探討物理規(guī)律之間相互轉(zhuǎn)化的辯證關(guān)系

1、討論物理規(guī)律之間互相轉(zhuǎn)化的辯證關(guān)系摘要：辯證唯物主義是人們認(rèn)識(shí)世界的最根本的思想方法，在物理教學(xué)中如何浸透辯證唯物主義的根本思想是我們物理教師應(yīng)該研究的課題。本文主要討論在高職物理教學(xué)中，如何根據(jù)辯證唯物主義思想討論物理規(guī)律之間的互相轉(zhuǎn)化。關(guān)鍵詞：辯證唯物主義；物理規(guī)律；轉(zhuǎn)化物理教學(xué)如何把教材的科學(xué)內(nèi)容和思想內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái)，努力做到在運(yùn)用辯證唯物主義觀點(diǎn)和方法闡述物理現(xiàn)象和規(guī)律的同時(shí)，有方案地浸透辯證唯物主義的根本思想，有目的地培養(yǎng)辯證思維方法和才能，并使辯證唯物主義思想和觀點(diǎn)的建立、辯證思維方法和才能的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識(shí)傳授之中，而不是附加于知識(shí)內(nèi)容之外。這不僅對(duì)學(xué)生正確而深化地理解物理知識(shí)

2、是卓有成效的，且對(duì)形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法論都有著積極的作用。物理學(xué)中有很多的辯證唯物思想，我們?cè)诮虒W(xué)中有方案地浸透辯證唯物主義的根本思想，有目的地培養(yǎng)辯證思維方法和才能，并使辯證唯物主義思想和觀點(diǎn)的建立、辯證思維方法和才能的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識(shí)傳授之中，而不是附加于知識(shí)內(nèi)容之外。這不僅對(duì)學(xué)生正確而深化地理解物理知識(shí)是卓有成效的，且對(duì)形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法論都有著積極的作用。下面談?wù)劯呗毼锢砼c唯物主義的辨證變化規(guī)律。一、物理規(guī)律之間互相轉(zhuǎn)化物理現(xiàn)象和物理規(guī)律不是絕對(duì)、孤立、一成不變的，在物理學(xué)中對(duì)立的雙方在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的例子比比皆是。例如，導(dǎo)體和絕緣體電介質(zhì)這對(duì)矛盾的東西并不是

3、絕對(duì)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，可以變成可以自由挪動(dòng)的電荷，于是它的導(dǎo)電才能也就隨之增強(qiáng)，甚至變成導(dǎo)體；譬如，玻璃在通常情況下是很好的絕緣體，而當(dāng)燒得紅熱的時(shí)候就成了導(dǎo)體；又如枯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(huì)變化成導(dǎo)體。根本粒子的互相轉(zhuǎn)化也是事物之間互相轉(zhuǎn)化的很好例證：絕大多數(shù)根本粒子都是不穩(wěn)定的，在很短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生衰變，并且可以互相轉(zhuǎn)化。電和磁有著不可分割的關(guān)系，也是在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的典型例子。譬如電流周圍存在著磁場(chǎng)，這說(shuō)明在電荷定向挪動(dòng)這個(gè)條件下電與磁共存，并且電向磁方面轉(zhuǎn)化；而在另一條件下，磁也向電方面轉(zhuǎn)化

4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中就產(chǎn)生感生電流。又如，電磁震蕩可以產(chǎn)生電磁波。根據(jù)麥克斯韋電磁理論，任何變化的電場(chǎng)都要在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，振蕩電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場(chǎng)；同樣，任何變化的磁場(chǎng)都要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，振蕩磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩電?？梢娮兓碾妶?chǎng)和變化的磁場(chǎng)是互相聯(lián)絡(luò)著的并在一定條件下互相轉(zhuǎn)化，形成一個(gè)不可別離的統(tǒng)一體，這就是電磁常當(dāng)電路中發(fā)生電磁振蕩時(shí)，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的改變是不均勻的，在周圍空間里產(chǎn)生了振蕩磁場(chǎng)和振蕩電場(chǎng)，并且是交替產(chǎn)生、由近及遠(yuǎn)地向外傳播。這就是說(shuō)，電磁場(chǎng)并不局限于某個(gè)區(qū)域，而是要由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播開去。

5、電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就是電磁波。自然界一切形式的運(yùn)動(dòng)在能量的概念上可以得到統(tǒng)一的觀點(diǎn)而全部聯(lián)絡(luò)起來(lái)。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍規(guī)律，它被廣泛地利用來(lái)分析研究各種自然現(xiàn)象，而成為人們認(rèn)識(shí)自然和改造自然的有力武器。這一定律的知識(shí)鏈條式地貫串整個(gè)物理教材，生動(dòng)地提醒了對(duì)立的雙方在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的辯證規(guī)律。例如，在只有重力和彈力做功的條件下，動(dòng)能和勢(shì)能重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能守恒。又如，在其它力做功的條件下，機(jī)械能和其它形式的能可以互相轉(zhuǎn)化。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，任何形式的能轉(zhuǎn)化為別種形式能時(shí)例如機(jī)械能跟內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)，或電能和內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)總的能量都是守恒的。由于每

6、種形式的能都是跟物質(zhì)的某種形式的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的，因此，能的不斷互相轉(zhuǎn)化說(shuō)明了物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)不斷地由一種運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為其它運(yùn)動(dòng)形式。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律包括能量轉(zhuǎn)化和守恒兩個(gè)方面。能的轉(zhuǎn)化說(shuō)明自然界一切事物都是相聯(lián)絡(luò)并在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的；能量守恒是從量的方面指出物質(zhì)從一種運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為另一種運(yùn)動(dòng)形式時(shí)能量既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅。二、物理規(guī)律的主要和次要方面在一定條件下的互相轉(zhuǎn)化矛盾的主要和次要方面的區(qū)別不是絕對(duì)的、一成不變的，而是相對(duì)的，可變的，在一定條件下它們可以互相轉(zhuǎn)化。例如，在分析“直流發(fā)電機(jī)的工作原理和“直流發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生深化理解直流電機(jī)里電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁場(chǎng)對(duì)電流包括感生電流

7、的作用是互相依存并又相制約的，是共處于一個(gè)統(tǒng)一體中矛盾著的兩個(gè)方面，它們?cè)谝欢ǖ臈l件下互相依存、互相轉(zhuǎn)化。在直流發(fā)電機(jī)里，當(dāng)動(dòng)力使電樞在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一方面，穿過(guò)電樞線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感生電流；另一方面，與此同時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)感生電流的作用，又阻礙電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)一般稱為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)效應(yīng)。這說(shuō)明了感生電流對(duì)產(chǎn)生它的原因是有阻礙作用的。為了抑制這種阻礙作用，使電樞勻速轉(zhuǎn)動(dòng)就需要用發(fā)動(dòng)機(jī)例如蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)等帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作供給它機(jī)械能，動(dòng)力抑制磁場(chǎng)對(duì)感生電流的作用力作機(jī)械功的過(guò)程，就是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，這正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在發(fā)電機(jī)里的詳細(xì)反映。所以說(shuō)發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理把機(jī)械能轉(zhuǎn)

8、變成電能的一種機(jī)器。在直流發(fā)電機(jī)里，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的主要方面，磁場(chǎng)對(duì)電流感生電流的作用是矛盾的非主要方面。而在直流電動(dòng)機(jī)里，給電樞在磁場(chǎng)中通直流電時(shí)，一方面，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的力矩使電樞在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)；另一方面，與此同時(shí)，電樞在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程又產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流通入電樞一般稱為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)效應(yīng)。所以說(shuō)直流電動(dòng)機(jī)是利用磁場(chǎng)對(duì)電流作用的原理把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的一種機(jī)器。在直流電動(dòng)機(jī)里，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用是矛盾的主要方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的非主要方面。事實(shí)上，直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)是可逆性的機(jī)器。這就是說(shuō)，在直流電機(jī)里矛盾的主要和非主要的方面是可以在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的

9、。當(dāng)用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這一電機(jī)成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的主要方面，磁場(chǎng)對(duì)電流感生電流的作用是矛盾的非主要方面，這時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能；而當(dāng)通直流電于這一電機(jī)時(shí)，矛盾的主要方面就轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)作用，而成為直流電動(dòng)機(jī)，同時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象那么轉(zhuǎn)化為矛盾的非主要方面，這時(shí)電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，這樣引導(dǎo)學(xué)生弄清了直流電機(jī)在什么條件下，哪一方面是矛盾的主要方面，他們就能深化領(lǐng)會(huì)到電樞里所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)在發(fā)電機(jī)里是產(chǎn)生感生電流的原因作用為電源，而在電動(dòng)機(jī)里那么為反電動(dòng)勢(shì)；磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的力矩在電動(dòng)機(jī)里是動(dòng)力矩，而在發(fā)電機(jī)里那么是阻力矩。抓住了上述關(guān)鍵性問題，學(xué)生就能詳細(xì)弄清發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)能量之間各是怎樣轉(zhuǎn)化的，從而才能詳細(xì)地、深化地理解發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的工作原理。教學(xué)理論說(shuō)明，對(duì)物理現(xiàn)象的互相聯(lián)絡(luò)、互相依存、互相制約、互相