物理学中什么是理想实验

⑴ 初中物理常见的实验方法有哪些呢

物理学是由实验和理论两部分组成，物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。它不仅能够提供丰富的感性材料,帮助学生理解物理现象和物理规律,而且能够提供科学的思维方法,激发学习兴趣和求知欲望,培养学生探索世界的能力。现将初中物理教材中的实验方法做如下总结：

一、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所显现的有关事物进行考察的一种方法，是收集获取记载和描述材料的常用方法之一。

实例：水的沸腾实验中在使用温度计前，应该先观察它的量程，认清它的分度值。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，发现发出声音的物体都在振动；还有光的反射规律；光的折射规律；凸透镜成像特点等。

二、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。

实例：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的装置。而汽油机和柴油机虽然都是内燃机，但它们的构造、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。

三、控制变量法

是指讨论多个物理量的关系时通过控制其中几个物理量不变，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。

实例：研究导体的电阻跟哪些因素有关；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等都采用此法。

四、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。

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。

五、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。

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。

六、类比法

所谓类比就是“触类旁通”“举一反三”，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。

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等。

七、建立模型法

是用物理模型使抽象的理论加以形象化，便于想象和思考。物理学的发展过程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模型；研究内燃机结构和工作原理用挂图及模型。

八、理想实验

理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，是逻辑推理和理论研究的重要方法。理想实验虽然也叫实验，但它同所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践活动，而理想实验则是一种思维的活动。

实例：研究真空是否能够传声；牛顿第一定律等。

九、图像法

图象表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图象在物理中有着广泛的应用。如：在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中，就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况，学生在亲历实验自主得出数据的基础上，通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。

⑵ 理想实验与思想实验的区别是什么

理想实验与思想实验虽同属抽象的思想实验，但它们之间又有着不同，若混淆两者关系，客观上势必会造成科研的盲目性，使研究者无所适从，甚至会给科学技术发展带来不利影响。科学史上，对思想实验弊烂带的历敏两种情况不加区分不乏其例。如超导问题，在未实验以前，普遍认为电阻为零的现象是不可能实现的一种理想化状态。这种认识，在一定程度上一度影响了对它的实践探索。又如爱因斯坦和英费尔德曾构想了一个"单电子衍射"实验，并且认为这是一个理想实验，事实上不可能实现，但这一构想后来被前苏联科学家通过物化实验做成功了。理想实验是指将实验对象、实验过程理想化，将逻辑思维与直觉、形象思维有机结合突出事物、条件的理想状态，但它在实践中并不存在。这种理想状态无法在物化实验中表现，理想实验的结果只是对客观事实极限的近似值描述。

理想实验有别于理想模型。理想模型是通过高度抽象建立起来的描述理想客体的模型。自然科学领域所探讨的现象，有不少是理想化的客体，如质点、绝对刚体、绝对黑体、理想流体、理想溶液等等，这些理想客体模型可以回归到原型。理想实验排除了物化实验中无法排除的干扰，使得研究的问题达到高度的理想化。理想实验的结果虽然可以无限接近客观事实，但在实践中永远无法实现。卡诺热机循环实验，爱因斯坦设想的"双生子佯谬实验"等，都是理想实验。思想实验是指在特定的条件下，租芦依靠科学原理，通过逻辑推论在头脑中实施的实验活动。

⑶ 物理中什么是“理想实验法1717”

理想实验法：是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。
它是在实猛族橡验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。穗御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。又称推理法枝旁。

⑷ 常见物理实验方法

一、控制变量法

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:某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，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。控制变量法是中考物理实验方法中的陈独秀同学，最常用，最常考，没有之一。

二、理想实验法

理想实验法又叫实验推理法或科学推理法，它是人们在思想中塑造的一种理想实验，是逻辑推理的一种特殊形式。它是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的。它既要以实验事实作基础，又必须结合科学推理才能得到正确结论。理想实验法在物理学的理论研究中有重要的作用。

三、转换法

物理学中有的物理现象不便于直接观察，有的物理量不便于直接测量，通过转换为容易观察或测量的与之相等或与之相关联的物理现象，从而获得结论的研究方法叫转换法。转换法中被转换的对象很多，可以是物理模型、研究对象和研究方法，也可以是某个图形、某个物理量初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。

有的物理现象不便于直接观察，如分子、电流、磁场看不见、摸不到，我们可分别通过墨水的扩散现象、电流产生的效应、磁场中小磁针的偏转来认识并研究它们。

有的物理量不便于直接测量，如电阻、电功率等量不易直接测量，我们可转化成用电压表、电流表分别测出电压U和电流I,然后分别由公式R=U/I、P=UI计算出电阻和电功率。

四、模型法

把复杂问题简单化，摒弃次要因素，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在建立起理想化模型的基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一此虚拟的内容，借此来形象、直观地表述物理情景。理想化模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。例如，匀速直线运动就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的，但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动，按匀速直线运动来处理，大大简化了难度。

⑸ 伽利略的理想试验是什么

他将两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦，小球将上升到原来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面达到原来的高度就派如拦要通过更长的距离。继续使第二个斜面的倾角越来越小，小球将合滚得越来越远。如果第二个斜面改成水平面，小球就永远达不到原来橡知的高度尘胡，而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。

科学方法:理想实验法

⑹ 理想实验是什么

所谓“理想实验”，又叫做“假橡卖想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法．

“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的，真实的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们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，对实际过程作出更深入一层的抽象分析．其次，“理想实验”的推理过程，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．

在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用．作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论．

例如，作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论．这个结论是不能直接从实验中得出的．伽俐略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等．伽俐略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等．然后，他推想说，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度．最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去．这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉．所以，这只是一个“理想实验”．但是，伽俐略由此而得到的结论，却打破了自亚里士多德以来1000多年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于饥卖静止的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础．后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性定律．

爱因斯坦在建立狭义相对论时，曾经作了关于同时性的相对性的一个“理想实验”．即当两道闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时，对于站在两道闪电正中间的铁道旁边的一个观察者来说，这两道闪电是同时发生的．但是，对于乘坐一列由东向西以高速行进的火车正好经过第一个观察者对面的第二个观察者来说，这两道闪电并不是同时下击的．因为，第二个观察者是在行近西方的闪电而远离东方的闪电，西方的闪电到达他的眼里的时间要早一点．因此，在静止的观察者看来是同时发生的闪电，在运动中的观察者看来却是西方先亮，接着东方再亮．同时性的相对性这一概念的提出，是狭义相对论建立过程中的一个关键．

爱因斯坦在建立广义相对论时，作了自由下落的升降机的“理想实验”．他设想：在自由下落的升降机里，一个人从口袋中拿出一块手帕和一块表，让它们从手上掉下来，如果没有任何空气阻力或摩擦力，那么在他自己看来，这两个物体就停在他松开手的地方．因为，在他的坐标系中，引力场已经被屏蔽或排除了．但是，在升降机外面的观察者看来，则发现这两个物体以同样的加速度向地面落下．这个情况正揭露了引力质量和惯性质量的相等．爱因斯坦又设想了另一种情况的“理想实验”．即：升降机不是自由下落，而是在一个不变的力的作用下垂直向上运动（即强化了升降机内部的引力场）．同时设想，有一束光穿过升降机一个侧面的窗口水平地射进升降机内，并在极短的时间烂如逗之后射到对面的墙上．爱因斯坦根据光具有质量以及惯性质量和引力质量等效的事实，预言一束光在引力场中会由于引力的作用而弯曲，就如同以光速水平抛出的物体的路线会由于引力的作用而弯曲一样．爱因斯坦预言的光线在引力场中会弯曲这一广义相对论效应，已为后来的观测结果所证实．

量子论的建立也同“理想实验”密切相关．在量子力学中，海森堡用来推导测不准关系的所谓电子束的单缝衍射实验，也是一种“理想实验”．因为，中等速度的电子的波长约为10-8厘米左右，这跟原子之间的距离属于同一个数量级．因而，只要让电子束穿过原子之间的空隙，就会发生衍射．但是，要想制成能够使电子发生衍射的单缝，首先就必须做到把单缝周围的所有原子之间的空隙都给堵死．实际上这是做不到的．在实验中，人们只能做到电子的原子晶格衍射实验，而无法实现电子的单缝衍射实验．

“理想实验”在自然科学的理论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认识正确与否的标准．相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验

⑺ 物理中什么是“理想实验法”

简单的时候就是假设一切影响实验结果的因素都不存在。理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，但得出的某些规律却又不能用实验直接验证，又称推理法。比如伽利略的斜面实验，阻力是一定会存在的，但是伽利略假设在阻力不存在的情况下小球的运动情况，所以得出匀加速运动的规律。