① 物理三大支柱,八種運動模型,八大思維方式,五大守恆定律各是什麼,急用!
牛頓三大定律能量守恆定律 機械能守恆定律 質量守恆定律 動量守恆定律 動能守恆定律
等效思維法
物理模型法
對稱思維法
臨界思維法
極限思維法
圖像法
模型思維法
抽象法
天體運動,彈簧振子,子彈射擊木塊 單擺 杠桿、點光源、剛體、點電荷、薄透鏡、連通器、單擺、理想氣體等都是理想模型
三、中學物理中常見的物理模型
物理模型是物理思想的產物,是科學地進行物理思維並從事物理研究的一種方法,中學物理中常見的物理模型,可以歸納如下:
1、物理對象模型化。物理中的某些客觀實體,如質點,捨去物體的形狀、大小、轉動等性能,突出它所處的位置和質量的特性,用一有質量的點來描繪,這是對實際物體的簡化。還如杠桿、點光源、剛體、點電荷、薄透鏡、連通器、單擺、理想氣體等都是理想模型,這些理想模型都是以客觀存在為原型,但在抽象思維的過程中運用了「忽略次要因素,抓住主要因素」這個基本方法,從而使物理問題簡化。再如,為了形象直觀描述一個抽象的概念,還運用了一些如電場線、磁感線等理想模型,通過這些模型將電場、磁場的物理性質描述得形象直觀,便於人們理解認識。
2、物體所處的條件模型化。當研究帶電粒子在電場中運動時,因粒子所受的重力遠小於電場力,可以捨去重力的作用,使問題得到簡化。力學中的光滑水平面;熱學中的絕熱容器、電學中的勻強電場、勻強磁場等等,都是把物體所處的條件理想化了。
3、物理狀態和物理過程的模型化。例如,電學中的穩恆電流、等幅振盪;熱學中的等溫變化、等容變化、等壓變化;力學中的自由落體運動、勻速直線運動、簡諧運動、彈性碰撞等等都是物理過程和物理狀態的模型化。
4、理想化實驗。在實驗的基礎上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根據邏輯推理法則,對過程進一步分析、推理,找出其規律。例如,物理教材中介紹了伽俐略斜面實驗,這是一個理想實驗,這個理想實驗為牛頓第一定律的產生奠定了基礎,可見,理想化實驗並不是脫離實際的主觀臆想,它是以實踐為基礎,運用邏輯法則進一步揭示出客觀現象和過程之間內在邏輯聯系,並由此得出結論。因此,理想化實驗是一個思想模型,這個模型隱藏的方法啟發人們認識了慣性定律,甚至相對論、量子理論的建立都離不開理想化實驗。
5、物理中的數學模型。客觀世界的一切規律原則上都可以在數學中找到它們的表現形式。在建造物理模型的同時,也在不斷地建造表現物理狀態及物理過程規律的數學模型。數學是學習物理的基礎和工具,物理中有許多問題可以用數學模型去研究處理,這樣,可以開闊視野,培養學生思維能力,同時,也可以解決一些單靠常規物理方法難以解決的問題。例如,構造方程組,解決密度問題;構造一次函數,解決溫度計刻度問題;構造比例,解決與電功率有關的問題;構造不等式,解決凸透鏡焦距問題。
力學,電磁學,光學
我說的不知道是不是的,找了半天,就這么幾個,不知道怎麼樣,祝你學習進步!!!
② 大學物理學術論文
21世紀是知識爆炸的時代,大學物理也不例外。這是我為大家整理的大學物理學術論文,僅供參考!
中學物理中的物理模型
摘要:本文闡述了物理模型的概念、功能,中學物理教材中常見的六種物理模型,物理模型在中學物理教學中地位和作用,以及中學階段在物理模型的教學過程中應該注意的若干問題。
關鍵詞:中學物理;教學;物理模型
一、物理模型的概念及功能
物理學所分析、研究的實際問題往往很復雜,有眾多的因素,為了便於著手分析與研究,物理學往往採用一種“簡化”的方法,對實際問題進行科學抽象化處理,保留主要因素,略去次要因素,得出一種能反映原物本質特性的理想物質(過程)或假想結構,此種理想物質(過程)或假想結構就稱之為物理模型。
物理模型按其設計思想可分為理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特點是突出研究客體的主要矛盾,忽略次要因素,將物體抽象成只具有原物體主要因素但並不客觀存在的物質(過程),從而使問題簡化。如質點模型、點電荷模型、理想氣體模型、勻速直線運動模型等等。後者的特點是依據觀察或實驗的結果,假想出物質的存在形式,但其本質屬性還在進一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。
人們建立和研究物理模型的功能主要在於:
一是可以使問題的處理大為簡化而又不會發生大的偏差,從中較為方便地得出物體運動的基本規律;
二是可以對模型討論的結果稍加修正,即可用於對實際事物的分析和研究;
三是有助於對客觀物理世界的真實認識,達到認識世界,改造世界,為人類服務之目的。
二、中學物理教材中經常碰到的幾種物理模型
物理模型就它在實際問題中所扮演角色或所起作用的不同,可分為:
1.物理對象模型 即把物理問題的研究對象模型化。
例如質點,捨去和忽略形狀、大小、轉動等性能,突出它具有所處位置和質量的特性,用一個有質量的點來描述,又如點電荷、彈簧振子、單擺、理想變壓器、理想電表等等,都是屬於將物體本身的理想化。
另外諸如點光源、電場線、磁感線等,則屬於人們根據它們的物理性質,用理想化的圖形來模擬的概念。
2.物理過程模型 即把研究對象的實際運動過程進行近似處理。排除其在實際運動過程中的一些次要因素的干擾,使之成為理想的典型過程。
如研究一個鐵球從高空中由靜止落下的過程。首先應考慮吸引力,由公式F=GMm�r2可知,鐵球越接近地面,F就越大,其次還要考慮空氣阻力、風速、地球自轉等影響。這樣考查鐵球下落運動過程就顯得十分復雜,研究起來十分不便。為此,我們在研究過程上突出鐵球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影響,並把重力視為恆力,通過如此簡化,使研究問題簡化,其研究結果也不致影響到基本規律的正確性。從而成為物理學中一個典型的運動過程,即自由落體運動。這種物理模型稱之為過程模型。
教材中的勻速直線運動、簡諧振動、彈性碰撞;理想氣體的等溫、等容、等壓、絕熱變化等等都是將物理過程模型化。
3.物理條件模型 如自由落體運動規律就是在建立了“忽略空氣阻力,認為重力恆定”的條件模型之後才得出來的。力學中的光滑斜面;熱學中的絕熱容器;電學中的勻強電場、勻強磁場等等,也都是把物體所處的條件理想化了。
4.物理等效模型 即通過充分挖掘原有物理模型的特徵去等效具有相似性質或特點的現象和相似運動形態的物質和運動。如將理想氣體分子等效為彈性小球,並用彈性小球對器壁的碰撞去解釋和推導氣體壓強公式,用單擺振動模型去等效類比電磁振盪過程等等。
5.物理實驗模型 在實驗的基礎上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然後根據邏輯推理法則,對過程作進一步的分析,推理,找出其規律,得出實驗結論。
如伽利略就是從斜槽上滾下的小球滾上另一斜槽,後者坡度越小,小球滾得越遠的實驗基礎上提出了他的理想實驗――在無摩擦力情況下,從斜槽滾下的小球將以恆定的速度在無限長的水平面上永遠不停地運動下去,從而推翻了延續兩千多年的“力是維持物體運動的不可缺少”的結論,為慣性定律(牛頓第一定律)的產生奠定了基礎。
再如在研究電場強度時,設想在電場中放置一個不會引起電場變化的點電荷,去考查它在各點的F�q值等等。
6.物理數學模型 即建立以物理模型為描述對象的數學模型,進行對客觀實體近似的定量計算,從而使問題由繁到簡。如單擺的擺線與豎直方向的夾角不得大於50,使弧線計算轉化為三角計算等等。
三、物理模型在中學物理教學中的地位和作用
1.建立正確鮮明的物理模型是物理學研究的重要方法和有力手段之一
物理學所研究的各種問題,在實際上都涉及許多因素,而模型則是在抓住主要因素,忽略次要因素的基礎上建立起來的。它具有具體形象、生動、深刻地反映了事物的本質和主流這一重要屬性。
如“質點”模型,在物體的宏觀平動運動中,描述運動的物理量位移、速度、加速度等對同一物體來說其上各點都相同,在這些問題的研究中,運動物體的大小和形狀是可不考慮的,故可將運動物體質點化,即用質點模型來取代真實運動的物體。
2.正確鮮明的物理模型本身就是重要的物理內容之一,它與相應的物理概念、現象、規律相依託
人們認識原子結構的進程中,從湯姆遜模型到盧瑟福模型的飛躍就是生動的反映。
愛因斯坦光電效應方程的建立成功地解釋了光電效應,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。
諸多的事實都在說明大凡物理現象、過程、規律都直接與之相應的物理模型關聯著;一定的物理模型又是最生動最集中地反映著相應的物理概念、現象、過程和規律,二者密不可分。
3.正確鮮明的物理模型的建立,使許多抽象的物理問題變得直觀化、具體化、形象化
例如,電場線對電場的描述,磁感線對磁場的描述。分子模型對理解分子動理論的基本觀點,原子核式結構對a粒子散射實驗現象的解釋;光子模型對光的粒子性的理解等等,凡是學物理的人都會感受到物理模型所給予的無可爭辯的重要作用。
四、物理模型的教學要著眼於學生掌握建立正確鮮明的物理模型這一根本方法
物理模型是物理基礎知識的一部分,屬物理概念的范疇。學習前人為我們創造的各種物理模型是完成教學內容的重要組成部分,培養學生掌握這一方法,即對一個具體的物理內容、現象或過程能反映出一幅鮮明的“物理圖景”,是培養學生科學思維能力的一個重要方面。為此,我們在教學中應注意如下幾點:
1.講清各物理模型設計的依據。物理模型看上去是獨立的,但設計物理模型的思想是相通的。
2.講授物理模型要前後呼應,觸類旁通。運動學中建立的“質點”模型,發展到質點動力學中,萬有引力定律中,以至物體轉動問題中,還可引伸到單擺中的擺球,彈簧振子中的振子,甚至幫助我們建立電學中的點電荷模型,光學中的點光源模型。
3.物理模型思維貫穿在物理教學的過程中,隨著人們對某個物理問題認識的不斷深刻和提高,物理模型也必將隨之完善和准確。例如對於光本性的問題,人們從牛頓的微粒說,惠更斯的波動說、電磁說、粒子說到波粒二象性,在此發展過程中光的模型也隨之一次次地得到深化。
4.在平時的例題教學中也是處處體現了物理模型的重要地位和作用。解答各類物理習題,學生能否依據題意建立起相應的物理模型,是解題成敗的重要環節。如果解題者所理解的題意中的物理模型與命題者的設計模型一致,題意就必然變得清晰鮮明,習題的難點便會隨之而突破,這種例子是垂手可得的。
總之,物理模型的教學確實需要我們予以足夠的重視,這個問題對提高我們的物理教學水平關系甚大。
物理猜想與中學物理教學
【摘 要】闡述物理猜想在中學物理教學中的意義及教師在物理課堂教學中引導學生進行物理猜想的方法。
【關鍵詞】中學 物理猜想 物理教學
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2014)11B-0076-02
隨著基礎教育課程改革的逐步深入,在新課程標准中,對高中生在學習物理過程中的學習能力提出了更高的要求,由此教會學生運用物理猜想方法可以讓學生更有效地學好物理。為了促進中學生學會運用物理猜想方法,新課程的物理教材刻意設計了許多研究物理現象的活動。以此增進學生對物理知識的理解,提高學生學習物理知識的能力,例如提出問題、猜想與假設、合作與交流等能力。這些基本能力是確保科學研究各種物理現象得以順利進行的前提和基礎。只有通過猜想、假設,並經過許多的研究活動,才能使研究物理現象過程順利完成。根據筆者這十多年的教學經驗,總結出物理猜想對高中物理教學的作用以及如何通過物理猜想提高物理教學的經驗,現淺談自己的看法。
一、物理猜想對中學物理教學有著重要的意義
新課標義務教育階段的物理課程中,提出要鼓勵學生積極大膽地進行科學研究,使學生從基本的科學研究過程中學到科學研究的方法,最終達到提高他們的科學研究能力的目的。使學生養成尊重事實、大膽想像的科學習慣,發揚研究真理的科學精神;培養學生敢於質疑、勇於創新、戰勝困難的信心和決心。在中學物理教學中教師的作用是引導學生進行科學猜想,引導學生進行科學探索活動,提升他們的科學探索創新能力。鼓勵他們在研究活動過程中,根據已經了解的物理知識和物理現象,進行猜想與假設,然後設計實驗,通過親自動手做實驗來驗證自己的猜想與假設。因此,要達到新課標中的要求,筆者認為猜想在新課程標準的教學過程中的運用起到了關鍵的作用。物理猜想的運用是教育教學發展的要求,也是促進物理教育教學改革和發展的需要。筆者認為運用物理猜想法在中學物理教學中有以下幾個重要的意義。
1.提高學生學習興趣和增進學生學習主動性
學生往往對新生事物比較好奇,都希望能夠盡快了解其中的知識、規律和奧秘。如果在中學物理教學過程中多鼓勵學生對所要學習的物理現象猜想出其可能出現的某些現象或規律,那麼不但能增強學生的新奇心,而且還能激發學生的探究意識和能力,使他們更能積極地深入到學習新知識當中。鍛煉和培養中學生的物理猜想能力,能提高學生對研究物理問題的興趣和慾望。興趣和慾望正是學生學習物理知識的動力。因此,物理猜想是提高學生學習興趣和增進學生主動學習的好方法。
2.提高學生的思維能力
在中學物理教學過程中,教師要經常通過提出問題並引導學生根據他們現有知識和理解問題的能力進行猜想,經過觀察、實驗、歸納、總結等進行嚴格推理和驗證,使學生在學習物理知識的過程中逐漸提高他們的發散思維能力,也使他們思想更加靈活。因此通過猜想法不僅使學生容易理解和掌握物理知識,而且有利於提高學生的思維能力。
3.有利於學生鞏固所學的物理知識
物理猜想是學生根據自己的思維意識進行推測,是開放性的思維方式。經過對事物仔細觀察和辯別認識,提高了學生對事物整體性的研究,促進學生的思維進程,使學生迅速地理解和掌握新知識。如果這些新知識是由學生自己主動猜想後經過驗證推理得來的,那麼學生就比較容易接受。因此,這些物理現象及規律就會深深刻印在學生的心裡,鞏固這些新的物理知識。
4.培養學生創新能力
在新課程標准中,特別著重對中學生創新能力培養。科學的物理猜想是培養中學生創新能力的主要方法之一。科學的物理猜想對中學生創新能力的培養起著積極的作用,它能提高學生的反應能力和靈活解題能力。因此,科學的物理猜想能夠非常有效地提高中學生的創新能力。
二、教師在物理課堂教學中引導學生進行物理猜想的方法
教師在教學過程中為了盡可能地發揮學生的想像能力,要根據學生現已掌握的物理知識、興趣愛好和想像能力等引導學生提出猜想。教師如何更好地引導學生運用已掌握的物理知識和技能來構建出新的物理猜想呢?筆者認為,教師在實際教學過程中需要講究提出猜想一些方法。
1.啟發學生根據自己各種經歷、各種經驗和已學的知識提出猜想
科學發展的經驗告訴我們,科學的猜想並非胡亂猜測,它需要有科學依據,要根據學生的經歷、經驗、生活常識等提出猜想。愛因斯坦創立的“相對論”起初就是根據前人的經驗、自己的經歷以及自己掌握的科學知識提出的猜想,然後通過觀察、推理、推導、證明,才提出了理論依據,最後才建立了舉世聞名的“相對論”。例如,在學習“自由落體運動”時,先讓學生觀察羽毛和鐵片在有空氣的玻璃管中同時下落的情況,再啟發他們猜想如果將玻璃管中的空氣抽出後,再讓羽毛和鐵片同時下落會出現什麼情況。讓學生猜想並記下這些猜想,然後通過演示實驗讓學生觀察,最後得出結論。這種通過啟發學生猜想和實驗演示相結合的教學方法,更能加深學生理解所學的物理知識。
2.激勵學生討論,誘發物理猜想
在教學過程中學生引導學生進行猜想時,應該將學生分成幾個組,讓各組提出各自不同的猜想,並由他們各自陳述自己猜想的理由和依據。激勵他們討論、爭辯,經過討論和爭辯提高他們對物理猜想的興趣和對物理猜想的積極性。例如,在學習“牛頓第二定律”時,將同學們分成兩個小組,一組猜想物體的加速度與力的關系,另一組猜想物體的加速度與質量的關系,然後讓他們分別做實驗,得出結論。教師在課堂中認真聽取各組學生的觀點後,引導誘發他們討論並猜想加速度與力及質量的關系,最後總結出牛頓第二定律。這樣能更好地完成教學任務,取得更好的教學效果。
3.鼓勵學生大膽猜想
在教學過程中許多學生由於害怕自己提出的猜想被其他同學取笑或者自己提出的猜想不正確被老師責怪而羞以啟齒,這時教師應該鼓勵、引導學生大膽猜想,消除他們的顧慮。例如,研究玻璃的折射率時,可以猜想單色光通過平行玻璃磚後傳播方向是否發生改變。先鼓勵學生大膽進行猜想其出射的方向,並記下來。不管他們的猜測是否合理、准確,教師都要持平和的態度,讓實驗驗證結果。只有這樣才能提高學生的學習積極性,增強學生科學猜想的意識。
4.創造良好的猜想條件
在教學過程中,當教學到有利於培養學生猜想能力的內容時,教師應該積極引導鼓勵學生進行猜想。例如,在“楞次定律”教學中,教師在課堂演示讓磁體的N極靠近閉合的鋁環的實驗之前,先啟發學生猜想讓磁體的N極靠近閉合的鋁環時會看到什麼現象,讓磁體的N極去靠近有缺口的鋁環時又會看到什麼現象。然後通過實驗引導學生注意觀察實驗現象。同樣,讓磁體的S極去靠近閉合的鋁環時又會出現什麼情況。總之,教師要盡最大可能為學生進行猜想創造條件。
物理猜想既是一種自由嘗試,也是一種嚴謹的創造,因此,在教學過鋥中,教師要善於抓住每一個有利於提高學生猜想能力的機會,鼓勵學生大膽猜想,從而提高他們的思維能力,增加他們學習物理的興趣,進而提高物理教學的效率。
【參考文獻】
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[4]蔡嚴娟.新課改物理探究教學中猜想與假設能力的培養[J].現代教育科研論壇.2011(5)
③ 平行板電容器為什麼是一種物理模型
平行板電容器是在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣體——電介質(空氣也是一種電介質)組成的一個最簡單的電容器。平行電容器是由兩塊彼此平行放置的金屬板所構成的。
平行板電容器是最簡單的,也是最基本的電容器,幾乎所有電容器都是平行板電容器的變形。
圖為1個平行板電容器及其外形尺寸,每個極板的面積為A(實際上A為每個單極板的面積)。如果矩形極板的寬度為W,長度為L,則其面積為A=W×L。該電容器的極板是平行的,其間距為d。
電容器外形
如果兩極板的間距d遠小於它們的寬度和長度,則該電容器的電容近似為 C=εA/d
其中,ε為兩極板間材料的介電常數。對於真空介質,其介電常數為ε=ε0=≈8.85×10-12F/m
那麼對於其他物質,介電常數為ε=ε0εr
其中,εr為相對介電常數。
1.電壓U一定的情況
如圖12—1所示,平行板電容器C與一電源連接,兩板間
公式
若平行板電容器的兩極板間是真空時,則公式中沒有相對介電常數ε(relative dielectric constant ),由公式可知,電容C與ε、S成正比(即ε、S越大,C越大);與d成反比d越大,C越小)。
若兩極板間為勻強電場,電場強度記作E,則有:
1. U =Ed
2. Q= UC (其中Q為電容器所帶電荷量,U為兩極板間電壓)
希望我能幫助你解疑釋惑。
④ 什麼叫物理模型
在管理信息系統中,物理模型:描述的是對象系統「如何做」、"如何實現"系統的物理過程。 即概念模型、邏輯模型、物理模型。物理模型一般可分三類:物質模型、狀態模型、過程模型。
⑤ 物理模型應該怎麼建模建模應包括什麼內容
❶方法:
(1)通過審題,攝取題目信息.如:物理現象、物理事實、物理情景、物理狀態、物理過程等.
(2)弄清題給信息的諸因素中什麼是主要因素.
(3)尋找與已有信息(熟悉的知識、方法、模型)的相似、相近或聯系,通過類比聯想或抽象概括、或邏輯推理、或原型啟發,建立起新的物理模型,將新情景問題轉化為常規問題.
(4)選擇相關的物理規律求解.
❷ 物理模型可以分為直接模型和間接模型兩大類。
⑴直接模型:如果物理情景的描述能夠直接在大腦形成時空圖象,稱之為直接模型.如經典練習的傳統研究對象,象質點、木塊、小球等;
⑵間接模型:如果物理情景的描述在閱讀後不能夠直接在大腦形成時空圖象,而是再通過思維加工才形成的時空圖象,就稱之為間接模型.
☞高中階段 有斜面、疊加體模型、帶電粒子的加速與偏轉、天體問題、圓周運動、輕繩、輕桿、連接體模型、傳送帶問題、含彈簧的連接體模型等等。
⑥ 系統的物理模型包括哪些主要內容
系統設計是新系統的物理設計階段。根據系統分析階段所確定的新系統的邏輯模型、功能要求,在用戶提供的環境條件下,設計出一個能在計算機網路環境上實施的方案,即建立新系統的物理模型。這個階段的任務是設計軟體系統的模塊層次結構,設計資料庫的結構以及設計模塊的控制流程,其目的是明確軟體系統如何做。這個階段又分兩個步驟:概要設計和詳細設計。概要設計解決軟體系統的模塊劃分和模塊的層次機構以及資料庫設計;詳細設計解決每個模塊的控制流程,內部演算法和數據結構的設計。這個階段結束,要交付概要設計說明書和設計說明,也可以合並在一起,稱為設計說明書。
⑦ 模型的內容及建立模型的方法要點
一、模型的內容
一個能供實際應用的模型,應包含下述一些內容:
1.被模擬的對象
包括礦區、礦帶、礦田、礦床、礦段和礦體,但一個模型中只能有一個對象。
2.調查階段
包括1∶50000或1∶25000的地質調查、深部地質填圖、普查找礦、詳細找礦及找礦評價工作。一個具體的模型,一般只能應用於一個特定的調查階段。
3.要解決的具體問題
包括綜合方法及個別方法有效性的評價和調查結果的解釋。有的模型只能解決第一個問題,有的模型則能同時解決上述兩個問題。
上述三方面的內容是互相聯系的。例如,在普查找礦時,模擬的對象一般不是礦體,而是礦區、礦帶和礦田。詳細找礦時,模擬的對象則只能是礦床和礦體。在普查找礦階段,各種類型礦產都要找,因而待解決的問題是多方面的,主要應用的是綜合方法,這時的模型要適用於對綜合方法的評價。詳細找礦時,待找的礦體和礦床類型大體上已經確定,這時主要的找礦方法比普查時可能要簡單一些,對模型的要求也可以簡單一些;在工作初期,主要問題是設計綜合調查方法,這時的模型只要能滿足設計綜合調查方法的要求就可以了。到工作後期,隨著資料的積累、認識的加深,有可能對工作初期建立的模型加以修改,使其更加完善,更加符合工作地區的具體情況。這種模型不僅能用於對調查方法有效性的評價,而且還可用於調查結果的解釋。
根據上述模型的內容,一個綜合模型由下述三部分組成:
第一部分:地質模型,這個模型用來模擬待找的地質體(包括礦床或礦體)及其圍岩(包括上覆地層)的空間分布關系,並盡可能地顯示它們之間的成因上的關系。
第二部分:組成地質模型的各種岩石物理性質的空間分布圖,這種圖就是待找地質體的物理模型。
第三部分:組成地質模型的各種岩石中與成礦有關的元素的含量分布圖,所謂與成礦有關是空間位置及成因兩方面的關系,最好是與成因有關系的元素。這種圖就是待找地質體的地球化學模型。
包含上述三部分內容的模型一般稱作地質-地球物理-地球化學模型,或簡稱綜合模型。包括上述第一及第二部分內容的模型一般稱作地質-地球物理模型,或簡稱地質-物理模型或物理-地質模型,包括上述第一及第三部分內容的模型一般稱作地質-地球化學模型。
二、建立模型的方法要點
根據模型的內容,建立模型的方法是:
第一步:建立待找地質體的地質模型,這是建立綜合模型的基礎。
第二步:在地表、坑道及鑽孔中取樣,對岩石的物理性質進行測定。取樣最好是選擇有鑽孔而地質上又有代表性的剖面上。進行岩石樣品測定物理性質的同時,對選定的元素作定量分析。
第三步:建立礦體的模型,根據礦體的模型組建礦床的模型,根據礦床模型組建同類礦床的模型及礦區的模型等。
在建立及組建各個級別的模型過程中,要處理好簡化及典型化模型兩方面的問題。
模型的簡化分為物理性質的簡化和形狀的簡化。
對於某一個特殊的地質問題而言,描述一個礦床或一個地段的地質和地球物理特點的變數中,有一些是重要的,有一些是不重要的。因此,就解決一個特定的地質任務來說,可以不考慮那些不重要的變數,得到一個比原來的模型更為簡單一點的所謂簡化模型。
模型的簡化,也可以通過把幾個狀態歸並成一個狀態來實現。例如對物性不均勻的物體,可以將其劃分為許多小區,對每個小區,用其平均物性值來代替變化值。當物性不均勻程度高時,小區的范圍應劃小些。當物體埋深大時,物性不均勻對場的特徵影響相對小一些,小區范圍可以劃大些。這就是說,即使是同一個物體,上部小區要劃小一些,而下部小區可以劃大一些。
形狀的簡化是用規則體的組合去近似復雜的不規則體,在電測深及地震法中假定物性分界面在工作點(電深點、爆破點等)附近是水平等。
引用簡化的模型,可以使研究的問題簡化,並使模型的應用范圍擴大。但是,應該指出,過分的簡化同過分的復雜化一樣,都是有害的。這是因為,給定一個模型,在約定的條件下,可以做出一個簡化的模型與其相對應。但是,反過來,給定一個簡化模型,卻可以有許多初始模型與其相對應。
簡化模型是為了使所建立的模型變得容易一些,應用模型變得方便一些。但是,簡化模型不可避免地會降低模型的作用。因此,要不要簡化模型,簡化到什麼程度,要根據具體問題和具體情況進行論證,既要考慮技術因素,又要考慮經濟因素。舉一個簡單的例子,對一個物性均勻的高密度和強磁性的物體,建立一個完全的地質-物理模型時,應該考慮它的密度和磁性兩個參數,而物體的密度模型和磁性模型,則是完全模型中的部分模型或特殊模型。當人們只用磁性模型時,實際上是用部分模型代替完全模型,因此,磁性模型可看做是完全模型的一個簡化模型。實踐表明,根據重、磁異常同時做反演,比用單一的磁異常或重力異常反演所得的結果更准確。但是,考慮到重力法成本較高,若單一的磁法能夠較圓滿地解決問題,那麼,這時用簡化的磁法模型就是合理的。也就是說,做重力法雖然存在增大解決問題的可能性,但經濟上付出的代價太大。
有一點要著重指出,在地質-物理模型中,人們常假定地質體的物性是各向同性的。而當地質體確實呈各向異性時,假定各向同性會導致錯誤的結論,這點對磁法、各類電法及地震法都是如此。
模型的典型化是指將模擬的對象分類,然後在每類中選取一個作為其代表。例如地質體的產狀對選擇物探方法及物探異常的特點均有影響,但建立模型時,不可能各種產狀都考慮到。為此,可將物體按產狀分為三類:一類是陡傾角的,例如說傾角大於70°;二類是中等傾角的,例如說傾角在45。左右;三類是緩傾角的,傾角在20。以下。建立模型時,在上述三類中,每類選一個,例如說傾角為80°,50°及15°三種作為典型,而非典型的可根據典型的推出。
模型的典型化還可以通過取無量綱參量來達到。例如在電測深的地電剖面模型中,電阻率用第一層的電阻率作單位,距離用第一層的厚度作單位。
三、一個例子[8]
下面以個舊錫礦為例,敘述在一個具體地區建立綜合模型的具體方法。選擇個舊錫礦作例子的原因是為了和在後面將要例舉的原蘇聯遠東地區同類錫礦床的模型對比。通過對比,可以發現它們之間是大同小異的,但前者不如後者典型。
個舊礦區位於中國雲南省東南部,是一個以錫為主的多金屬礦區。這個地區的錫礦從漢朝開采以來,已有近2000年的歷史,而系統的地質找礦工作則是從本世紀50年代開始的。開初是找砂錫礦,50年代中期轉入找淺部原生錫礦,60年代中期轉入找深部(地表以下400m及更深處)原生錫礦。目前,個舊礦區已探明大型錫礦多處。
個舊地區大規模的系統物探工作是50年代下半期到60年代上半期進行的。由於個舊礦床的特點是大礦區、小礦體,氧化深度為200~700m(平均約400m),隱伏岩體頂部以上硫化礦石均已被氧化為氧化礦石,礦石中的黃鐵礦、磁黃鐵礦均已消失,物探工作面臨巨大的困難。但找隱伏礦體又急需物探工作配合,為此,楊爾煦及李志華等人根據工作地區的地質及地球物理特點,採用物探方法解決找礦中的地質問題,圈出找礦遠景地段,獲得了很好的地質效果。本文以建立地質-物理模型的概念觀點,敘述這個時期的物探工作、80年代的綜合研究工作及其地質效果。
1.礦區地質概況及控礦規律[9,10]
個舊礦區南部為哀牢山隆起,東部為越北古陸,西部為川滇古陸。前寒武紀以來的多次構造運動中,外圍古陸不斷上升,個舊及其鄰區長期處於沉降狀態,以三疊紀沉降幅度最大,沉積了厚達數千米的碳酸鹽類岩石及碎屑岩。三疊紀後期,由於印支運動的影響,使沉降轉為隆起,同時伴隨有基性岩漿活動。中生代末期,燕山運動在區內活動更為強烈,有基性、酸性、鹼性岩漿侵入,同時伴有錫、鎢、銅、鉛、鋅多金屬礦化作用發生。礦區錫多金屬礦床的形成與燕山期花崗岩侵入有直接關系。
個舊東區為一北北東向五子山復式背斜,其上疊有北西西向次級褶皺;西區為一北北東的賈沙復式向斜。礦區地層僅在礦區東南角有二疊系龍潭煤組產出,其餘均為三疊系,該層總厚度約6000m,頂、底部以碎屑岩為主,中部主要是厚大的碳酸鹽岩類。礦體主要賦存於中三疊統個舊組下部卡房段和馬拉格段中。
個舊礦區的原生礦床以錫石-硫化物多金屬礦床為主。礦區受五子山復式背斜及相應的燕山期隱伏花崗岩體控制;礦田受礦區二級褶皺、斷裂構造及小花崗岩株控制。礦床產出的規律是:
岩株突起礦體總是以小的花崗岩株突起為中心,成群、成帶圍繞岩體的頂部和四周產出。上有背斜,下有岩株突起,是區內最為有利成礦的構造岩漿組合型式,也是區內主要礦田的重要控制因素。
岩株凹陷小花崗岩株狀突起的表面起伏和剖面上因選擇融熔作用,致使岩體呈岩枝、岩舌狀並形成似塔松狀的多層次的凹陷。這是接觸帶礦體賦存的有利部位。
互層加斷裂白雲岩與灰岩互層帶中的礦化率高出單一岩性層的數十倍,層間似層狀、條狀礦體70%產出互層帶中,互層加斷裂,更有利於礦化的富集。
交切花崗岩的成礦前斷裂這種斷裂既是導岩又是導礦、容礦構造,在斷裂與花崗岩交切部位,常有規模較大的接觸帶礦體賦存,而在斷裂中常有脈狀礦體賦存。
金屬分帶區內金屬礦有明顯的上鉛、下銅、中間錫的分布規律,平面上由內向外依次是鎢、銅、錫、鉛、鋅。
原生錫礦體中的硫化物主要有磁黃鐵礦及黃鐵礦;礦石構造為浸染狀和塊狀。由於個舊礦區潛水面在水下1000m左右,局部潛水面(不透水的隱伏花崗岩的頂面)也在地下400m或更深,因而潛水面以上礦石中的硫化物均已消失。絕大部分錫石硫化物礦石均已變成錫石氧化物礦石。
綜上所述,可以得出在不同的找礦階段要解決的地質問題是:
(1)在尋找類似個舊的錫礦區時,首先是在沉積岩厚度較大的地區尋找隱伏的燕山期花崗岩,然後根據隱伏岩體上方岩石中化學元素的分帶性及地質構造的特點,評價隱伏礦化的可能性。
(2)在有找礦遠景的礦區中尋找礦田時,最重要的工作是尋找隱伏的小花崗岩株狀突起,研究礦區內的次級構造和斷裂。
(3)尋找淺部礦床時,要在礦田范圍內作斷裂帶填圖,並對已知和新發現的斷裂帶作含礦性評價,然後在推測有礦化的斷裂帶上打鑽找礦。
(4)由於礦石中的硫化礦物已被氧化,用磁法及電法直接找礦的效果均不好。礦體小,埋深大及礦區地形切割劇烈,重力法也不能應用。
2.個舊地區岩石的物理性質
上述個舊地區不同找礦階段的地質問題能不能用物探方法配合山地工程加以解決,決定於工作地區岩石的物理性質。下面敘述有關這方面的材料。
岩(礦)石的密度
在工作地區採集了365塊標本作密度測定。測定結果見表4—1。在這個表中還列了鄰區一些岩石密度值,供作對比。
表4—1個舊及馬關地區岩石密度統計表
由表4—1看出:
(1)本區三疊系的密度平均值與二疊系、泥盆系及寒武系的密度平均值相當。
(2)本區及鄰區的花崗岩的密度均比其圍岩低約0.15~0.24g/cm3。
(3)基性岩的密度在3.00g/cm3左右,而超基性岩的密度則在3.10g/cm3左右。
(4)錫礦石的密度最大,而表土及第三紀岩石的密度最低。
根據上述岩石密度特點,在區域重力異常圖上,第四紀盆地及隱伏花崗岩體上均將有明顯的重力異常低,這就為用重力法圈定隱伏的花崗岩提供了可能性。
岩(礦)石的磁性
根據測定及收集到的資料,區內岩石的磁性參數值如表4—2所示。從表4—2可以看出:
表4—2個舊地區岩石磁性統計表
(1)沉積岩如砂岩、頁岩、礫岩、灰岩、大理岩、石英岩等都是非磁性的;各種片岩、板岩及千枚岩具有極弱磁性,這類岩石不可能引起磁異常。
(2)基性噴出岩如正長岩類岩石磁性變化大,磁化率為0.0132~0.0396SI,因此它可以引起不同強度的磁異常。
(3)基性及超基性岩的磁性一般較強,但不穩定,它們可以引起局部異常。
(4)花崗岩實際上是無磁性,因此,大的花崗岩體上將出現平靜或相對為負的磁異常。
岩礦石的電阻率
多年來對個舊礦區地表和坑道中各種岩石的電阻率作了測定,結果如表4—3。從表4—3可看出:
(1)含礦斷裂與圍岩的電阻率相差4~7倍,用聯合剖面法尋找含礦斷裂有良好的物性前提。
(2)花崗岩與圍岩的電阻率有3倍以上的差異,為用電測深法圈定地下花崗岩體表面起伏形態提供了物性前提。
(3)硫化礦和花崗岩電阻率相差10倍以上,因此,電法有可能用於探測淺部硫化(礦)礦體。
表4—3個舊地區岩石電阻率統計表
(4)個舊組灰岩在不同礦田內其電阻率不同,上段(T2g3)變化較大,中段(T2g2)相對穩定,下段(T2g1)在松樹腳礦田較高,在卡房礦田因富含泥質灰岩及出現變輝綠岩,其電阻率值下降,與花崗岩的電阻率值相當,造成用電測深法確定花崗岩頂面埋深不準。
根據目前對個舊地區地質控礦規律的認識及岩石物理性質的測定結果,製作了如圖4—1所示的個舊東部礦區岩石密度(σ)、電阻率(ρ)-地質模型示意圖。
圖4—1個舊東礦區岩石密度(σ)、電阻率(ρ)-地質模型示意圖
Ls—灰岩;
圖4—2則是根據鑽孔及坑道中的樣品測定的花崗岩體上部岩石中幾種元素含量而編制的元素垂直分帶示意圖[11]。從圖看出,由花崗岩體向外可劃分為7個帶,其特徵如下:
第一帶W·Be·Nb帶,主要伴生組分是Sn、Cu、Bi。位於花崗岩內。
第二帶Cu·W·Bi帶,主要伴生組分為Sn、Be、As、Zn。異常峰值或均值有Pb/Zn<1,Pb/Cu<1。位於花崗岩面以外100m左右。
第三帶Cu帶,僅個別地段存在,主要伴生組分為Bi、As。位於第二帶上方100~300m。
第四帶Sn·Cu帶,主要伴生組分為Bi、W、As、Zn、Be。Pb/Zn<1,Pb/Cu<1。位於第二帶或第三帶以外100~300m。
第五帶Sn·Pb帶,主要伴生組分為Zn、Cu、Ag、Cd、In。Pb/Zn>1,Pb/Cu>1。距第四帶100~300m。
第六帶Pb·Zn帶,主要伴生組分為Cd、Ag、Mo。Pb/Zn>1。距第五帶100~300m。
第七帶Mn帶,主要伴生組分為Pb、Ag。距第六帶100~300m。
圖4—2花崗岩與元素垂直分帶關系圖
1—花崗岩;2—硫化礦帶;3—變輝綠岩;4—氧化礦;5—含礦斷裂破碎帶;6—元素分帶界線
⑧ 屬於理想的物理模型有哪些
1、實物模型(用來代替研究對象的理想模型),如:質點,剛體,點電荷,理想變壓器,黑體,理想氣體。
2、條件模型(將研究對象所處條件理想化的物理模型),如:輕桿,輕繩,輕彈簧,光滑,勻強電場。
3、過程模型(忽略次要因素作用,只考慮主要因素作用過程),如:將物體從高度較低的位置下落的過程,忽略空氣阻力,看作自由落體運動。
(8)容器內容物理模型的觀點是什麼擴展閱讀:
在不同情境下,理想物理模型也有所不同,因為理想物理模型是隨著研究對象和研究問題的改變而改變。理想物理物理模型是一個抽象的概念,是人為主觀設定的一個模型,所以研究對象是否可以看作理想物理模型與其本身的性質並無直接聯系,而取決於研究對象的性質對研究問題的影響程度。
實際的物理現象和物理規律一般都是十分復雜的,涉及到許多因素。舍棄次要因素,抓住主要因素,從而突出客觀事物的本質特徵。
⑨ 物理模型、概念模型、概念模型分別是什麼
1、物理模型:構建數據倉庫的物理分布模型,主要包含數據倉庫的軟硬體配置,資源情況以及數據倉庫模式。
1.1物理模型的用途以實物或畫圖形式直觀的表達認識對象的特徵。
2、概念模型,也稱信息模型,是按用戶的觀點來對數據和信息建模,主要用於資料庫設計。概念模型實際上是現實世界到機器世界的一個中間層次。
2.1概念模型用於信息世界的建模,是現實世界到信息世界的一層抽象,是資料庫設計人員進行資料庫設計的有力工具,也是資料庫設計人員和用戶進行交流的語言。
拓展資料:
物理模型設計所做的工作是根據信息系統的容量,復雜度,項目資源以及數據倉庫項目自身(當然,也可以是非數據倉庫項目)的軟體生命周期確定數據倉庫系統的軟硬體配置,數據倉庫分層設計模式,數據的存儲結構,確定索引策略,確定數據存放位置,確定存儲分配等等。
這部分應該是由項目經理和數據倉庫架構師共同實施的。
參考資料:網路——物理模型
⑩ 什麼是物理模型和概念模型
物理模型:以實物或圖片形式直觀表達認識對象的特徵。如:DNA雙螺旋結構模型,細胞膜的流動鑲嵌模型。
概念模型:指以文字表述來抽象概括出事物本質特徵的模型。如:對真核細胞結構共同特徵的文字描述、光合作用過程中物質和能量的變化的解釋、達爾文的自然選擇學說的解釋模型等。
數學模型:用來描述一個系統或它的性質的數學形式。如:酶活性受溫度(PH值)影響示意圖,不同細胞的細胞周期持續時間等。
(10)容器內容物理模型的觀點是什麼擴展閱讀:
概念模型建模過程
1,運用概念目錄列表或名詞性短語找出問題領域中的後選概念。
2,繪制概念到概念模型圖中。
3,為概念添加關聯關系。
4,為概念添加屬性。
概念模型模型設計
1,概念模型不依賴於具體的生物系統,他是純粹反映信息需求的概念結構。
2,建模是在需求分析結果的基礎上展開,常常要對數據進行抽象處理。常用的數據抽象方法是『聚集』和『概括』。
3,E-R方法是設計概念模型時常用的方法。用設計好的ER圖再附以相應的說明書可作為階段成果。