物理學史論文
物理學史論文
將物理學史融入物理課程,拓展物理課程的教育功能,是物理教育研究的重要課題,同時也是當前我國基礎(chǔ)教育物理課程改革面臨的一個重要問題。下面是學習啦小編為大家整理的物理學史論文，供大家參考。
物理學史論文范文一：物理學在建筑節(jié)能的應用
摘要：在中國的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經(jīng)濟發(fā)展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過了所有發(fā)達國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)達國家能耗的三倍。
關(guān)鍵詞：物理學;建筑節(jié)能
一、物理學知識在建筑節(jié)能中的運用
(一)以物理手段實現(xiàn)太陽光照明
經(jīng)醫(yī)學專家研究證明，太陽光可以降低諸如憂郁癥、慢性疲勞綜合征之類疾病產(chǎn)生的幾率，采用物理方法將太陽光引進室內(nèi)不僅可以增加曬太陽的機會，更有利于人的身體健康。在沒有機會到戶外享受陽光的時候，采用導光管裝置就能將陽光引入室內(nèi)，它主要是通過物理學中的反射原理傳遞光線，但是光線的每一次傳遞都會造成能量的損失，這種導光管裝置不適合長距離的光線傳遞。物理學家愛德曼茲發(fā)明了一種神奇的裝置，這個裝置的主體是一個塑料控板，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)律進行排列，當太陽光照射到塑料控板上時亮度便會增強，然后傳遞到每一個角落。許多科學家開始將研究的重點放在彩色熒光塑料上，他們試圖采用熒光塑料來采集陽光，這項研究的原理是：白色是由紅、綠、藍三個顏色組合而成，科學家們嘗試將由這三種顏色的塑料收集到的陽光進行重新組合，然后就形成了人類生活中所需要的白色太陽光。通過這種物理手段形成的太陽光所發(fā)出的亮度相當于兩個75瓦燈泡所發(fā)出的亮度。
(二)利用太陽能取暖
要利用太陽能進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)熱學工藝中這種方式較為常見，為了滿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最大限度地吸收熱量。太陽能是取之不盡用之不竭的，充分利用太陽能不僅有利于節(jié)能，更有利于降低環(huán)境污染，建筑選址最好是選擇陽光充足的地方，有利于陽光的接受。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行能量儲存，這些材料在白天吸收大量的熱量，然后使用儲熱墻或者其他儲熱工具將熱量儲存起來，在夜間溫度降低時這些儲熱工具便可釋放出熱量，增加室內(nèi)溫度。對于冬冷夏熱地區(qū)的建筑，要組織調(diào)溫，窗外應當設(shè)有可以操控的遮陽設(shè)備，夏日溫度較高時這些遮陽設(shè)備可以阻擋高角度陽光的照射，冬季溫度較高時這些遮陽設(shè)備又可以將低角度陽光引進室內(nèi);也可以在遮陽裝置中安裝雙層玻璃，在冬季檔有日照的時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)在建筑材料中的應用
納米原本只是一種計量單位，當某種材料的粒徑小于100nm時，它便可以稱作是納米材料。納米技術(shù)是上世紀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)，納米科學是原子物理、量子物理等多種學科的聚集點，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、體積效應、宏觀量子隧道效應等特殊性質(zhì)。納米技術(shù)在混凝土生產(chǎn)中的應用能夠有效地提高混凝土的強度，通過對堿骨反應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，如能夠進行智能報警與自我修復的納米材料。納米材料的特殊性能能夠使材料的剛度、強度、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)毛細現(xiàn)象在建筑設(shè)計中的應用
當液體接觸到具有細微裂縫的物體或者具有較小管徑的細管時，就會沿著裂縫與細管上升或下降，這種現(xiàn)象就被稱作是毛細現(xiàn)象。毛細現(xiàn)象是由于分子間相互作用而產(chǎn)生的結(jié)果，紙張吸水、地下水沿著細縫上升等都屬于毛細現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在建筑中的應用能夠解決許多難題。例如在裝有空調(diào)的室內(nèi)，無論是夏天的冷風還是冬天的熱風都會使人感覺不舒適，這主要是由于空調(diào)吹出的“風”會帶走人體的水分，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)正是使用了毛細現(xiàn)象的原理，建筑物的天花板上布滿了網(wǎng)柵，它是由一根根細小的毛細管組成，這些毛細管縱橫交錯形成一張網(wǎng)，毛細管中流通著水，冬季溫度較低時發(fā)電所產(chǎn)生的余熱使管中的熱水不斷流動，熱水的流動使室內(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，從而降低室內(nèi)溫度。采用毛細現(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)太陽墻技術(shù)的應用
太陽墻技術(shù)的應用實際上是太陽能技術(shù)應用的一個范疇，太陽能可再生、環(huán)保、便宜等特性一直是能源研究專家觀眾的焦點，人們不斷開發(fā)探索新的途徑來實現(xiàn)對太陽能的利用。采用太陽墻空氣集熱器可以回收墻體的散熱，解決新風的預熱問題，在增強室內(nèi)空氣供給量的同時能夠有效的節(jié)省能源。制作太陽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墻即熱系統(tǒng)一個組成部分，另外一個部分由室內(nèi)風機與管道組成，這兩大部分就構(gòu)成太陽集熱系統(tǒng)的整體。其中薄板上的褶皺主要是用來增加板材的強度，褶皺可以根據(jù)需要的不同而設(shè)計不同的形狀，板材上孔洞的數(shù)量以及分布規(guī)律則是根據(jù)實際需求確定，這主要要考慮到建筑物的功能、特點、所處地理位置、陽光充足程度等。冬季，空氣通過板材上的孔洞進入集熱墻，空氣在流動的過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入沿著管道進入各個房間，為房間供暖;在夜間可以用風扇將由室內(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，又能夠為房間不斷輸入新鮮空氣。在夏季則停止風扇的運作，室外的熱空氣從孔洞中進入空腔，然后又沿著空腔上端和周圍的空隙流出，空氣源源不斷的在空腔內(nèi)流動，不僅帶走了室內(nèi)的熱量，也阻擋了熱量進入室內(nèi)。
二、物理學知識在世博館建設(shè)中的應用
隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，環(huán)境的日益惡化，人們將更多的目光集中到節(jié)能型建筑上，中國2010年第41屆上海世博會上低碳節(jié)能型場館成為了全世界矚目的焦點，其場館建設(shè)中許多技術(shù)與知識都和物理學息息相關(guān)。
(一)馬德里竹屋和空氣生態(tài)樹
從名稱上就可以知道馬德里竹屋建筑材料同其它場館的不同之處，其外墻用一層厚厚的竹窗進行覆蓋，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入但又不會閉塞阻擋室內(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。空氣生態(tài)樹整體是由鋼鐵構(gòu)建而成，其外觀為十邊形，整個場館的直徑為12米，空氣生態(tài)樹內(nèi)部安裝有可以自動開合的百葉窗與直徑為7米的大型“引風機”，建筑物頂端安裝有太陽能電池板，整個建筑可以實現(xiàn)能源自給，不必消耗額外的能源。生態(tài)樹外圍用黑色遮陽網(wǎng)遮擋陽光，雖然白色遮陽網(wǎng)能有有效地反射太陽光，但由于遮陽網(wǎng)表面不平整，太陽光在其表面會形成漫反射，白色遮陽網(wǎng)不利于散熱，而黑色遮陽網(wǎng)則能吸收太陽光，同時遮陽網(wǎng)的結(jié)構(gòu)又能有效阻擋熱量的擴散。
(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)動的風帽，由于夏天上海的溫度較高，空氣很難進入室內(nèi)，風帽的自由轉(zhuǎn)動就能將室外的新鮮空氣引入場館中。另外工作人員將黃浦江底層的水通過管道引入場館下方，底層的江水溫度較低，用于對空氣降溫再好不過，由風帽采集而來的新鮮空氣經(jīng)過江水的降溫后就被輸入場館中。熱空氣中的水蒸氣較多，會使人感到沉悶，經(jīng)過江水冷卻后空氣中的部分水蒸氣會液化，空氣濕度相對較低。零碳館還采用了許多技術(shù)用于節(jié)能減排：屋頂鋪設(shè)的太陽能電池與熱水器能夠有效的將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，供給室內(nèi)的能量需求;場館玻璃上安裝的太陽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;場館外墻上涂有熒光材料，白天墻壁能夠吸收太陽能并將其儲存起來，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的基礎(chǔ)上，諸如太陽能電池、熒光涂料等能夠有效降低場館的能源消耗。
(三)漢堡之家館
漢堡之家館外形就如同是四個打開的抽屜，這個場館的神奇之處就在于它能夠不消耗任何的能源而使場館的溫度永遠維持在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)計是坐北朝南。設(shè)計師為了擴大北面墻體的面積，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網(wǎng)的設(shè)計，這樣的設(shè)計既能保證場館內(nèi)的光亮程度，又能有效地避免陽光直射，減少場館的受熱面積。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入場館內(nèi)部;漢堡館的每一塊玻璃都是雙層結(jié)構(gòu)，其中充滿了惰性氣體，不僅能夠進行保溫，同時還能有效地隔絕室外噪音;漢堡館只要能量來源就是太陽能和地熱，地熱所采用的就是地下水冬暖夏涼的原理，冬季溫暖的地下水能夠給場館供暖，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館頂部的太陽能電池提供。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館表面擁有許多開縫，這些開縫朝著不同方向延伸，場館頂端一個橫向的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，風從場館上方的大口子吹入場館內(nèi)部，場館頂端的空氣流通速度同場館內(nèi)部形成極大的反差，由物理學知識可以知道空氣流動迅速的地方具有較大的壓強，這樣場館內(nèi)部的熱空氣就從頂端的口子流向室外，而場館外部的空氣則經(jīng)過陰影帶流入場館;空氣流經(jīng)陰影帶時會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，場館內(nèi)部的熱量就這樣被陰影帶降低，所以場館內(nèi)部即使沒有開設(shè)空調(diào)也可以很涼爽。
三、總結(jié)
在中國的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經(jīng)濟發(fā)展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過了所有發(fā)達國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)達國家能耗的三倍。在這種形式下，相關(guān)部門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)計的核心思想。建筑與物理學有著密不可分的關(guān)系，建筑學的理論與思想基本上都來源于物理學知識，物理科學在環(huán)保建筑中的應用能夠有效的降低能耗，2010年中國世博會的成功也證明了這一點，世博會建筑的核心思想就是低碳、低能耗，而物理知識的應用恰恰就幫助其實現(xiàn)了這一目標，相信物理技術(shù)在今后勢必會更多的應用與建筑節(jié)能，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。
參考文獻
1、擬態(tài)物理學優(yōu)化的認知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜分配柴爭義; 王秉; 李亞倫物理學報2014-11-23
2、21世紀地球物理學的機遇與挑戰(zhàn)滕吉文地球物理學進展2004-06-30
物理學史論文范文二：物理學魅力與中學物理教學
摘要：將物理學發(fā)展史引入中學物理課堂教學。每一個物理知識和物理概念、定律都有一定的歷史故事，中學物理教師要充分利用物理發(fā)展故事的教學資源，激發(fā)學生的學習興趣。
關(guān)鍵詞：物理學;中學物理教學
一、物理學的魅力
1.物理學彰顯出科學給人類帶來認識能力的不斷提高。目前人類可以把宇宙飛船開進太空，去探尋更多、更深、更遠的領(lǐng)域，人這無不彰顯出人類認識能力的提高。而人類能把宇宙飛船開入太空的基礎(chǔ)就是牛頓的萬有引力定律和空氣動力學知識，都屬于物理學知識。到了20世紀90年代，物理學領(lǐng)域的納米技術(shù)開始發(fā)展起來，人類便可以根據(jù)需要對原子或原子團進行重新排列，制造出納米材料，使人類文明有了質(zhì)的提高。物理學的發(fā)展彰顯出科學給人類帶來認識能力的不斷提高也是物理學魅力的有力體現(xiàn)，在人類社會中表現(xiàn)出巨大意義。
2.物理學使人們能揭示出物質(zhì)本質(zhì)的奇妙特征。物理學研究的是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相互作用、運動規(guī)律的自熱科學，它的研究對象可以小到原子、粒子，也可以大到整個宇宙，物理學的研究對象及物化成果使人們了解到物質(zhì)的本質(zhì)特性，認識到物質(zhì)許多奇妙的特征。另外，物理學是重要的基礎(chǔ)科學，物理學是一門基礎(chǔ)的科學體現(xiàn)在它的研究對象上。從人類社會的第一次工業(yè)革命到第三次工業(yè)革命，再到今天的信息時代，無一不體現(xiàn)出物理學作為一門基礎(chǔ)科學的地位。
3.物理學的最大魅力在于魅力需要人們?nèi)ヌ剿魅グl(fā)現(xiàn)。物理學魅力除體現(xiàn)在它的學科性質(zhì)和發(fā)展史上外，物理學最大的魅力在于需要人們?nèi)ヌ剿鳎簿褪钦f物理學的真正魅力在于物理學的探索性，人們在探索物理學知識和探索物理學魅力的過程中所獲得的知識情感體驗才是物理學最根本的魅力所在。物理學的理論具有簡潔性、抽象性等特征，連同他結(jié)論的奇異性可以把人們帶入一種奇妙的境界。物理學理論的簡潔性、抽象性和物理學結(jié)論的奇異性，能讓人們在研習物理知識和實踐物理理論的過程中產(chǎn)生一種心曠神怡的美妙感覺[2]。
二、物理學魅力在中學物理教學中的作用
1.能激發(fā)中學生學習物理的熱情，提高教學效率。從心理學角度和社會角度分析，沒有人愿意去學習那些沒有用的知識，也沒有人愿意去鉆研那些枯燥無味的知識，然而物理學的理論的簡潔性、抽象性特征，結(jié)合其結(jié)論的奇異性可以把中學生引入一種奇妙的境界，讓學生在學習中體驗到學習的樂趣，使學生愿意主動地鉆研習物理知識。所以，物理學魅力有激發(fā)學生學習熱情的作用。
2.能增強學生社會責任感，有助于中學生樹立遠大的目標。在物理學發(fā)展史上留下印跡的人物，都是為物理學發(fā)展作出巨大貢獻的人，中學生在研習物理知識的時候，能受到他們精神的影響[3]。人們的內(nèi)心都有成為有用的人的愿望，只是缺少引發(fā)它的條件因素。中學物理教學中，教師可以引導學生欣賞物理學魅力，讓學生樹立遠大的理想，立志做一個能為社會作貢獻的有用人才
三、如何打造物理魅力課堂
物理學是一門具有巨大魅力的自然科學，物理學魅力對中學物理教學和中學生的發(fā)展有重要意義。那么，中學物理教學中如何發(fā)揮物理學魅力的作用呢?筆者基于多年的物理教學經(jīng)驗，在分析相關(guān)資料的前提下，提出在中學物理教學中很好地發(fā)揮物理魅力作用的建議。
1.將物理學發(fā)展史引入中學物理課堂教學。每一個物理知識和物理概念、定律都有一定的歷史故事，中學物理教師要充分利用物理發(fā)展故事的教學資源，激發(fā)學生的學習興趣。比如在學習萬有引力知識的教學設(shè)計中，教師可以把其歷史故事作為導入的背景，從而實現(xiàn)物理知識與物理歷史的結(jié)合。
2.開展探究性學習，讓學生自己探究發(fā)現(xiàn)物理魅力所在。探究性學習是現(xiàn)代教學的新方法，是新課程標準下教學的重要方法之一。在中學物理教學中，探究性學習更有必要。物理學魅力除體現(xiàn)在它的學科性質(zhì)和發(fā)展史上外，其最大的魅力在于需要人們?nèi)ヌ剿?，人們在探索物理學知識和探索物理學魅力的過程中所獲得的知識情感體驗才是物理學最根本的的魅力所在。中學生只有自己探索發(fā)現(xiàn)物理的魅力，才能切實受到物理魅力的鼓舞，物理魅力才能影響學生，發(fā)揮作用。
參考文獻
1、當代地球物理學研究的核心科學問題和發(fā)展導向滕吉文地球物理學進展2008-06-15
2、經(jīng)濟研究中的物理學王有貴; 郭良鵬物理2010-02-12
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4.高考必考物理學史