❶ 物理研究方法-放大法的定义及举例
这些全都是:教条主义法
估计你们物理老师是教政治的,混不下去来改行蒙物理了
❷ 物理中微量放大法是什么
物理中微量放大法是把不易观察的微小量转换成其他量加以放大,便于观察
如 1.弹力中的微小形变 2. 测万有引力常量、静电力常量 3.电磁感应中感应电流(放大器) 等
❸ [急急急]物理实验方法里的放大法是不是等于转换法
不是的,放大法是放大局部的变化,例如比较常见的通过反射光信号来检测极其微小的水面上升。
而转换法有一些不同,转换法改变了你研究的实际物质,也就是把一个现象拟化为另一个与之相近的现象,通过另一个较容易研究的现象来得出想要研究的现象的基本结构。比如要研究单摆的震动,就把它无限分段,类比于一般的弹簧简谐振动。
❹ 物理学实验中的转化法和放大法是如何的关系请举例详细说明一下。
转换法与放大法:
【转换法】物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察到的,但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,用容易观察的量显示不宜观察的量,是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称为“转换法”。利用这种方法制作的仪器,例如:温度计、弹簧测力计、压强计等。
【放大法】物理实验中,放大、扩大、变大或增加某些因素,使问题更容易解决的方法,称为“放大法”。例如:用力压硬质(硬质塑料或玻璃)瓶子,瓶塞上部的细管液面上升,说明瓶子在压力作用下,发生了形变。
请参见下图:
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❺ 初中物理的16个研究方法!!!
1. 观察法:
观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法,是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。简单的讲观察法就是看仔细地看。但它和一般的看不同,观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动。因此,亦称科学观察。
实例:水的沸腾:在使用温度计前,应该先观察它的量程,认清它的刻度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况,温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化;在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态,观察正在发声的音叉插入水中激起水花,观察蟋蟀知了鸣叫是的情况,就会发现发出声音的物体都在振动;除此之外还有光的反射规律;光的折射规律;凸透镜成像;滑动摩察力与哪些因素有关等。
2. 放大法
放大法是物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度,常需要采用合适的放大方法,选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
(1)累计放大法:在被测物理量能够简单重叠的条件下,将它展延若干倍再进行测量的方法,称为累计放大法(叠加放大法)。如测量纸的厚度、金属丝的直径等,常用这种方法进行测量;累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下,将被测量扩展若干倍后再进行测量,从而增加测量结果的有效数字位数,减小测量的相对误差。在使用累计放大法时,应注意两点,一是在扩展过程中被测量不能发生变化;二是在扩展过程中应努力避免引入新的误差因素。
(2)形变放大法:形变是力作用的效果,在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。而显示形变的方法可用力学的方法,也可用电学、光学的方法,如:体积的变化:由液柱的长度的变化显示;热膨胀:杠杆放大法显示。
(3)光学放大法:常用的光学放大法有两种,一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像,便于观察判别,从而提高测量精度。例如放大镜、显微镜、望远镜等。另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大,通过测量放大了的物理量来获得微小物理量。例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法,就是一种常用的光学放大法。
3. 控制变量法
控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为某两次试验只有一个条件不同,若两次试验结果不同则与该条件有关。否则无关。反之,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。
实例:在研究导体的电阻跟哪些因素有关时,为了研究方便采用控制变量法。即每次须挑选两根合适的导线,测出它们的电阻,然后比较,最后得出结论。为了研究导体的电阻与导体长度的关系,应选用材料横截面相同的导线,为了研究导体的电阻与导体材料的关系,应选用长度和横截面相同的导线,为了研究导体的电阻与导体横截面的关系,应选用材料和长度相同的导线。研究影响力的作用效果的因素;研究液体蒸发快慢的因素;研究液体内部压强;研究动能势能大小与哪些因素有关;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系;研究电流与电压电阻的关系;研究电功或电热与哪些因素有关;研究通电导体在磁场中受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向的因素采用此法。
4. 类比法
所谓类比就是“触类旁通”“举一反三”实际上是一种从特殊到特殊,从一般到一般的推理,它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。类比是一种推理方法,不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以来用类比推理。类比法是提出科学假说做出科学预言的重要途径,物理学发展史上的许多假说是运用类比方法创立的,开普勒也曾经说过:“我们珍惜类比推理胜于任何别的东西”。
实例:电压与水压;电流与水流;内能与机械能;原子结构与太阳系;水波与电磁波;通信与鸽子传递信件;功率概念与速度概念的形成。在物理学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识,有助于提出假说进行推测,有助于提出问题并设想解决问题的方向。类比可激发学生探索的意向,引导学生进行探索使学生成为自觉积极的活动,发展学生的思维能力。
类比是科学家最常运用的一种思维方法,由这种方法得出的结论虽然不一定可靠,但是,在逻辑中却富有创造性。类比的事例很多这就需要平时多留心不断地总结找到比较恰当的事例做类比。
5. 等效替代法
所谓等效替代法是在保证效果相同的前提下,将陌生复杂的问题变换成熟悉简单的模型进行分析和研究的思维方法,它在物理学中有着广泛的应用。
实例:研究串联并联电路关系时引入总电阻(等效电阻)的概念,在串联电路中把几个电阻串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联电阻都大,把总电阻称为串联电路的等效电阻。在并联电路中把几个电阻并联起来,相当于增加了导体的横截面积,所以总电阻比任何一个并联电阻都小,把总电阻称为并联电路的等效电阻;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法。
6. 比较法
比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法,各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。比较是抽象与概括的前提,通过比较可以建立物理概念总结物理规律。利用比较又可以进行鉴别和测量。因此,比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。比较法有三种类型:①异中求同的比较。即比较两个或两个以上的对象而找出其相同点。②同中求异的比较。即指比较两个或两个以上的对象而找出其相异点。③同异综合比较。即比较两个或两个以上的对象的相同点相异点。
实例:象汽车轮船火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置。而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同。再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程。不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系;重力与质量的关系;重力与压力;电功与电功率等。
7. 转换法
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。
实例:物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用;马德堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可以证明空气中含有水蒸气;影子的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间存在着引力;运动的物体能对外做功可证明它具有能等。
8. 理想实验
理想实验又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上实验”,它是人们在思想中塑造的理想过程,是一种逻辑推理思维过程和理论研究重要方法。理想实验虽然叫实验,但它同所说的真实科学实验是有原则区别的,真实科学实验是一种实践活动,而理想实验则是一种思维活动,前者是可以将设计通过物理过程而实现的实验,后者则是在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想。首先,理想实验是以实践为基础的,所谓的理想实验就是在真实的科学实验的基础上,抓住主要矛盾忽略次要矛盾对实际过程做出更深入一层的抽象分析。其次,理想实验的推广过程是以一定的逻辑法则为根据的,而这些逻辑法则都是从长期的社会实践中总结出来的并为实践所证实了的。
理想实验在自然科学的理想研究中有着重要的作用。但是,理想实验的方法也有其一定的局限性,理想实验只是一种逻辑推理的思维过程,它的作用只限于逻辑上的证明与反驳,而不能用来作为检验正确与否的标准。相反,由理想实验所得出的任何推论都必然由观察实验的结果来检验。
实例:研究真空是否能够传声;牛顿第一定律等。
9. 建立模型法
建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型,用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
实例:研究肉眼观察不到的原子结构时,建立原子核式结构模型;研究光现象时用到光线模型;研究磁现象是用到磁感线模型;力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型;电路图是实物电路的模型;研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型;研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。
10. 平衡法
平衡,是相对于两个以上物体组成的一个物理组合而言的,在物理变化过程中,组合中各物体的一些物理量在一定条件下保持相等,这时,我们就把这些物体所处的这种状态称之为平衡态,初中物理研究的平衡态问题,归结起来大致有如下三大类:一是在平衡力作用下物体的平衡;二是杠杆的平衡:三是温度不同的物体混合后达到的热平衡,有关这三类问题都必须用平衡原理去解。
实例:你在玩木板小车模型的时候,让小锤自由下落,拉着小车向前走,其中,小车与木板有摩擦,这时测的小车速度是有误差的,所以你现在可以用平衡法来平衡小车的摩擦力,比如把木板垫高。
11. 留迹法
在物理实验中,有些物理现象瞬息即逝,实验者难以在此瞬间对研究对象进行观察和测量。如运动物体所处的位置、轨迹、图像等。但我们可用一定的方法将有关信息记录下来,然后通过测量或观察来进行研究,这种方法就是留迹法。
实例:沙摆描绘单摆的振动曲线;用打点计时器记录物体位置;用频闪照相机拍摄平抛的小球位置;用示波器观察交流信号的波形等。
12. 累积法
把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。这种方法称为累积法。
主要累积方法:(1)时间累积法:对时间累积后进行测量求平均值的方法。(2)空间累积法:对空间进行累积后求平均值的方法。
实例:在“用滴水法测重力加速度”的实验中,调节并测量水龙头到盘子的高度差h;让前一滴水滴到盘子听到声音时,后一滴恰离开水龙头;再测出n次水击盘声的总时间tn,则下落h高度用时。又如在“测定金属电阻率”的实验中,若没有螺旋测微器,可把金属丝绕在铅笔上若干圈,由金属线圈的总长度除以圈数来测量金属丝的直径。
13. 外推法:
有些物理量可以局部观察或测量,作为它的极端情况,不易直观观测,如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端,可以达到目的。例如在测电源电动势和内电阻的实验中,无法直接测量I=0(断路)时的路端电压(电动势)和短路(U=0)时的电流强度,通过一系列U、I对应值点画出直线并向两方延伸,交U轴点为电动势,交I轴点为短路电流
❻ 在物理学中放大法的应用
第一种分类方法 七种 一、杠杆放大法
杠杆放大法是利用有固定转轴的指针,微小变化作用于指针杠杆的 短臂,而观察点则在长臂的顶端,观察的显着程度取决于长臂与短臂的 比值。 反过来应用可以将力放大
二、液面升降放大法
液面升降放大法是通过细玻璃管(或其他材料制成的透明细管)中 的有色液面的上升或下降来反映某种物理量(如体积、温度、热量、压 强等)的微小变 化,其显着程度取决于细管直径平面面积与大液面面积的比值大小。例如用椭圆墨 水瓶演示固体的微小形变 反过来应用可放大压力 用于千斤顶 气筒等三、光点反射放大法
光点反射放大法是使光的反射角的微小变化,通过反射线投射到远 处光屏上的光点的移位来显示,其变化的显着程度取决于反射镜至光点 投射之间的距 离。这种放大法通常也叫“光杠杆放大法”。例如卡文迪许的扭秤装置中有运用四、点光源投影放大法
点光源投影放大法是通过点光源将物体的影子放大投射到屏幕上, 放大的显着程度与点光源、物体、屏幕三者之间的距离有关。如皮影戏,手影等 五、投影器放大法投影器放大法是将实验装置直接放置在投影器 上,将实验现像投影放大到屏幕上。六、弱电流放大法
在物理实验中常常遇到微弱电流的演示问题,像单根导线切割磁力 线时产生的感生电流,光电效应现象的光电流,水果电池产生的电流等, 它们都极其微 弱,为使现象明显常常利用弱电流放大器。弱电流放大器 有的用分立元件(主要是晶体三极管),组成的多级差分放大电路,有 的直接用集成块放大电路。 如音响的功率放大器七、凸透镜、望远镜、,显微镜光学仪器放大 第二种分类方法 3种一 机械放大 实例有振动的机械放大,音叉弹性系数大,形变小 乒乓球质量小,摆得远 ;实例还有固体微小形变放大,机械放大是我们物理学中最简单的一种放大方法,它是一种空间放大的方法。比如我们常用的游标卡尺、螺旋测微器就是应用机械放大的方法。还有像杠杠对力和位移的放大、测量纸张厚度用的累积放大等都是有效应用机械放大的方法。 二 时间放大法:通常利用时间的积累减小时间测量的误差,或利用时间的积累增强实验的效果。如一个冲量概念引入的实验,在墙上挂几个气球,同一个人用长短不同的吸管同样的力气吹牙签,试着击破气球。同一个人,用长的吸管吹出去的牙签扎破了这个气球,而用短的吸管吹出去的牙签没有扎破气球,这是什么原因呢?因为吸管越长,力对牙签作用的时间就越长,力对时间的累积就越大,牙签受到的冲量越大,增加的动量也大。这个实验取材非常简单,现象有趣,学生的参与热情非常高。教室里爆发的热烈掌声和欢呼声一定会深深感动你,这样的设计会让学生在快乐中感受到学习的乐趣,冲量的概念就在愉快的体验中建立起来了。 通常利用时间的积累减小时间测量的误差,如利用单摆测重力加速度 测量30-50个单摆周期的总时间 三 光放大的方法。我们可以采用实物投影仪、幻灯机、放大镜、显微镜等装置,放大视角形便于观察。另一种方法就是光点反射放大法。用这一方法可显示桌面微小形变。着名的卡文迪许测量万有引力常量的扭秤实验,也属于低成本实验的经典之作。这个实验就是利用光点的反射法
❼ [急]物理实验方法里的放大法是不是等于转换法
不是
放大法——将微小的变化(或物理量)放大,以便于观察或研究.
转换法——将无法观察研究的问题转换为与之相联系的易于观察研究的问题.
另外,二者也是有联系的.例如,将乒乓球放在音叉附近观察音叉的振动,就同时用到了转换和放大的思想.
❽ 在物理学中,放大实验效果是什么法
在物理学中,放大实验效果就是把那些微小的不易观察的现象进行放大。
这种方法通常就叫做放大法。
在物理中这种放大法是经常使用的一种方法。
❾ 物理的几种科学研究方法
一、理想模型法
实际中的事物都是错综复杂的,在用物理的规律对实际中的事物进行研究时,常需要对它们进行必要的简化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化,便可得到一系列的物理模型。有实体模型:质点、点电荷、轻杆、轻绳、轻弹簧、理想变压器、(3-3)液片、理想气体、(3-5)原子核式结构模型和玻尔原子模型等;过程模型:匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动、匀速圆周运动等。
采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。
二、控制变量法
就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
这种方法在实验数据的表格上的反映为:某两次试验只有一个条件不相同,若两次试验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。
滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;探究加速度、力和质量的关系(牛顿第二定律 );导体的电阻与哪些因素有关(电阻定律 );电流的热效应与哪些因素有关(焦耳定律 );研究安培力大小跟哪些因素有关( );研究理想气体状态变化(理想气体状态方程 )等均应用了这种科学方法。
三、理想实验法(又称想象创新法,思想实验法)
是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证,是科学家们为了解决科学理论中的某些难题,以原有的理论知识(如原理、定理、定律等)作为思想实验的“材料”,提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标,并在想象中给出这些实验“材料”产生“相互作用”所需要的条件,然后,按照严格的逻辑思维操作方法去“处理”这些思想实验的“材料”,从而得出一系列反映客观物质规律的新原理,新定律,使科学难题得到解决,推动科学的发展。又称推理法。
伽利略斜面实验、推导出声音不能在真空中传播、推导出牛顿第一定律等。
三、微量放大法
物理实验中常遇到一些微小物理量的测量。为提高测量精度,常需要采用合适的放大方法,选用相应的测量装置将被测量进行放大后再进行测量。常用的放大法有累计放大法、形变放大法、光学放大法等。
1)累计放大法:在被测物理量能够简单重叠的条件下,将它展延若干倍再进行测量的方法,称为累计放大法(叠加放大法)。如测量纸的厚度、金属丝的直径等,常用这种方法进行测量;累计放大法的优点是在不改变测量性质的情况下,将被测量扩展若干倍后再进行测量,从而增加测量结果的有效数字位数,减小测量的相对误差。
2)形变放大法:形变是力作用的效果,在力学中形变的基本表现形式为体积、长度、角度的改变。而显示形变的方法可用力学的方法,也可用电学、光学的方法,如:体积的变化:由液柱的长度的变化显示;热膨胀:杠杆放大法显示。
3)光学放大法:常用的光学放大法有两种,一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像,便于观察判别,从而提高测量精度。例如放大镜、显微镜、望远镜等。另一种是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大,通过测量放大了的物理量来获得微小物理量。例如测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法,就是一种常用的光学放大法。
卡文迪许通过扭秤装置测量引力常量就采用了多种放大方法。
四、模拟法
模拟法和类比法很近似。它是在实验室里先设计出于某被研究现象或过程(即原型)相似的模型,然后通过模型,间接的研究原型规律性的实验方法。先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系,模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
如在描绘电场中等势线实验中用直流电流场模拟静电场。
五、类比与归纳
所谓类比,是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。如万有引力公式 和库仑力公式 从形式上很相似。
六、等效替代效法
等效法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代,而保证结论不变。
等效的方法是指面对一个较为复杂的问题,提出一个简单的方案或设想,而使它们的效果完全相同,从而将问题化难为易,求得解决。例如我们学过的等效电路、等效电阻、电压表等效为电流表、电流表等效为电压表、测电阻中的替代法、分力与合力等效、分运动与合运动等效、环形电流与小磁体的等效、通电螺线管与条形磁铁的等效等等。
七、比值定义法
比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,比如速度、加速度、密度、压强、功率、电场强度、电势、电势差、磁感应强度、电阻、电容等等。加速度a=(Δv)/(Δt) ;
电场强度E=F/q ;电容C=Q/U ;电阻R=U/I ;电流I=q/t ;电动势,ε=W/q;电势差U=W/q;磁感应强度B=F/(IL)或B=F/qv或B=Φ/S。
(一)“比值法”的特点:
1、比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。应用比值法定义物理量,往往需要一定的条件;一是客观上需要,二是间接反映特征属性的的两个物理量可测,三是两个物理量的比值必须是一个定值。
2.两类比值法及特点
一类是用比值法定义物质或物体属性特征的物理量,如:电场强度E、磁感应强度B、电容C、电阻R等。它们的共同特征是;属性由本身所决定。定义时,需要选择一个能反映某种性质的检验实体来研究。比如:定义电场强度E,需要选择检验电荷q,观测其检验电荷在场中的电场力F,采用比值F/q就可以定义。
另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义,如速度v、加速度a、角速度ω等。这些物理量是通过简单的运动引入的,比如匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动。这些物理量定义的共同特征是:相等时间内,某物理量的变化量相等,用变化量与所用的时间之比就可以表示变化快慢的特征。
(二)“比值法”的理解
1.理解要注重物理量的来龙去脉。为什么要研究这个问题从而引入比值法来定义物理量(包括问题是怎样提出来的),怎样进行研究(包括有哪些主要的物理现象、事实,运用了什么手段和方法等),通过研究得到怎样的结论(包括物理量是怎样定义的,数学表达式怎样),物理量的物理意义是什么(包括反映了怎样的本质属性,适用的条件和范围是什么)和这个物理量有什么重要的应用。
2.理解要展开类比与想象,进行逻辑推理。所有的比值法定义的物理量有相同的特点,通过展开类比与想象,进行逻辑推理、抽象思维等活动,从而引起思维的飞跃,知识的迁移,在类比中加深理解。如在重力场、电场、磁场的教学中,相同的是都需要选择一个检验场性质的实体,用检验实体的受力与检验实体的有关物理量的比来定义。但也存在区别,重力场的比值中,分母是质量最简单,电场定义时,要考虑电荷的电性,而磁场定义最复杂,不仅与考虑电流元I,而且要考虑电流元的放置方位与有效长度。
3.不能将比值法的公式纯粹的数学化。在建立物理量的时候,交代物理思想和方法,搞清概念表达的属性,从这些量度公式中理解它们的物理过程与物理符号的真实内容,切忌被数学符号形式化,忽视了物理量的丰富内容,一定要从量度公式中揭示所定义的概念与有关概念的真实依存关系和物理过程,防止死记硬背和乱用。另一方面,在数学形式上用比例表示的式子,不一定就应用比值法。如公式a=F/m,只是数学形式上象比值法,实际上不具备比值法的其它特点。所以不能把比值法与数学形式简单的联系在一起。
八、微元法
微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法。用该方法可以使一些复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速地加以解决,使所求的问题简单化。在使用微元法处理问题时,需将其分解为众多微小的“元过程”,而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的,这样,我们只需分析这些“元过程”,然后再将“元过程”进行必要的数学方法或物理思想处理,进而使问题求解。使用此方法会加强我们对已知规律的再思考,从而引起巩固知识、加深认识和提高能力的作用。
在高中物理中,由于数学学习上的局限,对于高等数学中可以使用积分来进行计算的一些问题,在高中很难加以解决。例如对于求变力所做的功或者对于物体做曲线运动时某恒力所做的功的计算;又如求做曲线运动的某质点运动的路程,这些问题对于中学生来讲,成为一大难题。但是如果应用积分的思想,化整为零,化曲为直,采用“微元法”,可以很好的解决这类问题。“微元法”通俗地说就是把研究对象分为无限多个无限小的部分,取出有代表性的极小的一部分进行分析处理,再从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法,在这个方法里充分的体现了积分的思想。
九、极限法
极限法是把某个物理量推向极端,即极大和极小或极左和极右,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。
1.由平均值得瞬时值用到极限法 一般由比值定义式定义出的物理量均为平均值,如 ,当 取趋近于零时的平均速度可看做瞬时速度
2.极限法在进行某些物理过程分析时,具有独特作用,恰当应用极限法能提高解题效率,使问题化难为易,化繁为简,思路灵活,判断准确。因此要求解题者,不仅具有严谨的逻辑推理能力,而且具有丰富的想象能力,从而得到事半功倍的效果。
❿ 物理的放大法中,有个机械放大法,请问什么是机械放大法(请物理高手回答)
物理实验中物理量的放大方法
(http://www.tse.net/leting/04zycb/neirong/33zxwl/ae00081.htm)
物理学是一门以实验为基础的学科。物理学家研究物理问题时,需要利用各种实验设备来进行物理实验。在物理实验中常常遇到一些微小物理量的测量。物理工作者为提高被测物理量精度,常选用特殊的测量装置将被测物理量放大后再进行测量。我们把提高测量精度、使物理量的数值变大、作用时间延长、作用空间扩展的方法叫做物理量的放大法。下面按物理学内容把放大方法分类如下:
一、机械方面
机械放大是物理实验最直观的一种放大方法,它是一种空间放大方法。具体表现在下列实验中。
1、游标放大法
为了提高米尺的测量精度,通常在米尺(主尺)上附带一个可以沿尺身移动的小尺(游标)。游标上的分度值x与主尺分度值y之间有一定关系,一般使游标上p个分度格的长度与主尺上(p-1)个分度格的长度相等,即使得
px=(p-1)y
主尺与游标上每个最小分格之差δx为
δx =y-x=y/p
差值δx称为游标尺的精度,它表示了游标尺能读准的最小值,也就是游标的最小分度值。同理,游标尺原理还可以用于角度的精确测量中,称为角游标。角游标的测角精度δx=1’。
2、螺旋测微放大法
螺旋测微计、读数显微镜和迈克耳逊干涉仪等的测量系统的机械部分都是采用螺旋测微装置进行测量的。常用的读数显微镜的测微丝杆的螺距是lmm,当丝杆转动一圈时,滑动平台就沿轴向前或后退lmm,在丝杆的一端固定一测微鼓轮,其周界上刻成100分格,因此当鼓轮转动一分格时,滑动平台移动了0.01mm,从而使沿轴线方向的微小位移用鼓轮圆周上较大的弧长精确地表示出来,大大提高了测量精度。
3、机械杠杆
因为,当机械杠杆平衡时有:F1L1=F2L2。所以有:F1= F2L2/ L1 ,L2= F1L1/ F2成立。从F1和L1的表达式可以看出,机械杠杆可以把力和位移放大或细分。
4、液压放大
根据帕斯卡定律制成的液压机、水压机、油压千斤顶都有:作用在它们两活塞上的力的比,等于它们的面积比。即:F1/F2=S1/S2。从中可以得出:F1= (S1/S2)F2,该式说明由帕斯卡定律制成的液压机、水压机、油压千斤顶可以把力放大。
5、累积放大
当我们用米尺测量一张纸的厚度时,一般的方法是:取同样的纸100张,然后用米尺测量其厚度,把测得的数除以100,即得出一张纸的厚度。该方法采用了相同量累积叠加的放大方法。既解决了可测问题,又提高了测量的精度。
6、共振
一振动系统在外力作用下强迫进行的振动称为受迫振动。当系统作受迫振动时,强迫力的频率与振动系统的固有频率接近,使系统的振幅达到极大值的现象称为共振。共振是一种选择放大。对琴弦等乐器的共振我们称之为共鸣。
二、时间方面
1、伽利略的斜面实验
伽利略的斜面实验实现的是“冲淡引力”。实际上,是把物体下降一定高度的时间予以拉长,也就是放大。
2、周期的规定
在物理实验中,很多个实验题目需要测定周期大小。由于测量周期多数使用秒表来测定,由于用秒表测量单个周期的误差较大,一般采用一次测量n次周期的时间,若为t,则周期T=t/n,也就是说采用时间累积放大法,既解决了可测问题,又提高了测量的精度。
3、时间细分
用高速摄影摄取运动物体的瞬时状态,如:研究自由落体运动、高速飞行的子弹、水滴下落过程中形成的变化等都是把时间过程细分并展开。
三、光学方面
1、光学装置放大
一种是使被测物通过光学装置放大视角形成放大像,便于观察判别,从而提高测量精度。例如放大镜、显微镜、望远镜等。
2、光杠杆放大
测量微小长度和微小角度变化的光杠杆镜尺法,是使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大的方法,它是一种物理实验中常用的光学放大法。
光杠杆测量原理如附图所示。它由一面装在一个三脚金属架上的平面镜构成,配合望远镜尺组来测变化极微小的长度。
使用时,将光杠杆的面前脚放在一个固定位置,后脚放在被测量的点上,使镜面垂直于地面,望远镜尺组放在镜面的正前方,当物体为原长时,由望远镜中可以看清楚标尺l0点在小镜中的反射像,当后脚向下降落一个位移面ΔL时,镜面M使转动一个角度θ,这时在望远镜中所观察到的像由l0点变为l1点,设若镜面M与标尺间的距离为D,根据反射定律可知:
式中,ΔL=l1- l0,可由标尺上读出,由于材料形变很小,相应θ也很小,所以有 tg2θ≈2θ,tgθ≈θ,因此,θ=Δl/2D=ΔL/a,所以有:
当满足ΔL << a,Δl<< D时,不难看出,小位移ΔL被放大成能观测的大位移Δl,其作用像杠杆的作用一样,所以光杠杆的方法是一种放大的方法。
四、电磁方面
1、三级管、场效应管、集成电路组成的放大电路
在物理实验中往往需要测量变化微弱的电信号(电流、电压或功率),或者利用微弱的电信号去控制某些机构的动作,必须用电子放大器将微弱电信号放大后才能有效地进行观察、控制和测量。电子放大作用是由三极管、场效应管、集成电路组成的放大电路完成的。
2、谐振现象
当电容C和电感L两类元件同时出现在一个交流电路中时,随着频率的变化,电路中的电流I(有效值)或总阻抗z不是单调的变化,而是在某个频率f处出现极值(极大值或极小值),这种现象叫做谐振。谐振是一种选择放大。
3、变压们的升压与降压法
对于理想变压器有:U1/U2=N1/N2,I1/I2=N2/N1成立。
式中U1、U2分别为输入、输出电压,I1、I2分别为输入、输出电流,N1、N2分别是原、副线圈的匝数。因此,适当选择N1,N2即可达到升压或降压的目的,同时也确定了原、副线圈中电流的关系。
结论
探讨物理实验的放大法有助于实验者重视放大法在物理实验中的作用,有助于实验设备改进者改进实验设备,有助于实验设计者利用放大法设计出新的实验设备。
探讨物理员的放大方法有利于物理工作者对科学方法的应用。有利于学生对科学方法的掌握。