简析物理学的思想方法.doc

简析物理学的思想方法2012-8-15什么是物理学的思想呢？物理学的思想是人们在长期探索物理现象，研究物理规律的实践过程中逐渐形成和建立起来的。是一种具有学科特征的适合于物理学研究和促进学科发展的思想理论体系。物理学的思想已被物理科学实践活动反复证明是科学的思想。是唯物辩证法的重要组成部分和来源之一。一、物理学的思想产生于物理科学研究的实践活动过程中，同时又对物理学的研究和发展起着重要的理论指导作用。物理学思想是一切从事物理学的探索，研究和推动物理学发展的人们共同创立的，是群体智慧的结晶。闪耀着科学思想的光芒其中主要部分是由对物理学的创立和发展做出巨大贡献的物理学家们的思想精华的融合与综合。具有创造性，开放性，兼容并蓄和与时俱进的特征。 二、 物理学的的方法指的是研究物理问题时所选择的途径和采取的手段。物理学的方法具有深刻的思想性，科学的实践性和具体的可操作性。例如，理想化模型法。 思想与方法是互相联系的统一体的两个不同的侧面。不能离开思想谈方法或离开方法谈思想。离开哪一个方面都是不完整的。物理方法是在认识物理的过程中形成和发展起来的，同时有对深入研究物理问题发挥着重要的指导作用。是在探索和研究物理现象与规律的过程中所应用的思维工具。物理学的方法是物理思想的具体体现形式，是物理思想的具体化。具有思想行和可操作性.三、思想与方法的关系 思想决定方法，方法可以丰富发展思想的内涵，使思想内涵更深刻更具有普遍意义。物理思想寓于具体的物理方法之中，而物理方法则是物理思想的具体表现形式。思想与方法不再同一个层次上，思想较之于方法居于更高的层次上。因而具有更普遍的原则性和指导性，而方法则具有实践性和可操作。因而二者间是对立的统一体。统一于同一个物理思维活动的过程中，同属思维科学范畴。物理思想对于形成于发展物理方法具有积极的指导作用，新方法的形成于逐渐完善又在不断的丰富和发展着物理思想的内涵。因而二者又同处于相互促进，持续发展，深化活化的动态过程中。类比法以原有的概念，规律为参照，以物理对象之间的某种相似性，同一性为依据，运用类比推理的方法建立新的物理概念和规律的一种方法。例如，库仑定律，量子力学的波动方程，物质波等概念与规律的建立都是成功运用类比法的实例。库伦参照万有引力定律，依据点电荷和质点都具有超距作用的同一性，运用类比推理的方法，通过反复的科学实验建立了库仑定律。发现了电荷间的相互作用规律。德布罗意参照光的波粒二像性，将光子的属性推广到电子，质子，中子以及所有的物质粒子，建立了物质波（几率波）的概念。机械波是周期性的振动在媒质内的传播，电磁波周期变化的电磁场的传播物质波既不是机械波，也不是电磁波德布罗意参照光的波粒二像性，提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性他把光子的动量与波长的关系式ph/推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比即 h/（mv）这个关系式后来就叫做德布罗意公式矩阵力学与波动力学之间存在着等价关系。两种力学之间存在着确切的逻辑关系和数学关系。由矩阵力学可以推导出波动力学，由波动力学可以推导出矩阵力学，其根源二者都是从哈密顿函数导出来的。基于这种等价关系，德布罗意建立了量子力学的波动方程。1926年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的,由此统称为量子力学,而薛定谔的波动方程由于比海森伯的矩阵更易理解,成为量子力学的基本方程。等效法等效思维一种逻辑思维方法。是基于物理对象和物理过程之间存在着确定的逻辑关系，数学关系及物理意义上的关系而进行的一种逻辑推理和数学推演及物理证明的思维过程，是对不同的物理过程，不同的物理对象间的所据有的同一性的反映。 等效思维是一种重要的物理学思想与方法。在定义物理量，明确过程间的数学关系，建立新的物理理论中发挥了重要的作用。例如 有在热力学中用来定义温度（T），测定热功当量，量子力学波动方程的建立等成功范例。等价关系建立量子力学的波动方程。热功当量的测定从数学上明确两个不同的物理过程之间关系。1卡=4.2焦。例如，在热力学中用来定义温度。热力学第零定律是一个关于互相接触的物体在热平衡时的描述，以及为温度提供理论基础。最常用的定律表述是： “ 若两个热力学系统均与第三个系统处于热平衡状态，此三个系统也必互相处于热平衡。 ”换句话说，第零定律是指：在一个数学二元关系之中，热平衡是递移的。不同的物理过程间存在着确定的数学关系，例如，对系统做功是机械能转化为内能的过程。热的传递是内能的转移过程，做功和热传递是两个不同的物理过程。两种过程的能量变化关系是不同的，但是产生的物理效果确是相同的。焦耳通过反复的物理实验最终测定了二者的当量关系。J=0.24C/J。 习惯上说，物理定律的等价关系，物理过程的等效关系。等价与等效是有区别的。但在物理意义上，是有共性的，或称之为具有同一性。二者是从不同的角度反映了物理定律和物理过程的关系和联系。物理思想的具体内容和形式理想模型的思想力线的思想概率，统计的思想数形结合的思想等效的思想统一的思想定性分析与定量计算结合的思想假设与假说理想模型质点，刚体，理想气体，单摆，弹簧振子，点电荷，力线，原子的核式结构模型，夸克模型，层子模型等效思想自然则的等效运动的等效力的等效热与功的等效 在广义相对论中的等价关系；即广义想对论的四个等价原理:.质理和能量是等价的。 .质量和引力是等价的引力和空间是等价的,空间和能量是等价的。测不准原理是量子力学的一个基本原理，该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数 h/2 （h是普朗克常数）是海森伯在1927年首先提出的，它反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中又一条重要原理。理想模型思想玻尔的原子理论给出这样的原子图像：电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；可能的轨道由电子的角动量必须是 h/2的整数倍决定；当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由 Eh给出。玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律。盖尔曼提出了关于强子结构的夸克模型。夸克也是一种费米子，即有自旋1/2。因为质子、中子的自旋为1/2，那么三个夸克，如果两个自旋向上，一个自旋向下，就可以组成自旋为1/2的质子、中子提出了关于强子结构的夸克模型。现代粒子物理学认为，夸克共有6种，分别称为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克，它们组成了所有的强子，如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，则上夸