高二物理學(xué)經(jīng)典概念
高中物理知識(shí)抽象、復(fù)雜,有著大大小小的學(xué)習(xí)困難,屬于正?,F(xiàn)象。下面給大家分享一些關(guān)于高二物理學(xué)經(jīng)典概念,希望對(duì)大家有所幫助。
一、經(jīng)典力學(xué)(運(yùn)動(dòng)定律)
你可能已經(jīng)聽(tīng)過(guò)艾薩克·牛頓坐在蘋(píng)果樹(shù)下并制定基本運(yùn)動(dòng)定律的故事。 雖然故事部分是偽造的,但有一些道理。 1687 年,牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(簡(jiǎn)稱(chēng) Principia ),這是第一本闡述運(yùn)動(dòng)或經(jīng)典力學(xué)基本定律的書(shū)。 在這本書(shū)中,牛頓提出并解釋了經(jīng)典力學(xué)的三個(gè)基本定律:
靜止的物體將保持靜止,運(yùn)動(dòng)物體將以相同的速度保持運(yùn)動(dòng),除非物體受到外力作用。
力等于質(zhì)量乘以加速度(F = ma)
當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加力時(shí),第二個(gè)物體對(duì)第一個(gè)物體施加相等且相反的力。
這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)抽象,但是當(dāng)你想到它時(shí),這些力學(xué)定律在日常生活中是清晰的。 在平坦的表面上,球?qū)⒈3朱o止,除非有人踢它,或風(fēng)吹它。 在山坡上,重力作用于它并使其滾落下來(lái)。就力而言,我們都明白被 30 公里/小時(shí)移動(dòng)的足球撞擊的速度與被相同速度的汽車(chē)撞擊的情況不同。 物體的質(zhì)量會(huì)對(duì)力產(chǎn)生影響。 最后,我們都明白,如果我們打一堵墻,我們可能會(huì)打破我們的手。 我們可能會(huì)猛烈地撞墻,但是墻壁會(huì)施加相同而相反的力量作為回報(bào),哎喲,疼死啦。
二、電磁學(xué)
什么是光? 如果不談?wù)撾姶艑W(xué)這是一個(gè)統(tǒng)治宇宙的 4 種基本力量之一,就不可能理解這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。 電磁學(xué)研究在整個(gè)宇宙中某些類(lèi)型的物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的電子所產(chǎn)生的力。 某些類(lèi)型的物質(zhì),例如在磁鐵中發(fā)現(xiàn)的化合物,具有對(duì)一些物質(zhì)粒子產(chǎn)生力作用的特性。這些化合物會(huì)對(duì)其他『帶電粒子』施加能量,這就是為什么磁鐵會(huì)吸引回形針而不是手指。由電磁場(chǎng)攜帶的力由光子攜帶,光子有時(shí)像波一樣,有時(shí)又會(huì)表現(xiàn)的像粒子一樣。
這些可能會(huì)讓你感到困惑,但是你要需要了解的是電磁輻射構(gòu)成了我們?nèi)粘I畹闹匾糠?,可?jiàn)光,陽(yáng)光、燈光本身是一種電磁輻射。其他類(lèi)型的電磁輻射如x射線,紫外線、紅外線、無(wú)線電波等,和可見(jiàn)光其實(shí)都是一種東西,只是頻率不同罷了。
三、相對(duì)論
廣義相對(duì)論是物理學(xué)中的一個(gè)基本概念,通常使用移動(dòng)車(chē)輛的類(lèi)比來(lái)描述。 假設(shè)你在一輛行駛速度為 60 公里/小時(shí)的汽車(chē)上,垂直向上扔一個(gè)球。 相對(duì)論有助于解釋這樣一個(gè)事實(shí),即對(duì)球的發(fā)生有兩種不同的看法:
從你自己的角度來(lái)看,在車(chē)內(nèi),你向球施加了一個(gè)向上的力,球在重力作用下延一個(gè)直線直上直下回到你手中。
從站在車(chē)外的人的角度來(lái)看,這個(gè)球?qū)嶋H上隨車(chē)前行走了一個(gè)拋物線軌跡。
這是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,但可以擴(kuò)展到更大的尺度:例如,地球目前正以每小時(shí) 10 萬(wàn)公里的速度圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),但由于相對(duì)性,我們感覺(jué)并不像那樣。
20 世紀(jì)初愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論時(shí),廣義相對(duì)論得到了擴(kuò)展。 在他的著作中,愛(ài)因斯坦推理了光的『絕對(duì)速度限制』,無(wú)論相對(duì)性如何都不能超過(guò)的速度。
讓我們做個(gè)思想實(shí)驗(yàn):
你在空間中間靜止,有一個(gè)光源在附近,靜止不動(dòng)。這時(shí)測(cè)量光線經(jīng)過(guò)你的速度,您測(cè)量的光速為每秒 30 萬(wàn)公里。
然后你進(jìn)一步做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這次讓光源現(xiàn)在以 每小時(shí) 10 萬(wàn)公里的速度向遠(yuǎn)離你的方向推離。這時(shí)再測(cè)量光速,你會(huì)發(fā)現(xiàn)光速仍然是 30 萬(wàn)公里每秒,而不是理所當(dāng)然的 20 萬(wàn)公里每秒(30萬(wàn)公里每秒 - 10萬(wàn)公里每秒)。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種違反直覺(jué)的結(jié)果? 只有一個(gè)聽(tīng)起來(lái)很瘋狂的解釋?zhuān)簩?duì)于運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間會(huì)變慢!
四、熱力學(xué)
熱力學(xué)研究熱量,能量和機(jī)械功的關(guān)系。 熱力學(xué)圍繞 4 個(gè)定律(不是 1 - 4,而是 0 - 3 )。 熱力學(xué)定律源于對(duì)熱量作為運(yùn)動(dòng)的基本解釋。
熱力學(xué)第零定律——如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同),則它們彼此也必定處于熱平衡。
熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律在熱學(xué)形式的表現(xiàn)。
熱力學(xué)第二定律——力學(xué)能可全部轉(zhuǎn)換成熱能,但是熱能卻不能以有限次的實(shí)驗(yàn)操作全部轉(zhuǎn)換成功 (熱機(jī)不可得)。
熱力學(xué)第三定律——絕對(duì)零度不可達(dá)到但可以無(wú)限趨近。
在原子水平上,我們所認(rèn)為的『溫度』實(shí)際上是指原子運(yùn)動(dòng)。 例如,在炎熱的一天,太陽(yáng)光激發(fā)地球大氣中的原子迅速振動(dòng)。 這種振動(dòng)帶來(lái)能量,傳遞到我們的皮膚,讓我們感到溫暖。
此外,通過(guò)熱力學(xué)第二定律我們可以預(yù)測(cè)宇宙的最終結(jié)局——『熱寂』,即宇宙中所有其他形式的能量都轉(zhuǎn)化成了熱能,而且溫度處處相同——宇宙變成一潭死水,不過(guò)不用擔(dān)心,這還需要很多年才會(huì)發(fā)生。
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