雍皓然
摘要:本文主要以物理知識與科技生活的關(guān)聯(lián)思索為重點(diǎn)進(jìn)行闡述,結(jié)合當(dāng)下物理知識在生活中的應(yīng)用現(xiàn)狀為依據(jù),首先分析物理知識的發(fā)展歷程,其次介紹科技生活中的物理知識,包括日常生活層面、民生生活層面、國家大事層面,最后從力學(xué)應(yīng)用、光學(xué)應(yīng)用、電磁學(xué)應(yīng)用幾個方面深入說明并探討物理知識在科技生活中的巧妙應(yīng)用,進(jìn)一步旨意在為相關(guān)研究提供參考資料。
關(guān)鍵詞:物理知識;科技生活;關(guān)聯(lián)性;有效思考
物理作為一門基礎(chǔ)類型的學(xué)科,也是自然科學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容,所以物理和世界中的科學(xué)技術(shù)發(fā)展之間存在緊密關(guān)聯(lián),影響著人類的進(jìn)步發(fā)展腳步。我們現(xiàn)代的生活處處都是高科技,自然科學(xué)給科學(xué)的進(jìn)展提供技術(shù)支撐以及條件支撐,促使社會更加豐富多彩。物理知識可以處理生活中的日常小事,還可以深入的探索宇宙奧秘,成為一門神奇的自然學(xué)科,以下為筆者針對物理知識與科技生活的關(guān)聯(lián),給出的相關(guān)分析與建議。
1.物理知識的發(fā)展歷程
在人類的起源開始,物理便存在于人們的生活中,人們通過附近的環(huán)境給自己創(chuàng)造生機(jī),無意間了解到鉆木取火的道理,火種的保存成為人類生命開始的源頭,火的存在給人類食物增加美味,促使其居住的環(huán)境更加溫暖,即便現(xiàn)在的人類不能控制物理科技,然而可以在物理知識的背景下創(chuàng)設(shè)豐富的生活。
若物體的密度小于水,便會漂浮在水面,這樣物體會產(chǎn)生一定的浮力,人類起始不了解物體會得到浮力的作用,然而可以通過木頭漂浮在水面的現(xiàn)象,創(chuàng)造木船。木船針對人類來講是偉大的發(fā)明,即便人類不了解其可以承載的重量大小,然而可以打撈魚類,在船的發(fā)明之下,擴(kuò)展人類食品系統(tǒng),增強(qiáng)海洋和陸地的溝通,完成來往貿(mào)易活動,呈現(xiàn)社會模型[1]。之后,物理學(xué)家阿基米德,測定物體的體系,在沐浴過程中出現(xiàn)水桶溢水的現(xiàn)象,挖掘浮力定律的內(nèi)涵,最終探索流體力學(xué)的奧秘,推動著航行技術(shù)的進(jìn)展。又如哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸,擴(kuò)展人類的視野,麥哲倫進(jìn)行環(huán)球航行,證明地球是圓的,不論怎樣,人類有如今的繁榮興旺,和物理科技分不開[2]。
一個鐵球和一根羽毛在相同的高度落下,自然便是鐵球優(yōu)先落地,之后科學(xué)家伽利略堅決否定此觀點(diǎn),其在比薩斜塔中拿到兩個質(zhì)量不同的鐵球,同時下落,最終兩個鐵球同時著地。然后其檢驗物體下落速度和質(zhì)量的觀點(diǎn),一根羽毛與鐵球連接,落入地面,一般來講羽毛球會慢于鐵球的速度,降低整體運(yùn)行速度,然而兩個拴在一起會增加重量,結(jié)合之前的理論會加快速度,所以原理論會被推翻,物體下落速度和質(zhì)量沒有關(guān)系。由起始的觀察生活現(xiàn)象,轉(zhuǎn)變到理論層面的擴(kuò)展,科學(xué)家創(chuàng)造運(yùn)動學(xué),把力學(xué)知識與運(yùn)動學(xué)知識巧妙結(jié)合,促使人類針對物理知識的理解不再膚淺化,而是逐步深入。
2.科技生活中的物理知識
2.1日常生活層面。物體存在熱脹冷縮的特征,不同的物體現(xiàn)不同的熱脹冷縮現(xiàn)象,通常來講密度小的物體要較于密度大的物體容易出現(xiàn)伸縮現(xiàn)象[3],同時伸縮幅度比較大,傳熱比較迅速的物體,要相比傳熱能力差的物體容易出現(xiàn)伸縮現(xiàn)象。在生活中,人們通過物理知識為生活提供便利。
比如茶葉蛋在剛出鍋時要趁熱吃,保持味道的鮮美,然而剛出鍋就剝蛋殼的過程中,會容易把雞蛋殼以及蛋白一起剝下,在茶葉蛋涼了之后進(jìn)行剝殼處理,即便不會產(chǎn)生此種情況,然而味道卻缺少鮮美的性質(zhì),處理此問題可以使用簡單的方式,也就是把熱的茶葉蛋放在冷水中一段時間,由此蛋殼可以輕松的剝下來[4],又可以保證蛋的鮮美。主要的原理便是:雞蛋殼以及蛋白存在的物理屬性存在不同,且伸縮程度存在差異,在溫度急劇變化的情況下會影響到蛋殼與蛋白的伸縮度,把茶葉蛋和冷水結(jié)合,蛋殼由于溫度的減少進(jìn)行收縮變化,且蛋白在冷水的作用下影響程度比較小,所以一般來講不會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。在雞蛋白受到冷水的影響,這時蛋殼完成收縮變化,促使蛋白與蛋殼之間存在一定孔隙,減小剝離的難度。
2.2民生生活層面。摩擦力作為物理學(xué)科中基礎(chǔ)類知識,然而其在人們的生活中,尤其是民生生活,存在的區(qū)域相對廣泛。比如人們在比較光滑的地面上行走,會出現(xiàn)跌倒的現(xiàn)象,以增加接觸面提高摩擦力為目標(biāo),穿著的鞋子底部會存在多種圖案,由此人們可以自由的行走在地面上,降低跌倒的幾率。并且汽車輪胎以加大抓地力,也會在表面上設(shè)置一些花紋,以免產(chǎn)生側(cè)滑的現(xiàn)象。通過摩擦力的理念,人們不只是可以增加粗糙程度,還可以借助一些手段減小摩擦力,加快滑行速度,包括機(jī)器的解除部位上增加潤滑油的情況,便于機(jī)器使用效率的提升。
另外,水具備一定的傳熱性,在實際生活中,人們把水充當(dāng)冷卻液運(yùn)用在生活各個層面,包括汽車的冷卻液,往往是通過水的性質(zhì)加以設(shè)置[5]。然而水這種物質(zhì),存在熱縮冷漲的特點(diǎn),尤其是冬天環(huán)境,水會出現(xiàn)結(jié)冰碰撞,尤其是水充當(dāng)冷卻介質(zhì)的機(jī)器,水結(jié)冰碰撞會引起機(jī)器的破損現(xiàn)象。由此防凍液得以產(chǎn)生,引進(jìn)添加劑,改變水物質(zhì)的物理特征,更好的運(yùn)用在生產(chǎn)生活中。
2.3國家大事層面。航空航天行業(yè),一直以來作為國家的重器,決定著國防與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展效果。航空航天行業(yè)和物理知識存在密切的關(guān)聯(lián)?;鸺ㄟ^向上發(fā)射進(jìn)行升空,并且火箭的發(fā)動機(jī)朝下運(yùn)行,在點(diǎn)火之后,向下噴出氣體,這時發(fā)動機(jī)提供向下的力,促使火箭向上飛。本質(zhì)上存在物理的動量守恒定律知識,因為火箭點(diǎn)火發(fā)射的過程中,航天員平躺在椅子上,并不是坐在椅子上,關(guān)鍵是火箭發(fā)動機(jī)提供一定的助推力[6],同時火箭擺脫地球而持續(xù)加速,宇航員一定處于超重的狀態(tài),(超重狀態(tài)是物體給予支撐自身的物體作用力大于自身的重力)。由此宇航員的超重狀態(tài)近似等于正常人類體重的五倍,若宇航員保持坐著狀態(tài),自身血液在慣性的作用下,依舊維持原有的狀態(tài),尚未在超重情況下出現(xiàn)改變,會引起血液停留在靜脈結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)致全身的血液循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生問題,降低宇航員頭部的血壓,甚至促使宇航員昏迷或者意識喪失。因此火箭發(fā)射期間宇航員需要平躺在椅子上,與此同時,火箭進(jìn)入太空時,太空中缺少空氣,難以產(chǎn)生氣壓,所以宇宙飛船會配置增壓設(shè)備,確保宇宙飛船之中的大氣環(huán)境以及氣壓相對平衡化。若宇航員在太空中行走,應(yīng)該穿戴氣壓保護(hù)的宇航服,不然無法在太空中生存。
總之,航空航天行業(yè)和物理知識息息相關(guān),時時刻刻的使用物理知識,包括飛機(jī)、火箭以及宇宙飛船等,彰顯著物理知識的存在價值[7]。
3.物理知識在科技生活中的巧妙應(yīng)用
3.1力學(xué)應(yīng)用。物理知識中涉及的力學(xué)成為工程學(xué)以及天文學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵,所以力學(xué)在現(xiàn)代化的建筑工程與宇宙探索視角上呈現(xiàn)著科技生活。對于建筑領(lǐng)域,生活中存在的塔吊,通過物理平衡力學(xué)知識加以創(chuàng)造,處理建筑高層建筑施工材料的輸送作業(yè);對于能源領(lǐng)域,風(fēng)車的存在便是在風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片轉(zhuǎn)動的作用下生成動能,之后把功能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽粚τ诤娇疹I(lǐng)域,航天器在離開地面過程中存在部分動力是朝向天空轉(zhuǎn)移的;對于交通領(lǐng)域,汽車的產(chǎn)生圍繞發(fā)動機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動的力量促使車輪得以運(yùn)轉(zhuǎn);生活中,人們通過鑷子與剪刀等證明杠桿基本原理,處理好人們的小難題[8]。以上物理知識給予人們社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供便利,在多個層面上分析,塔吊處理城市人口的居住問題;風(fēng)車給予能源的持續(xù)發(fā)展與人類進(jìn)步提供參考;航天器推動宇宙的探索工程;汽車便捷性的豐富人們的生活。因此生活中遍布存在力學(xué)科技。
3.2光學(xué)應(yīng)用。光學(xué)在人們生活中體現(xiàn)出科技應(yīng)用的優(yōu)勢,人們熟知的便是顯微鏡。顯微鏡的存在促使人們?nèi)嬲J(rèn)知微生物的世界,促使醫(yī)學(xué)、食品、農(nóng)業(yè)以及通信領(lǐng)域得以發(fā)展。光學(xué)顯微鏡可以把人們?nèi)庋劭床坏降奈镔|(zhì)進(jìn)行放大,甚至100倍,便于人們觀看到更加微觀的社會。不僅是顯微鏡,眼鏡的設(shè)置離不開光學(xué)原理的支撐。近視眼以凹面鏡為主處理遠(yuǎn)距離視力模糊的不足,遠(yuǎn)視眼以凸面鏡為主處理近距離視力模糊的不足;對于醫(yī)學(xué)視角,醫(yī)生借助CT掃描機(jī)器檢查人體,清晰的觀察人體器官影響,此種機(jī)器便是使用光學(xué)中涉及的X線物理知識以及計算機(jī)計算知識;通信視角下,光纖的存在促使信息傳遞速度得以提升,給予互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信層面的支撐;食品視角下,顯微鏡可以了解食物發(fā)酵生成的微生物,針對食品的研究產(chǎn)生重要價值;農(nóng)業(yè)的視角上,顯微鏡的使用比較廣泛,以高倍顯微鏡為例,其促使科學(xué)家觀測微乎其微的細(xì)胞,開啟植物品種與無土種植工作的新篇章。
3.3電磁學(xué)應(yīng)用。所謂的電磁學(xué),本質(zhì)為電學(xué)和磁學(xué)的相關(guān)物理知識,其在生活科技中的存在稱之為不勝枚舉。經(jīng)常見到的電磁學(xué)知識包括交流電動機(jī)、電磁鐵以及永磁體電動機(jī),其被充分的作用在家用電器、國防事業(yè)以及交通運(yùn)輸中?,F(xiàn)代化的社會生產(chǎn)需要電力的支撐,所以電動機(jī)的產(chǎn)生為社會進(jìn)展的必然產(chǎn)物。電動機(jī)的人們生活中隨處可見,包括吹風(fēng)機(jī)、油煙機(jī)、豆?jié){機(jī)、洗衣機(jī)與榨汁機(jī)等等,圍繞電動機(jī)發(fā)揮自身的效用。由于電動機(jī)引進(jìn)直流電之后可以進(jìn)行工作,給予人們的生活提供便捷。然而可以提供的小型發(fā)電機(jī),借助轉(zhuǎn)子以及磁力線的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電,便捷性的開展供電工作。
對于醫(yī)療電器領(lǐng)域,質(zhì)譜儀、磁療以及核磁共振行等運(yùn)用了物理知識,其中核磁共振便是在電磁波的作用下照射人體,得到受檢者病理情況;人體磁圖通過人身體守衛(wèi)的帶電離子產(chǎn)生的高頻電磁波刺激人體的血液,增加人體保健的效果。電磁學(xué)在醫(yī)學(xué)中的使用推動醫(yī)療的開展,診斷醫(yī)療上多種病例。
交通運(yùn)輸中,磁懸浮列車原理為通過兩個相互平行的線圈電流進(jìn)行吸引,促使城市和城市之間的交通便捷化發(fā)展,一方面減小城市通行的時間,另一方面存在低耗能的優(yōu)勢。現(xiàn)階段,我國磁懸浮列車技術(shù)逐步朝向磁懸浮技術(shù)領(lǐng)先地位方向前進(jìn),除此之外,航空母艦中設(shè)置的電子彈射在電磁學(xué)的支撐下產(chǎn)生。今后,我國會創(chuàng)造出電磁彈射火箭炮,或者把電磁彈射作用在航空領(lǐng)域中,存在于日常生活的每一個角落中。
4.物理知識在科技生活中運(yùn)用思考
世界上通用電子數(shù)字計算機(jī)----“埃尼阿克”,包括18000個電子管以及1500個繼電器和其他器件,要想存放應(yīng)保持空間在30米的范圍內(nèi),此時的計算機(jī)僅僅作用在實驗數(shù)據(jù)的分析中,在不斷的改良之下,研發(fā)為集成電路式計算機(jī),引進(jìn)數(shù)據(jù)流、人工智能與辦公室自動化等,現(xiàn)在計算機(jī)為人們生活的必需品,甚至為小型筆記本。其徹底改變著人類的生活,解放人們的雙手和思想,以致于整個社會徹底通信[9]?;ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)發(fā)布時事新聞,傳播正能量,擴(kuò)展人們的生活,帶給人們?nèi)碌纳铙w驗。微信、微博的盛行,都需要物理知識的鋪墊,傳播聲音與信息,打破時間與空間的制約,為社會的文明發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
作為一名高中學(xué)生,我們要深刻了解到物理知識存在的價值和意義,以積極向上的心態(tài)面對生活,若在生活中遇到問題,要學(xué)會使用先進(jìn)的知識對其解決和處理,找到物理知識以及實際生活之間的關(guān)鍵點(diǎn),為了更好的學(xué)習(xí)與生活,充分掌握物理知識的本質(zhì)和內(nèi)涵,掌握物理知識的精髓,并且不斷給社會的發(fā)展注入全新的力量,致力于偉大祖國的美好建設(shè)。
結(jié)束語
綜上所述,物理知識在科技生活中廣泛的存在,人們應(yīng)該熟知物理知識的發(fā)展歷程,尤其是高中學(xué)生,針對日常生活層面、民生生活層面、國家大事層面了解物理知識的無處不在。并且站在力學(xué)應(yīng)用、光學(xué)應(yīng)用、電磁學(xué)應(yīng)用的視角上詮釋物理知識的巧妙應(yīng)用,努力對物理知識進(jìn)行創(chuàng)新和使用,解決生活中的實際問題,不斷擴(kuò)展自身知識面,把物理知識充分結(jié)合在生活中,不間斷的延伸自身學(xué)習(xí)視野與提升自身綜合能力。
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