A. 实验在物理学建立与发展中的作用
实验在物理学建立与发展中的作用 【摘 要】：物理学是一门实验学科，凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的，因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证。实验是物理学的建立与发展的基础与事实依据。
【关键词】：物理实验 事实 法则 假说 结论 新课题
实验是物理学建立与发展过程中的基础与依据，本文从以下几方面论述实验在物理学建立与发展中的作用 。
一、 实验可以发现“事实”
在加西奥特的时期阳极放电是最受注意的课题，后来阴极放电又垄断了人们的兴趣。赫兹发现“阴极射线”会穿过金属箔。他的助手勒纳制造了一个带有小铝箔窗的真空管，它使“阴极射线”通过这个窗口打进空气之中，它们却仍然保持有激起磷光的能力，但只能在空气中运行一段距离而不能长期在空气中运行。勒纳认为，它的射线不是正在飞行中的微粒，而是“以太”中的现象。 当人们关于这些神秘的射线的性质的讨论正在进行过程中，维尔茨堡的伦琴通过实验在1895年发现了一种新型的射线，它能引起一张涂有氰化钡铜的屏闪闪发光或发荧光。对于普通光线不透明的纸、木头、铝和许多其他物质，对于新的辐射却是透明的。对于动物组织是透明的而对于骨骼多少是不透明的，这一事实使得给人的骨架进行照相成为可能，这种照相所得到的底片具有隐形图样的性质。新射线的本性当时是不知道的，伦琴称它们为“X射线”，但人们通常并且更恰当的称它们为“伦琴射线”。
二、实验可以建立“法则”
库仑从事研究毛发和金属丝的扭转弹性，这导致他在1777年发明了扭转天平或“扭秤”。在这之前英国的米切尔曾提出一些类似的设计。有一个世纪，这个扭秤被写进电学教科书中，虽然这个仪器现在已不在实验室中使用了。库仑以极大的机灵和精确性做了实验，并用它证明了牛顿的平方反比定律也在电的以及磁的吸引和排斥中适用。 他证明这种作用是跟电量的乘积成正比；他也证明，电荷存在于导体的`表面，并比较了导体不同部分的表面的电荷。他在1785和1789之间发表的电学研究报告，也为泊松后来建立他的数学理论提供了数据。
三、实验可以验证“假说”
一些学者认为热是运动的一种表现。如弗兰西斯 培根，他从摩擦生热等现象中得出热是一种膨胀的、被约束的而在其中作用于物体的较小粒子之上的运动。波义尔也曾做过用力学方法产生热的实验，他认为钉子敲打之后能变热，是运动被阻而变热的证明。牛顿也认为热不是物质而是组成物体微观粒子的机械运动。 1827年，苏格兰植物学家R 布朗第一个注意到，漂浮在水中的植物花粉从不静止，而是像跳一种“塔兰台拉”舞那样无规则的跳来跳去，仿佛不断地被某种看不见的力量踢来踢去似的。 人们长期都不知道其中的原理。50年后，JJ德耳索提出这些微小颗粒是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致的运动。后来得到爱因斯坦的研究的证明。布朗运动也就成为分子运动论和统计力学发展的基础。 四、实验可以构建“模型”
当卢瑟福在曼彻斯特大学时他就发现，开尔芬和JJ汤姆孙的原子模型不适用于解释α粒子通过不同种类的物质时的散射量。
因此，卢瑟福修改了这个模型，把这个模型里外对调，因而，正像集中在约只有原子直径0.0001的原子核的中心，这个原子核被电子围绕，电子的分布是使原子呈电中性的，还有必要假定的是，原子的大部分质量是在正电荷上。这个原子模型的微型是行星系，多少有点类似于勒纳在1903年构想的“力心”。如果一个带正电的α粒子通过金原子中心的附近，那么它将划出一条双曲线轨道。当α粒子越接近金原子核时，那么，它的偏斜就越大。这样，卢瑟福和E G 马斯登实验测定的α粒子的散射阐明了原子的结构。
五、实验可以引出“课题”
在迈克尔孙之前，许多科学家都认为波是通过“以太”来传播的，而地面上一切测量光速的方法，都是使光沿同样路径返回，因此测不出地球相对于“以太”的速度。而二十七岁的迈克尔孙偏想设计一种方法来测一测“无法观测出来”的“地球速度与光速之比的平方”。如果“以太”不跟随地球运动，那么就会有“以太风”，使两束光之间有光程差，因而应当能够观察到干涉条纹的移动。1881年4月，迈克尔孙在欧洲波茨坦天文观测站的地下室里进行了第一次实验，结果使他非常失望，观测到的总是零结果。同年8月，他以《地球与以太的相对运动》为题公布了实验结果，并引起轰动。迈克尔孙自己也认为这是一个失败的实验，以致使他不愿提起这个丢脸的实验。1884年秋，开尔文和瑞利访问美国的时候鼓励迈克尔孙继续实验下去，认为有希望找到“以太”。这一次，数理根底扎实的化学家莫雷参与了实验，根据莫雷的提议改进了仪器，使精度提高了一个数量级，经过这种改进，ΔN的理论值已高达0.4，接近于第一条暗条纹（ΔN=0.5）的中心位置，理应是绝对有把握能观察到的，但是，得到的还是零结果，以致使他们取消了不同季节进行试验的计划。1887年11月，他们联名以《关于地球与光以太的相对运动》为题公布了实验结果。当然，后来人们继续多次改进实验，但得到的仍然是零结果。迈克尔孙原本是想测出“以太风”的速度，然而他测到的零结果，却为当时被认为是物理学基石的“以太说”带来了危机，几乎所有杰出的物理学家都在设法解释迈克尔孙—莫雷实验，它被认为是十九世纪末物理学晴朗天空中出现的两朵“乌云”之一。
参考文献：
[1]ondon).Vol.32.March 23,1893;Vol.33.1894,p.108。
[2]遵循反平方定律的磁作用是在这（约1760年）之前哥丁根的托比阿斯 迈尔证明的。见Albrecht,Gesca d’ Elect.,p.75。
B. 物理实验在物理学中的作用
思想实验在物理学中的地位和作用
一、引言：
物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却介绍不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。
二、思想实验的一般考察
伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。
众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。
物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的着作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。
在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，求出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量.这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。
但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：
（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c.
（2）改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。
伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。
伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。
伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些着名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。
对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。
三、思想实验的基本特点
从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲得通，物理学上有意义的抽象。这种思想实验操作不必物化就可以得到确定的结论。由此可见，物理学中的思想实验具有以下基本特点：
1、具有实验的可操作性
思想实验不是实际进行的实验，但是之所以被称为实验，是因为这种思维活动是按照实验的格式而展开，是可操作的。R.哈里指出：“所谓思想实验是想象中操作模型时形成的。”
思想实验的操作者根据自己的认识和思考，使用储存于头脑中的经验表象，语言材料，通过分析、想象、类比、猜测和逻辑推理，进行想象的操作。
思想实验使用的假想仪器是假想主体对客体作用的基本手段。爱因斯坦在确定同时性的程序定义时，认为光按直线以恒速传播，核对两个同样钟的同步的程序是：测好两只钟的距离，找到它们的中点，守在两只钟旁的两个观察者，当各自的钟指向七点时发信号，如两信号在中点相遇时，则这两只钟便是同步的了。
假想客体不断变化的形象是思想实验最主要的内容，也是思想实验操作的必然过程，假想的主体和仪器都是为此而存在，并在对假想客体的观察和作用的过程中，揭露被研究事物的本质和相互关系，从而达到思想实验预定的目的。
2、具有严密的逻辑性。
在思想实验进行过程中，逻辑推理是他的基本指向。物理学家在构思思想实验时，想象是充分自由的：他可以根据自己掌握的经验和知识，当时的科学水平，就被研究的客体进行充分的联想，联想从何而发，向何方向延伸也是随机的，当众多的形象材料，经验表象在物理学家脑海中涌现时，其展开和联系则常常求助于与此有关的概念和关系。这些概念和关系既同下一步的逻辑思维联系着，又同构思前预定的目标联系着。只要逻辑推理允许，它甚至也接纳那些违背“经验事实”的，或与已确定的“物理规律”相对立的表象进入思想实验之中。
所以思想实验的操作过程，既是想象自由展开的过程，又是逻辑运动的过程，在这中间，逻辑起着主导作用，它引导，控制着想象，保持想象既是丰富的，又不是胡思乱想。想象活动为逻辑运动提供了可靠的素材基础，逻辑运动在想象提供的形象活动中操作展开。两着相辅相成，浑为一体。
3、具有高度的创造性
物理学家思想实验的目的，是为了揭示事物内部的规律性。因此，其探索是前无先例的，带有高度的创造性。爱因斯坦和英费尔德在，《物理学的进化》中指出：“任何一个理论的目的是指导我们理解新情况，启发我们做新的实验，从而发现新的现象和定律。”思想实验也是如此。法国物理学家和工程师卡诺在研究热效率和热机效率时，受瀑布落差的启示，进行了“卡诺循环“的思想实验，他构思用两个理想的等温过程和两个理想的绝热过程来完成一个热力学循环。通过这样一个理想的热力学循环的思想实验。卡诺得到了热机的最高热效率等于T2-T1/T1，创造性地解决了热机效率问题。
四、思想实验的积极作用
思想实验对物理学的发展具有积极作用，主要表现如下：
1、强烈的质疑批判作用
运用思想实验，往往从传统的理论质疑入手，从而生动准确地揭露旧理论的缺陷，批驳旧理论的错误。
当时在整个欧洲享有至高无上威望的亚里士多德归纳他的力学理论：推一个物体的力不再去推它时，原来运动的物体便归于静止。这个理论统治人们的思想长达两千多年的历史。对此，伽利略提出质疑，在斜面实验的基础上进行思想实验，认为：“一个运动的物体假如有了某种速度之后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这个速度——这个条件只有在水平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的情况里，朝下运动则有了加速的起因，而朝上运动，则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平面上运动才是不变的，因为假如速度是不变的，运动既不会减小，更不会消灭。”在这里伽利略对亚里士多德的缺陷，正确区分了速度和速度的变化，提出了“惯性”的思想，得到了力与速度改变之间的联系这一崭新的力学理论，从而否定了力与速度本身之间联系的旧理论。
2、深刻的认识创新作用
思想实验的运用，能够深化人们的认识，开拓新的研究方向，推进物理学的发展。
五、思想实验与真实实验的相互关系
思想实验与真实实验存在着原则的区别：真实实验是一种科学的实验活动。它是在尽可能地排除外界的许多影响，突出主要因素，并能细腻地观察到各种之间相互关系的条件下，使某一事物（或过程）重演起初实验源于实践又高于实践，是发现、检验物理学理论的唯一标准。思想实验是一种理性的思维活动。它不是脱离实际的主观臆想，而是以实际为基础按照实验的格式操作展开，对实践过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。它是一种相对独立的科学方法。
思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。物理学中的理论、规律是从大量实验事实中概括出来的，物理学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。在真实实验中，物理学有为了获取关于自然界的规律性认识，通过仪器设备等手段对客体进行严密控制和有目的的变革。这样，在真实实验开始前对实验过程的预想和设计，在观测后对经验材料的分析和概括，都得借助一理性思维。有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导，从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显看到这一点。
在物理学研究中，思想实验能够成为一种不可代替的科学方法，还由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。
应该指出，现代物理学已发展到理论科学阶段，认识活动日益远离日常经验和人们的直觉，深入感觉不能直接感知的微观和宏观领域，事物的现象和本质之间关系越来越复杂隐蔽。物理学研究活动所需的仪器设备也日趋精细庞杂，理性思维的地位更加突出。思想实验作为一种科学方法将在更广阔的领域中应用。
六、结论
对思想实验的考察和分析告诉我们：思想实验是深入进行物理学研究和教学的重要方法之一。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”为此，我们应该在进行真实实验的基础上，加强对思想实验的研究，启迪思维，把物理学的研究引向深入，使教学引人入胜，更有成效。
参 考 文 献
[1]A.爱因斯坦、L.英费尔德《物理学的进化》，上海科学技术出版社，1962年。
[2]T.S.库思：“思想实验的作用”，《必要的张力》，福建人民出版社，1981年。
[3]WI.B.贝费里奇：《科学研究的艺术》科学出版社，1979年。
[4]高文武：“简论思想实验”，《自然辩证法通讯》，1982年第二期。
[5]《物理学史专题讲座汇编》，北京物理学会，1983年。
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C. 初中物理实验重要性
1实验对初中物理教学的意义
“实验是检验理论的标准．”作为揭示自然规律的重要方法和手段，它不仅是初中物理教学的重要部分，而且也是物理概念、规律和理论的坚实基础．初中学生正处在兴趣的发展时期，怀有强烈的好奇心．对于物理实验课，特别感兴趣．纵观科学家们发现自然规律的全部过程，绝大多数都是从身边的自然现象开始引出猜想，然后设计实验并进行探究，通过认真观察和分析实验现象总结出其中蕴含的自然规律．物理教学若离开了观察和实验，就成了无源之水，无本之木，纸上谈兵．
2实验在初中物理教学中的作用
2．1通过物理实验可以增强学生的学习兴趣
初中物理课堂可能是学生与物理知识接触的第一次机会，如果能在起步阶段培养学生学习物理的兴趣，那将直接决定他今后对物理的学习态度．物理与其他学科不同的是可以通过动手做实验来得到答案，这是学生以前从未接触过的，物理实验可以摆脱枯燥单一的知识讲解，为课堂增加活力，用新奇而不怪、有趣而不乏味、直观而不繁琐的实验教学引课，能极大地激发学生的好奇心理和思维兴趣，使其感到惊奇，产生疑问，引起思维，从而激发学生的兴趣，让学生在课堂上兴奋起来．调动了学生的积极性，增加了学生对物理课堂的喜爱，从而提高了学习效率．例如笔者在讲固体压强知识的时候，通过电视上看到的杂技表演中涉及的物理知识，笔者将其改成了实验，就是在几个气球上放了一块木板，气球没有破裂，然后笔者就问学生，如果老师站到了木板上，气球会破裂吗?全班学生回答:“会”，接着笔者就真的扶着墙站到了木板上，但气球没有破裂，只是被压扁了一些，班内顿时沸腾了，一双双惊奇的眼睛望着老师……用这样一个新奇的实验设计，激发了学生的学习热情，在一种轻松愉快的情景中学到了知识．初中生还处于心智未成熟的阶段，很多现象都还不了解，教师可以在课堂上多与实际生活联系起来，例如杠杆原理、摩擦力等等，都可以将身边的一些常见的现象引入到课堂中，吸引学生的注意，使得物理课堂变得充满趣味性，让物理融入生活，随处可见．
2．2通过物理实验可以加深学生对物理概念和规律的理解
初中学生第一次接触物理这门学科，对于一些概念和规律都无法理解，又由于物理概念的特殊性，本身比较抽象，如果死记硬背很难达到预期的学习目的．像数学，可以用计算公式来得出结论和规律，而物理则可以结合实验来直观地呈现概念和规律，理论结合实际让学生更容易接受和理解．例如在讲《合理利用机械能》这一节时，教材中指出:一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，并给出了两幅图片辅助说明．但是仍有许多学生难以理解，什么样的物体具有能量．于是笔者设计了演示实验:一辆轻质小车上用胶带固定好一块泡沫，请一学生到讲台前，用玩具枪击打泡沫(提醒学生一些注意事项)．在所有学生的高度注意下，可看到子弹击发射入泡沫后，小车运动了．子弹能对小车做功，生动说明了运动的子弹具有能量，一切运动的物体都具有能量(动能)也就不难理解了．又如，在讲光的折射现象时，这个现象单纯的从“折射”概念来讲的话，学生很难理解，头脑中更没有具体的概念，这个时候，教师可以通过物理实验的方式(如图1)，将筷子斜插入盛有水的玻璃杯中，让学生从侧面观察这根筷子有何不同．这时学生就会对折射现象有了基本的理解，然后教师通过“折射定义”对这一现象进行进一步的讲解和作图，进而让学生彻底掌握这一个概念．笔者在讲授这一节时，其中一个班因为忘记带烧杯和筷子而没有做这个实验，只是单纯的讲解和作图，结果该班级的学生作业错误率明显高于做过实验的班级，可见做实验帮助学生对概念理解的重要性，通过物理实验，可以将物理现象和概念立体的展示在学生面前，让原本无形的现象变得具体、通俗、易懂，从而提高学习效率和质量．
2．3实验有利于培养学生科学的思维能力和实践操作能力
初中生都有很强的求知欲和上进心，对新鲜的事物比较好奇．通过对物理实验的观察，分析比对和归纳总结，然后进行理解，直至最后得出结论．这一过程能够潜移默化地影响学生的科学思维习惯，使之学会独立思考，逐渐掌握科学的思维能力．在学生自己动手实验的过程中，通过对实验的设计、安装和制作，养成独立实践操作的能力，在实践过程中不断的发现问题，解决问题，培养学生创造力．教师在实验中也起着重要作用，教师对学生的有效引导，可以提高学生的科学思维能力和实践操作能力．例如，将一个空饮料瓶截去底部，让它倒立，把兵兵球放在饮料瓶瓶颈处，让学生向瓶里注水，水就从瓶里流了出来，兵兵球不会上浮(如图2)．这个时候，教师可以向学生进行提问，“如何才能让兵乓球上浮”．让学生自己思考这个问题，在思考的过程中，了解其中的原理，推断出结果．然后可以让学生上台来将他的想法和思路演示给大家看，并说明其中运用的原理．最后教师再向学生演示正确的实验方法:堵住瓶口，然后向瓶内注水，慢慢的就能观察到兵兵球上浮起来(如图3)．这个实验不仅证明了浮力产生的原因，也让同学们的印象更加深刻．通过这个实验，加深了学生对浮力的理解，也通过教师中间环节的引导，提高了学生的科学思维能力．或是进一步提问，“可以把这一物理现象应用在实际生活中的哪些方面”．进而可以提高学生的发散性思维能力，从而养成良好的科学思维习惯．
2．4物理实验有助于培养学生的科学探究能力，增强学生的协作精神
笔者从事初中物理教学工作多年，经历了以教师传授、学生接受式教学为主和现在的引导学生主动探究式学习两种教学模式，深深体会到两种教学对学生科学探究能力的形成有着巨大差距．如何唤起学生的探究意识，在平时的教学中怎样培养学生的科学探究能力是物理教学的重要任务．如在学习《科学探究串并联电路》这一节时，笔者让学生根据老师提供给他们的实验器材设计出“一个开关能同时控制两盏灯的电路图”并连接实物让灯泡发光，他们通过相互交流、积极讨论，设计方案，共同完成实验探究．在各实验小组巡查的过程中，发现他们设计的电路图并不相同，但都能满足一个开关同时控制两盏灯，实验成功的同学异常的兴奋，这时再要求他们对实验进行改进使两个灯泡能独立发光，互不影响，学生再一次参与到实验中，认真的合作研究，程度好的同学基本上都按老师的要求很好的完成了实验，最后笔者再把他们设计的不同电路图通过投影仪展示出来，并引出“串并联电路”的概念及其特点，在这样的实验中既使学生在快乐的情景中理解了串并联电路的概念，掌握了知识，同时又培养了学生的科学探究能力和交流合作的能力，增强了学生的协作精神，促进学生全面发展．
3发挥实验教学作用，提高教师科学素养
新课改下的教学模式以学生为主体，而教师在实验教学中起的是引导作用．物理实验教学不仅影响着学生，也改变了教师的教学方法．在探索利用实践活动拓展到物理实验教学这一过程时，很多教师由于前期理论知识学习力度不够，从而感到力不从心，甚至放弃．学生在实验学习过程中缺乏教师专业性的指导，影响了实验教学的效率．这些实际问题都导致实验教学不能有效的开展．所以强化教师的专业素质非常迫切．一方面要根据自身的问题进行相关的理论知识学习;另一方面学校也应为教师提供更多的实践机会和与课程相结合的培训．
总而言之，物理实验是理论和实际结合的桥梁．通过物理实验，可以让学生更加形象、直观的理解物理概念，把抽象枯燥的知识变得生动活泼又富有刺激性，可以使学生更加感兴趣，从而调动学生的积极性，主动去参与学习，变被动为主动，提高了学习效率．这也是符合新课程理念的．
作者:黄平媛 单位:将乐县水南中学
D. 实验在物理学发展中主要有哪些作用
物理定律必须由实验证明才能成为科学，没有实验为根据的物理定律只能称为猜想；同时实验结果可以总结出一些经验定律，在实际计算和应用中很有用，如开普勒三大定律。
E. 实验课在物理教学中的作用有哪些
直观，真实，学生只有看到了才能相信。另外还可以验证已有结论。锻炼学生自己动手操作能力。本来物理就是实验科学。应该以实验为基础。反正我是能做的都做
F. 1.简述物理实验在物理学发展中的作用有哪些
一、物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。离开了物理实验，就无法了解物理学。
二、物理实验是物理学理论的基础,也是物理学发展的基本动力,特别是理想实验能澄清物理学中的错误观念,它是建立新概念、探索新理论的有效方法。
三、从物理学发展的历史来看,物理实验不仅是物理学理论的重要基础,也是物理学发展的基本动力。
G. 什么是物理实验实验在科学探究中的作用是什么
当我们（人类）在这个原本一无所知的世界探索时,没有什么会告诉探索者什么是对的,什么是错的,除了实验,实验告诉你,在这个世界什么会发生,实验反映了大自然的规律.物理实验自然也是其中之一.
H. 《大学物理实验在物理学中的作用》
实验在物理学中的地位和作用
一、引言：
物理学从本质上看是一门实验科学。物理实验在物理学的发展和物理学教育中占有重要地位。可以说，离开了物理实验，就无法了解物理学。正因为如此，在物理学的研究和教学中，对于物理实验历来十分重视，无论从实验的设计、仪器的制作和调试，还是到实验过程的控制、实验结果的分析等各个环节，都强调一丝不苟。想比之下，对于与此有关联的思想实验却介绍不多。因此，对物理学中的思想试验进行纵向的历史考察，横向的比较研究，是十分必要的。有助于物理学的研究和教学。
二、思想实验的一般考察
伽利略是位近代物理学的先驱者。他对物理学作出了多方面的贡献。其中，他发现的落体定律和惯性定律，为近代物理学提供了两快坚固的基石。伽利略的成功，得益于他率先采用了科学的物理实验，更得益于他独创的物理实验与思想实验相结合的科学方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理学的大师，也是一位进行思想实验的先驱。
众所周知，在相当长的一段时间内，人们对于力和运动等物理现象、物理规律的认识，一直受到亚里士多德学说的束缚。亚里士多德认为：物体运动速度的大小和有无，是由它是否受力以及力的大小直接决定的；地面上轻重不同的物体下落速度不同；重物下落较快，轻物下落较慢，对此也曾有人反对过他的错误说法，但都因为没有确切的实验和理论的认证，所以没有被人重视。第一个成功的打破亚里士多德的错误权威的正是伽理略。伽利略巧妙地运用思想实验否定了这一统全欧洲近两千年的错误理论。
物体下落的速度和物重成正比。伽利略在他的着作《关于两种新科学的谈话和数学证明》中写道：“我十分怀疑亚里士多德曾用实验验证过。当两个石头，一个的重量是另一个的10倍，从同一高度，如100库比特，下落时，其速度的差别会达到这样的程度，以致前者着地时，后者还不超过10库比特。”加利略紧紧抓住这一疑点，设计了思想实验来进行分析和论证。他指出：如果亚里士多德的论断成立的话，即重物比轻物体下落得快，那么，当重物体和轻物体绑在一起下落时，由于快的受慢的阻碍而减慢。慢的受快的驱使而加快，其结果绑在一起的物体下落速度一定介于原来两个物体的速度之间，即小于原来重物体下落的速度。但是，两个物体绑在一起就成了一个复合体，它比原来的重的物体还要重，按亚里士多德的论断复合体下落的速度要大于原来重物体下落的速度，这就和上面的结论相矛盾了。由此可知，重物体下落不会比轻物体下落的快，二者下落的速度应该是相等的。正是这一思想实验，坚定了伽利略落体实验的信心和决心。
在否定了亚里士多德的落体定律之后，伽利略进一步对自由落体运动进行了定量研究。他根据对自由落体运动的定性观察结果：速度越来越快的基础上，假设自由落体运动是一种匀加速运动，在1590—1592年期间进行了大量的落体实验。但在当时的测试条件下，不可能立即用实验来证实这一假设，伽利略便用思想实验与真实实验相结合的方法解决这个难题。他借助于数学，求出了从静止开始的匀加速运动的距离s与时间t的关系，即：s/t²=常量.这时不包括任何速率，只要直接测定s和t就行了。
但是，物体的自由下落还是太快了，在当时无法精确测定。伽利略想用不太快的运动来测量，即用斜面代替落体实验，经过多次的反复实验测定，得到如下结果：
（1）当斜面倾角固定时，球滚过的距离s与所用时间t的平方之比为一常数，即：s/t²=c.
（2）改变斜面的倾角，s/t²的值随之改变，但小球通过的距离与时间平方成正比关系不变，变化的仅是比例常数。
伽利略用思想实验把这个结果推向极端——当倾角为90º时。即物体作自由落体时，这个论断也成立。他由此得出结论，自由下落运动是匀加速运动。
伽利略对自己所独创的物理实验和思想实验相结合的科学方法感到由衷的高兴。
伽利略之后，随着科技的发展和认识活动的深入，思想实验在物理学中得到了日益广泛、自觉的运用，出现了马赫、爱因斯坦等善于使用思想实验的物理学家。物理学的各个分支中，产生了一些着名的思想实验。例如，在力学中，马赫对“牛顿旋转水桶”的思想实验。否定了牛顿的绝对时空和绝对运动。在量子力学中，有证明粒子波动性的单电子衍射实验，能量势阱等思想实验，证明测不准关系的理想显微镜实验，电子束单缝衍射实验。在相对论中，有证明同时性相对性的“爱因斯坦列车”“光子火箭”的思想实验等等。可以说没有思想实验，物理学的发展是困难的，它的理论体系建立不起来。
对此，爱因斯坦曾评价说“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。
三、思想实验的基本特点
从对物理学中的思想实验的历史考察，我们可以看到：思想实验是按真实实验的格式展开的一种复杂的思维推理活动。其思想操作包括以下几个方面：（1）对从未进行过的或潜在的可以实现的实验的预想；（2）对真实实验的理想化抽象或外推，即理想实验；（3）现实中不存在，与经验相矛盾，但逻辑上讲得通，物理学上有意义的抽象。这种思想实验操作不必物化就可以得到确定的结论。由此可见，物理学中的思想实验具有以下基本特点：
1、具有实验的可操作性
思想实验不是实际进行的实验，但是之所以被称为实验，是因为这种思维活动是按照实验的格式而展开，是可操作的。R.哈里指出：“所谓思想实验是想象中操作模型时形成的。”
思想实验的操作者根据自己的认识和思考，使用储存于头脑中的经验表象，语言材料，通过分析、想象、类比、猜测和逻辑推理，进行想象的操作。
思想实验使用的假想仪器是假想主体对客体作用的基本手段。爱因斯坦在确定同时性的程序定义时，认为光按直线以恒速传播，核对两个同样钟的同步的程序是：测好两只钟的距离，找到它们的中点，守在两只钟旁的两个观察者，当各自的钟指向七点时发信号，如两信号在中点相遇时，则这两只钟便是同步的了。
假想客体不断变化的形象是思想实验最主要的内容，也是思想实验操作的必然过程，假想的主体和仪器都是为此而存在，并在对假想客体的观察和作用的过程中，揭露被研究事物的本质和相互关系，从而达到思想实验预定的目的。
2、具有严密的逻辑性。
在思想实验进行过程中，逻辑推理是他的基本指向。物理学家在构思思想实验时，想象是充分自由的：他可以根据自己掌握的经验和知识，当时的科学水平，就被研究的客体进行充分的联想，联想从何而发，向何方向延伸也是随机的，当众多的形象材料，经验表象在物理学家脑海中涌现时，其展开和联系则常常求助于与此有关的概念和关系。这些概念和关系既同下一步的逻辑思维联系着，又同构思前预定的目标联系着。只要逻辑推理允许，它甚至也接纳那些违背“经验事实”的，或与已确定的“物理规律”相对立的表象进入思想实验之中。
所以思想实验的操作过程，既是想象自由展开的过程，又是逻辑运动的过程，在这中间，逻辑起着主导作用，它引导，控制着想象，保持想象既是丰富的，又不是胡思乱想。想象活动为逻辑运动提供了可靠的素材基础，逻辑运动在想象提供的形象活动中操作展开。两着相辅相成，浑为一体。
3、具有高度的创造性
物理学家思想实验的目的，是为了揭示事物内部的规律性。因此，其探索是前无先例的，带有高度的创造性。爱因斯坦和英费尔德在，《物理学的进化》中指出：“任何一个理论的目的是指导我们理解新情况，启发我们做新的实验，从而发现新的现象和定律。”思想实验也是如此。法国物理学家和工程师卡诺在研究热效率和热机效率时，受瀑布落差的启示，进行了“卡诺循环“的思想实验，他构思用两个理想的等温过程和两个理想的绝热过程来完成一个热力学循环。通过这样一个理想的热力学循环的思想实验。卡诺得到了热机的最高热效率等于T2-T1/T1，创造性地解决了热机效率问题。
四、思想实验的积极作用
思想实验对物理学的发展具有积极作用，主要表现如下：
1、强烈的质疑批判作用
运用思想实验，往往从传统的理论质疑入手，从而生动准确地揭露旧理论的缺陷，批驳旧理论的错误。
当时在整个欧洲享有至高无上威望的亚里士多德归纳他的力学理论：推一个物体的力不再去推它时，原来运动的物体便归于静止。这个理论统治人们的思想长达两千多年的历史。对此，伽利略提出质疑，在斜面实验的基础上进行思想实验，认为：“一个运动的物体假如有了某种速度之后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这个速度——这个条件只有在水平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的情况里，朝下运动则有了加速的起因，而朝上运动，则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平面上运动才是不变的，因为假如速度是不变的，运动既不会减小，更不会消灭。”在这里伽利略对亚里士多德的缺陷，正确区分了速度和速度的变化，提出了“惯性”的思想，得到了力与速度改变之间的联系这一崭新的力学理论，从而否定了力与速度本身之间联系的旧理论。
2、深刻的认识创新作用
思想实验的运用，能够深化人们的认识，开拓新的研究方向，推进物理学的发展。
五、思想实验与真实实验的相互关系
思想实验与真实实验存在着原则的区别：真实实验是一种科学的实验活动。它是在尽可能地排除外界的许多影响，突出主要因素，并能细腻地观察到各种之间相互关系的条件下，使某一事物（或过程）重演起初实验源于实践又高于实践，是发现、检验物理学理论的唯一标准。思想实验是一种理性的思维活动。它不是脱离实际的主观臆想，而是以实际为基础按照实验的格式操作展开，对实践过程做出更深入一层的抽象分析，其推理过程是以一定的逻辑法则为根据的。它是一种相对独立的科学方法。
思想实验和真实实验又是紧密联系和互补的。物理学中的理论、规律是从大量实验事实中概括出来的，物理学中的假设、争论也有赖于真实实验的验证。在真实实验中，物理学有为了获取关于自然界的规律性认识，通过仪器设备等手段对客体进行严密控制和有目的的变革。这样，在真实实验开始前对实验过程的预想和设计，在观测后对经验材料的分析和概括，都得借助一理性思维。有时两者往往密不可分地穿插在一起，真实实验为思想实验提供经验材料，思想实验对经验材料进行理性加工，并为真实实验提供理论指导，从伽利略发现落体定律和惯性定律的活动中，可以明显看到这一点。
在物理学研究中，思想实验能够成为一种不可代替的科学方法，还由于思想实验以其科学思维的严密性、精确性补充了真实实验的不足。
应该指出，现代物理学已发展到理论科学阶段，认识活动日益远离日常经验和人们的直觉，深入感觉不能直接感知的微观和宏观领域，事物的现象和本质之间关系越来越复杂隐蔽。物理学研究活动所需的仪器设备也日趋精细庞杂，理性思维的地位更加突出。思想实验作为一种科学方法将在更广阔的领域中应用。
六、结论
对思想实验的考察和分析告诉我们：思想实验是深入进行物理学研究和教学的重要方法之一。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”为此，我们应该在进行真实实验的基础上，加强对思想实验的研究，启迪思维，把物理学的研究引向深入，使教学引人入胜，更有成效。
参 考 文 献
[1]A.爱因斯坦、L.英费尔德《物理学的进化》，上海科学技术出版社，1962年。
[2]T.S.库思：“思想实验的作用”，《必要的张力》，福建人民出版社，1981年。
[3]WI.B.贝费里奇：《科学研究的艺术》科学出版社，1979年。
[4]高文武：“简论思想实验”，《自然辩证法通讯》，1982年第二期。
[5]《物理学史专题讲座汇编》，北京物理学会，1983年。
I. 观察和实验在中学物理教学中的作用和地位
实验的作用：1.激发学生学习兴趣和求知欲望，2.创设良好的物理学习情景，3.培养学生的能力和科学探究方法，4.培养学生的科学态度和科学精神
J. 大学物理实验存在到底有什么意义
大一小学弟不请自来，现在大学物理实验这门课最大的诟病就是，它与大学物理课并不同步。如果什么都没学，也不知道原理，仅凭课前预习突击看懂的一点并不详细的实验介绍，靠猜想和推测去理解原理，然后操作自己并不知道是什么的仪器，记录不知所云的数据，经过近乎无意义的计算来得出奇怪的结果，我不知道学它有什么意义。顺便，在信息时代，人工抄写实验报告已经失去了意义，效率低下，出错的可能性也很大，文字量更是让理工科生难以接受，就算换成打印的实验报告，也可能稍微会好一点。说到意义，它的意义貌似很没有存在感，完全只是为了走个形式诶。如果真的这么想，我感觉我们也就这个水平了，我在这样的一个学校上学，本以为学术氛围不会差，万万没想到“我比他们不知道要高到哪里去”，甚至感觉“没人能跟我谈笑风生”。嗯，闲言少叙，咱把话题扯回来。大环境下，“那帮虫子”一边觉得实验没用，一边在文库里找前辈们留下的“宝贵财富”，除了想拿专业第一的，基本都是这样。但是，对于真正想学习的人来说，它们还是比较有用的。它们可以激发我们的好奇心，让我们专门查阅资料，摸清摸透实验原理所需的知识（貌似也就我有这个闲心了吧）等等。