物理学对人类的影响

魅力科学论文

题目物理学对人类的影响

姓名吴赐恩

专业交通运输

学号 ********* 指导教师张志强

郑州科技学院车辆与交通工程系

二O一六年六月

摘要：从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理

中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。

关键词：渗入；各个领域；科学意识；科学学习方法

一、物理学对生活的影响

物理是一门具有悠久历史的自然学科。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入人类生活的各个领域；物理学存在于物理学家的身边；物理学也存在于我们身边；在学习中，我们要应树立科学意识，大处着眼，小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式。

科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。

例如，日常生活中的雨衣。下雨天，外出的人们不是打伞，就是穿雨衣。雨衣为什么不透水呢？奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧，它是用防雨布（经过防水剂处理的普通棉布）制成的。防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后，变成细小的粒子，均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡，就形成椭圆形水珠，在石蜡上面滚来滚去。可见，是石蜡起了防雨的作用。物理学上把这种不透水的现象，叫做“不浸润现象”。而水一旦遇到普通棉布，就通过纤维间的毛细管渗透进去，这就叫做“浸润现象”

物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力，叫做内聚力；而不同物质的分子之间的相互作用力，叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下，就会产生“浸润现象”；反之，则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水，正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。

再如下面一个例子：五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。

一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收

缩，而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了，这样就使蛋白与蛋壳脱离开来，因此，剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了

二、物理对军事的作用

物理学是其他学科的基础，因而物理学中的新发现常常会推进相关学科的发展；反之，其他学科中的进步亦会激励物理学家作更深入的研究。由此，物理学进入军事领域，是理所当然的。一直以来，物理学在军事科学中的应用均占有小的比例，而军事武器的不断发展在一定程度上也促进了物理学的进步。

几百年来，一度在科幻作品中出现的那些神秘武器，如光学武器，声波武器，电磁波武器，核武器等，如今已纷纷面世。现代军事科学的知识密度高，综合性强。许多高精尖现代化军事武器，比如红外制导、红外夜视、激光雷达、声纳以及核武器等都与物理学的最新成就密切相关。

三、物理学与地球科学

20世纪地球科学的重大突破在于板块理论的确立。当然，板块理论可以溯源于20世纪初威格纳所提出的大陆漂移说，但是由于缺乏佐证，没有得到学术界的公认。1945年以后，物理学家布拉凯特倡导岩石磁学的研究，形成了古磁学这一新的交叉学科。后来，在大西洋脊附近的古磁学研究揭示了洋脊扩展的时序，为板块理论的确立奠定基础。板块运动的驱动力问题，又涉及下地幔的缓慢对流问题，是非线性科学中的一个课题。地球的内核也存在着许多挑战性的疑难问题，诸如地球磁场的产生和其反转等。可以预期，将有更多的物理学家被吸引到这一领域中去。

大气物理学是气象学与物理学相接触的领域，两者也存在强烈的相互作用。气象学中有重要意义的洛斯贝涡旋，以及气象学家洛伦兹为探讨长期天气预报的可能性而导出的洛伦兹方程，在现代非线性科学中扮演重要的角色。

四、物理学和能源技术

能源的取得和利用是工业生产的头等大事。20世纪物理学的一项重大贡献就在于核能的利用。这可以说是由基础研究生长出来的全新的技术部门。在我国，由于大亚湾和秦山核电厂的建设，核电的发展也提到工业发展的议事日程上来。

在能源和动力方面，可以无损耗地传输电流的超导体的广泛应用，也可能导致一场革命。在液氦温区工作的常规超导体所绕成的线圈，已在加速器、磁流体发电装置乃至托卡马克装置等大型实验设备中用来产生强磁场，可以节约大量电能；在发电机和电动机上应用超导体，已经制成接近实用规模的试验性样机。由于这些成功的应用，再加上超导储能、超导输电和悬浮列车等的应用前景，使人们对之存有很高期望。自从1987年液氮温区的超导体问世以来，它在强电中的应用前景是最激动人心的。进展虽然并不像预期那样迅速，但通过15年的努力，这方面应用的物理可行性已得到证实：已经掌握了制备长线材的工艺技术，但还

需要进一步降低成本。太阳能的利用也对物理学提出了挑战，如何制出价廉而高效的太阳能电池将是一个关键性问题。至于更加常规的能源利用，如石油勘探、煤的燃烧、氢能的利用、节能技术等，也有不少涉及物理学的问题有待于进行研究。

除了信息、材料、能源技术之外，医疗卫生技术也是物理学发挥作用甚大的领域：诸如X射线透视和层析技术，核磁共振透视与层析技术等，引发了诊断技术的革命；放射线元素和加速器提供了治癌有效的手段。这里就不详加细述了。值得注意，有一些纯属基础的物理学研究，也为技术发展提供意想不到的机遇。在这方面，高能物理学就是一个很好的例子。高能物理学是为了探索微观世界最基本规律--基本粒子及其相互作用而进行的，涉及了大量数据的提取、处理和传输，因而在信息处理和网络技术中发挥了极其关键性的作用。在国际上，欧洲核子中心（CERN）为因特网的诞生立下了汗马功劳，而中国科学院高能物理所也为我国因特网的建立起到了关键作用。