物理規律之間相互轉化的辯證關系論文

物理規律之間相互轉化的辯證關系論文

　　摘要：辯證唯物主義是人們認識世界的最基本的思想方法，在物理教學中如何滲透辯證唯物主義的基本思想是我們物理教師應該研究的課題。本文主要探討在高職物理教學中，如何根據辯證唯物主義思想探討物理規律之間的相互轉化。

　　關鍵詞：辯證唯物主義；物理規律；轉化

　　物理教學如何把教材的科學內容和思想內容有機結合起來，努力做到在運用辯證唯物主義觀點和方法闡述物理現象和規律的同時，有計劃地滲透辯證唯物主義的基本思想，有目的地培養辯證思維方法和能力，并使辯證唯物主義思想和觀點的建立、辯證思維方法和能力的培養寓于系統知識傳授之中，而不是附加于知識內容之外。這不僅對學生正確而深刻地理解物理知識是卓有成效的，且對形成科學的世界觀、領會科學方法論都有著積極的作用。

　　物理學中有很多的辯證唯物思想，我們在教學中有計劃地滲透辯證唯物主義的基本思想，有目的地培養辯證思維方法和能力，并使辯證唯物主義思想和觀點的建立、辯證思維方法和能力的培養寓于系統知識傳授之中，而不是附加于知識內容之外。這不僅對學生正確而深刻地理解物理知識是卓有成效的，且對形成科學的世界觀、領會科學方法論都有著積極的作用。下面談談高職物理與唯物主義的辨證變化規律。

　　一、物理規律之間相互轉化

　　物理現象和物理規律不是絕對、孤立、一成不變的，在物理學中對立的雙方在一定條件下相互轉化的例子比比皆是。例如，導體和絕緣體（電介質）這對矛盾的東西并不是絕對的。在通常情況下很好的絕緣體，隨著條件的變化，絕緣體里的一部分被束縛著的電荷，可以變成能夠自由移動的電荷，于是它的導電能力也就隨之增強，甚至變成導體；譬如，玻璃在通常情況下是很好的絕緣體，而當燒得紅熱的時候就成了導體；又如干燥和低溫的空氣是很好的絕緣體，而高溫的空氣和潮濕的空氣也會變化成導體。

　　基本粒子的相互轉化也是事物之間相互轉化的很好例證：絕大多數基本粒子都是不穩定的，在很短時間內就發生衰變，并且能夠相互轉化。

　　電和磁有著不可分割的關系，也是在一定條件下相互轉化的典型例子。譬如電流周圍存在著磁場，這表明在電荷定向移動這個條件下電與磁共存，并且電向磁方面轉化；而在另一條件下，磁也向電方面轉化—電磁感應現象：穿過閉合電路的磁通量發生變化時，閉合電路中就產生感生電流。又如，電磁震蕩能夠產生電磁波。根據麥克斯韋電磁理論，任何變化的電場都要在周圍空間產生磁場，振蕩電場在周圍空間產生同樣頻率的振蕩磁場；同樣，任何變化的磁場都要在周圍空間產生電場，振蕩磁場在周圍空間產生同樣頻率的振蕩電場�？梢娮兓�的電場和變化的磁場是相互聯系著的（并在一定條件下相互轉化），形成一個不可分離的統一體，這就是電磁場。當電路中發生電磁振蕩時，振蕩電路的電場和磁場的改變是不均勻的，在周圍空間里產生了振蕩磁場和振蕩電場，并且是交替產生、由近及遠地向外傳播。這就是說，電磁場并不局限于某個區域，而是要由發生的區域向周圍空間傳播開去。電磁場由發生的區域向遠處傳播就是電磁波。

　　自然界一切形式的運動在能量的概念上可以得到統一的觀點而全部聯系起來。能的轉化和守恒定律是自然界普遍規律，它被廣泛地利用來分析研究各種自然現象，而成為人們認識自然和改造自然的有力武器。這一定律的知識鏈條式地貫串整個物理教材，生動地揭示了對立的雙方在一定條件下相互轉化的辯證規律。例如，在只有重力和彈力做功的條件下，動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）可以互相轉化，而總的機械能守恒。又如，在其它力做功的條件下，機械能和其它形式的能可以互相轉化。大量的實驗事實證明，任何形式的能轉化為別種形式能時（例如機械能跟內能互相轉化時，或電能和內能互相轉化時……）總的能量都是守恒的。由于每種形式的能都是跟物質的某種形式的運動相對應的，因此，能的不斷相互轉化表明了物質的運動不斷地由一種運動形式轉化為其它運動形式。能的轉化和守恒定律包括能量轉化和守恒兩個方面。能的轉化說明自然界一切事物都是相聯系并在一定條件下互相轉化的；能量守恒是從量的方面指出物質從一種運動形式轉化為另一種運動形式時能量既不會創生，也不會消滅。

　　二、物理規律的主要和次要方面在一定條件下的相互轉化

　　矛盾的主要和次要方面的區別不是絕對的、一成不變的，而是相對的，可變的，在一定條件下它們可以互相轉化。例如，在分析“直流發電機的工作原理”和“直流發動機的工作原理”時，要引導學生深刻理解直流電機里電磁感應現象和磁場對電流（包括感生電流）的作用是相互依存并又相制約的，是共處于一個統一體中矛盾著的兩個方面，它們在一定的條件下相互依存、相互轉化。在直流發電機里，當動力使電樞在磁場中轉動時，一方面，穿過電樞線圈的磁通量發生變化，線圈中產生感生電流；另一方面，與此同時，磁場對感生電流的作用，又阻礙電樞的轉動（一般稱為發電機的電動機效應）。這表明了感生電流對產生它的原因是有阻礙作用的。為了克服這種阻礙作用，使電樞勻速轉動就需要用發動機（例如蒸汽輪機、水輪機等）帶動發電機工作（供給它機械能），動力克服磁場對感生電流的作用力作機械功的過程，就是機械能轉化為電能的過程，這正是能的轉化和守恒定律在發電機里的具體反映。所以說發電機是利用電磁感應原理把機械能轉變成電能的一種機器。在直流發電機里，電磁感應現象是矛盾的主要方面，磁場對電流（感生電流）的作用是矛盾的非主要方面。而在直流電動機里，給電樞（在磁場中）通直流電時，一方面，磁場對電流的作用力的力矩使電樞在磁場中轉動；另一方面，與此同時，電樞在磁場中轉動的過程又產生電磁感應現象，出現反電動勢，阻礙電流通入電樞（一般稱為電動機的發電機效應）。所以說直流電動機是利用磁場對電流作用的原理把電能轉變成機械能的一種機器。在直流電動機里，磁場對電流的作用是矛盾的主要方面，電磁感應現象是矛盾的非主要方面。

　　事實上，直流發電機和直流電動機是可逆性的機器。這就是說，在直流電機里矛盾的主要和非主要的方面是可以在一定條件下相互轉化的。當用發動機帶動直流電機的電樞轉動時，這一電機成為一個發動機，在這種情況下，電磁感應現象是矛盾的主要方面，磁場對電流（感生電流）的作用是矛盾的非主要方面，這時機械能轉變成電能；而當通直流電于這一電機時，矛盾的主要方面就轉化為磁場對電場作用，而成為直流電動機，同時電磁感應現象則轉化為矛盾的非主要方面，這時電能轉變成機械能，這樣引導學生弄清了直流電機在什么條件下，哪一方面是矛盾的主要方面，他們就能深刻領會到電樞里所產生的感生電動勢在發電機里是產生感生電流的原因（作用為電源），而在電動機里則為反電動勢；磁場對電流的作用力的力矩在電動機里是動力矩，而在發電機里則是阻力矩。抓住了上述關鍵性問題，學生就能具體弄清發電機和電動機在工作時能量之間各是怎樣轉化的，從而才能具體地、深刻地理解發電機和電動機的工作原理。

　　教學實踐表明，對物理現象的相互聯系、相互依存、相互制約、相互轉化知道得越多，理解得就越深刻、越能融會貫通地掌握知識，這也是培養辯證思維能力的一種有效方法。

　　【參考文獻】

　　[1]鄭西光．《談電磁轉換的機理及過程》．高職物理．2003，（7）．

　　[2]張思建．《物理教學中優秀思維品質的培養》．物理教學．2002，（11）．

　　[3]馬鳳翔．《后現代視野下物理教學的新探索》．物理通報．２006，（7）．

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