关于理想实验在物理学中的作用探讨.doc

2012届本科毕业论文（设计） 题目：关于理想实验在物理学中的作用探讨 学 院：物理与电子工程学院 专业班级：2007级物理班 学生姓名：阿尔孜古丽·买吐送 指导教师：巴哈德尔老师（讲师） 答辩日期：2012年5月12日 新疆师范大学教务处 目 录 1 引言： 1 1.1 理想实验的发展历史 1 1.2 理想实验概念 2 2 理想实验的性质 2 2.1 理想化方法 2 2.2 理想实验与真实验的区别 3 2.3 理想实验的特点 4 3 理想实验在物理学发展中的巨大作用 4 3.1 理想实验在物理学理论的研究中的也有重要作用 4 4 理想实验在物理教学中的作用 5 4.1 充分运用教材提供的理想实验建立新的科学概念 5 4.2 应用理想实验巧妙地发现或呈现物理规律 5 4.3 运用理想实验调节课堂气氛，激发学生学习兴趣 6 4.4 利用理想实验可以做到出于简单而归于深奥 6 4.5 利用理想实验来培养学生的物理思维能力 6 4.6 理想实验与多媒体技术的结合 7 5 理想实验举例： 7 5.1 爱因斯坦与理想实验 7 5.1.1 “爱因斯坦列车”理想实验 7 5.1.2 “爱因斯坦电梯”理想实验 8 6 结束语： 10 参考文献: 11 致谢 12  理想实验在物理学中的作用 摘要：随着科学技术的进步，我们的科研技术，研究用的仪器都有了巨大的进步。但是，理想实验依然保持着它的旺盛生命力。尤其是理想实验在基础科学的研究中能澄清物理学中的错误观念，理想实验是建立新概念、新理论的有力手段，在物理学的发展及教学中有不可替代的重要作用。 关键词：理想实验；物理学；理论研究；物理教学；重要方法，理想设计 1引言： 在物理学中，为了便于进行理论研究，除了建立“理想模型”以外，还常常设计“理想实验”。为了顺利完成物理教学，也常常应用“理想实验”。理想实验是人们在以认识的自然规律和科学实验的基础上,运用逻辑推理方法,思维中,把客观的实验条件和研究对象加以理想化和纯化,抽象或塑造出来的理想化过程的“实验”。它属于思想上的实验,不是实际的、真的实验。理想实验完全克服了实际实验的局限性,超越了当时的科学技术和发展水平。用理想实验研究物理学中的问题,在原有物理科学技术和发展水平。用理想实验研究物理学中的问题,在原有物理科学实验事实基础上,以物理科学理论为指导,发挥人的主观能动性,对研究的物理条件和对象加以理想化,完全排除次要因素和无关因素干扰,使研究对象的主要特性及其运动规律充分暴露出来,抓住主要矛盾,发现和认识事物的本质及其规律具有极其特殊的地位和作用。在物理学发展中,理想实验不论对经典物理学的建立,还是对现代物理学的建立都起了重要的作用。 1.1理想实验的发展历史 理想实验是伴随着物理学的产生而产生的。早在从古时候起，人们就尝试着理解这个世界：为什么物体会往地上掉，为什么不同的物质有不同的性质等等。宇宙的性质 彩虹同样是一个谜，譬如地球、太阳以及月亮这些星体究竟是遵循着什么规律在运动，并且是什么力量决定着这些规律。人们提出了各种理论试图解释这个世界，然而其中的大多数都是错误的。这些早期的理论在今天看来更像是一些哲学理论，它们不像今天的理论通常需要被有系统的实验证明。像托勒密（Ptolemy）和亚里士多德（Aristotle）提出的理论，其中有些与我们日常所观察到的事实是相悖的。由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。古代物理学的特点： 1.物理现象虽被发现和记录下来，但未形成系统的理论。 2.受神学的支配很强。 3.天才的臆测建立在笼统的直觉观察之中。 虽然这些不能称之为理想实验，但是它们却是理想实验的雏形，或者说是理想实验的最初来源。 随着人们认识的不断深入，对自然规律的不断探索，人的认识方法也有所改进。向着系统化、规范化、科学化发展，理想实验也就应运而生。在此过程中出现许多令人敬佩的科学家。伽利略开创了经典力学，牛顿建立了经典物理学的雏形。麦克斯韦建立电磁场理论，并预言了光的电磁波性质。爱因斯坦创立的伟大理论相对论，是二十世纪伟大的理论创新。在此过程中，都有理想实验的身影。它们在使用理想实验这一方法的同时也在不断的改进和发展这一方法，才有了今天理想实验丰富的内涵。 1.2理想实验概念 理想实验又叫“假想实验”或“思想实验”，是一种逻辑推理的思维过程，理想实验不是在现实中进行实验，而是在想象中、思维中进行的实验。但是理想实验不是脱离实际的主观随意遐想，而是在真实科学实验的基础上，突破主观因素，忽略次要因素，通过思维中塑造理想过程，运用逻辑推理的思维过程和理论分析的方法，进而揭示