的理解事物的本質(zhì)和變化的規(guī)律，通過(guò)豐富多樣的物理教學(xué)內(nèi)容，使單調(diào)的課堂變得活躍而輕松，充分激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，在愉快的氛圍中，深入掌握知識(shí)的同時(shí)，改變對(duì)物理學(xué)習(xí)的印象，達(dá)到“課伊始，趣已生，課已盡，趣猶在”的效果，促進(jìn)學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，例如在蘇教版八年級(jí)下冊(cè)《光的色彩》的教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用多媒體技術(shù)，為學(xué)生播放生活中“光的色彩”的主要現(xiàn)象，比如日出的光輝、閃電的銀光、七彩的彩虹、五光十色的舞臺(tái)燈光等等，使學(xué)生直觀的感受到光的魅力，從而提升學(xué)習(xí)物理的熱情．
2．結(jié)合生活實(shí)際，引領(lǐng)走進(jìn)物理世界
物理離不開(kāi)生活，生活也離不開(kāi)物理，人們?cè)谏钊胝莆瘴锢碜兓?guī)律的前提下，才能更好的學(xué)習(xí)和生活，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師要注重結(jié)合教材，貼近實(shí)際生活，為學(xué)生講解生活中的物理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“生活處處有物理”，走進(jìn)物理的世界，留心觀察生活，感受物理的魅力，教師可以通過(guò)引導(dǎo)的方式使學(xué)生感受到物理在生活中的具體表現(xiàn)，然后引發(fā)學(xué)生對(duì)生活中的物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察和發(fā)現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極進(jìn)行發(fā)言，例如在蘇教版八年級(jí)下冊(cè)中《運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性》一課的教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中的小問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究和辯論，例如“兩個(gè)小朋友在火車(chē)上，火車(chē)突然開(kāi)始開(kāi)動(dòng)了，小明說(shuō):‘火車(chē)終于動(dòng)起來(lái)了’，而小藍(lán)說(shuō):‘火車(chē)根本沒(méi)動(dòng)，還停在站臺(tái)上�！麄冋l(shuí)說(shuō)的對(duì)呢？”通過(guò)問(wèn)題的引導(dǎo)，加深學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
3．開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)，感受物理應(yīng)用的樂(lè)趣
物理實(shí)際上是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)學(xué)生的親自動(dòng)手實(shí)踐，使物理現(xiàn)象變得直觀而形象，在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐之前，教師可以通過(guò)講解一些有趣的物理現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的實(shí)踐熱情和求知欲望，在實(shí)踐的過(guò)程中，深刻的掌握物理知識(shí)，例如在蘇教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)的《光的折射》的學(xué)習(xí)中，教師在充分準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行問(wèn)題引導(dǎo)，如:“如果我把這根鉛筆放入水里，它會(huì)發(fā)生什么改變嗎？”，通過(guò)問(wèn)題調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心，其后可以通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)的方式，親身感受折射的視覺(jué)效果和物理原理，通過(guò)這種與實(shí)際生活息息相關(guān)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，改變學(xué)生對(duì)物理的印象，成為指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的導(dǎo)航。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，生活化激趣在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，能夠有效的提升物理學(xué)困生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和熱情，全面提升初中物理教學(xué)的質(zhì)量和效率，充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立自主學(xué)習(xí)、自主思考和自主探究的能力，推動(dòng)物理“學(xué)困生”向物理“優(yōu)等生”的轉(zhuǎn)化，為學(xué)生未來(lái)的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定良好的物理基礎(chǔ)和思想基礎(chǔ)。
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇5
摘要：本文從新能源材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合固體物理學(xué)課程的特點(diǎn)，介紹了在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三方面所做的一些改革與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：固體物理學(xué)；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐
固體物理學(xué)是一門(mén)研究固體的結(jié)構(gòu)及其組成的微觀粒子(原子、離子、電子等)間相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而闡明其性能與用途的學(xué)科。它是微電子技術(shù)、光電子學(xué)、材料學(xué)等技術(shù)和學(xué)科的基礎(chǔ)，同時(shí)，也在太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源技術(shù)的革新發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。因此，在常州大學(xué)新能源材料專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)該課程，并將其作為該專(zhuān)業(yè)的主干課程之一，希望使本專(zhuān)業(yè)學(xué)生掌握一定的固體物理知識(shí)及其研究方法，從而有助于學(xué)生增強(qiáng)理學(xué)背景，擴(kuò)展視野，提高其解決問(wèn)題的能力，而且為他們畢業(yè)后進(jìn)一步深造或就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、新能源材料專(zhuān)業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析
新能源材料專(zhuān)業(yè)是常州大學(xué)近年來(lái)為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專(zhuān)業(yè)人才而設(shè)立的新專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程往往更偏重材料的工藝、性質(zhì)和性能，這些課程往往重工輕理，造成學(xué)生的理科背景不強(qiáng)。而固體物理學(xué)課程包含了很多晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)定義、復(fù)雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導(dǎo)，需要以高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理和量子力學(xué)等理論性很強(qiáng)的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的準(zhǔn)備。舉例來(lái)說(shuō)，這些學(xué)生的先修課程并不包含量子力學(xué)。此外，像高等數(shù)學(xué)這類(lèi)課程，學(xué)生雖已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，但由于課時(shí)等原因，這類(lèi)課程的學(xué)習(xí)程度沒(méi)有達(dá)到學(xué)習(xí)固體物理學(xué)課程的要求。由于上述原因，本專(zhuān)業(yè)的`學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過(guò)程中感到相當(dāng)?shù)某粤Γ貏e是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，使部分學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)的情緒。因此，為達(dá)成設(shè)立本課程的初衷，其課堂教學(xué)和考核的改革勢(shì)在必行。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
固體物理學(xué)課程的內(nèi)容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎(chǔ)部分和固體物理專(zhuān)業(yè)部分。由于本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了56個(gè)學(xué)時(shí)，因此僅講授固體物理基礎(chǔ)部分，并對(duì)其有所取舍，充分考慮新能源材料專(zhuān)業(yè)側(cè)重太陽(yáng)能光伏發(fā)電和鋰離子電池儲(chǔ)能的特點(diǎn)。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項(xiàng)金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導(dǎo)論》，講授該教材的前七章，側(cè)重材料的電學(xué)性能知識(shí)點(diǎn)的講授，減少力學(xué)和磁學(xué)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的比重。例如在第三章晶體結(jié)合與彈性常量中，舍棄關(guān)于彈性常量的講解，回避復(fù)雜的角標(biāo)和矩陣方程，既可以減少學(xué)生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學(xué)性能相關(guān)的章節(jié)。此外，Kittel著《固體物理導(dǎo)論》這本教材比較注重物理結(jié)論，而在某些地方忽視了如何引出該結(jié)論的過(guò)程，如果只是照本宣科，必然會(huì)使學(xué)生對(duì)課程的內(nèi)容產(chǎn)生懷疑，最終導(dǎo)致他們失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，在教授的過(guò)程中作者還取多家之長(zhǎng)，對(duì)該教材忽略的重要過(guò)程進(jìn)行補(bǔ)充，力爭(zhēng)講清每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈。比如，在第六章自由電子費(fèi)米氣中，《固體物理導(dǎo)論》該教材直接引出了一維情況下能級(jí)的表現(xiàn)形式，這種不通過(guò)薛定諤方程的方式使學(xué)生感覺(jué)知識(shí)點(diǎn)比較突兀，缺乏心理準(zhǔn)備。對(duì)此，我們?cè)谶@部分補(bǔ)充了薛定諤方程的知識(shí)，而后自然地引出教材內(nèi)容。通過(guò)這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識(shí)體系更趨完善，更在潛移默化中將對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生，起到了教書(shū)育人的目的。
三、教學(xué)方法的改革
正如前面所述，固體物理學(xué)課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，比較抽象難懂，而學(xué)生由于種種原因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學(xué)》、《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》和《高等數(shù)學(xué)》中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在課堂上穿插講解，為學(xué)生補(bǔ)缺補(bǔ)漏，解決先修課程不足的問(wèn)題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和演算，采用定性解釋或數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法去解釋固體的性質(zhì)和結(jié)論。例如，在講解費(fèi)米-狄拉克分布時(shí)，如果從數(shù)學(xué)推導(dǎo)上去解釋這一結(jié)論會(huì)十分煩瑣，我們采用生活中汽車(chē)長(zhǎng)隊(duì)等紅燈的例子去類(lèi)比解釋?zhuān)簩⒁惠v輛汽車(chē)類(lèi)比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類(lèi)比為固體中的費(fèi)米能級(jí)，將紅燈時(shí)沒(méi)有汽車(chē)越過(guò)斑馬線類(lèi)比為0K下固體中所有電子排布在費(fèi)米能級(jí)之下，將綠燈時(shí)首先是靠近斑馬線的汽車(chē)通過(guò)斑馬線類(lèi)比為0K以上原費(fèi)米能級(jí)附近的電子首先激發(fā)到高能級(jí)。這樣就很容易讓學(xué)生理解這一重要的結(jié)論，并且有助于樹(shù)立學(xué)好這門(mén)課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費(fèi)米氣的過(guò)程中，首先給學(xué)生補(bǔ)充薛定諤方程的知識(shí)點(diǎn)，但由于他們沒(méi)有學(xué)過(guò)《量子力學(xué)》課程，對(duì)薛定諤方程的講解采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)與定性解釋相結(jié)合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個(gè)重要的假設(shè)就能簡(jiǎn)單的導(dǎo)出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識(shí)。采用這樣一些方法，可將一些較復(fù)雜、抽象的知識(shí)點(diǎn)以較為生動(dòng)的形式傳授給學(xué)生，改變了他們對(duì)這門(mén)課程看法。
四、課程考核方式的改革
學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定是教學(xué)過(guò)程的主要環(huán)節(jié)之一。目前常用的考核方式有閉卷和開(kāi)卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內(nèi)容，容易造成學(xué)生考前突擊，死記硬背；后一種形式考查內(nèi)容靈活，但學(xué)生往往對(duì)考試復(fù)習(xí)無(wú)從下手，一些學(xué)生甚至存在投機(jī)取巧的僥幸心理，放棄對(duì)所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。結(jié)合固體物理學(xué)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容靈活但又有大量基本結(jié)論和公式需要記憶的特點(diǎn)，作者采取半開(kāi)卷的考試形式，即統(tǒng)一向?qū)W生發(fā)放一張A4大小的紙，學(xué)生在復(fù)習(xí)過(guò)程中可將他們認(rèn)為重要的知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)在這張紙上，而考試時(shí)可查閱這張紙上的內(nèi)容。采用這種方法，避免了學(xué)生在復(fù)習(xí)過(guò)程中將大量精力放在結(jié)論和公式的記憶上，有助于督促學(xué)生對(duì)所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行思考，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
總之，在新能源材料專(zhuān)業(yè)固體物理學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中，要堅(jiān)持以學(xué)生為本，以學(xué)生為主體，在充分認(rèn)識(shí)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷改革，勇于實(shí)踐，不斷充實(shí)和完善自己，最終做到因材施教。
參考文獻(xiàn)：
[1]馮端.固體物理學(xué)大辭典[M].北京:高等教育出版社,1995.
[2]韋丹.固體物理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.
[3]文尚勝.材料學(xué)專(zhuān)業(yè)“固體物理”課程教學(xué)改革初探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2010,(10):44-46.
[4]華中,劉惠蓮,孫亞娟,孟祥東.固體物理課程建設(shè)的實(shí)踐[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào),2006,(01):44-45.
[5]惠群,程南璞,陳志謙.材料學(xué)專(zhuān)業(yè)固體物理課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào),2011,(36):167-171.
[6]梅顯秀.固體物理教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)物理,2010,(29):43-45.
物理學(xué)原理對(duì)工程技術(shù)的運(yùn)用論文 篇6
摘要：在中國(guó)的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國(guó)每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過(guò)了所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建筑面積的綜合，這些建筑物95%以上屬于高能耗建筑，且建筑單位面積的能耗差不多是發(fā)達(dá)國(guó)家能耗的三倍。
關(guān)鍵詞：物理學(xué)；建筑節(jié)能
一、物理學(xué)知識(shí)在建筑節(jié)能中的運(yùn)用
(一)以物理手段實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光照明
經(jīng)醫(yī)學(xué)專(zhuān)家研究證明，太陽(yáng)光可以降低諸如憂郁癥、慢性疲勞綜合征之類(lèi)疾病產(chǎn)生的幾率，采用物理方法將太陽(yáng)光引進(jìn)室內(nèi)不僅可以增加曬太陽(yáng)的機(jī)會(huì)，更有利于人的身體健康。在沒(méi)有機(jī)會(huì)到戶(hù)外享受陽(yáng)光的時(shí)候，采用導(dǎo)光管裝置就能將陽(yáng)光引入室內(nèi)，它主要是通過(guò)物理學(xué)中的反射原理傳遞光線，但是光線的每一次傳遞都會(huì)造成能量的損失，這種導(dǎo)光管裝置不適合長(zhǎng)距離的光線傳遞。物理學(xué)家愛(ài)德曼茲發(fā)明了一種神奇的裝置，這個(gè)裝置的主體是一個(gè)塑料控板，控板上安裝了許多由激光切割而成的鏡片，這些鏡片按照一定的規(guī)律進(jìn)行排列，當(dāng)太陽(yáng)光照射到塑料控板上時(shí)亮度便會(huì)增強(qiáng)，然后傳遞到每一個(gè)角落。許多科學(xué)家開(kāi)始將研究的重點(diǎn)放在彩色熒光塑料上，他們?cè)噲D采用熒光塑料來(lái)采集陽(yáng)光，這項(xiàng)研究的原理是：白色是由紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色組合而成，科學(xué)家們嘗試將由這三種顏色的塑料收集到的陽(yáng)光進(jìn)行重新組合，然后就形成了人類(lèi)生活中所需要的白色太陽(yáng)光。通過(guò)這種物理手段形成的太陽(yáng)光所發(fā)出的亮度相當(dāng)于兩個(gè)75瓦燈泡所發(fā)出的亮度。
(二)利用太陽(yáng)能取暖
要利用太陽(yáng)能進(jìn)行取暖就必須選用熱阻和吸熱系數(shù)較大的材料，熱阻是指材阻擋能量進(jìn)行傳遞的能力，吸熱系數(shù)是指物體本身吸取熱量的能力。在傳統(tǒng)熱學(xué)工藝中這種方式較為常見(jiàn)，為了滿(mǎn)足工藝需求一般使用熱阻與吸熱系數(shù)較高的材料，在減緩熱量傳遞的同時(shí)最大限度地吸收熱量。太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的，充分利用太陽(yáng)能不僅有利于節(jié)能，更有利于降低環(huán)境污染，建筑選址最好是選擇陽(yáng)光充足的地方，有利于陽(yáng)光的接受。建筑中的玻璃選用熱阻與吸熱系數(shù)較大的材料能夠有效地進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，這些材料在白天吸收大量的熱量，然后使用儲(chǔ)熱墻或者其他儲(chǔ)熱工具將熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在夜間溫度降低時(shí)這些儲(chǔ)熱工具便可釋放出熱量，增加室內(nèi)溫度。對(duì)于冬冷夏熱地區(qū)的建筑，要組織調(diào)溫，窗外應(yīng)當(dāng)設(shè)有可以操控的遮陽(yáng)設(shè)備，夏日溫度較高時(shí)這些遮陽(yáng)設(shè)備可以阻擋高角度陽(yáng)光的照射，冬季溫度較高時(shí)這些遮陽(yáng)設(shè)備又可以將低角度陽(yáng)光引進(jìn)室內(nèi)；也可以在遮陽(yáng)裝置中安裝雙層玻璃，在冬季檔有日照的時(shí)候雙層玻璃的吸熱作用能夠提升室內(nèi)溫度，晚上關(guān)閉反射膜或者百葉窗，能夠有效的組織熱量的散失，起到保溫節(jié)能的作用。
(三)納米技術(shù)在建筑材料中的應(yīng)用
納米原本只是一種計(jì)量單位，當(dāng)某種材料的粒徑小于100nm時(shí)，它便可以稱(chēng)作是納米材料。納米技術(shù)是上世紀(jì)八十年代興起的新興技術(shù)，制作具有小粒徑材料的技術(shù)就是所謂的納米技術(shù)，納米科學(xué)是原子物理、量子物理等多種學(xué)科的聚集點(diǎn)，納米材料具有體積尺寸小的特性，從而就成就了它不同于一般材料的特質(zhì)，如納米材料具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊性質(zhì)。納米技術(shù)在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用能夠有效地提高混凝土的強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)堿骨反應(yīng)的抑制能夠有效地提高混凝土材料的耐久性。由于納米材料具有量子尺寸、光催化效應(yīng)等性質(zhì)，因此采用納米技術(shù)制作而成的混凝土具有分解有毒物質(zhì)、凈化空氣的功效。納米材料的其它功能能夠制成不同功能的混凝土材料，如能夠進(jìn)行智能報(bào)警與自我修復(fù)的納米材料。納米材料的特殊性能能夠使材料的剛度、強(qiáng)度、韌度等發(fā)生變化，利用這些特殊的性能就可以生產(chǎn)出各種不同的材料，如彈性水泥、延性水泥，抗菌陶瓷、保溫隔熱玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料，這些材料不僅能夠提高建筑物的使用性能，更能降低建筑物的能耗，有效的降低因能源消耗而造成的環(huán)境污染。
(四)毛細(xì)現(xiàn)象在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
當(dāng)液體接觸到具有細(xì)微裂縫的物體或者具有較小管徑的細(xì)管時(shí)，就會(huì)沿著裂縫與細(xì)管上升或下降，這種現(xiàn)象就被稱(chēng)作是毛細(xì)現(xiàn)象。毛細(xì)現(xiàn)象是由于分子間相互作用而產(chǎn)生的結(jié)果，紙張吸水、地下水沿著細(xì)縫上升等都屬于毛細(xì)現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在建筑中的應(yīng)用能夠解決許多難題。例如在裝有空調(diào)的室內(nèi)，無(wú)論是夏天的冷風(fēng)還是冬天的熱風(fēng)都會(huì)使人感覺(jué)不舒適，這主要是由于空調(diào)吹出的“風(fēng)”會(huì)帶走人體的水分，從而引發(fā)脫水等“空調(diào)病”，而新型建筑中的溫控裝置則用水這一傳熱載體取代了傳統(tǒng)建筑中的空氣，這種新型技術(shù)能夠有效的降低人體的不適感。這一技術(shù)正是使用了毛細(xì)現(xiàn)象的原理，建筑物的天花板上布滿(mǎn)了網(wǎng)柵，它是由一根根細(xì)小的毛細(xì)管組成，這些毛細(xì)管縱橫交錯(cuò)形成一張網(wǎng)，毛細(xì)管中流通著水，冬季溫度較低時(shí)發(fā)電所產(chǎn)生的余熱使管中的熱水不斷流動(dòng)，熱水的流動(dòng)使室內(nèi)溫度上升，發(fā)電所產(chǎn)生的余熱又使管中的冷水不斷流動(dòng)，從而降低室內(nèi)溫度。采用毛細(xì)現(xiàn)象制成的制冷系統(tǒng)大大優(yōu)于傳統(tǒng)的制冷模式，不僅能夠降低能耗，更能降低身體的不舒適感。
(五)太陽(yáng)墻技術(shù)的應(yīng)用
太陽(yáng)墻技術(shù)的'應(yīng)用實(shí)際上是太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)范疇，太陽(yáng)能可再生、環(huán)保、便宜等特性一直是能源研究專(zhuān)家觀眾的焦點(diǎn)，人們不斷開(kāi)發(fā)探索新的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的利用。采用太陽(yáng)墻空氣集熱器可以回收墻體的散熱，解決新風(fēng)的預(yù)熱問(wèn)題，在增強(qiáng)室內(nèi)空氣供給量的同時(shí)能夠有效的節(jié)省能源。制作太陽(yáng)墻主要采用鍍鋅鋼薄板或鋁制薄板，這些薄板外擁有許多褶皺和小孔，薄板的表面顏色較深，這些板材一般安裝在距離建筑外墻20厘米的地方，并和建筑物頂部的遮雨板連接在一起形成太陽(yáng)墻即熱系統(tǒng)一個(gè)組成部分，另外一個(gè)部分由室內(nèi)風(fēng)機(jī)與管道組成，這兩大部分就構(gòu)成太陽(yáng)集熱系統(tǒng)的整體。其中薄板上的褶皺主要是用來(lái)增加板材的強(qiáng)度，褶皺可以根據(jù)需要的不同而設(shè)計(jì)不同的形狀，板材上孔洞的數(shù)量以及分布規(guī)律則是根據(jù)實(shí)際需求確定，這主要要考慮到建筑物的功能、特點(diǎn)、所處地理位置、陽(yáng)光充足程度等。冬季，空氣通過(guò)板材上的孔洞進(jìn)入集熱墻，空氣在流動(dòng)的過(guò)程中汲取板材上吸收的熱量，隨后空腔的溫度上升，空氣就受到氣壓的作用進(jìn)入沿著管道進(jìn)入各個(gè)房間，為房間供暖；在夜間可以用風(fēng)扇將由室內(nèi)散失到空腔中的熱空氣重新扇回室內(nèi)，這樣既能為房間供暖，又能夠?yàn)榉块g不斷輸入新鮮空氣。在夏季則停止風(fēng)扇的運(yùn)作，室外的熱空氣從孔洞中進(jìn)入空腔，然后又沿著空腔上端和周?chē)目障读鞒�，空氣源源不斷的在空腔�?nèi)流動(dòng)，不僅帶走了室內(nèi)的熱量，也阻擋了熱量進(jìn)入室內(nèi)。
二、物理學(xué)知識(shí)在世博館建設(shè)中的應(yīng)用
(一)馬德里竹屋和空氣生態(tài)樹(shù)
從名稱(chēng)上就可以知道馬德里竹屋建筑材料同其它場(chǎng)館的不同之處，其外墻用一層厚厚的竹窗進(jìn)行覆蓋，竹窗由縱橫交織的竹子編制，在空氣清新的早晨將竹窗打開(kāi)既可以更新室內(nèi)的空氣又能降低溫度，在中午將竹窗關(guān)上能夠抵擋熱量的進(jìn)入但又不會(huì)閉塞阻擋室內(nèi)的空氣流通，竹子由于其空心的特質(zhì)能夠起到很好的隔熱與保溫效果�？諝馍鷳B(tài)樹(shù)整體是由鋼鐵構(gòu)建而成，其外觀為十邊形，整個(gè)場(chǎng)館的直徑為12米，空氣生態(tài)樹(shù)內(nèi)部安裝有可以自動(dòng)開(kāi)合的百葉窗與直徑為7米的大型“引風(fēng)機(jī)”，建筑物頂端安裝有太陽(yáng)能電池板，整個(gè)建筑可以實(shí)現(xiàn)能源自給，不必消耗額外的能源。生態(tài)樹(shù)外圍用黑色遮陽(yáng)網(wǎng)遮擋陽(yáng)光，雖然白色遮陽(yáng)網(wǎng)能有有效地反射太陽(yáng)光，但由于遮陽(yáng)網(wǎng)表面不平整，太陽(yáng)光在其表面會(huì)形成漫反射，白色遮陽(yáng)網(wǎng)不利于散熱，而黑色遮陽(yáng)網(wǎng)則能吸收太陽(yáng)光，同時(shí)遮陽(yáng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)又能有效阻擋熱量的擴(kuò)散。
(二)倫敦零碳館
倫敦零碳館最為特別的就是安裝在建筑物頂端的可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)帽，由于夏天上海的溫度較高，空氣很難進(jìn)入室內(nèi)，風(fēng)帽的自由轉(zhuǎn)動(dòng)就能將室外的新鮮空氣引入場(chǎng)館中。另外工作人員將黃浦江底層的水通過(guò)管道引入場(chǎng)館下方，底層的江水溫度較低，用于對(duì)空氣降溫再好不過(guò)，由風(fēng)帽采集而來(lái)的新鮮空氣經(jīng)過(guò)江水的降溫后就被輸入場(chǎng)館中。熱空氣中的水蒸氣較多，會(huì)使人感到沉悶，經(jīng)過(guò)江水冷卻后空氣中的部分水蒸氣會(huì)液化，空氣濕度相對(duì)較低。零碳館還采用了許多技術(shù)用于節(jié)能減排：屋頂鋪設(shè)的太陽(yáng)能電池與熱水器能夠有效的將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能，供給室內(nèi)的能量需求；場(chǎng)館玻璃上安裝的太陽(yáng)能電池不僅能夠增加室內(nèi)的光亮度，又能為室內(nèi)提供必要的電能；場(chǎng)館外墻上涂有熒光材料，白天墻壁能夠吸收太陽(yáng)能并將其儲(chǔ)存起來(lái)，到了夜間就能發(fā)出光亮用于照明。這些節(jié)能技術(shù)基本上都是建立在物理學(xué)的基礎(chǔ)上，諸如太陽(yáng)能電池、熒光涂料等能夠有效降低場(chǎng)館的能源消耗。
(三)漢堡之家館
漢堡之家館外形就如同是四個(gè)打開(kāi)的抽屜，這個(gè)場(chǎng)館的神奇之處就在于它能夠不消耗任何的能源而使場(chǎng)館的溫度永遠(yuǎn)維持在25℃左右。漢堡之家之所以具備如此生氣的功能主要就在于其建筑中使用熱傳遞與新能源。漢堡館的朝向同一般建筑物有很大區(qū)別，它的整體設(shè)計(jì)是坐北朝南。設(shè)計(jì)師為了擴(kuò)大北面墻體的面積，將北邊一大部分墻體向抽屜一樣向外延伸，而南向則采用了百葉窗與遮陽(yáng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)既能保證場(chǎng)館內(nèi)的光亮程度，又能有效地避免陽(yáng)光直射，減少場(chǎng)館的受熱面積。漢堡館的墻體有三層結(jié)構(gòu)組成，其中設(shè)有很好的保溫層，能夠有效地阻擋室外的熱量進(jìn)入場(chǎng)館內(nèi)部；漢堡館的每一塊玻璃都是雙層結(jié)構(gòu)，其中充滿(mǎn)了惰性氣體，不僅能夠進(jìn)行保溫，同時(shí)還能有效地隔絕室外噪音；漢堡館只要能量來(lái)源就是太陽(yáng)能和地?zé)幔責(zé)崴捎玫木褪堑叵滤臎龅脑�，冬季溫暖的地下水能夠給場(chǎng)館供暖，夏季涼爽的地下水又能降低室內(nèi)溫度，而其中地下水的抽取與輸送則完全有場(chǎng)館頂部的太陽(yáng)能電池提供。漢堡館擁有完整的能源系統(tǒng)，完全不需要額外供電。
(四)新加坡館
新加坡館最為顯著的特征就是場(chǎng)館表面擁有許多開(kāi)縫，這些開(kāi)縫朝著不同方向延伸，場(chǎng)館頂端一個(gè)橫向的360度的大口子特別顯眼。新加坡館整體向內(nèi)傾斜，下方的陰影帶中不僅設(shè)有水池還有綠色植被，風(fēng)從場(chǎng)館上方的大口子吹入場(chǎng)館內(nèi)部，場(chǎng)館頂端的空氣流通速度同場(chǎng)館內(nèi)部形成極大的反差，由物理學(xué)知識(shí)可以知道空氣流動(dòng)迅速的地方具有較大的壓強(qiáng)，這樣場(chǎng)館內(nèi)部的熱空氣就從頂端的口子流向室外，而場(chǎng)館外部的空氣則經(jīng)過(guò)陰影帶流入場(chǎng)館；空氣流經(jīng)陰影帶時(shí)會(huì)使得陰影帶中水分蒸發(fā)，變成水蒸氣，而水分蒸發(fā)需要吸收熱量，場(chǎng)館內(nèi)部的熱量就這樣被陰影帶降低，所以場(chǎng)館內(nèi)部即使沒(méi)有開(kāi)設(shè)空調(diào)也可以很涼爽。
三、總結(jié)
在中國(guó)的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國(guó)每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過(guò)了所有發(fā)達(dá)國(guó)家年建筑面積的綜合，這些建筑物95%以上屬于高能耗建筑，且建筑單位面積的能耗差不多是發(fā)達(dá)國(guó)家能耗的三倍。在這種形式下，相關(guān)部門(mén)迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗，以低能耗作為建筑設(shè)計(jì)的核心思想。建筑與物理學(xué)有著密不可分的關(guān)系，建筑學(xué)的理論與思想基本上都來(lái)源于物理學(xué)知識(shí)，物理科學(xué)在環(huán)保建筑中的應(yīng)用能夠有效的降低能耗，相信物理技術(shù)在今后勢(shì)必會(huì)更多的應(yīng)用與建筑節(jié)能，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
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