理論物理范文
時(shí)間:2023-03-29 21:30:58
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫(xiě)好一篇理論物理,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
本文提出的針對(duì)于理論物理教學(xué)與實(shí)踐的探究方案,是遵循微觀到宏觀,理論研究到具體實(shí)踐,單體到多體的順序展開(kāi)的,一共包括三個(gè)知識(shí)單元,它們是統(tǒng)計(jì)物理,量子力學(xué)和固體物理。為了使得學(xué)生充分掌握理論物理知識(shí),我們需要結(jié)合教材中原有的三個(gè)單元的知識(shí)體系,改善原有體系中知識(shí)的邏輯性,合理安排各個(gè)知識(shí)的所占比例,以協(xié)助學(xué)生循序漸進(jìn)的掌握知識(shí)點(diǎn)。熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)主要是研究宏觀物體。宏觀物體主要是由微觀粒子組成,因此,在這個(gè)知識(shí)單元里面,我們依照宏觀到微觀的順序展開(kāi)講解,并遵循統(tǒng)計(jì)學(xué)和宏觀物體的聯(lián)系。以普通物理學(xué)為背景,循序漸進(jìn),引入量子統(tǒng)計(jì)理論,慢慢激發(fā)學(xué)生對(duì)量子力學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。由此引出第二個(gè)知識(shí)單元。量子力學(xué)知識(shí)單元。在第二個(gè)知識(shí)單元里面,我們首先講解單原子分子量子理論,慢慢引入到多原子分子量子理論,最后引出第三個(gè)知識(shí)單元——固體物理。在第三個(gè)知識(shí)單元里面,先講解理論,在注重實(shí)踐應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。這樣,三個(gè)知識(shí)單元互相聯(lián)系,前后銜接,最后貫穿成為一個(gè)整體,給予學(xué)生整體上對(duì)于理論物理學(xué)的知識(shí)。
二、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合
物理理論較為抽象,即便是來(lái)源于具體的事例,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也具有一定的困難。因此,在理論物理的教學(xué)中,需要引導(dǎo)學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象和物理過(guò)程。培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),一方面可以從學(xué)生的日常生活中著手,另一方面可以引導(dǎo)學(xué)生從物理試驗(yàn)中不斷培養(yǎng)。本質(zhì)與非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)影響著學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí),因此學(xué)生認(rèn)識(shí)物理規(guī)律會(huì)有一定的困難。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┙o學(xué)生最具體、最直觀的感性認(rèn)識(shí),因?yàn)檫@些精選出來(lái)的物理實(shí)驗(yàn),是最通俗易通,簡(jiǎn)明扼要表達(dá)物理理念的感性材料。與生活中的現(xiàn)實(shí)例子有所不同,物理實(shí)驗(yàn)也有自己的特點(diǎn),例如:物理實(shí)驗(yàn)比較典型,可以代表一定的物理現(xiàn)象;物理實(shí)驗(yàn)需要有動(dòng)手操作,有一定的趣味性;物理實(shí)驗(yàn)定性定量的表明了全面性。學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn),可以積累創(chuàng)造意識(shí),同時(shí)可以協(xié)助學(xué)生科學(xué)的研究理論物理。學(xué)生動(dòng)手操作物理實(shí)驗(yàn),可以從中掌握到相應(yīng)的物理知識(shí),更加深刻的理解其中的物理含義,還可以發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中存在的問(wèn)題,從而主動(dòng)解決問(wèn)題。因此,老師應(yīng)當(dāng)多給學(xué)生提供物理實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)。一方面,可以督促學(xué)生掌握相應(yīng)的理論物理知識(shí),以及提升自身的動(dòng)手能力;另一方面,可以引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的興趣。
三、探尋學(xué)生在學(xué)習(xí)物理理論知識(shí)過(guò)程中的認(rèn)知模式
學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行的認(rèn)知活動(dòng)包含了所有與物理理論知識(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)的心理活動(dòng),具體來(lái)說(shuō)有學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)框架、面對(duì)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)、接受和使用、包含已有知識(shí)和新知識(shí)的知識(shí)體系的更新等等。物理認(rèn)知體系是學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,通過(guò)思考形成的每個(gè)人各不相同的知識(shí)框架體系,是學(xué)生對(duì)不斷接受到的知識(shí)進(jìn)行理解和組織之后建立的。從認(rèn)知模式的發(fā)展方向中可以容易的發(fā)現(xiàn),學(xué)生在認(rèn)識(shí)接觸到的物理概念、理論等時(shí)經(jīng)歷了一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,當(dāng)物理環(huán)境作為刺激源后被學(xué)生感受到之后,學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的接受程度不僅僅與這些知識(shí)有關(guān),還與學(xué)生的心理狀態(tài)、興趣狀態(tài)等主觀因素有關(guān)。當(dāng)接受到知識(shí)后,學(xué)生會(huì)通過(guò)思考在已有知識(shí)框架的基礎(chǔ)上,對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行再加工。因此,為了保證學(xué)生接受新知識(shí)的能力,應(yīng)該著力引導(dǎo)學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ),梳理清楚已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí),形成清晰的體系,實(shí)現(xiàn)事倍功半的效果。從認(rèn)知模式可以發(fā)現(xiàn),學(xué)生在認(rèn)識(shí)和掌握物理現(xiàn)象的本質(zhì)的過(guò)程中,首先要利用自己的感官去感知物理現(xiàn)象。對(duì)于為何有些同學(xué)在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中找到了很大的樂(lè)趣,而另一些同學(xué)卻感覺(jué)到這些知識(shí)枯燥、難以理解。這個(gè)問(wèn)題首先就是因?yàn)閷W(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)問(wèn)題。另外一個(gè)原因就是沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)什么事理論物理以及它的應(yīng)用,很多同學(xué)在內(nèi)心當(dāng)中認(rèn)為這些基礎(chǔ)的物理知識(shí)都只是紙上談兵,對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)、工作和自己的發(fā)展并沒(méi)有什么作用,在這種思維下,必然很難形成有效的學(xué)習(xí)動(dòng)力。其實(shí),在物理學(xué)科發(fā)展至今的數(shù)百年中,已經(jīng)積累了無(wú)數(shù)的先進(jìn)理論,產(chǎn)生了很多影響人類生活的發(fā)明和發(fā)現(xiàn),衍生出很多高新科技學(xué)科,例如常見(jiàn)的核能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、通信、太空活動(dòng)、量子試驗(yàn)等,無(wú)不與物理息息相關(guān)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,要充分認(rèn)識(shí)到物理學(xué)科的理論知識(shí)對(duì)于人類生活各個(gè)方面的巨大作用,培養(yǎng)求知的動(dòng)力,形成為學(xué)科發(fā)展、改善人類生活而奮斗的良好志向。最后,應(yīng)該盡可能的把理論基礎(chǔ)物理與更加專業(yè)的物理應(yīng)用領(lǐng)域,例如光信息學(xué)科、半導(dǎo)體學(xué)科等高新科學(xué)專業(yè)有機(jī)的聯(lián)系在一起。當(dāng)今,光學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)目前主要集中在光子操控、光材料研發(fā)、量子通信等方面,這些熱點(diǎn)問(wèn)題雖然已經(jīng)取得了很多成績(jī)和成果,但還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究。同樣的,其他高新學(xué)科同樣也存在很多有待研究的地方,需要更多的物理人才投入到學(xué)科研究當(dāng)中。如何將基礎(chǔ)物理的知識(shí)規(guī)劃與未來(lái)高新學(xué)科的需求聯(lián)系起來(lái),為以后學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ),也就成為了學(xué)科內(nèi)容規(guī)劃需要考慮的重要因素。學(xué)習(xí)理論物理,需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因?yàn)槔碚撐锢淼睦碚撔暂^強(qiáng),學(xué)習(xí)起來(lái)十分抽象。因此,物理理論的學(xué)習(xí),是感性認(rèn)知的行為。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,認(rèn)知物理理論,認(rèn)知物理世界,將自身與物理的環(huán)境相互作用。通過(guò)積累理論物理知識(shí),加上自己的思考,給自己形成立體的物理思維模式。除此之外,老師也要發(fā)揮良師益友的功能,首先,協(xié)助學(xué)生掌握盡可能多的基礎(chǔ)理論知識(shí),并且能夠?qū)⑿轮R(shí)和老知識(shí)相互結(jié)合。其次,老師也要引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知體系,搭建自己的知識(shí)框架。興趣是最好的老師,因此,應(yīng)當(dāng)盡力協(xié)助學(xué)生培養(yǎng)對(duì)理論物理的興趣。理論物理本身是十分有趣的,有多種方式可以感知,包括觀摩,聽(tīng)講等。這個(gè)過(guò)程中,大部分同學(xué)都會(huì)產(chǎn)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的濃厚興趣,但是也有一部分同學(xué),由于思路跟不上,落下的知識(shí)越來(lái)越多,慢慢產(chǎn)生了厭惡抵觸的心理。理論物理公式繁多,推導(dǎo)過(guò)程繁雜,理解起來(lái)也晦澀,甚至感覺(jué)實(shí)際生活中沒(méi)有用途,因此,部分同學(xué)失去了學(xué)習(xí)的動(dòng)力,究其原因,還是由于缺乏認(rèn)知的緣故。
四、創(chuàng)新教學(xué)模式
篇2
[關(guān)鍵詞]理論物理;課程群:教學(xué)改革;精品課程
[中圖分類號(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]1009-8097(2013)12-0123-03 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.12.024
一、引言
理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的基本規(guī)律的學(xué)科。理論物理的研究領(lǐng)域主要有宇宙學(xué)、粒子物理與原子核物理、凝聚態(tài)物理、統(tǒng)計(jì)物理等,幾乎包括了物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。我院理論物理課程群包括《理論力學(xué)》、《電動(dòng)力學(xué)》、《熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理》、《量子力學(xué)》、《數(shù)學(xué)物理方法》和《固體物理》六門主干課程,它們多數(shù)是物理學(xué)、應(yīng)用物理、光信息、微電子、新能源和材料學(xué)等理工專業(yè)的重要必修課程。通過(guò)本課程群的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,可以培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)數(shù)理基礎(chǔ)、良好科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí),掌握物理學(xué)的基本理論和方法,獲得相應(yīng)的科學(xué)思維和基礎(chǔ)訓(xùn)練,為理論物理、凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、電子科學(xué)、計(jì)算機(jī)等科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新人才和高級(jí)專門人才。
雖然我校理論物理各門課程的教學(xué)改革取得了一些很多成果,但是理論物理教學(xué)系統(tǒng)改革研究相對(duì)較少,較多為單一學(xué)科、某些方面的研究。為適應(yīng)當(dāng)代科技發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才的需求,有一些共性和新出現(xiàn)的問(wèn)題,需要系統(tǒng)的研究和解決。這些問(wèn)題這主要表現(xiàn)在:
(1)傳統(tǒng)思維定勢(shì)的影響:認(rèn)為理論物理課程需要的基礎(chǔ)知識(shí)多、理論性強(qiáng),部分學(xué)生認(rèn)為課程枯燥、難學(xué)是正常的,沒(méi)有從學(xué)生的認(rèn)知準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備出發(fā)解決這一問(wèn)題;
(2)由于是集中教學(xué),課程內(nèi)容又是理論課,教學(xué)中不同程度存在著重理論、輕實(shí)踐,重共性、輕個(gè)性等問(wèn)題,各課程任課教師之間也沒(méi)有很多交流;
(3)由于微電子、材料學(xué)和新能源是近幾年新上的專業(yè),教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有很好體現(xiàn)這些專業(yè)的需求,沒(méi)有有效地聯(lián)系當(dāng)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,教學(xué)方法不能完全適應(yīng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。
如何以專業(yè)和就業(yè)為導(dǎo)向,針對(duì)理工科的不同特點(diǎn),深化教學(xué)內(nèi)容改革,既培養(yǎng)培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的研究型人才,又培養(yǎng)基礎(chǔ)深厚、了解產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、符合高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才,是理論物理教學(xué)研究面臨的重要課題。本研究在多年跟蹤問(wèn)卷的基礎(chǔ)上,重新梳理和設(shè)計(jì)理論物理的每門課程,提出“點(diǎn)面體”三個(gè)層面的教學(xué)改革模式。并在此基礎(chǔ)上,實(shí)踐和完善了這一改革體系,取得了較好的教學(xué)效果。
二、跟蹤問(wèn)卷調(diào)查的部分結(jié)果
自2011年起,我們連續(xù)三年對(duì)學(xué)院各專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行過(guò)《理論物理學(xué)習(xí)問(wèn)卷調(diào)查》,共有1200多人次同學(xué)參加,針對(duì)各專業(yè)和前一年的問(wèn)卷結(jié)果,問(wèn)卷形式、內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)也不盡相同,得到了許多翔實(shí)的意見(jiàn)和建議。比較一般性的問(wèn)題有:
(1)大部分同學(xué)們覺(jué)得學(xué)習(xí)理論物理概念抽象,難以理解。2013年針對(duì)哪些課程的學(xué)習(xí)難度較大的調(diào)查,涉及5個(gè)專業(yè),數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、普通物理、理論物理等,有效問(wèn)卷486份??梢?jiàn),相對(duì)于其他課程,學(xué)生普遍感到理論物理課程較難。
(2)有關(guān)“覺(jué)得課程難度較大原因”的調(diào)查結(jié)果顯示:23.3%認(rèn)為概念和原理太抽象,28.6%認(rèn)為公式條件或范圍搞不清,22.6%認(rèn)為數(shù)學(xué)解題能力不行,15.6%認(rèn)為,老師上課內(nèi)容基本聽(tīng)不懂,32.5%認(rèn)為老師講解能聽(tīng)懂,但作業(yè)不能獨(dú)立完成。由此可見(jiàn)學(xué)生覺(jué)得學(xué)習(xí)理論物理課程難,原因很多,除了學(xué)習(xí)興趣,集中反映的問(wèn)題還有自己的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)方法等方面。2013年的調(diào)查結(jié)果現(xiàn)實(shí),較多同學(xué)即使聽(tīng)懂了基本概念和公式,接近三分之一的同學(xué)也不能獨(dú)立解題。有的同學(xué)雖然理解公式和規(guī)律,但仍需老師講解才能夠完成解題過(guò)程,這在《電動(dòng)力學(xué)》和《量子力學(xué)》等分項(xiàng)問(wèn)卷中,也得到了驗(yàn)證。
(3)《數(shù)學(xué)物理方法》這門課程是理論物理的基礎(chǔ)課,但對(duì)于所有專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)基本都是難點(diǎn),這在表一中就可以看出。雖然學(xué)生對(duì)于該門課程老師們的教授風(fēng)格非常認(rèn)可,但很多學(xué)生不能理解這門課程的用處,也難于把握學(xué)科的主要知識(shí)點(diǎn),2012年調(diào)查結(jié)果顯示:有關(guān)“《數(shù)理方法》難度較大原因”的調(diào)查顯示,30.2%認(rèn)為自己數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí),53.1%認(rèn)為課程知識(shí)本身很難,51.7%學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)問(wèn)題解法多種但不知其目的,41.9%認(rèn)為不知數(shù)學(xué)方程對(duì)應(yīng)的物理問(wèn)題。(問(wèn)卷涉及5個(gè)專業(yè),有效問(wèn)卷360份),2013年的問(wèn)卷調(diào)查也是類似的結(jié)果。
(4)每個(gè)專業(yè)的同學(xué),均有甚至一半以上的學(xué)生,不看理論相關(guān)的書(shū)籍和文章,只是在考前才看書(shū)。在完成作業(yè)的方式上,學(xué)生多參考同學(xué)作業(yè)或參考答案,如何能夠使學(xué)生自覺(jué)性學(xué)習(xí)、更好理解課本知識(shí),并靈活的運(yùn)用到解題和未來(lái)科學(xué)研究中,成為值得教學(xué)中深思和改變的問(wèn)題。
(5)學(xué)院所設(shè)專業(yè)中,除了新能源專業(yè),多數(shù)同學(xué)并非第一志愿報(bào)考,這說(shuō)明很多學(xué)生對(duì)于大學(xué)選擇專業(yè)上,不了解未來(lái)自己專業(yè)的發(fā)展方向,而且對(duì)于相對(duì)理論物理課程的學(xué)習(xí)有一定的懼怕心理。調(diào)劑過(guò)來(lái)的同學(xué)中,需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的專業(yè)了解和學(xué)習(xí),才有可能對(duì)自己的專業(yè)感興趣,進(jìn)而對(duì)理論物理產(chǎn)生興趣。
(6)基本上每個(gè)專業(yè)有考研意向的同學(xué)都在一半以上,并且絕大多數(shù)人希望考取專業(yè)相關(guān)方向的研究生,希望理論物理改革能與專業(yè)學(xué)習(xí)和考研結(jié)合起來(lái)。
問(wèn)卷調(diào)查中還有其他很多有意義的結(jié)論。如,(1)從學(xué)生學(xué)習(xí)層面分析,有些同學(xué)沒(méi)有充分了解學(xué)習(xí)理論物理的重要性,不能對(duì)自己的學(xué)習(xí)給以準(zhǔn)確的定位;雖然一些學(xué)生的學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和態(tài)度都很好,但自己制定計(jì)劃不能很好地完成,說(shuō)明自我控制能力需要加強(qiáng);學(xué)生在學(xué)習(xí)理論物理的認(rèn)知準(zhǔn)備方面做的不充足或?qū)W習(xí)方法不恰當(dāng)時(shí),會(huì)給后續(xù)的學(xué)習(xí)帶來(lái)較大的困擾。(2)對(duì)于具體課堂教學(xué),學(xué)生們希望老師增加課外相關(guān)知識(shí)的講解,以豐富課堂內(nèi)容。如生活中的物理、現(xiàn)在物理動(dòng)向、物理高新科技成果、物理學(xué)史等方面的內(nèi)容,提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,進(jìn)而增加同學(xué)們對(duì)課程的積極性;老師不要一味講解,可以采用模型進(jìn)行教學(xué),或運(yùn)用動(dòng)畫(huà)模擬相關(guān)內(nèi)容;多講習(xí)題,尤其是解題的思路和方法;增加課外實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際處理問(wèn)題的能力可以增加師生互動(dòng)環(huán)節(jié),組織課外研究小組等等。這些都對(duì)深化理論物理課程群教學(xué)改革有著重要的參考意義。
三、“點(diǎn)面體”結(jié)合的教學(xué)改革
理論物理課程群的改革,首先要理順課程群的層次:《數(shù)理方法》以《高等數(shù)學(xué)》為基礎(chǔ),它又是其他理論物理課的基礎(chǔ):理論物理中的四大力學(xué)分別以普通物理的《力學(xué)》、《熱學(xué)》、《電磁學(xué)》、《光學(xué)》和《原子物理》五門課程為基礎(chǔ),也是學(xué)習(xí)《固體物理》,以及《高等量子力學(xué)》和《量子電動(dòng)力學(xué)》等研究生課程的基礎(chǔ),而且它們?cè)诓煌瑢I(yè)中的地位和作用是不同的,所講授的內(nèi)容也有所不同。而這些課程的層次和內(nèi)容關(guān)聯(lián),決定著學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的層次和關(guān)聯(lián),需要在教學(xué)中認(rèn)真分析和準(zhǔn)備。
更重要的是,要深化理論物理教學(xué)改革,必須以促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量教育質(zhì)量的為標(biāo)準(zhǔn),堅(jiān)持“全面發(fā)展、彰顯個(gè)性、人人成才、服務(wù)社會(huì)”的培養(yǎng)思路,進(jìn)行創(chuàng)新人才和應(yīng)用型為人才主導(dǎo)的培養(yǎng)模式改革。所以,我們將理論物理課程群的改革,按照每一課程從知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)點(diǎn)剖析,進(jìn)而在課程層面將其教學(xué)改革系統(tǒng)化,最終進(jìn)一步密切各課程銜接,實(shí)現(xiàn)理論物理課程群的立體化改革。主要做法如下:
1.點(diǎn)的方面改革,是理論物理課程群改革的著力點(diǎn)和基礎(chǔ),需要做大量細(xì)致的工作。具體說(shuō):(1)不斷根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)人才需要,分析和調(diào)整各學(xué)科的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和掌握標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而全面修訂各學(xué)科的教學(xué)大綱和各專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃;(2)為讓教師掌握講課要點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn),大面積開(kāi)展微課練習(xí)和公開(kāi)課觀摩分析,提高教師教學(xué)的基本功;(3)通過(guò)課堂教學(xué),以及輔導(dǎo)員和專業(yè)班主任,盡量了解學(xué)生個(gè)體的不同差異,以便因材施教,彌補(bǔ)集中教學(xué)的不足。
2.課程層面的改革。包括主要兩方面的內(nèi)容:(1)主要是針對(duì)課程和專業(yè)特點(diǎn),根據(jù)不同的教學(xué)要求,系統(tǒng)完善教學(xué)內(nèi)容,并通過(guò)課程作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、專題講座和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等多種形式,將這一課程教學(xué)改革系統(tǒng)化;(2)理順課程群中各學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系,密切各課程之間銜接,各課程教學(xué)改革相互借鑒,以適應(yīng)課程、學(xué)生和專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn),改善和優(yōu)化教學(xué)。
3.體的方面改革。是指“以人為本”完成課程群的改革,按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)創(chuàng)新”的原則,以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力,表達(dá)能力、溝通能力、創(chuàng)新能力等為出發(fā)點(diǎn),立體改革理論物理課程群,使之不僅適應(yīng)不同專業(yè)特點(diǎn),更符合學(xué)生的成才和發(fā)展的需要。它是建立在點(diǎn)面改革基礎(chǔ)上的,具體說(shuō)有以下幾個(gè)方面:
(1)專業(yè)課程模塊化,以適應(yīng)光電產(chǎn)業(yè)、新材料、新能源產(chǎn)業(yè)需求為目的的課程體系改革,設(shè)置專業(yè)基礎(chǔ)必修模塊,以及微電子、光電信息、新能源、材料物理等4個(gè)專業(yè)選修課程模塊。每個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)必修和選修模塊中理論物理課程不同、教授的內(nèi)容也不同;
(2)拓展課堂教學(xué)改革,在改善課堂教學(xué)的同時(shí),采取課程論文為引導(dǎo)的研究性學(xué)習(xí)的方式,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力;所有理論物理課程都上網(wǎng),以網(wǎng)絡(luò)課程和網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái),拓展和豐富學(xué)生的課外學(xué)習(xí);
(3)在培養(yǎng)方法上,實(shí)行課堂教學(xué)與課程論文、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與動(dòng)手能力培養(yǎng)相結(jié)合,技能訓(xùn)練與企業(yè)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,開(kāi)闊視野同學(xué)術(shù)交流相結(jié)合,創(chuàng)新能力與科學(xué)研究相結(jié)合,個(gè)性化培養(yǎng)與社會(huì)契合度相結(jié)合,在更大視野、更全面地提高學(xué)生的培養(yǎng)水平;
(4)評(píng)價(jià)方式上,卷面考試與課程論文相聯(lián)系,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系,綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)與創(chuàng)新性學(xué)分相聯(lián)系,制定學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)制度,全面考核學(xué)生學(xué)業(yè)水平;
(5)在學(xué)生培養(yǎng)模式方面,打破現(xiàn)有班級(jí)編制,以選拔和個(gè)人志愿相結(jié)合的方式,設(shè)置創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)班、應(yīng)用人才實(shí)驗(yàn)班,采取小班(不超過(guò)30人)授課,每個(gè)學(xué)生都配有一名專業(yè)老師,指導(dǎo)參加創(chuàng)新項(xiàng)目:實(shí)驗(yàn)班的每門理論物理課程都增加了學(xué)時(shí),用于專題、探究和課程論文等教學(xué)環(huán)節(jié);對(duì)優(yōu)秀學(xué)生實(shí)行本碩連讀制度等等。
篇3
【摘 要】物理的魅力無(wú)處不在,在中學(xué)物理教學(xué)中,教師要善于發(fā)掘物理的魅力,并把這種魅力轉(zhuǎn)化為吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。通過(guò)對(duì)物理的科學(xué)魅力、語(yǔ)言魅力、實(shí)驗(yàn)魅力、人文魅力等方面的展現(xiàn),來(lái)豐富我們的課堂,活躍教學(xué)氣氛,簡(jiǎn)化概念和規(guī)律,激發(fā)學(xué)生在精神上的審美感和愉悅感,不斷提高教學(xué)效果和效率。
關(guān)鍵詞 中學(xué)物理;教學(xué)過(guò)程;魅力展現(xiàn)
物理學(xué)一詞的英文“physics”,來(lái)源于希臘文“φυσικ?”,意為自然及其發(fā)展規(guī)律,現(xiàn)在是指研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最一般的規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué),“物”的內(nèi)涵包括物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),“理”的內(nèi)涵包括物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律。
全日制普通高級(jí)中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出:物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué),它所研究的是物質(zhì)世界最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用、最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法。經(jīng)典物理學(xué)奠定了兩次工業(yè)革命的基礎(chǔ),近代物理學(xué)則啟迪了信息技術(shù)、新能源技術(shù)、航空航天技術(shù)、生物醫(yī)藥技術(shù)等的迅速發(fā)展??梢哉f(shuō),物理學(xué)是自然科學(xué)中最基礎(chǔ)的的學(xué)科之一,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要課程,其教學(xué)過(guò)程以豐富的方法論和科學(xué)觀影響著學(xué)生的人生觀和價(jià)值觀,是一個(gè)充滿了智慧和激情的過(guò)程,但現(xiàn)在許多學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣日漸淡薄,物理課程甚至成了艱澀難懂、枯燥無(wú)味、空洞虛無(wú)的代名詞。究其原因,我認(rèn)為一個(gè)重要的原因是在教學(xué)過(guò)程偏離了探索和發(fā)現(xiàn)的軌道,沒(méi)有體驗(yàn)到物理學(xué)的魅力。正如2001年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者卡爾·韋曼所說(shuō):“很多學(xué)生不喜歡物理,覺(jué)得太難,我覺(jué)得這種現(xiàn)象不該發(fā)生。物理并不難,而且是一門很有趣的學(xué)科,它解釋了我們周圍所發(fā)生的事情,所以我一直想如何使物理變得更有魅力,使學(xué)生更喜歡它,更容易理解它?!?/p>
牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“我只是一個(gè)在海邊嬉水的小孩,偶然會(huì)揀到一兩顆美麗的貝殼”。作為一名中學(xué)物理教師,我們?cè)谖锢斫虒W(xué)過(guò)程中要讓學(xué)生明白:也許我們窮其一生都揀不到“貝殼”,但看著朵朵浪花歡快的笑臉,聆聽(tīng)海鷗美妙的歌唱,感受海風(fēng)的輕撫,不也正是物理學(xué)的魅力所在嗎?
一、物理教學(xué)中的科學(xué)魅力展現(xiàn)
中學(xué)生總是用好奇的目光注視周圍世界的一切事物,這是一種十分可貴的主動(dòng)求知欲的表現(xiàn),而物理知識(shí)則可以幫助我們解釋身邊很多神秘的現(xiàn)象和奧秘。從亞里士多德時(shí)代的自然哲學(xué),到牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué),直至現(xiàn)代物理中的相對(duì)論和量子力學(xué)等,都是物理學(xué)的科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的魅力體現(xiàn)。在中學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中,要始終讓學(xué)生感受到這種科學(xué)的魅力。比如通過(guò)視頻播放王亞平太空授課的“神奇水球”實(shí)驗(yàn),學(xué)生先前也許只是驚訝于實(shí)驗(yàn)本身的現(xiàn)象,此時(shí)老師可以進(jìn)一步解釋其中所蘊(yùn)含的科學(xué)道理:水珠的形成是由于液體的表面張力,而太空中的液體處于失重狀態(tài),表面張力使水膜像橡皮膜一樣搭在金屬環(huán)里,向水膜上不斷注入水時(shí),這些水就能夠均勻分布在水膜周圍,逐漸形成水球;注入紅色液體,紅色慢慢擴(kuò)散開(kāi)來(lái),把水球變成了一個(gè)美麗的“紅燈籠”……
從一粒沙看世界,從一朵花看天堂,把永恒納進(jìn)一個(gè)時(shí)辰,把無(wú)限握在自己手心。這種科學(xué)的魅力會(huì)牢牢吸引學(xué)生的興趣和注意力,把他們對(duì)于小到微觀粒子大到宇宙世界的神秘感升華為對(duì)物理學(xué)的一種莊嚴(yán)感和神圣感,這正是學(xué)生們所缺少和需要的一種對(duì)物理學(xué)的在心理上的最終極的科學(xué)魅力體驗(yàn)。
二、物理教學(xué)中的語(yǔ)言魅力展現(xiàn)
在有些人學(xué)生看來(lái),物理是枯燥難懂的,因?yàn)槔锩嫣嗟膶I(yè)名詞和定律。其實(shí)不然,物理的魅力表現(xiàn)在其科學(xué)道理的規(guī)范性、簡(jiǎn)潔性和隱蔽性,是深邃而含蓄的,當(dāng)然如果不懂得它的“語(yǔ)言”,是很難領(lǐng)會(huì)到的。在中學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中,語(yǔ)言在很大程度上決定著學(xué)生在課堂上腦力勞動(dòng)的效率,教師要在語(yǔ)言表達(dá)上做到準(zhǔn)確生動(dòng)、清楚明白、比喻得體,使學(xué)生如沐春風(fēng)并能引起共鳴,此時(shí)的語(yǔ)言就具有感染力和說(shuō)服力,避免空洞蒼白的解釋和無(wú)意義的引證。比如可以用“池水映明月,潭清疑水淺”解釋光的折射;用成語(yǔ)故事“余音繞梁,三日不絕”分析聲波的傳輸與回音現(xiàn)象;講解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性時(shí),引用歌曲“月亮在白蓮花般的云朵中穿行”學(xué)生自然會(huì)聯(lián)想到這樣一個(gè)場(chǎng)景,知道是以云朵為參考系,月亮是運(yùn)動(dòng)的……
這種藝術(shù)、形象、生動(dòng)、幽默、直觀而又準(zhǔn)確科學(xué)的表達(dá)必然使物理課堂出現(xiàn)張馳有致、意趣盎然的教學(xué)氛圍,學(xué)生能夠充分領(lǐng)略物理的語(yǔ)言魅力,感受到心情舒暢的物理學(xué)習(xí),就能在課堂上奏出優(yōu)美和諧的交響樂(lè),不斷提高教學(xué)效果和效率。
三、物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)魅力展現(xiàn)
在物理學(xué)研究中,物理實(shí)驗(yàn)是建立和檢驗(yàn)物理理論的基礎(chǔ)和有力武器,是物理學(xué)工作者的一種重要研究方法。在物理教學(xué)中,物理實(shí)驗(yàn)則是教師教學(xué)的一種重要手段,是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的一種基本方法和途徑,同時(shí)還是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。也就是說(shuō),物理實(shí)驗(yàn)既是物理教學(xué)的手段,同時(shí)又是物理教學(xué)的目的,物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苷鎸?shí)的展示物理過(guò)程,使學(xué)生直接而不是拐彎抹角地理解運(yùn)動(dòng)過(guò)程。許多物理學(xué)家,當(dāng)他們因?qū)ξ锢韺W(xué)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)而聞名于世的時(shí)候,常常會(huì)情不自禁地回憶起將他們初步引入物理學(xué)殿堂之門的生動(dòng)實(shí)驗(yàn)。比如說(shuō)到光的色散現(xiàn)象,靠教師的講解很難讓學(xué)生明白和掌握,而只要通過(guò)一個(gè)三棱鏡將一束太陽(yáng)光分解成七色光譜,即生動(dòng)又形象,真是“此時(shí)無(wú)聲勝有聲”;在分析失重和超重現(xiàn)象時(shí),可以讓學(xué)生直接體驗(yàn)乘坐電梯上下時(shí)的感受,往往能起到事半功倍的最佳效果……
這正是物理實(shí)驗(yàn)的魅力所在,它對(duì)于學(xué)生的物理興趣養(yǎng)成起著重要的引領(lǐng)作用。因此在中學(xué)物理教學(xué)中,教師必須樹(shù)立物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的基本觀點(diǎn),盡可能多地開(kāi)展蘊(yùn)含無(wú)窮魅力的趣味性實(shí)驗(yàn)。
四、物理教學(xué)中的人文魅力展現(xiàn)
人文魅力來(lái)自于一個(gè)人的人格,是發(fā)自內(nèi)心而自然流露出的一種獨(dú)特的力量,吸引和感染身邊的每一個(gè)人。作為一名中學(xué)物理教師,應(yīng)當(dāng)把物理學(xué)家的人文魅力貫穿于教學(xué)過(guò)程中,并要求他們思考:為什么許多世紀(jì)以來(lái)不少全世界公認(rèn)的最聰明的人物都獻(xiàn)身于物理,物理到底有怎樣的魅力?比如世界著名的科學(xué)思想家和杰出的理論物理學(xué)家霍金,因患上了會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮的盧伽雷病,禁錮在一張輪椅上達(dá)40年之久,不能行走和書(shū)寫(xiě),甚至口齒不清。但他超越了相對(duì)論、量子力學(xué)、大爆炸等理論而邁入創(chuàng)造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那么無(wú)助地坐在輪椅上,他的思想?yún)s出色地遨游到廣袤的時(shí)空,為我們解開(kāi)了長(zhǎng)久困惑的宇宙之謎。他的代表作是1988年撰寫(xiě)的《時(shí)間簡(jiǎn)史:從大爆炸到黑洞》,這是一本有關(guān)宇宙學(xué)的經(jīng)典著作,是一部將高深的理論物理通俗化的科普范本。作者想象豐富構(gòu)思奇妙,語(yǔ)言優(yōu)美,字字珠璣,更讓人乍驚,世界之外,未來(lái)之變,是這樣的神奇和美妙。這本書(shū)至今累計(jì)發(fā)行量已達(dá)2500萬(wàn)冊(cè),被譯成近40種語(yǔ)言?;艚鸬娜宋镊攘Σ粌H在于他是一個(gè)充滿傳奇色彩的物理天才,也因?yàn)樗且粋€(gè)令人折服的生活強(qiáng)者,他不斷求索的科學(xué)精神和勇敢頑強(qiáng)的人格力量深深地吸引了每一個(gè)人。還有亞里士多德、伽利略、牛頓、愛(ài)因斯坦……
這些偉大的物理學(xué)家所散發(fā)的求真精神、求美精神、求善精神和自由精神的人文魅力必然會(huì)深刻地影響學(xué)生對(duì)物理的認(rèn)識(shí)。因此在中學(xué)物理教學(xué)中,教師必須樹(shù)立“以人為本”的教育理念,通過(guò)物理中的人文魅力展現(xiàn),啟引他們勤于觀察,善于思考,勇于實(shí)踐,敢于創(chuàng)新。
結(jié)語(yǔ):物理的魅力無(wú)處不在
杠桿輕撬,世界為之轉(zhuǎn)動(dòng),蝴蝶振羽,風(fēng)云為之色變;王冠潛底,定理浮出水面,蘋果落地,人類飛向太空;三棱鏡中折射出七色彩虹,大荒原上升騰起蘑菇煙塵。是什么改變著我們的生活?是什么推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步?是幾萬(wàn)里光纖電纜的雙手相牽,是排云而上的飛機(jī),是響徹太空的東方紅,是鐵軌上磁懸浮列車的呼嘯……是物理學(xué)!正是物理學(xué)奠定了自然科學(xué)的基礎(chǔ),解釋了我們的世界!
魅力是指自然流露出來(lái)的令人喜歡的感覺(jué),是記能吸引人的力量。中學(xué)物理涉及力、聲、熱、光、電、磁和原子物理等內(nèi)容。蒸汽機(jī)、發(fā)電機(jī)、激光器、電子對(duì)撞機(jī)的發(fā)明,步步促進(jìn)人類生產(chǎn)、生活和高科技的發(fā)展;“阿波羅”登月成功,“嫦娥奔月”的傳說(shuō)變成了現(xiàn)實(shí)美談;核電站、太陽(yáng)能電站的相繼林立充分展示了物理前景無(wú)限美好。用身邊的事例去解釋和總結(jié)物理學(xué)的魅力,學(xué)生聽(tīng)起來(lái)熟悉,接受起來(lái)也就容易了。只要時(shí)時(shí)留意,經(jīng)常總結(jié),就會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)有利于物理教學(xué)的事物,豐富我們的課堂,活躍教學(xué)氣氛,簡(jiǎn)化概念和規(guī)律。新課標(biāo)告訴我們“物理課程的教學(xué)應(yīng)貼近學(xué)生生活,符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn),激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過(guò)探索物理現(xiàn)象,揭示隱藏其中的物理規(guī)律,并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂(lè)趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力?!?/p>
可見(jiàn),物理的魅力無(wú)處不在。在中學(xué)物理教學(xué)中,教師要善于發(fā)掘物理的魅力,并把這種魅力轉(zhuǎn)化為吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,正如諾貝爾獎(jiǎng)得者物理學(xué)家崔琦的一段話道出了物理的魅力所在——“學(xué)習(xí)哪一門學(xué)科能像物理這樣,讓人每天都能思考不一樣的問(wèn)題?這對(duì)智力將是多么大的挑戰(zhàn),如果這樣的話,你怎么能覺(jué)得很煩呢?”
參考文獻(xiàn)
[1]劉國(guó)良.論物理教學(xué)中的科學(xué)美及其教育功能[J].物理教學(xué)探討,2009(12)
[2]孫偉.用心打造精品課堂綻放物理學(xué)科魅力[J].教育學(xué),2012(5)
[3]謝詒成.讓物理學(xué)的魅力展示起來(lái)[J].物理,2007(3)
[4]柯偉慶.淺談中學(xué)物理教學(xué)的藝術(shù)魅力[J]網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)報(bào)·在線教育,2012(14)
[5]楊青.物理文化在物理教學(xué)中的魅力[J].新課程(教育學(xué)術(shù)),2010(9)
篇4
關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn)觀察能力物理理論
物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)始終是研究物理學(xué)的重要方法,因此在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)方法,通過(guò)演示和實(shí)驗(yàn)不僅能提供學(xué)生對(duì)所研究的物理現(xiàn)象的感性材料,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,而且還可以使學(xué)生獲得一定的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
物理實(shí)驗(yàn)使指人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器設(shè)備人為的控制或模擬物理現(xiàn)象,排除干擾,突出主要因素,在最有利的條件下研究物理規(guī)律的一種活動(dòng)。物理實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)化和純化研究過(guò)程;可以強(qiáng)化研究條件;可以加速或延緩物理過(guò)程;可以重復(fù)再現(xiàn)物理過(guò)程;可以對(duì)物理現(xiàn)象或過(guò)程進(jìn)行定量研究??偠灾锢韺?shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有十分重要的作用。下面從以下幾點(diǎn)加以說(shuō)明:
一、物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
教師在演示實(shí)驗(yàn)中,首先要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的,其次要讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的裝置,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)儀器的初始狀態(tài),了解各部分儀器、儀表的作用與功能,使學(xué)生對(duì)觀察的目的,實(shí)驗(yàn)的儀器裝置有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),要先讓學(xué)生看清電路。第三,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生和變化過(guò)程,演示實(shí)驗(yàn)一般要重復(fù)做二至三次,以便于學(xué)生反復(fù)觀察,紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論,教師還要帶領(lǐng)學(xué)生分析思考逐步形成理論。這樣,學(xué)生的觀察能力得到了培養(yǎng),對(duì)理論知識(shí)建立的過(guò)程有了較清楚的認(rèn)識(shí),使知識(shí)具體化,幫助學(xué)生理解較抽象的理論物理知識(shí),能夠使其久久留與腦海之中,保持較長(zhǎng)的記憶時(shí)間1。一般地,第一次演示時(shí),讓學(xué)生集中觀察發(fā)生的現(xiàn)象,第二次要求學(xué)生觀察老師的操作,以便明確現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的,第三次讓學(xué)生綜合觀察現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程及其結(jié)果如何。
為了增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,教師可以在演示實(shí)驗(yàn)前或演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,提出一些思考性的問(wèn)題,以便引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象及現(xiàn)象變化過(guò)程,把學(xué)生的無(wú)意注意轉(zhuǎn)化為有意注意,引導(dǎo)學(xué)生集中注意力觀察最需要觀察的事物,并在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生觀察方法,以及觀察中應(yīng)注意的問(wèn)題。
在演示實(shí)驗(yàn)的觀察訓(xùn)練中可以逐步減少教師的指導(dǎo),從開(kāi)始時(shí)實(shí)驗(yàn)前做詳細(xì)的指導(dǎo)觀察逐步地變?yōu)橛兄攸c(diǎn)地指導(dǎo)觀察。在學(xué)生具備一定的觀察能力后,可運(yùn)用“無(wú)聲演示”的方法,即教師在演示前和演示過(guò)程中都不講解指導(dǎo),而只操作給學(xué)生觀察,演示結(jié)束后,讓學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程用科學(xué)語(yǔ)言正確描述出來(lái),可以先提一名學(xué)生回答,然后請(qǐng)其他學(xué)生補(bǔ)充,直至達(dá)到要求為止。也可以讓每個(gè)學(xué)生看完教師的無(wú)聲演示后,寫(xiě)下自己所觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程,這也是考察學(xué)生觀察能力的有效方法之一。經(jīng)過(guò)這樣反復(fù)多次的訓(xùn)練,即可不斷提高學(xué)生的觀察能力。
二、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論。
在物理學(xué)中,物理規(guī)律一般都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。一些物理學(xué)家為了探索自然的規(guī)律,不惜從事十年數(shù)十年的艱苦實(shí)驗(yàn),有的還要冒著生命的危險(xiǎn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。例如法拉第電磁感應(yīng)定律是經(jīng)過(guò)十年的實(shí)驗(yàn)探索才發(fā)現(xiàn)的,在此之前1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),這使善于思考的法拉第由此得到啟發(fā)并提出“磁轉(zhuǎn)化為電”的設(shè)想,1822年法拉第就開(kāi)始了艱苦漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)磁為電的研究,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn),終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,接著又進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,最后成功的實(shí)現(xiàn)了磁轉(zhuǎn)化為電的設(shè)想,并經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索,總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律,開(kāi)創(chuàng)了人類的電氣化時(shí)代。美國(guó)科學(xué)家富蘭克林是冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)行“捕捉雷電”實(shí)驗(yàn)的,并為電學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)也是發(fā)明家取得成功的必由之路。如美國(guó)發(fā)明大王愛(ài)迪生曾獲1093項(xiàng)發(fā)明專利,可以說(shuō),他的每一項(xiàng)發(fā)明都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得的。例如愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈時(shí)為了尋找燈絲的合適材料,曾先后用1600多種礦物和金屬材料進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn),歷時(shí)13個(gè)月,終于研制成功一只亮度達(dá)40燭光的炭化竹絲燈泡2。可以說(shuō)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)自然,改造自然的重要途徑。因?yàn)槿藗冎挥型ㄟ^(guò)變革自然界的活動(dòng)才能獲得關(guān)于自然界的現(xiàn)象和本質(zhì)的種種感性材料,并在概括大量感性材料的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)規(guī)律和建立理論。
三、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證物理假說(shuō),檢驗(yàn)物理理論。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論,而且還能驗(yàn)證物理假說(shuō),檢查物理理論的真?zhèn)?。因此,?shí)驗(yàn)既是建立理論的源泉,又是檢驗(yàn)理論真理性的標(biāo)準(zhǔn)。例如1956年李政道、楊振寧提出的“弱作用下宇稱不守恒”的假說(shuō),在被吳健雄的鈷—60實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,才被公認(rèn)。法拉第由“電生磁”萌發(fā)的“磁生電”的假說(shuō),被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后才變?yōu)槲锢硪?guī)律。另一方面一些物理理論被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后不得不拋棄,如亞里士多德的“落體觀念”在統(tǒng)治了物理學(xué)兩千多年后被伽利略的實(shí)驗(yàn)證明是錯(cuò)誤的而被人們拋棄。有如“以太”和“燃素”雖在物理學(xué)中存在多年,最終還是被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而宣告并不存在。
作為物理實(shí)驗(yàn),它之所以能夠充當(dāng)驗(yàn)證物理假說(shuō)的依據(jù),檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn),是由于物理實(shí)驗(yàn)具備檢驗(yàn)科學(xué)真理性的根本屬性。物理假說(shuō)和理論是人們的思維對(duì)于自然界規(guī)律性的反映,那么作為檢驗(yàn)這種反映正確與否的標(biāo)準(zhǔn)不能是理論本身,同時(shí)又不能是客觀對(duì)象本身,因?yàn)樽鳛榧兇獾目陀^對(duì)象并不能證明理論與對(duì)象是否符合一致;另一方面,作為標(biāo)準(zhǔn)又必須具有把人的思維同客觀世界聯(lián)系起來(lái)的特性。物理實(shí)驗(yàn)恰恰具備以上作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的條件,所以物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說(shuō),檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。
四、通過(guò)實(shí)驗(yàn)完善理論體系,發(fā)展物理理論。
篇5
關(guān)鍵詞:中職示范校 物理教師 專業(yè)發(fā)展
學(xué)校在大力進(jìn)行國(guó)家示范校的建設(shè),同時(shí)一體化課程的教學(xué)改革也讓各位教師感受著學(xué)校的飛速發(fā)展,感受著提高個(gè)人教學(xué)素質(zhì)的迫切。作為一名中職學(xué)校的物理教師,筆者切身感到新形勢(shì)下物理教師要提高教學(xué)魅力,提升專業(yè)水平,就要做到以下“八多”。
一、多看物理講座
訂閱《物理教學(xué)》雜志,看“面向21世紀(jì)中學(xué)物理講座”,如陳剛的《試論物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的特征和基本條件》、黃燕萍的《振動(dòng)和波動(dòng)中的位相問(wèn)題》、劉柄N的《物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)多元?jiǎng)?chuàng)新中的幾個(gè)關(guān)系問(wèn)題》等講座,多積累教學(xué)教改的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)??醋匀慌c生活方面的物理講座,如錢振華的《宇宙及宇宙膨脹》、解永平的《艦載機(jī)在航空母艦上是怎樣起飛的》、邊鐸的《從唾液檢測(cè)糖尿病的物理機(jī)制》等講座,培養(yǎng)自己科普物理興趣。上網(wǎng)看北師大物理講座,如黑洞專家趙崢教授的《愛(ài)因斯坦與物理學(xué)的革命》,了解狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的知識(shí)。上網(wǎng)看物理學(xué)講座,如楊振寧的《美與物理》,體會(huì)大家風(fēng)范,開(kāi)闊物理科學(xué)視野。上網(wǎng)看物理學(xué)前沿講座,如納米技術(shù)與納米材料講座、熱電技術(shù)與熱電材料講座、稀土及其發(fā)光講座等,這樣在上課時(shí)就能滿足學(xué)生對(duì)應(yīng)用物理案例的需求。
二、多聽(tīng)交叉課程
因?yàn)橹新毼锢斫處煂I(yè)發(fā)展,是物理教學(xué)的專業(yè)發(fā)展,是物理實(shí)用專業(yè)的發(fā)展,是物理綜合專業(yè)的發(fā)展。所以不僅要聽(tīng)一些物理專業(yè)教學(xué)課程,而且還要聽(tīng)一些交叉課程。如聽(tīng)語(yǔ)文課,豐富自己的形象思維及想象能力,有助于加強(qiáng)自己的口語(yǔ)和書(shū)面表達(dá)能力。聽(tīng)數(shù)學(xué)課,有助于了解學(xué)生的計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí),在物理教學(xué)中的應(yīng)用差距,便于物理教學(xué),培養(yǎng)自己的邏輯思維能力。聽(tīng)電工、電子、機(jī)械等專業(yè)課,了解物理學(xué)科的基本知識(shí)、基本原理、基本實(shí)驗(yàn)在專業(yè)基礎(chǔ)課中的應(yīng)用,有助于把握中職物理教學(xué)的內(nèi)容及方向。聽(tīng)電工工藝、鉗工工藝、照明線路等實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課,培養(yǎng)自己應(yīng)用物理學(xué)原理,解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力,充分發(fā)揮中職物理教學(xué)的基礎(chǔ)性和實(shí)用性作用。總之,多聽(tīng)交叉課程,有利于中職物理教師的專業(yè)發(fā)展。
三、多做物理實(shí)驗(yàn)
眾所周知,物理學(xué)是測(cè)量科學(xué),是實(shí)驗(yàn)科學(xué)。較之普教物理,中職物理更是如此,中職物理教師的專業(yè)發(fā)展更顯其實(shí)驗(yàn)性。根據(jù)學(xué)校的核心專業(yè),學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)條件以及中職物理教學(xué)大綱的要求,在基礎(chǔ)模塊教學(xué)中,教師不僅要做些演示實(shí)驗(yàn),而且要組織學(xué)生做些項(xiàng)目實(shí)驗(yàn),如長(zhǎng)度的測(cè)量、測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的速度和加速度、牛頓第二定律的研究、測(cè)量氣體的壓強(qiáng)、萬(wàn)用表的使用、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻(設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))、光的全反射(選做)等項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。在職業(yè)模塊教學(xué)中,教師要多做些演示實(shí)驗(yàn),如線速度的方向,彈簧振子的運(yùn)動(dòng),受迫振動(dòng)和共振,橫波、縱波的形成和傳播等。在拓展模塊教學(xué)中,大綱沒(méi)有要求教師做實(shí)驗(yàn),但是筆者以為教師可以大膽地進(jìn)行多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)、放映科普光盤教學(xué)實(shí)驗(yàn)、自制科普課件教學(xué)實(shí)驗(yàn)等。教師通過(guò)三大模塊教學(xué)實(shí)驗(yàn),從而促進(jìn)自己專業(yè)的發(fā)展,促使自己邁入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化時(shí)代。
四、多研物理教學(xué)
以研促學(xué),以研促教,以研促改,做研究型教師,是中職物理教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑。所謂多研物理教學(xué),就是以提高物理教學(xué)質(zhì)量為中心,廣泛開(kāi)展教研工作。首先要研究中職物理教學(xué)現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及解決的對(duì)策。其次要研究中職物理教學(xué)的有效性與人文性。再次要研究中職物理教學(xué)改革的思路和做法,如以公開(kāi)課、示范課、說(shuō)課推動(dòng)中職物理教改效果的研究,正確處理演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)系。提倡立項(xiàng)課題研究,如中職物理情境、探究、多媒體教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)核心能力的研究。教研實(shí)踐告訴我們:多思易明,多研乃慧,明慧善教,學(xué)生方能樂(lè)學(xué)。師者樂(lè)研,妙不可言。
五、多教實(shí)用物理
民國(guó)時(shí)期,我國(guó)就有了實(shí)用物理學(xué),現(xiàn)在有的大學(xué)開(kāi)設(shè)實(shí)用物理系,筆者以為中職學(xué)校應(yīng)該開(kāi)設(shè)實(shí)用物理學(xué)科??墒乾F(xiàn)在中職學(xué)校開(kāi)設(shè)物理學(xué)科與普教物理學(xué)科沒(méi)有什么大的區(qū)別?!吨械嚷殬I(yè)學(xué)校物理教學(xué)大綱》(以下簡(jiǎn)稱《大綱》)中教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)模塊、職業(yè)模塊和拓展模塊,基礎(chǔ)模塊教學(xué)內(nèi)容屬于理論物理學(xué)范疇,職業(yè)模塊和拓展模塊教學(xué)內(nèi)容屬于實(shí)用物理學(xué)范疇。然而實(shí)際教學(xué)中,中職物理教師只停留在基礎(chǔ)模塊教學(xué)階段。其原因有兩個(gè)方面。第一,《大綱》在職業(yè)模塊中按專業(yè)又劃分為三個(gè)子模塊,每個(gè)子模塊下設(shè)若干專題。其實(shí)這部分內(nèi)容與專業(yè)基礎(chǔ)理論課內(nèi)容重復(fù),實(shí)踐上一般學(xué)校都用專業(yè)基礎(chǔ)理論代替了這部分教學(xué)內(nèi)容。第二,《大綱》在拓展模塊中下設(shè)近代物理簡(jiǎn)介、航天技術(shù)簡(jiǎn)介、現(xiàn)代通信技術(shù)簡(jiǎn)介、新能源的開(kāi)發(fā)利用與節(jié)能、物理與環(huán)境保護(hù)等物理專題。由于課時(shí)的限制,授課教師往往講不到拓展模塊的教學(xué)內(nèi)容。為了合理利用開(kāi)發(fā)教育資源,促進(jìn)中職物理教師專業(yè)發(fā)展,筆者主張,中職物理教師應(yīng)選講一門專業(yè)基礎(chǔ)課,如電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、家電維修入門等。經(jīng)過(guò)個(gè)人努力,這是不難做到的。
六、多到企業(yè)調(diào)研
中職示范校建設(shè)要求,學(xué)校要有計(jì)劃地安排專任專業(yè)理論教師、實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師到企業(yè)參加生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng),并有一定的時(shí)限。筆者認(rèn)為,公共基礎(chǔ)課教師也要了解企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)及用人的情況,尤其是物理教師應(yīng)多到企業(yè)調(diào)研。可行途徑有三條。第一,帶著專題或課題到企業(yè)調(diào)研,進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查、召開(kāi)座談會(huì),走訪車間工程技術(shù)人員,寫(xiě)調(diào)研筆記。第二,在組織學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)期間調(diào)研,收集與中職物理教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)量等有關(guān)資料,與工人師傅交談,寫(xiě)調(diào)研筆記,編寫(xiě)實(shí)用物理講義。第三,利用學(xué)校寒暑假組織教師到企業(yè)參觀學(xué)習(xí)時(shí)候調(diào)研,記錄先進(jìn)的生產(chǎn)流程、電氣設(shè)備及與物理教學(xué)有關(guān)的資料,建立電子檔案,咨詢生產(chǎn)技術(shù)人員相關(guān)問(wèn)題,寫(xiě)調(diào)研筆記。經(jīng)驗(yàn)證明:多到企業(yè)調(diào)研,有利于中職物理教師結(jié)合學(xué)校實(shí)際、結(jié)合專業(yè)實(shí)際、結(jié)合生活實(shí)際、結(jié)合學(xué)生實(shí)際、結(jié)合就業(yè)實(shí)際進(jìn)行有效教學(xué),從而也促進(jìn)了中職物理教師的專業(yè)發(fā)展。
七、多受專業(yè)培訓(xùn)
教師培訓(xùn)是中職示范校建設(shè)的一項(xiàng)重要指標(biāo),要求每學(xué)期均有全員參加的校本培訓(xùn),每年有30%以上專任教師參加各級(jí)各類培訓(xùn),參加省級(jí)以上培訓(xùn)的達(dá)100%。中職物理教師也要積極主動(dòng)地接受專業(yè)培訓(xùn)。其中包括:校本培訓(xùn),即物理教改、說(shuō)課、課件制作等培訓(xùn);省市教師專業(yè)發(fā)展學(xué)院培訓(xùn),即寒暑假期間的青年物理教師班、骨干物理教師班、物理學(xué)科帶頭人班培訓(xùn);省市技工教研室培訓(xùn),即新教材、新教法、教學(xué)理論培訓(xùn);中職行業(yè)教育集團(tuán)培訓(xùn),主要有課題研究、多媒體教學(xué)、物理講義編寫(xiě)等培訓(xùn)。筆者認(rèn)為,中職物理教師接受各級(jí)各類培訓(xùn),不僅是必要的,而且是自己專業(yè)發(fā)展的快捷通道。
八、多參加省市大賽
篇6
當(dāng)人們用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)銀河系以外的星系時(shí),可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)星系光譜都存在紅移或藍(lán)移現(xiàn)象,并且越遠(yuǎn)的星系其光譜紅移值越大。根據(jù)多普勒效應(yīng):星系光譜存在紅移說(shuō)明星系正離我們遠(yuǎn)去,星系光譜存在藍(lán)移說(shuō)明星系正向著我們運(yùn)動(dòng)。需要指出的是越遠(yuǎn)的星系紅移值也越大,看起來(lái)所有的星系都好象以銀河系為中心向外爆炸形成的一樣,越遠(yuǎn)的星系離開(kāi)我們的速度也越大。鑒于此有人提出宇宙大爆炸假說(shuō):認(rèn)為宇宙是由150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的,人類居住的銀河系則是宇宙的中心。可是人們?cè)谟^測(cè)銀河系和河外星系時(shí),卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)銀河系有什么特別之處。有人據(jù)此懷疑宇宙大爆炸假說(shuō);也有人從星系的演化推算出宇宙的年齡大于150億年;還有人認(rèn)為若宇宙大爆炸假說(shuō)是正確的,那么宇宙輻射在各個(gè)方向上就會(huì)表現(xiàn)出各向異性;更有人擔(dān)心宇宙的膨脹沒(méi)有盡頭,遂認(rèn)為宇宙的膨脹和收縮是交替進(jìn)行的……。但不管怎樣,大部分人還是相信“眼見(jiàn)為實(shí)”,由星系光譜的紅移現(xiàn)象承認(rèn)了宇宙大爆炸假說(shuō)。更有人把紅移現(xiàn)象與宇宙背景輻射和宇宙元素豐度并作宇宙大爆炸假說(shuō)的三大支柱。那么宇宙是否發(fā)生過(guò)爆炸并仍在向外擴(kuò)張,年齡是否只有150億年呢?非也!
1.星系光譜紅移原因
20世紀(jì)初,當(dāng)人們用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)銀河系以外的星系時(shí),發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)星系光譜都有紅移現(xiàn)象,并且越遠(yuǎn)的星系其光譜紅移值越大。有人認(rèn)為星系光譜紅移是因?yàn)樾窍嫡陔x我們遠(yuǎn)去,從而得出這樣的結(jié)論:所有的星系都是以我們銀河系為中心向外爆炸后形成的,越遠(yuǎn)的星系離開(kāi)我們的速度也越大;宇宙中所有的星系都在彼此分離,并且越遠(yuǎn)的星系相互分離的速度越大。值得一提的是,我們銀河系正處在爆炸中心,足以值得我們自豪的是:銀河系是宇宙中獨(dú)一無(wú)二的星系—因?yàn)樗怯钪娴闹行?。更讓我們驚奇的是,銀河系自身也在不斷運(yùn)動(dòng)著,然而無(wú)論它運(yùn)動(dòng)到哪里,它始終是銀河系的中心。我們解釋不了銀河系為什么是宇宙的中心,因?yàn)殂y河系也和其它星系一樣,并沒(méi)有什么特別之處。有人以為,銀河系處于宇宙的中心是一個(gè)巧合,雖然銀河系從上個(gè)世紀(jì)至今一直在不斷運(yùn)動(dòng),但它走過(guò)的距離和整個(gè)宇宙空間的尺寸比起來(lái)是微不足道的,所以銀河系目前仍然處在宇宙的中心,這種看法未免有些牽強(qiáng)。因?yàn)槿藗冊(cè)谟^測(cè)近處的星系時(shí),發(fā)現(xiàn)近處的星系并沒(méi)有相互分離的趨勢(shì),并且也沒(méi)有證據(jù)表明近處的星系正在以某一個(gè)中心為起點(diǎn)向外膨脹。因此“銀河中心說(shuō)”頗值得懷疑。還有的人雖然承認(rèn)宇宙大爆炸假說(shuō),但不承認(rèn)“銀河中心說(shuō)”,他們不認(rèn)為銀河系是宇宙的中心。這種觀點(diǎn)同樣也是站不住腳的。我們可以這樣分析:如果宇宙大爆炸假說(shuō)是正確的,那么宇宙中所有的星系必定在以某一個(gè)中心為起點(diǎn)向外膨脹,星系之間彼此互相分離。目前我們觀測(cè)到近處的星系并沒(méi)有相互分離的趨勢(shì),并且也沒(méi)有證據(jù)表明近處的星系在以某一個(gè)中心為起點(diǎn)向外膨脹。倘若我們不是在宇宙的中心而是處于偏離宇宙中心的任一點(diǎn)處,因?yàn)樵谖覀冎車男窍刀紱](méi)有相互分離的趨勢(shì),也沒(méi)有以某一個(gè)中心為起點(diǎn)向外膨脹,這樣一來(lái),倘若宇宙中任一點(diǎn)處的星系都沒(méi)有相互分離的趨勢(shì),那么整個(gè)宇宙也不可能在膨脹,即宇宙大爆炸假說(shuō)是錯(cuò)誤的。
前事不忘,后事之師。人類文明發(fā)展到今天,“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”都被證明是為科學(xué),難道我們還要重蹈覆轍提出“銀河中心說(shuō)”嗎?愚以為,我們應(yīng)當(dāng)承認(rèn)這樣一個(gè)假設(shè),那就是:銀河系按目前的速度運(yùn)動(dòng)下去,100萬(wàn)年,100億年以后,我們?nèi)匀粫?huì)發(fā)現(xiàn)自己處在宇宙的“中心”,無(wú)論我們處在宇宙的任何地方,中心也好,邊緣也好,我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)宇宙中越遠(yuǎn)的星系光譜紅移值也越大,就好象我們處在宇宙的“中心”一樣。事實(shí)上,這個(gè)“中心”是光子在宇宙空間中的傳播特性引起我們視覺(jué)上的錯(cuò)誤,“眼見(jiàn)”未必“為實(shí)”,我們不能過(guò)分相信“眼見(jiàn)”的東西。
紅移現(xiàn)象是否由觀測(cè)者自身的運(yùn)動(dòng)引起的呢?不是的!如果紅移現(xiàn)象是由觀測(cè)者自身的運(yùn)動(dòng)引起的,那么我們將觀測(cè)到與我們相向運(yùn)動(dòng)的星系光譜將發(fā)生藍(lán)移而與我們相背運(yùn)動(dòng)的星系光譜將發(fā)生紅移,然而事實(shí)并非如此。再者,雖然我們“坐地日行八萬(wàn)里”,但這個(gè)速度和光速比起來(lái)實(shí)在算不了什么,不至于影響觀測(cè)結(jié)果。換句話說(shuō),我們?cè)谟^測(cè)星系紅移值時(shí),觀測(cè)者自身運(yùn)動(dòng)速度的影響可以忽略不計(jì)。紅移現(xiàn)象說(shuō)明光子與觀察者之間的相對(duì)速度變小了。產(chǎn)生這種情況有兩種可能:第一是星系正離我們遠(yuǎn)去,第二是光子在穿越宇宙空間時(shí)速度變小了。這兩種情況都可能導(dǎo)致星系光譜紅移。我們認(rèn)為導(dǎo)致星系光譜紅移的原因是后者。光子在穿越宇宙空間時(shí)會(huì)與各種粒子(比如引力子)相互作用從而使其速度逐漸減小。當(dāng)然單個(gè)粒子與光子作用時(shí)間極短,引起光子速度的改變量也是極其微小的,以致于我們觀測(cè)不到。隨著光子穿越宇宙空間距離的增大,與光子作用的粒子數(shù)目也逐漸增多,光子速度的減小量也越明顯??梢酝茰y(cè):光子在穿越一定的宇宙空間距離后速度將減小到零。由于光子速度為零故相對(duì)我們的能量也為零,這樣的光子當(dāng)然不會(huì)被我們觀測(cè)到??梢?jiàn)用光學(xué)法觀測(cè)宇宙空間尺度時(shí)有一個(gè)極限:150億光年(也有人認(rèn)為是200億光年)。在這個(gè)尺度以外的星系發(fā)出的光子由于在沒(méi)有到達(dá)地球時(shí)速度已經(jīng)降低到零,所以這樣的星系不可能被我們觀測(cè)到,至少目前還沒(méi)有辦法觀測(cè)到。也有人認(rèn)為,紅移現(xiàn)象是由光子頻率減小引起的,即認(rèn)同第一種可能:認(rèn)為星系正離我們遠(yuǎn)去。這種觀點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)很有道理,卻經(jīng)不起分析。我們知道,星系離我們遠(yuǎn)去時(shí)會(huì)引起光子頻率減小,但各種不同頻率光子的頻率減小量應(yīng)該相同,反應(yīng)在星系光譜上,各種不同頻率光子的紅移量應(yīng)該相同。因此,不論星系離我們多遠(yuǎn),星系光譜雖然發(fā)生紅移但不應(yīng)該變寬,但事實(shí)上遠(yuǎn)處星系光譜卻被拉寬了(星系光譜不會(huì)變寬是指星系光譜中任意兩條譜線的距離恒定,雖然它們都發(fā)生了紅移,但它們移動(dòng)的距離相等,因此各譜線之間的距離不變)。而且能量越小的光子紅移值越大,能量越大的光子紅移值越小。不同頻率光子的頻率減小量不同,說(shuō)明紅移現(xiàn)象不是由光子頻率減小引起的。即第一種可能站不住腳。假設(shè)宇宙中所有的星系都是靜止的,宇宙空間中的物質(zhì)是均勻分布的,那么光子穿越宇宙空間時(shí)的速度衰減量?jī)H與其通過(guò)的空間距離有關(guān)。光子穿越的宇宙空間越長(zhǎng),其速度衰減量也越大。這樣星系光譜的紅移值僅與其離我們的距離有關(guān),離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系紅移值也越大,就好象越遠(yuǎn)的星系正在以越快的速度離開(kāi)我們一樣。這也正是哈勃定律所揭示的:星系遠(yuǎn)離銀河系的速度ν與距離成正比,ν=H*D,其中H為哈勃常數(shù)。實(shí)際上宇宙中各星系都在不斷運(yùn)動(dòng)著,宇宙空間中的物質(zhì)也并非均勻分布的,造成星系光譜紅移的原因也很多,所以光譜的實(shí)際紅移值要考慮許多情況。
2.譜線紅移與光子速度衰減
光子與宇宙空間中的粒子是如何作用的呢?可以設(shè)想,宇宙空間中存在許多比光子質(zhì)量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在與粒子作用后仍然是光子,可以認(rèn)為光子僅與粒子發(fā)生了彈性碰撞。既然是彈性碰撞,我們知道,二者質(zhì)量越接近光子損失的能量越大。由于光子的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于引力子的質(zhì)量,所以在不同頻率(質(zhì)量)的光子中,頻率(質(zhì)量)較小的光子損失的能量較大。于是經(jīng)過(guò)同一段宇宙空間以后,在不同頻率(質(zhì)量)的光子中,頻率(質(zhì)量)較大的光子損失的能量較少,頻率(質(zhì)量)較小的光子損失的能量較大,例如紅光損失的能量比紫光損失的能量多。由于不同頻率(質(zhì)量)的光子在宇宙空間運(yùn)動(dòng)時(shí)都損失了能量,這樣整個(gè)星系的光譜將向紅端移動(dòng),但由于紅光損失的能量多向紅端移動(dòng)的距離大,而紫光損失的能量少向紅端移動(dòng)的距離小,于是整個(gè)光譜被“拉寬”了。如果不同頻率(質(zhì)量)光子的能量損失率相同,雖然它們都產(chǎn)生紅移,但是它們紅移的距離相等,這樣星系光譜雖存在紅移但不會(huì)被“拉寬”,星系光譜存在紅移而且被“拉寬”說(shuō)明兩點(diǎn):第一光子在穿越宇宙空間時(shí)速度會(huì)衰減,第二不同頻率(質(zhì)量)的光子速度衰減率不同。顯然,由于不同頻率(質(zhì)量)光子的能量損失率不同,各種光子的速度衰減量差異將隨著空間距離的增加而增大,這樣星系光譜被“拉寬”的程度與其離我們的距離有關(guān),離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系其光譜被拉寬的程度也越大。另外,星系光譜被拉寬時(shí)還有一個(gè)特點(diǎn),那就是能量大的光子被拉寬的程度小,能量小的光子被拉寬的程度大。也就是說(shuō),越靠近紅端光譜被拉寬的程度越大,越靠近紫端光譜被拉寬的程度越小??紤]到星系引力場(chǎng)的影響,實(shí)際情況還要復(fù)雜一些。
上面我們談到光子在宇宙空間運(yùn)動(dòng)時(shí)速度會(huì)逐漸減小,這和人們熟悉的“真空中光速不變”的看法相矛盾。實(shí)際上宇宙空間并非真空,即使宇宙空間是絕對(duì)真空它還存在引力場(chǎng)。換句話說(shuō),光子在真空中速度變不變的問(wèn)題,實(shí)際上是光子受不受引力作用的問(wèn)題。如果光子不受引力作用,那么真空中光速不變,但這樣一來(lái)不論星體的引力再?gòu)?qiáng),對(duì)光子都沒(méi)有影響,從而宇宙中也不可能產(chǎn)生“黑洞”了,而現(xiàn)在的黑洞理論基礎(chǔ)將不復(fù)存在;假如光子受引力作用,則就不應(yīng)該有“真空中光速不變”的結(jié)論。有人對(duì)此這樣解釋:宇宙空間中各星體的引力分布在不同的方向上,它們的作用力相互抵消,因此光子在宇宙空間中的速度不變。這種解釋也是站不住腳的。我們知道在太陽(yáng)系內(nèi),引力的方向是指向太陽(yáng)的;在銀河系里引力的方向是指向銀河系中心的,所以局部的宇宙空間引力總是有一定的方向的。我們認(rèn)為光子作為一種物質(zhì)實(shí)體,它的速度并非一成不變的。無(wú)論在真空中還是在介質(zhì)中,它的運(yùn)動(dòng)速度都會(huì)越來(lái)越小。所以,光速不變只是一個(gè)神話,光年也不能作為距離單位,因?yàn)楣庾釉谇耙荒曛凶哌^(guò)的路程總比后一年中走過(guò)的路程長(zhǎng)。
3.光子在引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
星光在通過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)會(huì)受到太陽(yáng)引力的作用而發(fā)生彎曲,說(shuō)明光子也會(huì)受到引力的作用。其實(shí)光子也有質(zhì)量,當(dāng)然會(huì)受到引力作用了。通常我們認(rèn)為:引力場(chǎng)中物質(zhì)的加速度僅與引力場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān),而與物質(zhì)的質(zhì)量無(wú)關(guān)。如在地球表面不管是1噸的物體還是1千克的物體,其每秒獲得的速度增量都是9.8米/秒。但引力場(chǎng)中光子的加速度與其質(zhì)量有關(guān):質(zhì)量越小的光子加速度越大,質(zhì)量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用,那么很自然,光子在離開(kāi)引力場(chǎng)時(shí)必然會(huì)被減速,在進(jìn)入引力場(chǎng)時(shí)必然會(huì)被加速,在垂直于引力方向(或其它方向)運(yùn)動(dòng)時(shí)受引力影響其運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)發(fā)生變化。既然光子在離開(kāi)引力場(chǎng)時(shí)會(huì)被減速,而且質(zhì)量越小的光子速度衰減量也越大,那么星體發(fā)出的不同頻率的光子就有不同的速度。一般而言,星體引力越強(qiáng),其發(fā)出的光速度也越?。划?dāng)星體引力足夠強(qiáng)時(shí)甚至可能使一部分光子擺脫不了星體引力的束縛,產(chǎn)生黑洞現(xiàn)象。對(duì)同一星體而言,在它發(fā)出的光中,質(zhì)量大的光子速度大,到達(dá)地球的時(shí)間也越早;質(zhì)量小的光子速度小,到達(dá)地球的時(shí)間也越晚。我們通常認(rèn)為不同頻率的光同時(shí)到達(dá)地球,這其實(shí)是錯(cuò)誤的。關(guān)于這一點(diǎn)我們可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。當(dāng)星體發(fā)生爆發(fā)或其它異常時(shí),總是能量較大的X射線或γ射線先被我們觀測(cè)到,其次才是可見(jiàn)光,然后才是紅外線。雖然理論上如此,但在實(shí)際觀測(cè)中總有這樣或那樣的因素及別的解釋使大部分人不相信這一點(diǎn)。如果條件允許的話,我們可以用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)我們的觀點(diǎn)。在離我們很遠(yuǎn)的宇宙飛船上以兩種不同能量的光子同時(shí)發(fā)出一種信號(hào),這兩種光子的能量差異越大它們到達(dá)地球的時(shí)間差異也越大。實(shí)際上考慮到不同能量的光子在同一介質(zhì)中的傳播速度不同,我們應(yīng)該想到不同頻率的光子在真空中的傳播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空間時(shí)速度逐漸減小,并且質(zhì)量小的光子速度衰減得快,可以想象,在經(jīng)過(guò)一段相當(dāng)長(zhǎng)的距離以后,質(zhì)量小的光子速度已經(jīng)衰減到零而質(zhì)量大的光子速度不為零,這樣我們就只能觀測(cè)到質(zhì)量大的光子。若星體離我們更遠(yuǎn)一些,則我們只能觀測(cè)到質(zhì)量更大的光子……,隨著空間距離的增大,最終我們將看不到遠(yuǎn)處星體發(fā)出的光,這個(gè)距離就是我們現(xiàn)在認(rèn)為的宇宙極限--150億光年。人們?cè)谟^測(cè)宇宙時(shí)總有一個(gè)錯(cuò)誤想法:由于真空中光速不變,所以不管離我們多遠(yuǎn)的星系,只要足夠亮就可以被我們發(fā)現(xiàn)。事實(shí)上宇宙空間并非真空,光子在其中穿行時(shí)速度會(huì)逐漸減小,所以任何星系發(fā)出的光只能傳播一定的距離,也正因?yàn)槿绱?,不管我們?cè)谟钪嬷腥魏蔚胤?,始終只能看到有限的宇宙空間。換句話說(shuō),目前我們能夠觀測(cè)到的宇宙空間的尺度實(shí)際上是光子在宇宙空間中傳播的最遠(yuǎn)距離。
4.光子在宇宙空間中的運(yùn)動(dòng)
實(shí)際上光子在宇宙空間運(yùn)動(dòng)時(shí)并不總是做減速運(yùn)動(dòng)。在光子離開(kāi)星體時(shí)它要掙脫引力的束縛而作減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)它脫離星體的引力場(chǎng)在空間自由運(yùn)動(dòng)時(shí),也作減速運(yùn)動(dòng);如果它進(jìn)入另一個(gè)星體的引力場(chǎng)向著該星體運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)在該星體的引力作用下作加速運(yùn)動(dòng)。光子就這樣減速--加速--減速--加速……不停地穿越宇宙空間,直到其速度為零。倘若星體離我們很近而引力又很小,從該星體發(fā)出的光速度衰減量不大,但進(jìn)入銀河系時(shí)光子的速度增加量有可能很大,當(dāng)光子的速度增加量大于其速度衰減量,或者說(shuō)大于剛離開(kāi)星體表面時(shí)的速度,在我們看來(lái)該星體光譜就發(fā)生了藍(lán)移。忽略距離因素,由于星體自身在不斷運(yùn)動(dòng),這樣它相對(duì)銀河系引力場(chǎng)的強(qiáng)弱也可能發(fā)生變化,所以其光譜也可能有規(guī)律的發(fā)生紅移或藍(lán)移。通常情況下,宇宙空間對(duì)光子的減速作用總大于加速作用,所以星系的光譜以紅移的居多。
光子在引力場(chǎng)中速度變化的問(wèn)題許多人恐怕不相信也不能理解。一些人認(rèn)為光子沒(méi)有靜質(zhì)量,況且光子是一種波,在引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和宏觀物質(zhì)不同。其實(shí)持這種觀點(diǎn)的人把光子神話了,弄的不可捉摸了?,F(xiàn)在大多數(shù)人都接受了“黑洞”的概念,認(rèn)為當(dāng)一個(gè)星體的引力足夠強(qiáng)時(shí)甚至連光子也逃脫不了,因而是漆黑的一團(tuán)。這里實(shí)際上指出了光子也會(huì)受到引力作用。既然光子也受引力作用,那么它在引力場(chǎng)中的加速與減速自然就可以理解了。稍后我們將看到,引力作用是造成衍射現(xiàn)象的重要因素之一。
5.類星體
一個(gè)很明顯的事實(shí)是:宇宙中離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體能量越大,通常類星體離我們的距離都在10億光年以上,并且遠(yuǎn)處星體發(fā)出的光中能量較大的光子占有很大的成分。有人把這作為支持宇宙大爆炸的依據(jù),認(rèn)為:若宇宙中物質(zhì)是均勻分布的話,則在我們銀河系或其周圍就應(yīng)該有象類星體這樣的高能星體存在。為什么我們?cè)诮幇l(fā)現(xiàn)不了類星體呢?一些人看見(jiàn)遠(yuǎn)處的星體發(fā)出的光中含有大量的X射線或γ射線成分,就推測(cè)此類星體存在著目前尚不為我們知道的能量源。這種觀點(diǎn)未免有些片面。實(shí)際上宇宙中大部分恒星的能量都差不多,能量特別大的和能量特別小的只是極少數(shù),恒星的能量呈中間多、兩頭少的分布態(tài)勢(shì)。從遠(yuǎn)處的恒星發(fā)出的光,在經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的宇宙空間以后,能量小的光子由于速度衰減率大而停了下來(lái),不被我們觀測(cè)到;只有X射線和γ射線才能到達(dá)地球。所以我們觀測(cè)到該星體的光子中,X射線和γ射線占有很大的成分,以致于我們誤認(rèn)為這類星體只向外發(fā)出X射線和γ射線。實(shí)際上這類星體也向外發(fā)射可見(jiàn)光和紅外線,但是可見(jiàn)光和紅外線由于速度衰減到零故我們觀測(cè)不到。這就導(dǎo)致我們觀測(cè)到極遠(yuǎn)處的星體,其顏色通常是藍(lán)色或紫色,事實(shí)上可能和該星體的真實(shí)顏色相差極大。這說(shuō)明我們看到的星體的顏色未必就是星體的真實(shí)顏色,星體的顏色是由其自身能量狀況和離我們的距離決定的,星體離我們的距離越大往往使其顏色中的藍(lán)色和紫色成分增加。另外,我們認(rèn)為類星體離我們非常遠(yuǎn),是因?yàn)轭愋求w的紅移值很大。也就是說(shuō)我們沒(méi)有直接證據(jù)表明類星體真的離我們很遠(yuǎn)??紤]到光子在引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),我們知道:當(dāng)星體的引力足夠大時(shí),其發(fā)出的光子速度衰減量也較大,因而該星體的光譜也將發(fā)生較大的紅移。這就是說(shuō),引力因素也可以使星系光譜產(chǎn)生紅移。倘若星體引力足夠大又離我們很近,由于星體紅移值較大,往往導(dǎo)致我們認(rèn)為該星體離我們很遠(yuǎn)。舉例來(lái)說(shuō),假設(shè)有一個(gè)引力較大的星體處于銀河系的中心,由于該星體引力很強(qiáng),導(dǎo)致它發(fā)出的光子速度衰減量極大,我們?cè)谟^測(cè)其光譜時(shí)就會(huì)觀測(cè)到很大的紅移值,根據(jù)該星體很大的紅移值我們就會(huì)認(rèn)為它離我們非常遙遠(yuǎn),絕不會(huì)想到它就在銀河系中心。
如何解釋類星體離我們那么遠(yuǎn)而其發(fā)射的X射線和γ射線又是如此強(qiáng)烈呢?只有兩種可能。第一,類星體的能量非常大,向外發(fā)出的X射線和γ射線非常強(qiáng);第二,類星體離我們并沒(méi)有原先認(rèn)為的那么遠(yuǎn),類星體光譜的紅移是由類星體的引力造成而并非由距離因素造成的。我們認(rèn)為兩種因素都有。因?yàn)槿绻愋求w離我們非常遠(yuǎn),那么我們觀測(cè)到其向外發(fā)出的X射線或γ射線就不可能很強(qiáng);倘若類星體的能量不是很大,它的引力場(chǎng)也不可能很強(qiáng),不足以使其光譜產(chǎn)生較大的紅移。這說(shuō)明:星系光譜發(fā)生紅移可能是距離因素造成的,也可能是引力因素造成的,紅移值大的星體未必就離我們遠(yuǎn)。那么,如何區(qū)別星體的引力紅移和距離紅移呢?對(duì)觀測(cè)者而言,由距離因素造成紅移的星體發(fā)出的光不可能很強(qiáng),而由引力因素造成紅移的星體發(fā)出的光往往很強(qiáng),特別是X射線或γ射線的成分多。類星體的發(fā)射光譜和吸收光譜的寬度不同,通常吸收光譜的寬度比發(fā)射光譜窄,為什么呢?我們知道,吸收光譜是由于光子經(jīng)過(guò)大氣后產(chǎn)生的,這說(shuō)明類星體周圍也存在氣體。光子從高溫星體內(nèi)部發(fā)出以后,總會(huì)有一部分光子沒(méi)有被氣體吸收而直接射向宇宙空間,這些光子形成發(fā)射光譜;還有一部分光子在與氣體作用后,頻率(質(zhì)量)大的光子損失的能量大,頻率(質(zhì)量)小的光子損失的能量??;光子離開(kāi)類星體在宇宙空間中運(yùn)動(dòng)時(shí),則是頻率(質(zhì)量)大的光子損失的能量小而頻率(質(zhì)量)小的光子損失的能量大,總的看來(lái)各種不同頻率的光子速度差異減小,所以其光譜紅移值也較發(fā)射光譜小。實(shí)際上類星體的吸收光譜還可能有幾種不同的寬度。
6.黑洞與星體引力
最初在人們考慮黑洞時(shí),認(rèn)為它的引力強(qiáng)到連光子也逃脫不了,因而是漆黑的一團(tuán),黑洞是宇宙中物質(zhì)的墳?zāi)埂:髞?lái)人們認(rèn)為黑洞可以向外發(fā)出X射線和γ射線。同樣是光子,能量大的可以逃脫,能量小的逃脫不了,說(shuō)明(黑洞的)引力對(duì)光子的作用是不一樣的。事實(shí)上我們知道當(dāng)星體的引力逐漸增強(qiáng)時(shí),總是質(zhì)量較小的光子逃脫不了,質(zhì)量較大的光子則可以擺脫星體的引力,并不是所有的光子全部被吸入星體中。所以從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),狹義上的黑洞僅指引力強(qiáng)到可見(jiàn)光不能脫離的星體,即在可見(jiàn)光波段觀測(cè)不到的星體;廣義上的黑洞指引力強(qiáng)到使一部分光子不能脫離的星體,即在某一能量較小的波段觀測(cè)不到的星體,這里廣義上的黑洞甚至可能非常亮,可以被我們?nèi)庋劭吹?,但在紅外線波段或能量更小的波段卻觀測(cè)不到。從理論上講,“黑洞”并不黑,至少它可以向外發(fā)射X射線和γ射線或能量更高的光子,完全不向外拋射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在嗎?當(dāng)然存在了。當(dāng)星體離我們足夠遠(yuǎn),以致于該星體發(fā)出的紅外線速度衰減為零而不被我們觀測(cè)到時(shí),它就像一個(gè)“黑洞”;若星體離我們?cè)龠h(yuǎn)一些,可見(jiàn)光不再為我們觀測(cè)到,只能觀測(cè)到X射線和γ射線,這時(shí)它就是漆黑的一團(tuán),成為名副其實(shí)的黑洞;而宇宙中150億光年以外的星體對(duì)我們來(lái)說(shuō)是完全徹底的黑洞,因?yàn)槲覀兺耆^測(cè)不到它們。除了因空間距離造成“黑洞”現(xiàn)象以外,星體的引力也可以造成黑洞現(xiàn)象。黑洞現(xiàn)象并不是我們?cè)认胂蟮哪菢樱骸爱?dāng)星體的引力足夠大時(shí),所有的光子都被吸入星體中,整個(gè)星體變成黑暗的一團(tuán)”。當(dāng)星體的引力逐漸增大時(shí),它對(duì)光子的束縛作用也逐漸增強(qiáng)。星體的引力足夠大時(shí),紅外線光子將擺脫不了星體引力的束縛,而可見(jiàn)光、紫外線則可以擺脫星體引力的束縛;星體的引力再增大時(shí),可見(jiàn)光將擺脫不了星體引力的束縛,而紫外線則可以擺脫星體引力的束縛;若星體的引力再增大,可能只有γ射線放出。應(yīng)該明確指出:黑洞現(xiàn)象是與星系光譜的紅移緊密相連的。若某一星體的光譜不存在紅移現(xiàn)象,則它一定不是黑洞;若某一星體的光譜存在紅移現(xiàn)象,則它可能是黑洞也可能是距離因素造成的。
總的來(lái)說(shuō),我們對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一階段認(rèn)為黑洞的引力足夠強(qiáng),所有的光子都不能擺脫黑洞的引力,因而整個(gè)星體是黑暗的一團(tuán);第二階段認(rèn)為黑洞可以向外發(fā)出強(qiáng)烈的X射線或γ射線,人們認(rèn)識(shí)到黑洞的引力對(duì)不同能量光子的作用不同;第三階段也就是現(xiàn)在正在探索的階段。應(yīng)該明確指出:與黑洞現(xiàn)象緊密聯(lián)系的因素有兩個(gè),引力因素和距離因素。以往我們?cè)诳紤]黑洞現(xiàn)象時(shí)往往只考慮引力因素而忽略了距離因素,這就導(dǎo)致我們認(rèn)為整個(gè)宇宙空間僅有150億光年,對(duì)150億光年以外的宇宙空間,認(rèn)為看不見(jiàn)的就是不存在的。
7.恒態(tài)宇宙
也許有人會(huì)問(wèn),既然光子的速度能夠降低到零,那么宇宙中會(huì)不會(huì)堆積越來(lái)越多的光子呢?不會(huì)的!光子作為物質(zhì)的一種存在方式,它不是永恒的,在一定條件下光子可以轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì),也就是說(shuō)光子是有一定壽命的。任何一個(gè)光子不可能永遠(yuǎn)存在下去,它必將轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì)形式。宇宙中的物質(zhì)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在運(yùn)動(dòng),所以宇宙中不會(huì)堆積越來(lái)越多的光子。雖然我們目前并不知道光子是如何轉(zhuǎn)化為別的物質(zhì)的,但我們依然相信整個(gè)宇宙是穩(wěn)定的、恒態(tài)的,而局部宇宙則可能是不穩(wěn)定的,處于演化過(guò)程中的。同樣的道理,整個(gè)宇宙也不會(huì)被光子均勻照亮。由于光子在宇宙空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度逐漸減小,所以任何星體發(fā)出的光只能傳播到有限遠(yuǎn)處。也正因?yàn)槿绱耍覀兯^測(cè)到的宇宙始終是有限的。如果想觀測(cè)更遠(yuǎn)的宇宙空間,一個(gè)方法是派出宇宙飛船,另一個(gè)辦法是在宇宙空間中建立許多中轉(zhuǎn)站,在光信號(hào)速度未衰減到零以前接受、放大、轉(zhuǎn)播它。理論上講,只要中轉(zhuǎn)站的數(shù)量足夠多,我們就可以看見(jiàn)任意遠(yuǎn)處的宇宙空間。
8.浩瀚宇宙
假設(shè)我們能夠乘座一艘高速飛行的宇宙飛船遨游太空,在剛離開(kāi)地球時(shí),我們可以觀測(cè)到150億光年的宇宙,離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體其紅移值也越大,遠(yuǎn)處的星體放出強(qiáng)烈的X射線或γ射線。隨著我們飛行距離的增大,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)銀河系的紅移值越來(lái)越大,并且其顏色逐漸偏藍(lán),而原先我們觀測(cè)到呈藍(lán)色或紫色的星體顏色逐漸偏紅,最終銀河系將消失在我們的視野之外。當(dāng)我們飛到離銀河系150億光年的地方,我們發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)在我們面前的宇宙范圍仍然有150億光年;而原先我們認(rèn)為正在以很大速度分離的星體或膨脹的宇宙空間并沒(méi)有膨脹。無(wú)論我們飛到哪里,始終只能看見(jiàn)150億光年的宇宙空間,也始終能夠看見(jiàn)150億光年的宇宙空間,宇宙是無(wú)限的;并且我們始終是宇宙的“中心”,因?yàn)樗械男求w看起來(lái)所有的星體都好象以我們?yōu)橹行南蛲獗ㄐ纬傻囊粯?,越遠(yuǎn)的星系(紅移值越大)離開(kāi)我們的速度也越大。我們認(rèn)為,宇宙是無(wú)始無(wú)終的,物質(zhì)的存在是永恒的,對(duì)某一特定的物質(zhì)形態(tài)有其產(chǎn)生和消亡的過(guò)程,但整個(gè)宇宙不存在產(chǎn)生和消亡的過(guò)程,它是自始至終存在并且不會(huì)消亡的。同時(shí)也應(yīng)該看到,宇宙是無(wú)限的,不會(huì)僅僅只有150億光年的空間。
從上個(gè)世紀(jì)以來(lái),人們已經(jīng)探索到了上百億光年的宇宙空間,然而這只不過(guò)是蒼海一粟。也許還要幾十年甚至上百年人類才能認(rèn)識(shí)到宇宙的無(wú)限性,但只要天下有志之士攜手合作,這一天定會(huì)早日到來(lái)。
二、淺談光的衍射
通常情況下光總是直線傳播。但當(dāng)光線經(jīng)過(guò)足夠窄的窄縫時(shí)將形成明暗相間的衍射條紋。由于光子不帶電,在電磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),所以光子的衍射不是電磁力作用的結(jié)果,而是引力子與光子作用產(chǎn)生的。光子與引力子作用不是一個(gè)簡(jiǎn)單的碰撞過(guò)程,而是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程。在光子與引力子相遇的一瞬間它們形成一個(gè)混合體,這就打破了結(jié)合前光子內(nèi)部各部分的平衡,混合體內(nèi)部存在著排斥力和凝聚力兩種作用。若排斥力占主導(dǎo)作用,則混合體將在極短的時(shí)間內(nèi)“裂變”放出引力子;若凝聚力占主導(dǎo)作用,則混合體將形成一個(gè)新的光子。那么滿足什么條件的混合體(光子)才是穩(wěn)定的呢?經(jīng)典電磁理論指出:所有光子的能量均為某個(gè)最小能量的整數(shù)倍。也即所有光子的質(zhì)量均為某個(gè)最小質(zhì)量的正整數(shù)倍,只有這樣的光子才能穩(wěn)定存在。當(dāng)然這并不表明能量為某個(gè)最小能量的非整數(shù)倍的光子就不存在,只不過(guò)由于它們極不穩(wěn)定,在形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩(wěn)定存在的光子,目前我們還沒(méi)有觀測(cè)到或注意到這類光子罷了。從這里我們可以看出,與原子核一樣,所有光子的質(zhì)量均為某個(gè)最小質(zhì)量的正整數(shù)倍,說(shuō)明光子也有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu),某些質(zhì)量的光子由于極不穩(wěn)定,在其形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩(wěn)定存在的光子,這就造成穩(wěn)定存在的光子質(zhì)量的不連續(xù)。言歸正傳,由于引力子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光子的質(zhì)量,所以光子不可能吸收一個(gè)引力子形成新的光子(因?yàn)檫@樣的光子是不穩(wěn)定的)。但是若在同一時(shí)刻,光子與許多引力子相互作用,而這些引力子質(zhì)量之和又大于最小光子的質(zhì)量,光子就有可能吸收質(zhì)量和等于最小光子質(zhì)量的引力子數(shù)目而形成新的光子。舉例來(lái)說(shuō),若最小光子的質(zhì)量是引力子質(zhì)量的10萬(wàn)倍,那么當(dāng)同一瞬間有15萬(wàn)個(gè)引力子作用于光子時(shí),光子只可能吸收10萬(wàn)個(gè)引力子,另外5萬(wàn)個(gè)引力子不被光子吸收,僅對(duì)光子產(chǎn)生微小的沖量。倘若在同一瞬間有9萬(wàn)個(gè)引力子作用于光子,那么這9萬(wàn)個(gè)引力子都不會(huì)被光子吸收,它們僅對(duì)光子產(chǎn)生微小的沖量。光子可能吸收的引力子數(shù)目只可能是10萬(wàn)的正整數(shù)倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的沖量,否則的話,光子僅受到極小的沖量。
現(xiàn)有一個(gè)寬度為α的窄縫,絕大多數(shù)光子經(jīng)過(guò)窄縫時(shí)雖然與許多引力子作用,但大多不會(huì)形成新的光子,這樣大部分光子僅以極其微小的發(fā)散角投射到屏幕上,形成寬度略大于α的中央亮紋。由于衍射條紋是對(duì)稱分布的,所以我們只討論一半。拿中央亮紋以上的條紋來(lái)說(shuō),這些條紋是由縫中心到縫頂部經(jīng)過(guò)的光子偏轉(zhuǎn)形成的。從縫中心到縫頂部經(jīng)過(guò)的光子,若吸收10萬(wàn)個(gè)引力子則形成穩(wěn)定的新光子,而新光子由于全部吸收了引力子的沖量因而向上發(fā)生較大的偏移,從而在屏幕上形成寬度為0.5α的第一條亮紋。從縫中心到縫頂部經(jīng)過(guò)的光子,若吸收20萬(wàn)個(gè)引力子則它向上的偏移量是第一條亮紋偏移量的兩倍,形成第二條亮紋。同樣形成第3條、第4條、第5條……第n條亮紋。中央亮紋以下的亮紋也是這樣形成的,并且中央亮紋的寬度約為其它亮紋寬度的兩倍。由于從縫中心到縫頂部引力逐漸增大,所以與光子作用的引力子數(shù)目也可能逐漸增多。假設(shè)在離開(kāi)縫中心向上的極小位移處,在該處最多只可能有10萬(wàn)個(gè)引力子與光子發(fā)生作用,那么經(jīng)過(guò)該處的光子最多只可能偏移到第一條亮紋處。換句話說(shuō)它最多只可能對(duì)第一條亮紋的形成做貢獻(xiàn),對(duì)第2條、第3條、第4條……第n條亮紋都沒(méi)有貢獻(xiàn)。由此在向上某處經(jīng)過(guò)的光子最多只可能吸收20萬(wàn)個(gè)引力子,但也可能吸收10萬(wàn)個(gè)引力子,故經(jīng)過(guò)該處的光子對(duì)第1條、第2條亮紋的形成做出貢獻(xiàn)而對(duì)第3條至第n條亮紋都沒(méi)有貢獻(xiàn)……;從縫頂部經(jīng)過(guò)的光子可能吸收10萬(wàn)*1、10萬(wàn)*2、10萬(wàn)*3……10萬(wàn)*n個(gè)引力子,所以從該處經(jīng)過(guò)的光子對(duì)第1條、第2條、第3條至第n條亮紋的形成都有貢獻(xiàn)。這樣形成的亮紋亮度依次為第一條>第二條>第三條>……>第n條。若縫變窄,則在離開(kāi)縫中心向上的極小位移處,光子最多可能有20萬(wàn)個(gè)引力子,經(jīng)過(guò)該處的光子對(duì)第1條、第2條亮紋的形成都有貢獻(xiàn),這樣就減小了第1條、第2條亮紋亮度的差異。也就是說(shuō),縫越窄條紋亮度越向兩邊分散,縫越寬條紋亮度越向中央集中。當(dāng)縫很寬時(shí),條紋亮度幾乎全部集中在中央?yún)^(qū)域,兩邊的光子數(shù)幾乎為零。這就是我們看到的光的直線傳播現(xiàn)象。由于光子并不是一種波,其偏離直線傳播(衍射)現(xiàn)象是由引力子引起的,所以光的衍射現(xiàn)象與縫的寬度無(wú)關(guān)。物體在陽(yáng)光下的陰影邊緣常常較模糊,這說(shuō)明光子在經(jīng)過(guò)物體表面時(shí)受到引力作用而偏離了直線傳播。理論上來(lái)說(shuō)只要光子的運(yùn)動(dòng)方向和引力方向不在一條直線上,光子就會(huì)偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并且引力場(chǎng)越強(qiáng)光子彎曲的程度也越大。星光在經(jīng)過(guò)恒星以后通常會(huì)發(fā)生彎曲,有時(shí)我們甚至能夠看到星體后面的其它星體發(fā)出的光。
三、論電子結(jié)構(gòu)與原子光譜現(xiàn)象
1.電子發(fā)光
原子是如何發(fā)光的?要弄清這個(gè)問(wèn)題首先必須明白光子是由原子的哪一部分發(fā)出的。我們知道,原子是由原子核和核外的電子組成的,原子核的結(jié)合能很大,不可能發(fā)出光子,所以光子只可能是電子發(fā)出的。在化學(xué)反應(yīng)中伴隨著電子的得失,常常有能量(光子)放出,光電效應(yīng)、激光現(xiàn)象及其它一些實(shí)驗(yàn)也證明了光子是由電子發(fā)出的,所以可以肯定原子發(fā)光其實(shí)是電子發(fā)出光子。既然電子可以放出光子,那么光子必然是電子的組成部分,或者說(shuō)電子有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu),光子是其組成部分之一;由于光子不帶電,說(shuō)明電子內(nèi)部電荷的分布是不均勻的,因?yàn)槿绻娮觾?nèi)部電荷是均勻分布的,則光子就應(yīng)該帶電。原子中原子核和電子之間的距離很小,它們之間的靜電力很強(qiáng),因?yàn)殡娮觾?nèi)部電荷分布不均勻,所以在原子核強(qiáng)大的靜電力作用下電子內(nèi)部電荷將重新分布,甚至可能發(fā)生裂變,這就為電子放出光子創(chuàng)造了條件。當(dāng)電子裂變放出光子后,它的各個(gè)組成部分結(jié)合的更加緊密,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可能吸收一個(gè)光子,這就為電子吸收光子儲(chǔ)存能量創(chuàng)造了條件。而電子正是通過(guò)不停地吸收、放出光子來(lái)和外界交換能量的。稍后我們將看到,原子正是通過(guò)電子不斷吸收、放出光子來(lái)和外界完成能量交換的。一般來(lái)說(shuō),電子質(zhì)量越大其內(nèi)部各部分結(jié)合的越松散,在靜電力作用下越容易發(fā)生裂變;電子質(zhì)量越小其內(nèi)部各部分結(jié)合的越緊密,在靜電力作用下越不容易發(fā)生裂變。與原子核“幻數(shù)”相似,總有特定質(zhì)量的電子的結(jié)合力相當(dāng)大,比其它質(zhì)量電子的結(jié)合力大許多,這些特定質(zhì)量的電子往往對(duì)應(yīng)于某些穩(wěn)定的軌道。
有人認(rèn)為物質(zhì)發(fā)光是由于物質(zhì)中的原子或分子受到擾動(dòng)的結(jié)果,認(rèn)為光子是由原子或分子發(fā)出的。其實(shí)這是一種錯(cuò)誤的看法。我們知道,原子是由原子核和核外電子組成的,光子是一種物質(zhì)實(shí)體,或者是由原子核發(fā)出的,或者是由電子發(fā)出的,除此以外再?zèng)]有別的選擇。說(shuō)光子是由原子發(fā)出的,這是一種不確切的說(shuō)法。
2.原子核和電子之間的磁力作用
兩個(gè)相距一定距離的異種點(diǎn)電荷在靜電力作用下必然會(huì)吸引在一起,因?yàn)殪o電力作用在兩點(diǎn)電荷連線上。而原子核和電子不會(huì)吸引在一起。這就啟示我們?cè)谠雍撕碗娮又斜厝淮嬖谝环N其它作用力。這個(gè)力就是原子核和電子之間的磁力。我們知道,在通以相同方向電流的兩條平行導(dǎo)線間會(huì)產(chǎn)生磁力作用,在磁力作用下它們將彼此吸引,原子核和電子的相向運(yùn)動(dòng)正相當(dāng)于通以相同方向電流的兩條平行導(dǎo)線,在它們之間也將產(chǎn)生磁力作用。靜電力的作用總是使電子獲得指向原子核的向心速度,而原子核和電子之間的磁力則使電子獲得切向速度,并且原子核和電子之間的相對(duì)速度越大,它們之間的磁力也越大。當(dāng)原子核和電子之間彼此相對(duì)靜止在一定遠(yuǎn)處時(shí),在靜電力和磁力的共同作用下,它們并不會(huì)吸引在一起。因?yàn)殪o電力使電子獲得向心速度,磁力使電子獲得切向速度,電子并不是沿著直線靠近原子核,而是沿著螺旋線靠近原子核。開(kāi)始時(shí)螺旋線的半徑為無(wú)窮大,電子作直線運(yùn)動(dòng);一旦電子相對(duì)原子核的速度不為零,磁力開(kāi)始起作用,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡開(kāi)始發(fā)生彎曲;當(dāng)電子與原子核靠近到一定的距離時(shí),電子和原子核之間的靜電力恰好等于電子作圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,此時(shí)電子處于平衡狀態(tài),螺旋線變成了圓。同樣在電子離開(kāi)原子核時(shí)也是沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)的。在靜電力作用下,電子總要盡量靠近原子核,在磁力作用下,電子有遠(yuǎn)離原子核的離心趨勢(shì),正是在這兩種力作用下,電子處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)中。電子在原子核中處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),它的軌跡是圓。因?yàn)楫?dāng)電子的軌跡不是圓時(shí),它總要受到磁力的作用,這個(gè)力使電子的切向速度增加、運(yùn)動(dòng)軌跡向圓靠近。而電子受磁力作用時(shí)它的運(yùn)動(dòng)軌跡就要發(fā)生變化,就不是穩(wěn)定的,只有當(dāng)電子的軌跡是圓時(shí)才不受磁力的作用,所以說(shuō)電子在原子核中的穩(wěn)定軌跡是圓。太陽(yáng)系中的行星在太陽(yáng)引力作用下,其運(yùn)動(dòng)軌跡可以是圓或橢圓,但在原子系統(tǒng)中,電子在原子核靜電力作用下,其穩(wěn)定軌跡只可能是圓而不可能是橢圓。
3.基態(tài)電子的穩(wěn)定性
處于基態(tài)的電子為什么是穩(wěn)定的?為什么不會(huì)被原子核吸收?人們通常認(rèn)為:做加速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)向外輻射能量.如果電子在原子核中做圓周運(yùn)動(dòng),則它就有加速度,必然會(huì)不斷地向外輻射電磁波,隨著電子能量的減小它將沿著螺旋線落入原子核中,這樣整個(gè)原子就是不穩(wěn)定的,然而事實(shí)并非如此。于是人們推測(cè)電子在原子核中不可能做圓周運(yùn)動(dòng)。我們認(rèn)為以上推斷是錯(cuò)誤的,電子的確在原子核中做圓周運(yùn)動(dòng),其理由如下:第一,電子輻射電磁波并不是一個(gè)只出不進(jìn)的過(guò)程。電子時(shí)刻不停地向外輻射能量,也在時(shí)刻不停地吸收光子,這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。如果電子吸收的能量大于其輻射的能量則原子的溫度升高,如果電子吸收的能量小于其輻射的能量則原子的溫度降低,倘若沒(méi)有外界能量輸入,原子總會(huì)由于向外輻射能量而降低溫度,只要物體的溫度在絕對(duì)零度以上就會(huì)向外輻射電磁波。第二,電子在原子中的質(zhì)量并非一成不變的。一般而言,電子離核越近質(zhì)量越小,離核越遠(yuǎn)質(zhì)量越大(這一點(diǎn)我們稍后證明)。第三,電子和原子核之間并非只有靜電力作用,還存在磁力作用。正因?yàn)榇帕ψ饔玫拇嬖谑闺娮釉诳拷雍藭r(shí)切線速度不斷增大,從而使其離心力逐漸增大,以致于可以與靜電力抗衡維持電子在原子核中的穩(wěn)定。
這里需要我們證明隨著電子離核距離的減小,離心力的增加速度大于靜電力的增加速度。設(shè)電子穩(wěn)定時(shí)質(zhì)量為M,速度為V,與原子核相距R,原子核電量為Q,此時(shí)靜電力F正好等于電子作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,
離心力大于靜電力,所以此時(shí)電子作離心運(yùn)動(dòng),將回到距核R的軌道上。同樣當(dāng)電子受到遠(yuǎn)離原子核的擾動(dòng)后,靜電力F大于電子作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,電子將向原子核運(yùn)動(dòng),最終要回到距核R的軌道上,這里不再證明。
另外我們認(rèn)為,做加速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)向外輻射電磁波這個(gè)提法不夠確切,應(yīng)該說(shuō)做加速運(yùn)動(dòng)的自由電荷會(huì)向外輻射電磁波,而電子在原子核中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)向外輻射電磁波。兩者有什么區(qū)別呢?我們知道,在原子核和電子結(jié)合成原子的過(guò)程中要向外放出能量,即自由電子要在原子核靜電力作用下裂變放出光子才能夠成為原子中的電子,原子中的電子和自由電子是有區(qū)別的。自由電子的質(zhì)量大于原子中的電子的質(zhì)量,自由電子各部分結(jié)合得較為松散,受到外界擾動(dòng)(有加速度)時(shí)會(huì)向外輻射電磁波;而原子中的電子質(zhì)量小,各部分結(jié)合得較為緊密,受到外界擾動(dòng)(有加速度)時(shí)未必會(huì)向外輻射電磁波,只有當(dāng)外界擾動(dòng)(加速度)足夠大時(shí)才會(huì)裂變輻射電磁波,所以電子可以在原子中做圓周運(yùn)動(dòng)而并不向外輻射電磁波。
4.穩(wěn)定軌道的形成
對(duì)于處于基態(tài)的電子來(lái)說(shuō),每秒會(huì)有許多光子與其作用。這些作用有指向原子核的,也有指向核外的。電子在吸收一個(gè)或幾個(gè)光子以后質(zhì)量增加,形成新的電子。我們先考慮指向核外的擾動(dòng)。設(shè)電子在吸收一個(gè)或幾個(gè)光子以后質(zhì)量增加為M+Δm,與原子核相距R+Δr,我們知道,一定質(zhì)量的電子總有與一條特定軌道與之對(duì)應(yīng),比如電子的質(zhì)量為M時(shí)其軌道半徑為R,那么當(dāng)電子質(zhì)量為M+Δm時(shí)就可能停留在半徑為R+Δr的軌道。但這里我們少考慮了一個(gè)條件,那就是質(zhì)量為M+Δm的電子的結(jié)合能。我們知道電子在每秒內(nèi)會(huì)受到許多光子的擾動(dòng),假設(shè)質(zhì)量為M+Δm的電子運(yùn)行在半徑為R+Δr的軌道上,若它受到一個(gè)指向原子核的擾動(dòng),離核距離變?yōu)镽+Δr-r,此時(shí)原子核靜電力對(duì)它的作用增強(qiáng),若它的結(jié)合能小的話則電子立即裂變放出光子重新回到其原來(lái)的軌道R上;如果質(zhì)量為M+Δm的電子內(nèi)部的結(jié)合能非常小,以至于受到微小的擾動(dòng)時(shí)立即裂變放出光子,那么它在半徑為R+Δr的軌道上停留的時(shí)間也趨近于零,換句話說(shuō)半徑為R+Δr的軌道根本不存在;如果質(zhì)量為M+Δm的電子內(nèi)部的結(jié)合能非常大,以致于受到很大的擾動(dòng)時(shí)它才裂變放出光子,那么電子就能夠在半徑為R+Δr的軌道上停留一段時(shí)間,這段時(shí)間就是原子的平均壽命。假設(shè)有一群電子處于同一激發(fā)態(tài),由于每個(gè)電子受到的擾動(dòng)情況不一樣,有的電子受到的擾動(dòng)大有的電子受到的擾動(dòng)小,而只有電子受到足夠大的擾動(dòng)并運(yùn)動(dòng)到離核足夠近的地方才會(huì)裂變放出光子,所以電子裂變回到基態(tài)的時(shí)間也不一樣。處于同一激發(fā)態(tài)的原子的平均壽命和兩個(gè)因素有關(guān):一是電子的結(jié)合能,二是電子受到的擾動(dòng)。電子內(nèi)部的結(jié)合能與原子核“幻數(shù)”相似,只有特定質(zhì)量的電子的結(jié)合能才是很大的,所以電子的軌道也是特定的、不連續(xù)的,其它質(zhì)量的電子由于結(jié)合能很小,裂變時(shí)間極短,所以它們不可能穩(wěn)定停留在原子中,也形成不了穩(wěn)定軌道甚至根本就沒(méi)有軌道。我們?cè)賮?lái)考慮指向原子核的擾動(dòng)。設(shè)電子在吸收一個(gè)或幾個(gè)光子以后質(zhì)量增加為M+Δm,與原子核相距R-Δr,此時(shí)原子核對(duì)電子的靜電力增強(qiáng),電子立即裂變放出質(zhì)量為Δm的光子,由前面的證明我們知道,此時(shí)電子的速度增大,離心力大于靜電力,電子最終將停留在半徑為R的穩(wěn)定軌道上。也許有人會(huì)懷疑,這樣看來(lái)電子可能存在的穩(wěn)定軌道豈不是唯一的了?實(shí)際上由于電子在原子核外有幾個(gè)不同的穩(wěn)定質(zhì)量,所以它也有幾條穩(wěn)定軌道,一定的質(zhì)量總是與某一條特定軌道相對(duì)應(yīng)。從這里我們可以看出,電子在原子核中的穩(wěn)定軌道往往對(duì)應(yīng)于電子結(jié)合能極大的質(zhì)量,結(jié)合能小的質(zhì)量由于在原子中不穩(wěn)定因而不會(huì)形成穩(wěn)定軌道。
5.電子結(jié)構(gòu)與不同躍遷軌道
對(duì)于處于同一激發(fā)態(tài)的一群電子而言,設(shè)電子的質(zhì)量為M+Δm,它們可能會(huì)有不同的躍遷軌道,放出的光子的能量(質(zhì)量)也不同,但總是躍遷到離核近的電子放出的光子的能量(質(zhì)量)大。電子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的過(guò)程并不是先放出光子再回到基態(tài),而是先回到比基態(tài)更近的地方放出光子然后才回到基態(tài)。當(dāng)電子回到離核R-Δr處時(shí),在靜電力作用下電子裂變放出質(zhì)量為Δm的光子,此時(shí)離心力大于靜電力,電子將回到半徑為R的穩(wěn)定軌道上。那么電子為什么會(huì)有多條躍遷軌道呢?這說(shuō)明處于同一激發(fā)態(tài)的電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)(結(jié)合力)不同,有的結(jié)合力大,有的結(jié)合力小,結(jié)合力小的光子在離核較遠(yuǎn)的地方裂變,放出的光子能量也較小;結(jié)合力大的光子在離核較近的地方裂變,放出的光子能量也較大,電子的躍遷方式是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。同一質(zhì)量的電子可能有多種裂變方式,再次向我們說(shuō)明電子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu),在考慮原子光譜時(shí)一定要考慮電子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。處于激發(fā)態(tài)的電子在向基態(tài)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)出光子;把原子的內(nèi)層電子打掉以后外層電子會(huì)放出光子并向離核更近的軌道躍遷。這些現(xiàn)象啟示我們:電子離核越近質(zhì)量越小,電子離核越遠(yuǎn)質(zhì)量越大。從這里也可以看出,電子質(zhì)量越小其內(nèi)部結(jié)合力越大。因?yàn)殡x核越近電子受到的靜電力越大,而電子能夠穩(wěn)定存在說(shuō)明其內(nèi)部結(jié)合力越大。在同一個(gè)原子中,內(nèi)層電子的質(zhì)量小于外層電子的質(zhì)量;同一個(gè)電子離核越近質(zhì)量越小。
人們發(fā)射的人造衛(wèi)星可以設(shè)定軌道,其軌道變化可以是連續(xù)的,但對(duì)原子核中的電子來(lái)說(shuō),其軌道變化則是不連續(xù)的。怎樣理解這一點(diǎn)呢?讓我們做一個(gè)假想實(shí)驗(yàn)。把兩個(gè)帶異種電荷的點(diǎn)電荷放置在一定遠(yuǎn)處,并且假定它們之間除了靜電力以外不在受到其它力的作用,則最終它們將互相吸引在一起。無(wú)論怎樣改變這兩個(gè)電荷的質(zhì)量、電量,結(jié)果都是相同的。這說(shuō)明:用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。說(shuō)到這里,好事者馬上就會(huì)解釋,因?yàn)楹暧^電荷物質(zhì)波的波長(zhǎng)極短而電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)較大,所以用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。換一個(gè)角度來(lái)說(shuō),宏觀物質(zhì)和微觀物質(zhì)是有區(qū)別的,用宏觀物質(zhì)不能模擬微觀物質(zhì)。但區(qū)別究竟在哪里?一個(gè)是宏觀物質(zhì)而另一個(gè)是微觀物質(zhì),這個(gè)解釋近乎無(wú)聊了。還是讓我們來(lái)仔細(xì)分析為什么用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。我們知道,在靜電力作用下,電子和原子核開(kāi)始時(shí)相向運(yùn)動(dòng),而后在磁力作用下沿著螺旋線相互靠近,正是由于原子核和電子之間的磁力使電子獲得了繞原子核運(yùn)動(dòng)的切向加速度,并使整個(gè)原子處于穩(wěn)定狀態(tài)。那么,兩個(gè)宏觀點(diǎn)電荷之間的運(yùn)動(dòng)軌跡為什么是一條直線呢?這是因?yàn)楹暧^電荷的荷質(zhì)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原子核和電子的荷質(zhì)比,在靜電力作用下宏觀點(diǎn)電荷獲得的最終速度也小得可憐,因此宏觀點(diǎn)電荷之間因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磁力也微乎其微,近似于零。所以宏觀點(diǎn)電荷在靜電力作用下表現(xiàn)為相向運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡接近直線。從這里我們可以得出這樣一個(gè)結(jié)論:雖然靜電力作用在兩個(gè)電荷的連心線上,但是僅在靜電力作用下,電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡不一定就是直線,兩個(gè)電荷的荷質(zhì)比越小,其運(yùn)動(dòng)軌跡越接近直線,反之則越接近曲線。那么,如果宏觀點(diǎn)電荷的荷質(zhì)比足夠大甚至可以與原子核或電子相比時(shí),是否可以用宏觀點(diǎn)電荷模擬原子核和電子相之間的作用呢?也不能!如果宏觀點(diǎn)電荷的荷質(zhì)比足夠大,甚至可以與原子核或電子相比,那么這樣的兩個(gè)異種電荷在靜電力作用下會(huì)沿著螺旋線相互接近,最終會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài),但由于宏觀點(diǎn)電荷的質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變化,因此最多只能形成一條穩(wěn)定軌道,而不可能象電子那樣在原子核中有多條穩(wěn)定軌道。
在多電子原子中,各電子間有什么主要區(qū)別呢?有人認(rèn)為離核越近的電子能量越低,越不容易失去;離核越遠(yuǎn)電子能量越高越容易失去,但這還不是最主要的區(qū)別。多電子原子中各電子間最主要的區(qū)別在于它們的質(zhì)量不同。離核越近的電子質(zhì)量越小,離核越遠(yuǎn)的電子質(zhì)量越大,同一個(gè)原子中沒(méi)有兩個(gè)質(zhì)量相同的電子存在。在氫原子中也是電子離核越近質(zhì)量越小,離核越遠(yuǎn)質(zhì)量越大。
6.原子的吸收光譜和明線光譜
在原子的吸收光譜中,只有特定能量的光子才被電子吸收;在原子的明線光譜中,同樣也只能發(fā)出特定能量的光子。于是人們認(rèn)為電子只能吸收或發(fā)出特定能量的光子。我們知道,只要物體的溫度在絕對(duì)零度以上,就會(huì)向外發(fā)射電磁波,物質(zhì)的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。那么其它能量的光子是由哪一部分發(fā)出又是如何發(fā)出的呢?顯然還是由電子發(fā)出的,因?yàn)樵雍瞬豢赡馨l(fā)出光子。當(dāng)我們用電子束轟擊汞原子蒸汽時(shí),可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)電子的能量為某些特定值時(shí),汞原子強(qiáng)烈地吸收其能量;對(duì)于其它能量的電子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收電子束的能量實(shí)際是汞原子中的電子吸收電子束的能量。可見(jiàn),原子中的電子可以吸收各種能量(質(zhì)量),但對(duì)特定的能量(質(zhì)量)吸收能力十分強(qiáng)。在原子的吸收光譜中,電子可以吸收各種能量的光子,只不過(guò)大部分光子被電子吸收后與電子的結(jié)合能并不大,受到微小的擾動(dòng)后立即放出光子,由于該過(guò)程極短,所以當(dāng)連續(xù)光通過(guò)原子蒸汽時(shí),大部分光子被吸收后又很快放出,看起來(lái)似乎沒(méi)有與原子作用,只有極少數(shù)具有特定能量的光子與電子的結(jié)合力極大,這類光子被吸收后要保持一段時(shí)間才可能放出,故吸收光譜會(huì)出現(xiàn)幾條暗線。至于原子的明線光譜,與其說(shuō)是明線光譜還不如說(shuō)原子的發(fā)射光譜中有幾條線特別亮。這是因?yàn)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的電子比別的能量狀態(tài)的電子穩(wěn)定,停留的時(shí)間較長(zhǎng),所以在一群原子中處于激發(fā)態(tài)的電子數(shù)目總比別的狀態(tài)的電子數(shù)目多,因而它們發(fā)出的光也更亮一些。事實(shí)上原子的發(fā)射光譜不僅僅是明線光譜,明線光譜只是原子發(fā)射光譜中極個(gè)別的具有代表性的光子,原子幾乎可以發(fā)出小于一定能量的任何光子。電子在原子中時(shí)刻不停地吸收各種能量的光子,由于電子與絕大部分光子的結(jié)合力都不大,所以電子也在時(shí)刻不停地放出各種能量的光子,因此物質(zhì)的發(fā)射光譜往往是連續(xù)光譜。
許多人都認(rèn)為原子只能吸收特定能量的光子,原子也只能放出幾種特定能量的光子,因?yàn)樗麄兛吹皆拥奈展庾V中僅有幾條特定頻率的暗線,而子的發(fā)射光譜也僅僅是幾條特定頻率的明線而已。其實(shí)這種看法是錯(cuò)誤的。我們不妨這樣分析,若原子只能吸收特定能量的光子,則只有特定能量的幾種光子對(duì)物體具有明顯的熱效應(yīng),并且每種物質(zhì)的敏感光子不同。實(shí)際上并非如此。我們知道,紅外線具有顯著的熱效應(yīng),對(duì)任何物質(zhì)都是如此。此外,物質(zhì)的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜,這也說(shuō)明原子或分子的吸收(或發(fā)射)出的光子是廣譜性的。為了充分理解這個(gè)問(wèn)題,需要作進(jìn)一步的說(shuō)明。現(xiàn)代物理學(xué)指出:氫原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n電子伏(這里n取自然數(shù)),也就是13.6、3.4、1.5……電子伏,并且認(rèn)為對(duì)于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子不會(huì)被電子吸收。我們認(rèn)為:電子吸收的光子能量是連續(xù)的,對(duì)于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子同樣會(huì)被電子吸收,只不過(guò)電子吸收這些光子后,電子和光子的結(jié)合能不夠大形不成穩(wěn)定的軌道,所以電子又很快放出該光子,由于作用時(shí)間極短,以致于我們誤認(rèn)為電子沒(méi)有吸收光子。換一個(gè)角度來(lái)考慮,當(dāng)大量的原子吸收了能量連續(xù)的光子時(shí),由于大部分電子與光子的結(jié)合力都不大,所以這些電子在極短的時(shí)間內(nèi)(設(shè)為t)就會(huì)裂變放出光子,而能量為13.6、3.4、1.5……電子伏的光子與電子的結(jié)合力很大,所以電子裂變放出光子的時(shí)間也很長(zhǎng),如果這個(gè)時(shí)間是100t,則電子放出相應(yīng)的光子也比其它光子亮100倍;如果這個(gè)時(shí)間是1000t,則電子放出相應(yīng)的光子也比其它光子亮1000倍……,這樣,在原子的明線光譜中自然就形成幾條特殊的亮線了。由此我們得出一個(gè)結(jié)論:在原子的發(fā)射光譜中,任意一條譜線的亮度與處于相應(yīng)激發(fā)態(tài)的原子的平均壽命成正比,原子的平均壽命越長(zhǎng),譜線的亮度越大;原子的平均壽命越短,線的亮度越小。當(dāng)然這有個(gè)前提,那就是被原子吸收的連續(xù)光譜中各種能量的光子是平均分布的。
7.熱現(xiàn)象的本質(zhì)
由于電子時(shí)刻不停地受到光子的擾動(dòng),不斷地吸收各種能量的光子,也不停地放出各種能量的光子,所以電子在原子核中并不是處于穩(wěn)定狀態(tài),它的運(yùn)動(dòng)軌跡也不是正圓。一般來(lái)說(shuō),溫度越高,電子受到的擾動(dòng)越大,其運(yùn)動(dòng)軌跡偏離圓形的趨勢(shì)越明顯;溫度越低,電子受到的擾動(dòng)越小,電子的運(yùn)動(dòng)軌跡越接近圓(只有在絕對(duì)零度時(shí),電子的運(yùn)動(dòng)軌跡才可能是正圓)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),原子模型可以看作是盧瑟福的行星模型和電子云模型的結(jié)合:溫度越高,原子模型越接近行星模型;溫度越低,原子模型越接近電子云模型(但在某一瞬間,電子在原子核中有確切的位置)。溫度的高低反映了電子偏離穩(wěn)定軌道程度的大小,單個(gè)原子(分子)也有溫度。電子偏離圓形軌道的程度越大,表明該原子的溫度越高,電子裂變后放出的能量也越大。所以溫度升高時(shí)物體發(fā)出的電磁輻射向短波方向移動(dòng)。對(duì)于溫度一定的物體來(lái)說(shuō),它內(nèi)部包含了大量的原子,這些原子中的電子由于受到的擾動(dòng)大小不同,它們裂變放出光子的質(zhì)量也不同,但大致滿足正態(tài)分布,即發(fā)出的光子中能量特別大的和能量特別小的都是極少數(shù)。由前面的論述我們知道,電子在原子核中的能量大小并非定值:電子離核越遠(yuǎn)電勢(shì)能越大,離核越近電勢(shì)能越小。與宏觀電荷一樣,電子的電勢(shì)能是其與原子核距離的函數(shù),電子和原子核間的作用力服從庫(kù)侖定律。溫度越高,電子離核越遠(yuǎn),電勢(shì)能也越大,因而也越容易失去;溫度越低,電子離核越近,電勢(shì)能也越小,也越不容易失去。
什么是熱現(xiàn)象呢?這似乎是不是問(wèn)題的問(wèn)題。人們通常認(rèn)為:熱現(xiàn)象是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映,溫度越高分子的平均速率越大,溫度越低分子的平均速率越小。果真如此嗎?我們知道,太陽(yáng)時(shí)刻不停地向外拋射高能粒子,這些粒子的速度接近光速,宇宙中其它恒星也在不停地向外拋射高能粒子,所以在宇宙空間任何地方,都有許多高能粒子正在做雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng),這些粒子的速度通常都接近光速或亞光速。這樣看來(lái)宇宙空間的溫度應(yīng)該很高(至少比恒星內(nèi)部高),宇宙空間應(yīng)該是很明亮的。但事實(shí)上,宇宙空間是漆黑的一團(tuán),溫度只超過(guò)絕對(duì)零度一點(diǎn)。這說(shuō)明粒子運(yùn)動(dòng)速度大未必溫度就很高,物體的溫度不是由組成它的原子(分子)的平均運(yùn)動(dòng)速度決定的。溫度升高,原子(分子)的平均速度增大。但反過(guò)來(lái),原子(分子)的平均速度增大并不意味著溫度升高。我們知道,只要物體的溫度在絕對(duì)零度以上就會(huì)向外輻射電磁波,而物質(zhì)向外輻射電磁波的原因是電子受到擾動(dòng)后在靜電力作用下放出光子,并且光子受到的擾動(dòng)越大放出的光子能量也越大,相應(yīng)的物體的溫度也越高。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),原子是儲(chǔ)存熱量的最小單位,單個(gè)原子也有溫度,因?yàn)樗梢詢?chǔ)存熱能。但單個(gè)的帶電粒子如質(zhì)子、電子在不受外界任何擾動(dòng)時(shí),即便速度再大也不會(huì)向外界釋放能量,因此它們都不能儲(chǔ)存熱能,因而也沒(méi)有溫度。應(yīng)該看到,原子(分子)的高速運(yùn)動(dòng)所具有的能量?jī)H僅是動(dòng)能而不是熱能,和宏觀物體一樣,速度大未必溫度高。宏觀物體的速度與其溫度無(wú)關(guān),原子(分子)也是如此。一個(gè)原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大,只能說(shuō)明它的動(dòng)能大,儲(chǔ)存的熱能未必就多。熱能僅儲(chǔ)存于原子核和電子形成的原子體系中,兩者中缺少任何一個(gè)都不能儲(chǔ)存熱能。在日常生活中我們用紅外線(微波)加熱而不用紫外線,紫外線的熱效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紅外線(微波)。這是因?yàn)榧t外線(微波)光子的質(zhì)量小,和原子中電子的結(jié)合力大(包括內(nèi)層電子),而紫外線和原子中電子的結(jié)合力小(它幾乎不與內(nèi)層電子作用),所以紅外線往往容易被物體吸收,其熱效應(yīng)當(dāng)然比紫外線強(qiáng)。
再進(jìn)一步考慮,什么是熱現(xiàn)象呢?熱現(xiàn)象和溫度之間有什么關(guān)系呢?我們認(rèn)為:對(duì)一個(gè)物體而言,倘若它儲(chǔ)存了熱能它就有溫度,并且它儲(chǔ)存的熱能越多它的溫度就越高,反之則溫度越低;倘若物體沒(méi)有儲(chǔ)存熱能則它就沒(méi)有溫度或者說(shuō)它的溫度是絕對(duì)零度;倘若物體不能儲(chǔ)存熱能,則用溫度來(lái)衡量該物體是沒(méi)有意義的。我們知道,原子是儲(chǔ)存熱能的最基本單位,原子的熱能實(shí)際上是儲(chǔ)存在電子中的。單獨(dú)的原子核、單獨(dú)的電子都不能儲(chǔ)存熱能,所以單獨(dú)的原子核、單獨(dú)的電子都沒(méi)有溫度。同樣的道理,光子也不能儲(chǔ)存熱能,它僅僅是熱能的載體,因?yàn)閱为?dú)的原子可以儲(chǔ)存熱能,所以單獨(dú)的原子有溫度,但由于單獨(dú)的光子不能儲(chǔ)存熱能,所以單獨(dú)的光子沒(méi)有溫度,不同能量的光子之間只有能量的差異而沒(méi)有溫度的差異,用溫度來(lái)衡量光子是毫無(wú)意義的。倘若光子也有溫度,則在太陽(yáng)系中離太陽(yáng)越近的空間溫度就應(yīng)該越高,離太陽(yáng)越遠(yuǎn)的空間溫度就應(yīng)該越低,事實(shí)上完全不是這么回事。
8.電子的質(zhì)量-結(jié)合能曲線表
篇7
關(guān)鍵詞:高中物理;高考模式;實(shí)踐
近幾年來(lái),我國(guó)對(duì)于高考的重視程度不斷提高,各個(gè)省市也針對(duì)新課標(biāo)提出“全面發(fā)展學(xué)生能力”的要求,不斷地對(duì)高考的模式進(jìn)行改進(jìn)。例如,山東采取的“3+X+1”的模式、廣東實(shí)行的“3+文科基礎(chǔ)/理科基礎(chǔ)+X”模式以及寧夏實(shí)行的“3+文綜/理綜”模式,在強(qiáng)化語(yǔ)、數(shù)、外這幾類基礎(chǔ)科目的同時(shí),也在不斷地注重物理、化學(xué)等科學(xué)性學(xué)科的發(fā)展。而這種形式的高考模式也對(duì)高中物理的教學(xué)提出了新要求,在新課改的大條件下,如何將物理的教學(xué)與高考模式進(jìn)行有效融合,成為當(dāng)今高中教育面臨的一個(gè)新的實(shí)踐和挑戰(zhàn)。
一、新高考模式對(duì)高中物理教學(xué)的要求
1.強(qiáng)調(diào)物理與生活接軌
近年來(lái),物理的學(xué)習(xí)逐漸生活化,在高考的改革中此特點(diǎn)也有較為明顯的顯露。縱觀物理學(xué)的研究?jī)?nèi)容,我們不難發(fā)現(xiàn),物理本就是一門來(lái)自于自然與生活的學(xué)科,所以其最終落腳點(diǎn)也一定是在實(shí)際生活。例如,我們常遇到要求用牛頓力學(xué)定律來(lái)解決日常生活中的問(wèn)題、利用光學(xué)知識(shí)來(lái)改良現(xiàn)有工具的漏洞等等,這些考題都越來(lái)越注重分析實(shí)際問(wèn)題,解決現(xiàn)實(shí)生活中的困難,將“理論物理”逐漸向“實(shí)踐物理”方向引導(dǎo),所以在物理教學(xué)的實(shí)踐中,教師應(yīng)當(dāng)著重抓住這一特點(diǎn),從現(xiàn)實(shí)生活出發(fā),最終回歸生活,讓學(xué)生從多個(gè)領(lǐng)域去了解物理知識(shí),真正地將物理應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中。
2.注重更寬領(lǐng)域的物理學(xué)習(xí)
高中的物理學(xué)習(xí)相比初中難度加大,知識(shí)面拓寬,對(duì)于學(xué)生的要求也不斷提高。在高中物理課程的設(shè)置上,一般開(kāi)設(shè)了必修課與選修課,每種教材的側(cè)重點(diǎn)不同,形式多樣化,將物理的學(xué)習(xí)領(lǐng)域不斷拓寬。而相對(duì)于之前,學(xué)生也有了更多的主動(dòng)選擇權(quán)。在高考試題的設(shè)置中,一般學(xué)生可以選擇自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域或方面進(jìn)行答題,這不僅給了學(xué)生更多主動(dòng)權(quán),凸顯了高考制度的人性化,也將物理學(xué)習(xí)完善到更全面的程度。
二、物理教學(xué)與高考模式融合的實(shí)踐
針對(duì)新的高考模式對(duì)高中物理教學(xué)提出的要求,我們應(yīng)當(dāng)在日常的教學(xué)中尋求新的出路。
1.加強(qiáng)情感教育,構(gòu)建富有生活氣息的物理課堂
物理教學(xué)的生活化成為高中物理課堂發(fā)展的必然趨勢(shì),教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重將知識(shí)框架的構(gòu)建建立在實(shí)際生活的基礎(chǔ)之上,在任何時(shí)候不要脫離生活。積極地引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并尋求解決方式,使生活中的每個(gè)問(wèn)題成為物理學(xué)習(xí)的引爆點(diǎn)。當(dāng)學(xué)生愿意去探求這些問(wèn)題的答案時(shí),物理學(xué)習(xí)就會(huì)變成一種主動(dòng)行為。
2.優(yōu)化教學(xué)組合,培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)學(xué)生
高中物理課程的設(shè)置為學(xué)生提供了多種選擇,學(xué)生可以根據(jù)自己的特長(zhǎng)學(xué)習(xí)自己更感興趣的課程。教師應(yīng)當(dāng)做好教學(xué)內(nèi)容的合理組合,以靈活多變的教學(xué)模式將不同的知識(shí)進(jìn)行有效的串聯(lián)。注重課堂知識(shí)的拓展,使學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅局限于課本知識(shí),能力也能得到各方面的發(fā)展。
高中物理教學(xué)與高考模式的新要求是相輔相成的,都應(yīng)注重學(xué)生發(fā)展的本身。教師在日常教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)緊跟高考改革的動(dòng)向,注意研究題型及內(nèi)容的變化與拓展,注重學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)積極性的激發(fā),減少機(jī)械的學(xué)習(xí),真正地實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)與高考改革模式的有效融合。
參考文獻(xiàn):
篇8
1關(guān)于當(dāng)代物理學(xué)中的美學(xué)
在日常的物理教學(xué)中,關(guān)于美學(xué)的應(yīng)用隨處可見(jiàn),比如平時(shí)的教學(xué)中帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡有規(guī)律性、規(guī)范作圖后呈現(xiàn)出對(duì)稱美感,這些均對(duì)物理學(xué)教學(xué)中美感的提煉有著直接的影響,甚至從物理學(xué)的起源角度來(lái)看,伽利略、哥白尼等對(duì)于真理的追逐亦然是對(duì)物理美的追求,如地球究竟是橢圓形還是圓形,甚至就物理學(xué)中使用到的工具如直尺、圓規(guī)、圓柱以及圓錐模型等,這些工具所呈現(xiàn)出來(lái)的硬朗和柔美,包括圓形從線條角度延伸開(kāi)來(lái)的無(wú)限空間等,均可以讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)、理解和觸摸到美的存在和美的要義.
如何在課堂教學(xué)中使用“物理美”進(jìn)行美感式教學(xué),如何在新課改的要求下,利用美感教學(xué)來(lái)幫助學(xué)生提高對(duì)物理審美的眼界和標(biāo)準(zhǔn),此類,對(duì)于教師的日常教學(xué)來(lái)說(shuō),均非常必要.從這一角度來(lái)進(jìn)行延伸,將當(dāng)前物理學(xué)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和電、磁、光等規(guī)律整合并統(tǒng)一起來(lái),教師從物理美的角度為學(xué)生們?cè)谥笇?dǎo)教學(xué)時(shí),就可以更加方便的將一些現(xiàn)有理論中假設(shè)出來(lái)的概念和理論通過(guò)其他可以觸摸到的現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行互換性的延展.而原子、離子、分子等的有效融合又將宇宙間的萬(wàn)事萬(wàn)物用最為和諧的方式統(tǒng)一在一起,學(xué)習(xí)在某些意義上也是對(duì)美好和美感的追求與執(zhí)著.
物理美在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)處不在,物理學(xué)中的平衡美、規(guī)則美、曲線美與其他學(xué)科不斷的交叉,并在現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐中被應(yīng)用到具體的實(shí)驗(yàn)中來(lái),以美學(xué)角度來(lái)作為切入點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂教育的話,不但可以提升學(xué)生的審美更能促進(jìn)學(xué)生增加對(duì)物理學(xué)知識(shí)的理解能力.
2關(guān)于物理學(xué)教學(xué)中對(duì)美感的有效使用
物理學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,在其中蘊(yùn)含的動(dòng)態(tài)美學(xué),又因?yàn)橄嗷ブg的差異而有了新的意義.對(duì)稱、離合、缺口等均是在這樣一個(gè)既平衡又不平衡的狀態(tài)下所創(chuàng)造出的奇異美感世界.因此,在當(dāng)前的新教改要求下,在課堂教學(xué)中融入美感式教學(xué)則會(huì)將物理課堂教學(xué)引入一個(gè)更高、更為和諧的領(lǐng)域中來(lái),而這些均離不開(kāi)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的合理性、科學(xué)性的分析和整合.以下我們將以物理學(xué)教學(xué)中的物理美和物理學(xué)教學(xué)為切入點(diǎn),其具體內(nèi)容展開(kāi)討論如:
2.1引入簡(jiǎn)易化試驗(yàn),親身感知物理美
任何學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)都是均衡的,都需要教師或者在教師的帶領(lǐng)下幫助學(xué)生來(lái)梳理出一個(gè)明白清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、有序統(tǒng)一的科學(xué)性思路來(lái).比如牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律以及眾多物理現(xiàn)象中所提煉出來(lái)的萬(wàn)有引力定律,這些均可以以一個(gè)或者一系列的模擬示范來(lái)進(jìn)行演示和說(shuō)明.
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理學(xué)教學(xué)中較為明顯和直接的教學(xué)方式,學(xué)生可以借此近距離的觀察到整個(gè)物理現(xiàn)象的變化,甚至包括細(xì)微的點(diǎn)滴變動(dòng).而對(duì)于一些比較困難的定義,如質(zhì)點(diǎn)、原子結(jié)構(gòu)、剛體、磁力學(xué)等也可借此來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的示例式說(shuō)明.
在連接電流表和電壓表所進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)中,電流通過(guò)小小的電線所最終顯示出來(lái)的力量可以讓燈泡發(fā)亮、可以讓蒸汽轟鳴,而燈光所展現(xiàn)出的美麗實(shí)際上也是物理學(xué)在實(shí)際應(yīng)用中所切實(shí)展現(xiàn)出的美麗,而這些卻是學(xué)生們通過(guò)親自試驗(yàn)中的觸感無(wú)法真正感受到的.但是,“千人震”實(shí)驗(yàn)可以改變這一問(wèn)題.“千人震”實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中比較出名,其實(shí)際上是利用人體的相互連接來(lái)體驗(yàn)電流變化的試驗(yàn).將干電池、變壓器線圈連接起來(lái),其中,變壓器線圈可以使用日光燈上的鎮(zhèn)流器.當(dāng)然在這項(xiàng)工作實(shí)際操作之前必須要設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)的電路來(lái).
拉合開(kāi)關(guān),伸出雙手可以感受到切實(shí)的電壓感,那種感覺(jué)則是電壓的真實(shí)感受,而當(dāng)幾個(gè)同學(xué)甚至全班同學(xué)都手拉手環(huán)形的在一起時(shí),拉合電路依舊能讓人與人之間產(chǎn)生出切實(shí)的電流壓迫感,這種真實(shí)性和電壓、電流帶給人類的那種酥麻感均可以引發(fā)學(xué)生們的好奇心,而當(dāng)在電路中加入色彩斑斕的小燈時(shí),人體與燦爛的燈光連接起來(lái),所形成的奇特體會(huì)則可以進(jìn)一步的讓人類感受到物理學(xué)與實(shí)踐結(jié)合時(shí)所帶來(lái)的奇妙美.
2.2多學(xué)科的平衡美轉(zhuǎn)化,體會(huì)計(jì)算中的美感
錯(cuò)綜復(fù)雜的物理知識(shí)和模型使用方式均可以非常自然的用函數(shù)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換,而函數(shù)美一旦與物理美有效結(jié)合起來(lái)時(shí),則可以從無(wú)序到有序,從雜亂到整齊的幫助物理教師可以更好的更為規(guī)律性的為學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的講解和介紹.而這些方法和體驗(yàn),均是符合當(dāng)前的新課標(biāo)要求的重要美學(xué)體驗(yàn).
奇異的和諧之美在物理學(xué)中的運(yùn)用時(shí)是可以跨行業(yè)跨學(xué)科進(jìn)行的.比如我們所說(shuō)的函數(shù)美和物理美的綜合體,借助可以幫助函數(shù)和物理學(xué)之間進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換.以目前已經(jīng)勘測(cè)出來(lái)的一些物理學(xué)計(jì)算規(guī)則為例,由于均是描述的同一個(gè)物理現(xiàn)象,因此在相互之間所存在的關(guān)聯(lián)感則更加的直接,諸如計(jì)算容積、水浮力、體積、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的摩擦力等均可以將雙方之間的規(guī)律和平衡感進(jìn)行專業(yè)化的轉(zhuǎn)換,而兩者之間所存在的美感也可以借此進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換,這些在教師日常教學(xué)的時(shí)候均可以用規(guī)范化的語(yǔ)言和清晰縝密的互換規(guī)律予以表現(xiàn),與此同時(shí)所配備的工整和諧的圖示注解,能讓解題更加的規(guī)范化和科學(xué)化.
篇9
在商務(wù)交往之中,商務(wù)伙伴之間合作的成功,是值得有關(guān)各方慶幸與慶賀的一樁大事。實(shí)事求是地說(shuō),在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境之中、涇渭分明的利益關(guān)系之下以及變幻叵測(cè)的商界風(fēng)云之內(nèi),商務(wù)伙伴之間的合作的確來(lái)之不易,因此,它備受有關(guān)各方的高度重視。舉行熱烈而隆重的交接儀式,就是在商務(wù)往來(lái)中通常用以慶賀商務(wù)伙伴們彼此之間合作成功的一種常見(jiàn)的活動(dòng)形式。
交接儀式,在商界一般是指施工單位依照合同將已經(jīng)建設(shè)、安裝完成的工程項(xiàng)目或大型設(shè)備,例如廠房、商廈、賓館、辦公樓、機(jī)場(chǎng)、碼口、車站、或飛機(jī)、輪船、火車、機(jī)械、物資,等等,經(jīng)驗(yàn)收合格后正式移交給使用單位之時(shí),所專門舉行的慶祝典禮。
舉行交接儀式的重要意義在于,它既是商務(wù)伙伴們對(duì)于所進(jìn)行過(guò)的成功合作的慶賀,是對(duì)給予過(guò)自己關(guān)懷、支持、幫助和理解的社會(huì)各界的答謝,又是接收單位與施工、安裝單位巧妙地利用時(shí)機(jī),為雙方各自提高知名度和美譽(yù)度而進(jìn)行的一種公共宣傳活動(dòng)。
交接的禮儀,一般是指在舉行交接儀式時(shí)所須遵守的有關(guān)規(guī)范。通常,它具體包括交接儀式的準(zhǔn)備、交接儀式的程序、交接儀式的參加等三個(gè)方面的主要內(nèi)容。以下,就分別對(duì)其加以介紹。
首先要作好交接儀式的準(zhǔn)備。準(zhǔn)備交接儀式,主要要關(guān)注下列三件事:即來(lái)賓的邀約、現(xiàn)場(chǎng)的布置、物品的預(yù)備等等。
來(lái)賓的邀請(qǐng),一般應(yīng)由交接儀式的東道主——施工、安裝單位負(fù)責(zé)。在具體擬定來(lái)賓名單時(shí),施工、安裝單位亦應(yīng)主動(dòng)征求自己的合作伙伴——接收單位的意見(jiàn)。接收單位對(duì)于施工、安裝單位所草擬的名單不宜過(guò)于挑剔,不過(guò)可以對(duì)此酌情提出自己的一些合理建議。
在一般情況下,參加交接儀式的人數(shù)自然越多越好。如果參加者太少,難免會(huì)使儀式顯得冷冷清清。但是,在宏觀上確定參加者的總?cè)藬?shù)時(shí),必須兼顧場(chǎng)地條件與接待能力,切忌貪多勿得。
從原則上來(lái)講,交接儀式的出席人員應(yīng)當(dāng)包括:施工、安裝單位的有關(guān)人員,接收單位的有關(guān)人員、上級(jí)主管部門的有關(guān)人員,當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)人員,行業(yè)組織、社會(huì)團(tuán)體的有關(guān)人員,各界知名人士、新聞界人士,以及協(xié)作單位的有關(guān)人員,等等。
篇10
[關(guān)鍵詞]財(cái)務(wù)理論邏輯起點(diǎn)財(cái)務(wù)本金財(cái)務(wù)目標(biāo)
理論是系統(tǒng)化的理性認(rèn)識(shí),是對(duì)研究的客觀對(duì)象的本質(zhì)及其與周圍環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用中表現(xiàn)出的規(guī)律性進(jìn)行理性思維和高度抽象的結(jié)果。財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)是人們基于對(duì)財(cái)務(wù)實(shí)踐活動(dòng)的認(rèn)識(shí),通過(guò)思維活動(dòng)對(duì)財(cái)務(wù)理論系統(tǒng)的構(gòu)成要素及其排列和組合方式所作的界定,其功能在于界定財(cái)務(wù)理論體系的覆蓋內(nèi)容與容量,揭示其內(nèi)部各要素之間的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)與層次關(guān)系,梳理財(cái)務(wù)理論研究的基本脈絡(luò),指導(dǎo)和推動(dòng)財(cái)務(wù)實(shí)踐的發(fā)展。
構(gòu)建財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)首先要解決如何確定邏輯起點(diǎn)問(wèn)題。邏輯起點(diǎn)是構(gòu)建一門學(xué)科理論體系和理論結(jié)構(gòu)的出發(fā)點(diǎn),即該學(xué)科理論體系中最基本、最抽象、最簡(jiǎn)單的一個(gè)理論范疇,它不僅是理論體系的一個(gè)組成部分,而且對(duì)該學(xué)科其他理論要素的建立和發(fā)展以及整個(gè)理論體系的構(gòu)建起著決定性作用。邏輯起點(diǎn)對(duì)理論結(jié)構(gòu)有著直接的影響,不同的邏輯起點(diǎn)會(huì)形成不同的理論結(jié)構(gòu),構(gòu)建財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)首先必須正確選擇邏輯起點(diǎn)。
一、構(gòu)成財(cái)務(wù)理論邏輯起點(diǎn)的基本標(biāo)準(zhǔn)
1.邏輯起點(diǎn)必須具有內(nèi)生性。首先它作為一個(gè)獨(dú)立的財(cái)務(wù)范疇必須是理論體系的基本組成要素,不能置身于理論體系之外,其次它是財(cái)務(wù)理論最基本的出發(fā)點(diǎn),是財(cái)務(wù)理論體系中其他理論建立的基礎(chǔ),所以它應(yīng)當(dāng)具備高度的內(nèi)在邏輯性。只有這樣,它才可能成為整個(gè)財(cái)務(wù)理論研究的主線,從而使整個(gè)理論體系具有高度的邏輯性和一定的拓展性和推演性。
2.邏輯起點(diǎn)必須具有可知性。作為理論研究的起點(diǎn),需要其本身的可知性,如果研究起點(diǎn)本身就模糊,推理出的其他范疇就必然模糊,構(gòu)建起來(lái)的理論體系也必然經(jīng)不起實(shí)踐的檢驗(yàn)。
3.邏輯起點(diǎn)必須能夠聯(lián)系財(cái)務(wù)系統(tǒng)和財(cái)務(wù)環(huán)境。財(cái)務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)由多要素有機(jī)構(gòu)成的開(kāi)放的信息系統(tǒng),與財(cái)務(wù)環(huán)境之間存在著信息與能量的交換。但財(cái)務(wù)系統(tǒng)與財(cái)務(wù)環(huán)境之間進(jìn)行信息與能量的交換必須要有一個(gè)中介,只有通過(guò)財(cái)務(wù)理論的邏輯起點(diǎn)的連接,才能從復(fù)雜的會(huì)計(jì)環(huán)境抽象出某些內(nèi)容供財(cái)務(wù)系統(tǒng)處理;也只有通過(guò)這個(gè)橋梁建立起來(lái)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)才是嚴(yán)密而有用的財(cái)務(wù)系統(tǒng),由此構(gòu)建起來(lái)的財(cái)務(wù)理論體系才是嚴(yán)密而科學(xué)的理論體系。
4.邏輯起點(diǎn)必須能夠聯(lián)系財(cái)務(wù)理論與財(cái)務(wù)實(shí)踐。現(xiàn)代財(cái)務(wù)理論研究不僅注重規(guī)范性研究,更注重實(shí)證性研究,從而使現(xiàn)代財(cái)務(wù)理論更具實(shí)踐性和可操作性。又因?yàn)樨?cái)務(wù)理論是從財(cái)務(wù)實(shí)踐中來(lái),又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)財(cái)務(wù)實(shí)踐,并在財(cái)務(wù)實(shí)踐中得到檢驗(yàn),從而不斷完善和發(fā)展,這決定了財(cái)務(wù)理論的邏輯起點(diǎn)不僅要在財(cái)務(wù)領(lǐng)域起到出發(fā)點(diǎn)和統(tǒng)馭的作用,還必須將財(cái)務(wù)理論和財(cái)務(wù)實(shí)踐密切聯(lián)系起來(lái)。
二、當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)財(cái)務(wù)理論邏輯起點(diǎn)觀點(diǎn)的評(píng)述
1.本質(zhì)起點(diǎn)論。“這種觀點(diǎn)形成于20世紀(jì)80年代我國(guó)財(cái)務(wù)理論初建時(shí)期。當(dāng)時(shí)對(duì)財(cái)務(wù)的存廢問(wèn)題存在很大的爭(zhēng)議,財(cái)務(wù)理論工作者在形成財(cái)務(wù)獨(dú)立論的過(guò)程中,從財(cái)務(wù)的本質(zhì)研究出發(fā),奠定了財(cái)務(wù)理論的基石(郭復(fù)初,1997)?!背诌@種觀點(diǎn)的學(xué)者認(rèn)為,“財(cái)務(wù)本質(zhì)是財(cái)務(wù)理論要素中最一般、最抽象、最簡(jiǎn)單的一個(gè)。”、“本質(zhì)是事務(wù)的內(nèi)在聯(lián)系,財(cái)務(wù)本質(zhì)是財(cái)務(wù)活動(dòng)區(qū)別于其他活動(dòng)、財(cái)務(wù)管理學(xué),區(qū)別于其他學(xué)科的根本標(biāo)志(張兆國(guó)、宋麗夢(mèng)、吳衛(wèi)星,1999)。”、“以財(cái)務(wù)本質(zhì)作為研究財(cái)務(wù)理論的邏輯起點(diǎn),正是理論結(jié)合實(shí)際,理性認(rèn)識(shí)源于感性認(rèn)識(shí)的體現(xiàn)(楊淑娥、王愛(ài)芳,2000)?!彪m然財(cái)務(wù)本質(zhì)體現(xiàn)了財(cái)務(wù)的內(nèi)在規(guī)律性,是推理論證其他范疇的基礎(chǔ)之一。但由于財(cái)務(wù)本質(zhì)是一個(gè)純粹的理論范疇,它不能聯(lián)系財(cái)務(wù)系統(tǒng)與財(cái)務(wù)環(huán)境、財(cái)務(wù)理論與財(cái)務(wù)實(shí)踐,并且它如同真理一樣,無(wú)法讓人們完全懂得,只能無(wú)限地接近,即不具可知性。因此不應(yīng)將其作為邏輯起點(diǎn)。
2.環(huán)境起點(diǎn)論?!碍h(huán)境決定一切,存在決定一切。財(cái)務(wù)目標(biāo)都是在一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下人們對(duì)財(cái)務(wù)現(xiàn)象的一種認(rèn)識(shí),有什么樣的財(cái)務(wù)環(huán)境,就必然有什么樣的財(cái)務(wù)理論(陳興述,2000)。”、“財(cái)務(wù)管理環(huán)境是對(duì)財(cái)務(wù)管理有影響的一切因素的總和?!?、“有什么樣的理財(cái)環(huán)境,就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的理財(cái)模式,也就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的財(cái)務(wù)理論體系(王化成,2000)?!钡P者認(rèn)為將其作為邏輯起點(diǎn)是不合適的,因?yàn)樨?cái)務(wù)環(huán)境只是研究財(cái)務(wù)理論的背景,是財(cái)務(wù)理論形成和發(fā)展的外部條件,而不是財(cái)務(wù)理論本身的基本內(nèi)容和基本要素。而且,財(cái)務(wù)環(huán)境雖具有可知性,但它不能將其自身與財(cái)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái),更不能聯(lián)系財(cái)務(wù)理論與財(cái)務(wù)實(shí)踐,也不能推導(dǎo)出其他財(cái)務(wù)范疇。
3.假設(shè)起點(diǎn)論?!叭魏我婚T獨(dú)立學(xué)科的形成和發(fā)展,都是以假設(shè)為邏輯起點(diǎn)的,然而在財(cái)務(wù)學(xué)中卻忽略了這一點(diǎn)”、“假設(shè)對(duì)任何學(xué)科都是非常重要的,因?yàn)樗鼮楸緦W(xué)科的理論和實(shí)務(wù)提供了出發(fā)點(diǎn)和奠定了基礎(chǔ)(陸建橋,1995)?!庇捎谪?cái)務(wù)假設(shè)是人們根據(jù)客觀環(huán)境作出的主觀設(shè)定,故財(cái)務(wù)假設(shè)具有聯(lián)系財(cái)務(wù)理論和財(cái)務(wù)實(shí)踐、聯(lián)系財(cái)務(wù)系統(tǒng)和財(cái)務(wù)環(huán)境的功能,并且具有可知性。但它并不能推導(dǎo)出其它財(cái)務(wù)范疇,即不是財(cái)務(wù)理論的基礎(chǔ)要素。因此將其作為邏輯假設(shè)也是不合理的。
4.產(chǎn)權(quán)起點(diǎn)論?!爱a(chǎn)權(quán)作為一切經(jīng)濟(jì)制度的基石,對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)行為起約束作用,財(cái)務(wù)管理作為意向經(jīng)濟(jì)管理活動(dòng),必然收到產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的制約,不同的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)形成不同的財(cái)務(wù)管理模式,可以說(shuō),產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)決定了企業(yè)的財(cái)務(wù)管理,因此,研究財(cái)務(wù)管理應(yīng)從產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)著手(王仲兵,1994)。”但產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)本身并不是一個(gè)財(cái)務(wù)范疇,無(wú)法從中推出其他財(cái)務(wù)范疇,更不用說(shuō)對(duì)其他標(biāo)準(zhǔn)的滿足了。
5.目標(biāo)起點(diǎn)論?!叭魏喂芾矶际怯心康牡男袨?,財(cái)務(wù)管理也不例外,只有確定合理的目標(biāo),才能實(shí)現(xiàn)高效的管理,我認(rèn)為,適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)應(yīng)是以財(cái)務(wù)管理的目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)(王化成,1994)?!?、“財(cái)務(wù)目標(biāo)具有內(nèi)生性,不是財(cái)務(wù)系統(tǒng)之外的范疇,而是財(cái)務(wù)理論中最簡(jiǎn)單,最基本的范疇。”、“理財(cái)目標(biāo)能夠很好地聯(lián)系財(cái)務(wù)系統(tǒng)和理財(cái)環(huán)境”、“理財(cái)目標(biāo)能夠?qū)⒇?cái)務(wù)理論和財(cái)務(wù)實(shí)踐較好地結(jié)合(李勝楠,2002)?!?/p>
6.本金起點(diǎn)論?!八^本金,是指為進(jìn)行商品生產(chǎn)與流通活動(dòng)而墊支的貨幣性資金,具有流動(dòng)性與增值性等特點(diǎn)(郭復(fù)初,1993)。”、“本金是財(cái)務(wù)理論的基本細(xì)胞”、“本金起點(diǎn)論符合邏輯起點(diǎn)的基本標(biāo)準(zhǔn),彌補(bǔ)了前述不同起點(diǎn)理論的種種不足(郭復(fù)初,1997)?!?/p>
三、構(gòu)建新的邏輯起點(diǎn)——本金與目標(biāo)雙起點(diǎn)論
通過(guò)對(duì)以上各種不同起點(diǎn)理論的分析,筆者認(rèn)為,應(yīng)以財(cái)務(wù)本金為財(cái)務(wù)基礎(chǔ)理論的邏輯起點(diǎn),以財(cái)務(wù)目標(biāo)為財(cái)務(wù)應(yīng)用理論的邏輯起點(diǎn),并將其聯(lián)系統(tǒng)一在同一財(cái)務(wù)環(huán)境下來(lái)構(gòu)建新的財(cái)務(wù)理論的邏輯起點(diǎn)。
1.財(cái)務(wù)本金是財(cái)務(wù)基礎(chǔ)理論的邏輯起點(diǎn)。本金是為進(jìn)行商品生產(chǎn)與流通活動(dòng)而墊支的貨幣性資金,具有流動(dòng)性與增值性等特點(diǎn)。本金的投入、產(chǎn)出與增值的過(guò)程是不斷追求經(jīng)濟(jì)效率的過(guò)程,是本金的運(yùn)動(dòng)軌跡,也是財(cái)務(wù)資金區(qū)別于其他社會(huì)資金的規(guī)律性區(qū)別,由本金的概念可引出財(cái)務(wù)本質(zhì)是本金的投入收益理論,從而貫穿與連接財(cái)務(wù)的內(nèi)容、規(guī)律、職能、地位與作用等一系列概念與理論,即本金具有內(nèi)生性,是推理論證其他財(cái)務(wù)基礎(chǔ)理論范疇的基礎(chǔ)。因此,將本金作為財(cái)務(wù)基礎(chǔ)理論的邏輯起點(diǎn)是恰當(dāng)?shù)摹?/p>
2.財(cái)務(wù)目標(biāo)是財(cái)務(wù)應(yīng)用理論的邏輯起點(diǎn)。首先,財(cái)務(wù)目標(biāo)符合構(gòu)成財(cái)務(wù)理論邏輯起點(diǎn)的四個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn),即:①財(cái)務(wù)目標(biāo)是財(cái)務(wù)環(huán)境對(duì)財(cái)務(wù)系統(tǒng)的要求的反映,也是財(cái)務(wù)系統(tǒng)滿足財(cái)務(wù)環(huán)境的要求的標(biāo)準(zhǔn),因此財(cái)務(wù)目標(biāo)能夠聯(lián)系財(cái)務(wù)系統(tǒng)和財(cái)務(wù)環(huán)境。②財(cái)務(wù)目標(biāo)在理論上部分的決定了財(cái)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)目標(biāo)所需的保證系統(tǒng),包括財(cái)務(wù)假設(shè)、財(cái)務(wù)原則和財(cái)務(wù)方法,在實(shí)務(wù)上引導(dǎo)著財(cái)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行,因此財(cái)務(wù)目標(biāo)是聯(lián)系財(cái)務(wù)理論與財(cái)務(wù)實(shí)踐的紐帶。③不同的客觀環(huán)境決定了不同的財(cái)務(wù)目標(biāo),但這種目標(biāo)是客觀需要在人的主觀上的反應(yīng),它能為人們所知,因此財(cái)務(wù)目標(biāo)具有可知性。④財(cái)務(wù)目標(biāo)也是推理論證其他財(cái)務(wù)范疇的基礎(chǔ)之一。其次,財(cái)務(wù)目標(biāo)理論是通過(guò)理論與實(shí)踐、系統(tǒng)與環(huán)境的結(jié)合而形成的,它最能反映財(cái)務(wù)應(yīng)用理論的行為目的。第三,財(cái)務(wù)應(yīng)用理論包括行為理論和規(guī)范理論,而財(cái)務(wù)目標(biāo)是行為理論的活動(dòng)起點(diǎn)和終點(diǎn);而規(guī)范理論的作用是約束和激勵(lì)財(cái)務(wù)行為,使其達(dá)到行為目標(biāo);以目標(biāo)理論為起點(diǎn)能使行為理論和規(guī)范理論之間構(gòu)成相互聯(lián)系、邏輯嚴(yán)密的財(cái)務(wù)應(yīng)用理論結(jié)構(gòu)。由此可以看出財(cái)務(wù)目標(biāo)作為整個(gè)財(cái)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的導(dǎo)向,能夠成為財(cái)務(wù)運(yùn)用理論的最高層次和邏輯起點(diǎn)。
3.財(cái)務(wù)本金和財(cái)務(wù)目標(biāo)最終都統(tǒng)一在人類社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中,統(tǒng)一在特定時(shí)空條件下的財(cái)務(wù)環(huán)境中。財(cái)務(wù)環(huán)境是研究財(cái)務(wù)理論的背景,是財(cái)務(wù)理論形成和發(fā)展的外部條件,并且和財(cái)務(wù)目標(biāo)共同決定財(cái)務(wù)對(duì)象。因此,將財(cái)務(wù)本金和財(cái)務(wù)目標(biāo)統(tǒng)一在同一財(cái)務(wù)環(huán)境下來(lái)構(gòu)建新的財(cái)務(wù)理論的邏輯起點(diǎn)才能構(gòu)建起系統(tǒng)完整的財(cái)務(wù)理論。
4.財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
雙邏輯起點(diǎn)論不僅可以彌補(bǔ)其他起點(diǎn)理論的不足,而且可以揚(yáng)長(zhǎng)避短,充分發(fā)揮本金起點(diǎn)論和目標(biāo)起點(diǎn)論的優(yōu)勢(shì),使得以此構(gòu)建的財(cái)務(wù)理論體系更加完整,內(nèi)涵和層次更加清晰。現(xiàn)初步提出我國(guó)財(cái)務(wù)理論結(jié)構(gòu)的框架構(gòu)建:
財(cái)務(wù)環(huán)境
財(cái)務(wù)本金理論
財(cái)務(wù)基礎(chǔ)理論
財(cái)務(wù)本質(zhì)理論
財(cái)務(wù)職能理論
財(cái)務(wù)對(duì)象理論
財(cái)務(wù)環(huán)境理論
財(cái)務(wù)主體理論
財(cái)務(wù)假設(shè)理論
財(cái)務(wù)學(xué)科理論
財(cái)務(wù)發(fā)展史
行為理論
籌資理論與方法
投資理論與方法
收益分配理論與方法
財(cái)務(wù)目標(biāo)理論
財(cái)務(wù)應(yīng)用理論
規(guī)范理論
約束規(guī)范
組織規(guī)范
激勵(lì)規(guī)則
主要參考文獻(xiàn):
1、程德興、王振玉.試論財(cái)務(wù)管理理論研究的邏輯起點(diǎn).經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)論,2001:3:11~13
2、陳興述.論財(cái)務(wù)管理理論結(jié)構(gòu)的邏輯起點(diǎn)與基本框架.理論探索,2000:7:8~10
3、郭復(fù)初等.財(cái)務(wù)通論.第1版.上海:立信會(huì)計(jì)出版社,1997:212
4、李勝楠.試論現(xiàn)代財(cái)務(wù)理論研究的邏輯起點(diǎn).財(cái)會(huì)月刊,2002:1
5、陸建橋.試論財(cái)務(wù)假設(shè).四川會(huì)計(jì),1995:2
6、宋慧莉.財(cái)務(wù)理論邏輯起點(diǎn)及理論體系初探.財(cái)會(huì)研究,2003:2:32~34
7、王仲兵.謅議證券市場(chǎng)財(cái)務(wù)公開(kāi)制度.黑龍江財(cái)專學(xué)報(bào),1994:4
8、王化成.論財(cái)務(wù)管理的理論結(jié)構(gòu).財(cái)會(huì)月刊,2000:4