为什么说物理学很美?

  如果我说,物理很美!很多中学生朋友们肯定会感觉很奇怪,物理又不是美术啥的,怎么还有美?只有难吧?初中物理相对来说较为简单一些,可是高中物理就显得难很多。但是即便是最难的物理也几乎都是有最简单的物理公式综合而成的。其实,物理学作为一门非常注重理论与实践相结合的学科,具有以下三种“美”!

  1.内容的简单美。物理学家们往往用最简单的理论表达作为研究问题的标准,比如牛顿用牛顿第二定律把机械运动简单的表达出来。

  2.结构的简单美。物理学主要包括力、热、电、光、原等非常丰富多彩的内容。比如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、力的平行四边形法则构成了质点运动学的基本结构。现代物理学试图用统一场理论来解释一切力作用下的运动。这都说明了追求结构简单美是科学家们一直遵守的准则。

  3.方法的简单美。物理定律一般建立在实验的基础之上,这种实验加理论推导的科学研究方法非常简单且及其具有说服力和权威性。一般这种方法是通过几次、几个实验之后得出个别判断,再推广到一般同类失误而得到的物理定律,然后通过实践证明是正确的,从而认定为客观的规律。这体现了方法的简单美。

  1.空间对称美。比如说光的干涉与衍射条纹、振动、杠杆的平衡等都具有空间对称美!2.时间对称美。比如圆周运动的周期性,振动的周期性,匀强电场、恒定电流等对时间变现出稳定性和周期性。3.数学对称美。所谓的数学对称美,主要是指用数学表达公式来表示物理规律的对称美感。比如功和冲量,动能和动量,麦克斯韦方程组中的电场与磁场的对称,简单振动和交变电磁场图线的对称等等。

  和谐也有美?这主要是指物理学中所研究的事物各要素、部分之间配合得当,协调有序所表现出来的一种美感!

  自洽美。这里是指不会产生矛盾的内部逻辑关系一致性。比如光的波粒二象性达到了最为完美的自洽。协变美。举个例子,牛顿力学中的相对性原理在非惯性系中或广义相对论力学中都是协变的。看似有局限性的低级理论,其实只是高级理论在一定条件下的特例或者极限形式而已。互补美。比如物体内部每一个分子都在做无规则运动,而大量分子运动具有统计规律性,而波粒二象性中,连续性和量子性都体现了互补和谐美。

  中学生朋友们在平时通过观察演示实验和学生实验,从而建立起物理规律、形成物理概念,同时应用知识解决实际问题,掌握知识结构等,从而认识物理美、感受物理美。

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