理論物理范文

導語：如何才能寫好一篇理論物理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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本文提出的針對于理論物理教學與實踐的探究方案，是遵循微觀到宏觀，理論研究到具體實踐，單體到多體的順序展開的，一共包括三個知識單元，它們是統計物理，量子力學和固體物理。為了使得學生充分掌握理論物理知識，我們需要結合教材中原有的三個單元的知識體系，改善原有體系中知識的邏輯性，合理安排各個知識的所占比例，以協助學生循序漸進的掌握知識點。熱力學和統計物理學主要是研究宏觀物體。宏觀物體主要是由微觀粒子組成，因此，在這個知識單元里面，我們依照宏觀到微觀的順序展開講解，并遵循統計學和宏觀物體的聯系。以普通物理學為背景，循序漸進，引入量子統計理論，慢慢激發學生對量子力學的學習興趣。由此引出第二個知識單元。量子力學知識單元。在第二個知識單元里面，我們首先講解單原子分子量子理論，慢慢引入到多原子分子量子理論，最后引出第三個知識單元——固體物理。在第三個知識單元里面，先講解理論，在注重實踐應用，引導學生實現創新。這樣，三個知識單元互相聯系，前后銜接，最后貫穿成為一個整體，給予學生整體上對于理論物理學的知識。

二、理論教學與實踐教學相結合

物理理論較為抽象，即便是來源于具體的事例，學生學習起來也具有一定的困難。因此，在理論物理的教學中，需要引導學生從感性上認識物理現象和物理過程。培養學生的感性認識，一方面可以從學生的日常生活中著手，另一方面可以引導學生從物理試驗中不斷培養。本質與非本質的認識影響著學生對物理概念的認識，因此學生認識物理規律會有一定的困難。物理實驗能夠提供給學生最具體、最直觀的感性認識，因為這些精選出來的物理實驗，是最通俗易通，簡明扼要表達物理理念的感性材料。與生活中的現實例子有所不同，物理實驗也有自己的特點，例如：物理實驗比較典型，可以代表一定的物理現象；物理實驗需要有動手操作，有一定的趣味性；物理實驗定性定量的表明了全面性。學生通過物理實驗，可以積累創造意識，同時可以協助學生科學的研究理論物理。學生動手操作物理實驗，可以從中掌握到相應的物理知識，更加深刻的理解其中的物理含義，還可以發現試驗中存在的問題，從而主動解決問題。因此，老師應當多給學生提供物理實驗的機會，引導學生分析總結。一方面，可以督促學生掌握相應的理論物理知識，以及提升自身的動手能力；另一方面，可以引導學生養成嚴謹的治學態度，培養學生的興趣。

三、探尋學生在學習物理理論知識過程中的認知模式

學生在物理學習過程中進行的認知活動包含了所有與物理理論知識學習相關的心理活動，具體來說有學生已有知識基礎框架、面對新知識的認識、接受和使用、包含已有知識和新知識的知識體系的更新等等。物理認知體系是學生在學習的過程中，通過思考形成的每個人各不相同的知識框架體系，是學生對不斷接受到的知識進行理解和組織之后建立的。從認知模式的發展方向中可以容易的發現，學生在認識接觸到的物理概念、理論等時經歷了一個非常復雜的過程，當物理環境作為刺激源后被學生感受到之后，學生對這些知識的接受程度不僅僅與這些知識有關，還與學生的心理狀態、興趣狀態等主觀因素有關。當接受到知識后，學生會通過思考在已有知識框架的基礎上，對這些知識進行再加工。因此，為了保證學生接受新知識的能力，應該著力引導學生夯實基礎，梳理清楚已經學習的知識，形成清晰的體系，實現事倍功半的效果。從認知模式可以發現，學生在認識和掌握物理現象的本質的過程中，首先要利用自己的感官去感知物理現象。對于為何有些同學在學習物理知識的過程中找到了很大的樂趣，而另一些同學卻感覺到這些知識枯燥、難以理解。這個問題首先就是因為學習的動機問題。另外一個原因就是沒有真正認識什么事理論物理以及它的應用，很多同學在內心當中認為這些基礎的物理知識都只是紙上談兵，對于實際的生產、工作和自己的發展并沒有什么作用，在這種思維下，必然很難形成有效的學習動力。其實，在物理學科發展至今的數百年中，已經積累了無數的先進理論，產生了很多影響人類生活的發明和發現，衍生出很多高新科技學科，例如常見的核能、半導體、計算機、通信、太空活動、量子試驗等，無不與物理息息相關。在學習過程中，要充分認識到物理學科的理論知識對于人類生活各個方面的巨大作用，培養求知的動力，形成為學科發展、改善人類生活而奮斗的良好志向。最后，應該盡可能的把理論基礎物理與更加專業的物理應用領域，例如光信息學科、半導體學科等高新科學專業有機的聯系在一起。當今，光學學科的研究熱點目前主要集中在光子操控、光材料研發、量子通信等方面，這些熱點問題雖然已經取得了很多成績和成果，但還有很多問題需要進一步的研究。同樣的，其他高新學科同樣也存在很多有待研究的地方，需要更多的物理人才投入到學科研究當中。如何將基礎物理的知識規劃與未來高新學科的需求聯系起來，為以后學生的進一步發展打下良好基礎，也就成為了學科內容規劃需要考慮的重要因素。學習理論物理，需要扎實的數學基礎，因為理論物理的理論性較強，學習起來十分抽象。因此，物理理論的學習，是感性認知的行為。學生在學習過程中，認知物理理論，認知物理世界，將自身與物理的環境相互作用。通過積累理論物理知識，加上自己的思考，給自己形成立體的物理思維模式。除此之外，老師也要發揮良師益友的功能，首先，協助學生掌握盡可能多的基礎理論知識，并且能夠將新知識和老知識相互結合。其次，老師也要引導學生構建認知體系，搭建自己的知識框架。興趣是最好的老師，因此，應當盡力協助學生培養對理論物理的興趣。理論物理本身是十分有趣的，有多種方式可以感知，包括觀摩，聽講等。這個過程中，大部分同學都會產生對物理學習的濃厚興趣，但是也有一部分同學，由于思路跟不上，落下的知識越來越多，慢慢產生了厭惡抵觸的心理。理論物理公式繁多，推導過程繁雜，理解起來也晦澀，甚至感覺實際生活中沒有用途，因此，部分同學失去了學習的動力，究其原因，還是由于缺乏認知的緣故。

四、創新教學模式

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[關鍵詞]理論物理；課程群：教學改革；精品課程

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）12-0123-03 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.12.024

一、引言

理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、物質運動和相互作用的基本規律的學科。理論物理的研究領域主要有宇宙學、粒子物理與原子核物理、凝聚態物理、統計物理等，幾乎包括了物理學所有分支的基本理論問題。我院理論物理課程群包括《理論力學》、《電動力學》、《熱力學和統計物理》、《量子力學》、《數學物理方法》和《固體物理》六門主干課程，它們多數是物理學、應用物理、光信息、微電子、新能源和材料學等理工專業的重要必修課程。通過本課程群的學習和訓練，可以培養學生具有扎實數理基礎、良好科學素養和創新意識，掌握物理學的基本理論和方法，獲得相應的科學思維和基礎訓練，為理論物理、凝聚態物理、材料科學、電子科學、計算機等科學和技術領域培養創新人才和高級專門人才。

雖然我校理論物理各門課程的教學改革取得了一些很多成果，但是理論物理教學系統改革研究相對較少，較多為單一學科、某些方面的研究。為適應當代科技發展和高新技術產業人才的需求，有一些共性和新出現的問題，需要系統的研究和解決。這些問題這主要表現在：

（1）傳統思維定勢的影響：認為理論物理課程需要的基礎知識多、理論性強，部分學生認為課程枯燥、難學是正常的，沒有從學生的認知準備和心理準備出發解決這一問題；

（2）由于是集中教學，課程內容又是理論課，教學中不同程度存在著重理論、輕實踐，重共性、輕個性等問題，各課程任課教師之間也沒有很多交流；

（3）由于微電子、材料學和新能源是近幾年新上的專業，教學大綱和教學內容沒有很好體現這些專業的需求，沒有有效地聯系當代高新技術產業發展，教學方法不能完全適應創新型、應用型人才培養的要求。

如何以專業和就業為導向，針對理工科的不同特點，深化教學內容改革，既培養培養素質高、能力強的研究型人才，又培養基礎深厚、了解產業特點、符合高新技術產業發展需要的應用型人才，是理論物理教學研究面臨的重要課題。本研究在多年跟蹤問卷的基礎上，重新梳理和設計理論物理的每門課程，提出“點面體”三個層面的教學改革模式。并在此基礎上，實踐和完善了這一改革體系，取得了較好的教學效果。

二、跟蹤問卷調查的部分結果

自2011年起，我們連續三年對學院各專業的同學進行過《理論物理學習問卷調查》，共有1200多人次同學參加，針對各專業和前一年的問卷結果，問卷形式、內容和側重點也不盡相同，得到了許多翔實的意見和建議。比較一般性的問題有：

（1）大部分同學們覺得學習理論物理概念抽象，難以理解。2013年針對哪些課程的學習難度較大的調查，涉及5個專業，數學基礎、普通物理、理論物理等，有效問卷486份。可見，相對于其他課程，學生普遍感到理論物理課程較難。

（2）有關“覺得課程難度較大原因”的調查結果顯示：23.3%認為概念和原理太抽象，28.6%認為公式條件或范圍搞不清，22.6%認為數學解題能力不行，15.6%認為，老師上課內容基本聽不懂，32.5%認為老師講解能聽懂，但作業不能獨立完成。由此可見學生覺得學習理論物理課程難，原因很多，除了學習興趣，集中反映的問題還有自己的認知水平和學習方法等方面。2013年的調查結果現實，較多同學即使聽懂了基本概念和公式，接近三分之一的同學也不能獨立解題。有的同學雖然理解公式和規律，但仍需老師講解才能夠完成解題過程，這在《電動力學》和《量子力學》等分項問卷中，也得到了驗證。

（3）《數學物理方法》這門課程是理論物理的基礎課，但對于所有專業的學生來說基本都是難點，這在表一中就可以看出。雖然學生對于該門課程老師們的教授風格非常認可，但很多學生不能理解這門課程的用處，也難于把握學科的主要知識點，2012年調查結果顯示：有關“《數理方法》難度較大原因”的調查顯示，30.2%認為自己數學基礎不扎實，53.1%認為課程知識本身很難，51.7%學生認為數學問題解法多種但不知其目的，41.9%認為不知數學方程對應的物理問題。（問卷涉及5個專業，有效問卷360份），2013年的問卷調查也是類似的結果。

（4）每個專業的同學，均有甚至一半以上的學生，不看理論相關的書籍和文章，只是在考前才看書。在完成作業的方式上，學生多參考同學作業或參考答案，如何能夠使學生自覺性學習、更好理解課本知識，并靈活的運用到解題和未來科學研究中，成為值得教學中深思和改變的問題。

（5）學院所設專業中，除了新能源專業，多數同學并非第一志愿報考，這說明很多學生對于大學選擇專業上，不了解未來自己專業的發展方向，而且對于相對理論物理課程的學習有一定的懼怕心理。調劑過來的同學中，需要經過一段時間的專業了解和學習，才有可能對自己的專業感興趣，進而對理論物理產生興趣。

（6）基本上每個專業有考研意向的同學都在一半以上，并且絕大多數人希望考取專業相關方向的研究生，希望理論物理改革能與專業學習和考研結合起來。

問卷調查中還有其他很多有意義的結論。如，（1）從學生學習層面分析，有些同學沒有充分了解學習理論物理的重要性，不能對自己的學習給以準確的定位；雖然一些學生的學習的動機和態度都很好，但自己制定計劃不能很好地完成，說明自我控制能力需要加強；學生在學習理論物理的認知準備方面做的不充足或學習方法不恰當時，會給后續的學習帶來較大的困擾。（2）對于具體課堂教學，學生們希望老師增加課外相關知識的講解，以豐富課堂內容。如生活中的物理、現在物理動向、物理高新科技成果、物理學史等方面的內容，提高學生課堂學習的積極性，進而增加同學們對課程的積極性；老師不要一味講解，可以采用模型進行教學，或運用動畫模擬相關內容；多講習題，尤其是解題的思路和方法；增加課外實驗，培養學生的動手能力和實際處理問題的能力可以增加師生互動環節，組織課外研究小組等等。這些都對深化理論物理課程群教學改革有著重要的參考意義。

三、“點面體”結合的教學改革

理論物理課程群的改革，首先要理順課程群的層次：《數理方法》以《高等數學》為基礎，它又是其他理論物理課的基礎：理論物理中的四大力學分別以普通物理的《力學》、《熱學》、《電磁學》、《光學》和《原子物理》五門課程為基礎，也是學習《固體物理》，以及《高等量子力學》和《量子電動力學》等研究生課程的基礎，而且它們在不同專業中的地位和作用是不同的，所講授的內容也有所不同。而這些課程的層次和內容關聯，決定著學生認知結構的層次和關聯，需要在教學中認真分析和準備。

更重要的是，要深化理論物理教學改革，必須以促進人的全面發展、適應社會需要作為衡量教育質量的為標準，堅持“全面發展、彰顯個性、人人成才、服務社會”的培養思路，進行創新人才和應用型為人才主導的培養模式改革。所以，我們將理論物理課程群的改革，按照每一課程從知識點和教學點剖析，進而在課程層面將其教學改革系統化，最終進一步密切各課程銜接，實現理論物理課程群的立體化改革。主要做法如下：

1.點的方面改革，是理論物理課程群改革的著力點和基礎，需要做大量細致的工作。具體說：（1）不斷根據專業特點和培養人才需要，分析和調整各學科的教學知識點和掌握標準，進而全面修訂各學科的教學大綱和各專業的教學計劃；（2）為讓教師掌握講課要點和學生特點，大面積開展微課練習和公開課觀摩分析，提高教師教學的基本功；（3）通過課堂教學，以及輔導員和專業班主任，盡量了解學生個體的不同差異，以便因材施教，彌補集中教學的不足。

2.課程層面的改革。包括主要兩方面的內容：（1）主要是針對課程和專業特點，根據不同的教學要求，系統完善教學內容，并通過課程作業、網絡教學、專題講座和創新實驗等多種形式，將這一課程教學改革系統化；（2）理順課程群中各學科的內在聯系，密切各課程之間銜接，各課程教學改革相互借鑒，以適應課程、學生和專業學科的特點，改善和優化教學。

3.體的方面改革。是指“以人為本”完成課程群的改革，按照“寬口徑、厚基礎、重實踐、強創新”的原則，以鍛煉學生的獨立思考能力，表達能力、溝通能力、創新能力等為出發點，立體改革理論物理課程群，使之不僅適應不同專業特點，更符合學生的成才和發展的需要。它是建立在點面改革基礎上的，具體說有以下幾個方面：

（1）專業課程模塊化，以適應光電產業、新材料、新能源產業需求為目的的課程體系改革，設置專業基礎必修模塊，以及微電子、光電信息、新能源、材料物理等4個專業選修課程模塊。每個專業基礎必修和選修模塊中理論物理課程不同、教授的內容也不同；

（2）拓展課堂教學改革，在改善課堂教學的同時，采取課程論文為引導的研究性學習的方式，培養學生獨立思考的能力；所有理論物理課程都上網，以網絡課程和網絡輔助教學平臺，拓展和豐富學生的課外學習；

（3）在培養方法上，實行課堂教學與課程論文、創新實驗等研究性學習相結合，實驗教學與動手能力培養相結合，技能訓練與企業實訓相結合，開闊視野同學術交流相結合，創新能力與科學研究相結合，個性化培養與社會契合度相結合，在更大視野、更全面地提高學生的培養水平；

（4）評價方式上，卷面考試與課程論文相聯系，設計性實驗與基礎性實驗相聯系，綜合素質評價與創新性學分相聯系，制定學生素質評價制度，全面考核學生學業水平；

（5）在學生培養模式方面，打破現有班級編制，以選拔和個人志愿相結合的方式，設置創新人才實驗班、應用人才實驗班，采取小班（不超過30人）授課，每個學生都配有一名專業老師，指導參加創新項目：實驗班的每門理論物理課程都增加了學時，用于專題、探究和課程論文等教學環節；對優秀學生實行本碩連讀制度等等。

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【摘 要】物理的魅力無處不在，在中學物理教學中，教師要善于發掘物理的魅力，并把這種魅力轉化為吸引學生學習的興趣和動力。通過對物理的科學魅力、語言魅力、實驗魅力、人文魅力等方面的展現，來豐富我們的課堂，活躍教學氣氛，簡化概念和規律，激發學生在精神上的審美感和愉悅感，不斷提高教學效果和效率。

關鍵詞 中學物理；教學過程；魅力展現

物理學一詞的英文“physics”，來源于希臘文“φυσικ?”，意為自然及其發展規律，現在是指研究物質運動的最一般的規律及物質基本結構的科學，“物”的內涵包括物質的結構和性質，“理”的內涵包括物質的運動和變化規律。

全日制普通高級中學物理課程標準明確指出：物理學是一門基礎自然科學，它所研究的是物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法。經典物理學奠定了兩次工業革命的基礎，近代物理學則啟迪了信息技術、新能源技術、航空航天技術、生物醫藥技術等的迅速發展。可以說，物理學是自然科學中最基礎的的學科之一，是培養學生科學素質的重要課程，其教學過程以豐富的方法論和科學觀影響著學生的人生觀和價值觀，是一個充滿了智慧和激情的過程，但現在許多學生對物理學的興趣日漸淡薄，物理課程甚至成了艱澀難懂、枯燥無味、空洞虛無的代名詞。究其原因，我認為一個重要的原因是在教學過程偏離了探索和發現的軌道，沒有體驗到物理學的魅力。正如2001年的諾貝爾物理學獎獲得者卡爾·韋曼所說：“很多學生不喜歡物理，覺得太難，我覺得這種現象不該發生。物理并不難，而且是一門很有趣的學科，它解釋了我們周圍所發生的事情，所以我一直想如何使物理變得更有魅力，使學生更喜歡它，更容易理解它。”

牛頓曾經說過：“我只是一個在海邊嬉水的小孩，偶然會揀到一兩顆美麗的貝殼”。作為一名中學物理教師，我們在物理教學過程中要讓學生明白：也許我們窮其一生都揀不到“貝殼”，但看著朵朵浪花歡快的笑臉，聆聽海鷗美妙的歌唱，感受海風的輕撫，不也正是物理學的魅力所在嗎？

一、物理教學中的科學魅力展現

中學生總是用好奇的目光注視周圍世界的一切事物，這是一種十分可貴的主動求知欲的表現，而物理知識則可以幫助我們解釋身邊很多神秘的現象和奧秘。從亞里士多德時代的自然哲學，到牛頓時代的經典力學，直至現代物理中的相對論和量子力學等，都是物理學的科學素質、科學精神以及科學思維的魅力體現。在中學物理的教學過程中，要始終讓學生感受到這種科學的魅力。比如通過視頻播放王亞平太空授課的“神奇水球”實驗，學生先前也許只是驚訝于實驗本身的現象，此時老師可以進一步解釋其中所蘊含的科學道理：水珠的形成是由于液體的表面張力，而太空中的液體處于失重狀態，表面張力使水膜像橡皮膜一樣搭在金屬環里，向水膜上不斷注入水時，這些水就能夠均勻分布在水膜周圍，逐漸形成水球；注入紅色液體，紅色慢慢擴散開來，把水球變成了一個美麗的“紅燈籠”……

從一粒沙看世界，從一朵花看天堂，把永恒納進一個時辰，把無限握在自己手心。這種科學的魅力會牢牢吸引學生的興趣和注意力，把他們對于小到微觀粒子大到宇宙世界的神秘感升華為對物理學的一種莊嚴感和神圣感，這正是學生們所缺少和需要的一種對物理學的在心理上的最終極的科學魅力體驗。

二、物理教學中的語言魅力展現

在有些人學生看來，物理是枯燥難懂的，因為里面太多的專業名詞和定律。其實不然，物理的魅力表現在其科學道理的規范性、簡潔性和隱蔽性，是深邃而含蓄的，當然如果不懂得它的“語言”，是很難領會到的。在中學物理的教學過程中，語言在很大程度上決定著學生在課堂上腦力勞動的效率，教師要在語言表達上做到準確生動、清楚明白、比喻得體，使學生如沐春風并能引起共鳴，此時的語言就具有感染力和說服力，避免空洞蒼白的解釋和無意義的引證。比如可以用“池水映明月，潭清疑水淺”解釋光的折射；用成語故事“余音繞梁，三日不絕”分析聲波的傳輸與回音現象；講解運動的相對性時，引用歌曲“月亮在白蓮花般的云朵中穿行”學生自然會聯想到這樣一個場景，知道是以云朵為參考系，月亮是運動的……

這種藝術、形象、生動、幽默、直觀而又準確科學的表達必然使物理課堂出現張馳有致、意趣盎然的教學氛圍，學生能夠充分領略物理的語言魅力，感受到心情舒暢的物理學習，就能在課堂上奏出優美和諧的交響樂，不斷提高教學效果和效率。

三、物理教學中的實驗魅力展現

在物理學研究中，物理實驗是建立和檢驗物理理論的基礎和有力武器，是物理學工作者的一種重要研究方法。在物理教學中，物理實驗則是教師教學的一種重要手段，是學生學習物理知識的一種基本方法和途徑，同時還是學生學習的內容之一。也就是說，物理實驗既是物理教學的手段，同時又是物理教學的目的，物理實驗能真實的展示物理過程，使學生直接而不是拐彎抹角地理解運動過程。許多物理學家，當他們因對物理學的發展做出巨大貢獻而聞名于世的時候，常常會情不自禁地回憶起將他們初步引入物理學殿堂之門的生動實驗。比如說到光的色散現象，靠教師的講解很難讓學生明白和掌握，而只要通過一個三棱鏡將一束太陽光分解成七色光譜，即生動又形象，真是“此時無聲勝有聲”；在分析失重和超重現象時，可以讓學生直接體驗乘坐電梯上下時的感受，往往能起到事半功倍的最佳效果……

這正是物理實驗的魅力所在，它對于學生的物理興趣養成起著重要的引領作用。因此在中學物理教學中，教師必須樹立物理教學應當以實驗為基礎的基本觀點，盡可能多地開展蘊含無窮魅力的趣味性實驗。

四、物理教學中的人文魅力展現

人文魅力來自于一個人的人格，是發自內心而自然流露出的一種獨特的力量，吸引和感染身邊的每一個人。作為一名中學物理教師，應當把物理學家的人文魅力貫穿于教學過程中，并要求他們思考：為什么許多世紀以來不少全世界公認的最聰明的人物都獻身于物理，物理到底有怎樣的魅力？比如世界著名的科學思想家和杰出的理論物理學家霍金，因患上了會導致肌肉萎縮的盧伽雷病，禁錮在一張輪椅上達40年之久，不能行走和書寫，甚至口齒不清。但他超越了相對論、量子力學、大爆炸等理論而邁入創造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那么無助地坐在輪椅上，他的思想卻出色地遨游到廣袤的時空，為我們解開了長久困惑的宇宙之謎。他的代表作是1988年撰寫的《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，這是一本有關宇宙學的經典著作，是一部將高深的理論物理通俗化的科普范本。作者想象豐富構思奇妙，語言優美，字字珠璣，更讓人乍驚，世界之外，未來之變，是這樣的神奇和美妙。這本書至今累計發行量已達2500萬冊，被譯成近40種語言。霍金的人文魅力不僅在于他是一個充滿傳奇色彩的物理天才，也因為他是一個令人折服的生活強者，他不斷求索的科學精神和勇敢頑強的人格力量深深地吸引了每一個人。還有亞里士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦……

這些偉大的物理學家所散發的求真精神、求美精神、求善精神和自由精神的人文魅力必然會深刻地影響學生對物理的認識。因此在中學物理教學中，教師必須樹立“以人為本”的教育理念，通過物理中的人文魅力展現，啟引他們勤于觀察，善于思考，勇于實踐，敢于創新。

結語：物理的魅力無處不在

杠桿輕撬，世界為之轉動，蝴蝶振羽，風云為之色變；王冠潛底，定理浮出水面，蘋果落地，人類飛向太空；三棱鏡中折射出七色彩虹，大荒原上升騰起蘑菇煙塵。是什么改變著我們的生活？是什么推動著人類文明的進步？是幾萬里光纖電纜的雙手相牽，是排云而上的飛機，是響徹太空的東方紅，是鐵軌上磁懸浮列車的呼嘯……是物理學！正是物理學奠定了自然科學的基礎，解釋了我們的世界！

魅力是指自然流露出來的令人喜歡的感覺，是記能吸引人的力量。中學物理涉及力、聲、熱、光、電、磁和原子物理等內容。蒸汽機、發電機、激光器、電子對撞機的發明，步步促進人類生產、生活和高科技的發展；“阿波羅”登月成功，“嫦娥奔月”的傳說變成了現實美談；核電站、太陽能電站的相繼林立充分展示了物理前景無限美好。用身邊的事例去解釋和總結物理學的魅力，學生聽起來熟悉，接受起來也就容易了。只要時時留意，經常總結，就會不斷發現有利于物理教學的事物，豐富我們的課堂，活躍教學氣氛，簡化概念和規律。新課標告訴我們“物理課程的教學應貼近學生生活，符合學生認知特點，激發并保持學生的學習興趣，通過探索物理現象，揭示隱藏其中的物理規律，并將其應用于生產生活實際，培養學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。”

可見，物理的魅力無處不在。在中學物理教學中，教師要善于發掘物理的魅力，并把這種魅力轉化為吸引學生學習的興趣和動力，正如諾貝爾獎得者物理學家崔琦的一段話道出了物理的魅力所在——“學習哪一門學科能像物理這樣，讓人每天都能思考不一樣的問題？這對智力將是多么大的挑戰，如果這樣的話，你怎么能覺得很煩呢？”

參考文獻

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關鍵詞：物理實驗觀察能力物理理論

物理學是以實驗為基礎的科學，實驗始終是研究物理學的重要方法，因此在中學物理教學中實驗是重要的教學方法，通過演示和實驗不僅能提供學生對所研究的物理現象的感性材料，培養學生的觀察能力，而且還可以使學生獲得一定的實驗技能，培養學生的實驗能力。

物理實驗使指人們根據研究的目的，利用科學儀器設備人為的控制或模擬物理現象，排除干擾，突出主要因素，在最有利的條件下研究物理規律的一種活動。物理實驗可以簡化和純化研究過程；可以強化研究條件；可以加速或延緩物理過程；可以重復再現物理過程；可以對物理現象或過程進行定量研究。總而言之，物理實驗在物理教學中有十分重要的作用。下面從以下幾點加以說明：

一、物理實驗可以培養學生的觀察能力。

教師在演示實驗中，首先要讓學生明確實驗觀察的目的，其次要讓學生觀察實驗的裝置，認真觀察實驗儀器的初始狀態，了解各部分儀器、儀表的作用與功能，使學生對觀察的目的，實驗的儀器裝置有一個整體認識。在做電學實驗時，要先讓學生看清電路。第三，要引導學生認真觀察實驗現象的發生和變化過程，演示實驗一般要重復做二至三次，以便于學生反復觀察，紀錄實驗現象、結論，教師還要帶領學生分析思考逐步形成理論。這樣，學生的觀察能力得到了培養，對理論知識建立的過程有了較清楚的認識，使知識具體化，幫助學生理解較抽象的理論物理知識，能夠使其久久留與腦海之中，保持較長的記憶時間1。一般地，第一次演示時，讓學生集中觀察發生的現象，第二次要求學生觀察老師的操作，以便明確現象是怎樣發生的，第三次讓學生綜合觀察現象發生的過程及其結果如何。

為了增強演示實驗的效果，培養學生的觀察能力，教師可以在演示實驗前或演示實驗過程中，提出一些思考性的問題，以便引導學生觀察實驗中發生的現象及現象變化過程，把學生的無意注意轉化為有意注意，引導學生集中注意力觀察最需要觀察的事物，并在演示實驗過程中指導學生觀察方法，以及觀察中應注意的問題。

在演示實驗的觀察訓練中可以逐步減少教師的指導，從開始時實驗前做詳細的指導觀察逐步地變為有重點地指導觀察。在學生具備一定的觀察能力后，可運用“無聲演示”的方法，即教師在演示前和演示過程中都不講解指導，而只操作給學生觀察，演示結束后，讓學生把觀察到的現象和過程用科學語言正確描述出來，可以先提一名學生回答，然后請其他學生補充，直至達到要求為止。也可以讓每個學生看完教師的無聲演示后，寫下自己所觀察到的現象和過程，這也是考察學生觀察能力的有效方法之一。經過這樣反復多次的訓練，即可不斷提高學生的觀察能力。

二、通過物理實驗發現物理規律，建立物理理論。

在物理學中，物理規律一般都是通過實驗總結出來的。一些物理學家為了探索自然的規律，不惜從事十年數十年的艱苦實驗，有的還要冒著生命的危險來進行實驗研究。例如法拉第電磁感應定律是經過十年的實驗探索才發現的，在此之前1820年奧斯特發現了電流的磁效應，這使善于思考的法拉第由此得到啟發并提出“磁轉化為電”的設想，1822年法拉第就開始了艱苦漫長的轉磁為電的研究，經過無數次的實驗，終于在1831年發現了電磁感應現象，接著又進行了一系列的實驗研究，最后成功的實現了磁轉化為電的設想，并經過進一步的實驗探索，總結出了法拉第電磁感應定律，開創了人類的電氣化時代。美國科學家富蘭克林是冒著生命危險進行“捕捉雷電”實驗的，并為電學的發展作出了貢獻。科學實驗也是發明家取得成功的必由之路。如美國發明大王愛迪生曾獲1093項發明專利，可以說，他的每一項發明都是通過實驗取得的。例如愛迪生發明白熾燈時為了尋找燈絲的合適材料，曾先后用1600多種礦物和金屬材料進行反復的實驗，歷時13個月，終于研制成功一只亮度達40燭光的炭化竹絲燈泡2。可以說科學實驗是人們認識自然，改造自然的重要途徑。因為人們只有通過變革自然界的活動才能獲得關于自然界的現象和本質的種種感性材料，并在概括大量感性材料的基礎上發現規律和建立理論。

三、通過物理實驗可以驗證物理假說，檢驗物理理論。

通過實驗不僅可以發現物理規律，建立物理理論，而且還能驗證物理假說，檢查物理理論的真偽。因此，實驗既是建立理論的源泉，又是檢驗理論真理性的標準。例如1956年李政道、楊振寧提出的“弱作用下宇稱不守恒”的假說，在被吳健雄的鈷—60實驗驗證后，才被公認。法拉第由“電生磁”萌發的“磁生電”的假說，被實驗驗證后才變為物理規律。另一方面一些物理理論被實驗檢驗后不得不拋棄，如亞里士多德的“落體觀念”在統治了物理學兩千多年后被伽利略的實驗證明是錯誤的而被人們拋棄。有如“以太”和“燃素”雖在物理學中存在多年，最終還是被實驗檢驗而宣告并不存在。

作為物理實驗，它之所以能夠充當驗證物理假說的依據，檢驗物理理論的標準，是由于物理實驗具備檢驗科學真理性的根本屬性。物理假說和理論是人們的思維對于自然界規律性的反映，那么作為檢驗這種反映正確與否的標準不能是理論本身，同時又不能是客觀對象本身，因為作為純粹的客觀對象并不能證明理論與對象是否符合一致；另一方面，作為標準又必須具有把人的思維同客觀世界聯系起來的特性。物理實驗恰恰具備以上作為檢驗標準的條件，所以物理實驗是驗證假說，檢驗理論的標準。

四、通過實驗完善理論體系，發展物理理論。

篇5

關鍵詞：中職示范校 物理教師 專業發展

學校在大力進行國家示范校的建設，同時一體化課程的教學改革也讓各位教師感受著學校的飛速發展，感受著提高個人教學素質的迫切。作為一名中職學校的物理教師，筆者切身感到新形勢下物理教師要提高教學魅力，提升專業水平，就要做到以下“八多”。

一、多看物理講座

訂閱《物理教學》雜志，看“面向21世紀中學物理講座”，如陳剛的《試論物理課堂教學設計的特征和基本條件》、黃燕萍的《振動和波動中的位相問題》、劉柄N的《物理實驗教學多元創新中的幾個關系問題》等講座，多積累教學教改的知識和經驗。看自然與生活方面的物理講座，如錢振華的《宇宙及宇宙膨脹》、解永平的《艦載機在航空母艦上是怎樣起飛的》、邊鐸的《從唾液檢測糖尿病的物理機制》等講座，培養自己科普物理興趣。上網看北師大物理講座，如黑洞專家趙崢教授的《愛因斯坦與物理學的革命》，了解狹義相對論和廣義相對論的知識。上網看物理學講座，如楊振寧的《美與物理》，體會大家風范，開闊物理科學視野。上網看物理學前沿講座，如納米技術與納米材料講座、熱電技術與熱電材料講座、稀土及其發光講座等，這樣在上課時就能滿足學生對應用物理案例的需求。

二、多聽交叉課程

因為中職物理教師專業發展，是物理教學的專業發展，是物理實用專業的發展，是物理綜合專業的發展。所以不僅要聽一些物理專業教學課程，而且還要聽一些交叉課程。如聽語文課，豐富自己的形象思維及想象能力，有助于加強自己的口語和書面表達能力。聽數學課，有助于了解學生的計算基礎知識，在物理教學中的應用差距，便于物理教學，培養自己的邏輯思維能力。聽電工、電子、機械等專業課，了解物理學科的基本知識、基本原理、基本實驗在專業基礎課中的應用，有助于把握中職物理教學的內容及方向。聽電工工藝、鉗工工藝、照明線路等實習實訓課，培養自己應用物理學原理，解決實際問題的動手能力，充分發揮中職物理教學的基礎性和實用性作用。總之，多聽交叉課程，有利于中職物理教師的專業發展。

三、多做物理實驗

眾所周知，物理學是測量科學，是實驗科學。較之普教物理，中職物理更是如此，中職物理教師的專業發展更顯其實驗性。根據學校的核心專業，學校物理實驗條件以及中職物理教學大綱的要求，在基礎模塊教學中，教師不僅要做些演示實驗，而且要組織學生做些項目實驗，如長度的測量、測運動物體的速度和加速度、牛頓第二定律的研究、測量氣體的壓強、萬用表的使用、測電源電動勢和內電阻（設計性實驗）、光的全反射（選做）等項目實驗。在職業模塊教學中，教師要多做些演示實驗，如線速度的方向，彈簧振子的運動，受迫振動和共振，橫波、縱波的形成和傳播等。在拓展模塊教學中，大綱沒有要求教師做實驗，但是筆者以為教師可以大膽地進行多媒體計算機輔助教學實驗、放映科普光盤教學實驗、自制科普課件教學實驗等。教師通過三大模塊教學實驗，從而促進自己專業的發展，促使自己邁入物理實驗教學的數字化時代。

四、多研物理教學

以研促學，以研促教，以研促改，做研究型教師，是中職物理教師專業發展的有效途徑。所謂多研物理教學，就是以提高物理教學質量為中心，廣泛開展教研工作。首先要研究中職物理教學現狀、存在的問題及解決的對策。其次要研究中職物理教學的有效性與人文性。再次要研究中職物理教學改革的思路和做法，如以公開課、示范課、說課推動中職物理教改效果的研究，正確處理演示實驗、學生實驗和實踐活動的關系。提倡立項課題研究，如中職物理情境、探究、多媒體教學與培養學生職業核心能力的研究。教研實踐告訴我們：多思易明，多研乃慧，明慧善教，學生方能樂學。師者樂研，妙不可言。

五、多教實用物理

民國時期，我國就有了實用物理學，現在有的大學開設實用物理系，筆者以為中職學校應該開設實用物理學科。可是現在中職學校開設物理學科與普教物理學科沒有什么大的區別。《中等職業學校物理教學大綱》（以下簡稱《大綱》）中教學內容設計了基礎模塊、職業模塊和拓展模塊，基礎模塊教學內容屬于理論物理學范疇，職業模塊和拓展模塊教學內容屬于實用物理學范疇。然而實際教學中，中職物理教師只停留在基礎模塊教學階段。其原因有兩個方面。第一，《大綱》在職業模塊中按專業又劃分為三個子模塊，每個子模塊下設若干專題。其實這部分內容與專業基礎理論課內容重復，實踐上一般學校都用專業基礎理論代替了這部分教學內容。第二，《大綱》在拓展模塊中下設近代物理簡介、航天技術簡介、現代通信技術簡介、新能源的開發利用與節能、物理與環境保護等物理專題。由于課時的限制，授課教師往往講不到拓展模塊的教學內容。為了合理利用開發教育資源，促進中職物理教師專業發展，筆者主張，中職物理教師應選講一門專業基礎課，如電工電子技術基礎、計算機應用基礎、家電維修入門等。經過個人努力，這是不難做到的。

六、多到企業調研

中職示范校建設要求，學校要有計劃地安排專任專業理論教師、實習指導教師到企業參加生產實踐活動，并有一定的時限。筆者認為，公共基礎課教師也要了解企業生產、經營及用人的情況，尤其是物理教師應多到企業調研。可行途徑有三條。第一，帶著專題或課題到企業調研，進行問卷調查、召開座談會，走訪車間工程技術人員，寫調研筆記。第二，在組織學生頂崗實習期間調研，收集與中職物理教學、實驗、測量等有關資料，與工人師傅交談，寫調研筆記，編寫實用物理講義。第三，利用學校寒暑假組織教師到企業參觀學習時候調研，記錄先進的生產流程、電氣設備及與物理教學有關的資料，建立電子檔案，咨詢生產技術人員相關問題，寫調研筆記。經驗證明：多到企業調研，有利于中職物理教師結合學校實際、結合專業實際、結合生活實際、結合學生實際、結合就業實際進行有效教學，從而也促進了中職物理教師的專業發展。

七、多受專業培訓

教師培訓是中職示范校建設的一項重要指標，要求每學期均有全員參加的校本培訓，每年有30%以上專任教師參加各級各類培訓，參加省級以上培訓的達100%。中職物理教師也要積極主動地接受專業培訓。其中包括：校本培訓，即物理教改、說課、課件制作等培訓；省市教師專業發展學院培訓，即寒暑假期間的青年物理教師班、骨干物理教師班、物理學科帶頭人班培訓；省市技工教研室培訓，即新教材、新教法、教學理論培訓；中職行業教育集團培訓，主要有課題研究、多媒體教學、物理講義編寫等培訓。筆者認為，中職物理教師接受各級各類培訓，不僅是必要的，而且是自己專業發展的快捷通道。

八、多參加省市大賽

篇6

當人們用望遠鏡觀測銀河系以外的星系時，可以發現絕大多數星系光譜都存在紅移或藍移現象，并且越遠的星系其光譜紅移值越大。根據多普勒效應：星系光譜存在紅移說明星系正離我們遠去，星系光譜存在藍移說明星系正向著我們運動。需要指出的是越遠的星系紅移值也越大，看起來所有的星系都好象以銀河系為中心向外爆炸形成的一樣，越遠的星系離開我們的速度也越大。鑒于此有人提出宇宙大爆炸假說：認為宇宙是由150億年前發生的一次大爆炸形成的，人類居住的銀河系則是宇宙的中心。可是人們在觀測銀河系和河外星系時，卻并沒有發現銀河系有什么特別之處。有人據此懷疑宇宙大爆炸假說；也有人從星系的演化推算出宇宙的年齡大于150億年；還有人認為若宇宙大爆炸假說是正確的，那么宇宙輻射在各個方向上就會表現出各向異性；更有人擔心宇宙的膨脹沒有盡頭，遂認為宇宙的膨脹和收縮是交替進行的……。但不管怎樣，大部分人還是相信“眼見為實”，由星系光譜的紅移現象承認了宇宙大爆炸假說。更有人把紅移現象與宇宙背景輻射和宇宙元素豐度并作宇宙大爆炸假說的三大支柱。那么宇宙是否發生過爆炸并仍在向外擴張，年齡是否只有150億年呢？非也！

1．星系光譜紅移原因

20世紀初，當人們用望遠鏡觀測銀河系以外的星系時，發現絕大多數星系光譜都有紅移現象，并且越遠的星系其光譜紅移值越大。有人認為星系光譜紅移是因為星系正在離我們遠去，從而得出這樣的結論：所有的星系都是以我們銀河系為中心向外爆炸后形成的，越遠的星系離開我們的速度也越大；宇宙中所有的星系都在彼此分離，并且越遠的星系相互分離的速度越大。值得一提的是，我們銀河系正處在爆炸中心，足以值得我們自豪的是：銀河系是宇宙中獨一無二的星系—因為它是宇宙的中心。更讓我們驚奇的是，銀河系自身也在不斷運動著，然而無論它運動到哪里，它始終是銀河系的中心。我們解釋不了銀河系為什么是宇宙的中心，因為銀河系也和其它星系一樣，并沒有什么特別之處。有人以為，銀河系處于宇宙的中心是一個巧合，雖然銀河系從上個世紀至今一直在不斷運動，但它走過的距離和整個宇宙空間的尺寸比起來是微不足道的，所以銀河系目前仍然處在宇宙的中心，這種看法未免有些牽強。因為人們在觀測近處的星系時，發現近處的星系并沒有相互分離的趨勢，并且也沒有證據表明近處的星系正在以某一個中心為起點向外膨脹。因此“銀河中心說”頗值得懷疑。還有的人雖然承認宇宙大爆炸假說，但不承認“銀河中心說”，他們不認為銀河系是宇宙的中心。這種觀點同樣也是站不住腳的。我們可以這樣分析：如果宇宙大爆炸假說是正確的，那么宇宙中所有的星系必定在以某一個中心為起點向外膨脹，星系之間彼此互相分離。目前我們觀測到近處的星系并沒有相互分離的趨勢，并且也沒有證據表明近處的星系在以某一個中心為起點向外膨脹。倘若我們不是在宇宙的中心而是處于偏離宇宙中心的任一點處，因為在我們周圍的星系都沒有相互分離的趨勢，也沒有以某一個中心為起點向外膨脹，這樣一來，倘若宇宙中任一點處的星系都沒有相互分離的趨勢，那么整個宇宙也不可能在膨脹，即宇宙大爆炸假說是錯誤的。

前事不忘，后事之師。人類文明發展到今天，“地心說”和“日心說”都被證明是為科學，難道我們還要重蹈覆轍提出“銀河中心說”嗎？愚以為，我們應當承認這樣一個假設，那就是：銀河系按目前的速度運動下去，100萬年，100億年以后，我們仍然會發現自己處在宇宙的“中心”，無論我們處在宇宙的任何地方，中心也好，邊緣也好，我們都會發現宇宙中越遠的星系光譜紅移值也越大，就好象我們處在宇宙的“中心”一樣。事實上，這個“中心”是光子在宇宙空間中的傳播特性引起我們視覺上的錯誤，“眼見”未必“為實”，我們不能過分相信“眼見”的東西。

紅移現象是否由觀測者自身的運動引起的呢？不是的！如果紅移現象是由觀測者自身的運動引起的，那么我們將觀測到與我們相向運動的星系光譜將發生藍移而與我們相背運動的星系光譜將發生紅移，然而事實并非如此。再者，雖然我們“坐地日行八萬里”，但這個速度和光速比起來實在算不了什么，不至于影響觀測結果。換句話說，我們在觀測星系紅移值時，觀測者自身運動速度的影響可以忽略不計。紅移現象說明光子與觀察者之間的相對速度變小了。產生這種情況有兩種可能：第一是星系正離我們遠去，第二是光子在穿越宇宙空間時速度變小了。這兩種情況都可能導致星系光譜紅移。我們認為導致星系光譜紅移的原因是后者。光子在穿越宇宙空間時會與各種粒子(比如引力子)相互作用從而使其速度逐漸減小。當然單個粒子與光子作用時間極短，引起光子速度的改變量也是極其微小的，以致于我們觀測不到。隨著光子穿越宇宙空間距離的增大，與光子作用的粒子數目也逐漸增多，光子速度的減小量也越明顯。可以推測：光子在穿越一定的宇宙空間距離后速度將減小到零。由于光子速度為零故相對我們的能量也為零，這樣的光子當然不會被我們觀測到。可見用光學法觀測宇宙空間尺度時有一個極限：150億光年(也有人認為是200億光年)。在這個尺度以外的星系發出的光子由于在沒有到達地球時速度已經降低到零，所以這樣的星系不可能被我們觀測到，至少目前還沒有辦法觀測到。也有人認為，紅移現象是由光子頻率減小引起的，即認同第一種可能：認為星系正離我們遠去。這種觀點聽起來很有道理，卻經不起分析。我們知道，星系離我們遠去時會引起光子頻率減小，但各種不同頻率光子的頻率減小量應該相同，反應在星系光譜上，各種不同頻率光子的紅移量應該相同。因此，不論星系離我們多遠，星系光譜雖然發生紅移但不應該變寬，但事實上遠處星系光譜卻被拉寬了（星系光譜不會變寬是指星系光譜中任意兩條譜線的距離恒定，雖然它們都發生了紅移，但它們移動的距離相等，因此各譜線之間的距離不變）。而且能量越小的光子紅移值越大，能量越大的光子紅移值越小。不同頻率光子的頻率減小量不同，說明紅移現象不是由光子頻率減小引起的。即第一種可能站不住腳。假設宇宙中所有的星系都是靜止的，宇宙空間中的物質是均勻分布的，那么光子穿越宇宙空間時的速度衰減量僅與其通過的空間距離有關。光子穿越的宇宙空間越長，其速度衰減量也越大。這樣星系光譜的紅移值僅與其離我們的距離有關，離我們越遠的星系紅移值也越大，就好象越遠的星系正在以越快的速度離開我們一樣。這也正是哈勃定律所揭示的：星系遠離銀河系的速度ν與距離成正比，ν=H*D，其中H為哈勃常數。實際上宇宙中各星系都在不斷運動著，宇宙空間中的物質也并非均勻分布的，造成星系光譜紅移的原因也很多，所以光譜的實際紅移值要考慮許多情況。

2．譜線紅移與光子速度衰減

光子與宇宙空間中的粒子是如何作用的呢？可以設想，宇宙空間中存在許多比光子質量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在與粒子作用后仍然是光子，可以認為光子僅與粒子發生了彈性碰撞。既然是彈性碰撞，我們知道，二者質量越接近光子損失的能量越大。由于光子的質量遠遠大于引力子的質量，所以在不同頻率(質量)的光子中，頻率(質量)較小的光子損失的能量較大。于是經過同一段宇宙空間以后，在不同頻率(質量)的光子中，頻率(質量)較大的光子損失的能量較少，頻率(質量)較小的光子損失的能量較大，例如紅光損失的能量比紫光損失的能量多。由于不同頻率(質量)的光子在宇宙空間運動時都損失了能量，這樣整個星系的光譜將向紅端移動，但由于紅光損失的能量多向紅端移動的距離大，而紫光損失的能量少向紅端移動的距離小，于是整個光譜被“拉寬”了。如果不同頻率(質量)光子的能量損失率相同，雖然它們都產生紅移，但是它們紅移的距離相等，這樣星系光譜雖存在紅移但不會被“拉寬”，星系光譜存在紅移而且被“拉寬”說明兩點：第一光子在穿越宇宙空間時速度會衰減，第二不同頻率(質量)的光子速度衰減率不同。顯然，由于不同頻率(質量)光子的能量損失率不同，各種光子的速度衰減量差異將隨著空間距離的增加而增大，這樣星系光譜被“拉寬”的程度與其離我們的距離有關，離我們越遠的星系其光譜被拉寬的程度也越大。另外，星系光譜被拉寬時還有一個特點，那就是能量大的光子被拉寬的程度小，能量小的光子被拉寬的程度大。也就是說，越靠近紅端光譜被拉寬的程度越大，越靠近紫端光譜被拉寬的程度越小。考慮到星系引力場的影響，實際情況還要復雜一些。

上面我們談到光子在宇宙空間運動時速度會逐漸減小，這和人們熟悉的“真空中光速不變”的看法相矛盾。實際上宇宙空間并非真空，即使宇宙空間是絕對真空它還存在引力場。換句話說，光子在真空中速度變不變的問題，實際上是光子受不受引力作用的問題。如果光子不受引力作用，那么真空中光速不變，但這樣一來不論星體的引力再強，對光子都沒有影響，從而宇宙中也不可能產生“黑洞”了，而現在的黑洞理論基礎將不復存在；假如光子受引力作用，則就不應該有“真空中光速不變”的結論。有人對此這樣解釋：宇宙空間中各星體的引力分布在不同的方向上，它們的作用力相互抵消，因此光子在宇宙空間中的速度不變。這種解釋也是站不住腳的。我們知道在太陽系內，引力的方向是指向太陽的；在銀河系里引力的方向是指向銀河系中心的，所以局部的宇宙空間引力總是有一定的方向的。我們認為光子作為一種物質實體，它的速度并非一成不變的。無論在真空中還是在介質中，它的運動速度都會越來越小。所以，光速不變只是一個神話，光年也不能作為距離單位，因為光子在前一年中走過的路程總比后一年中走過的路程長。

3.光子在引力場中的運動

星光在通過太陽附近時會受到太陽引力的作用而發生彎曲，說明光子也會受到引力的作用。其實光子也有質量，當然會受到引力作用了。通常我們認為：引力場中物質的加速度僅與引力場的強弱有關，而與物質的質量無關。如在地球表面不管是1噸的物體還是1千克的物體，其每秒獲得的速度增量都是9.8米/秒。但引力場中光子的加速度與其質量有關：質量越小的光子加速度越大，質量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用，那么很自然，光子在離開引力場時必然會被減速，在進入引力場時必然會被加速，在垂直于引力方向(或其它方向)運動時受引力影響其運動軌跡也會發生變化。既然光子在離開引力場時會被減速，而且質量越小的光子速度衰減量也越大，那么星體發出的不同頻率的光子就有不同的速度。一般而言，星體引力越強，其發出的光速度也越小；當星體引力足夠強時甚至可能使一部分光子擺脫不了星體引力的束縛，產生黑洞現象。對同一星體而言，在它發出的光中，質量大的光子速度大，到達地球的時間也越早；質量小的光子速度小，到達地球的時間也越晚。我們通常認為不同頻率的光同時到達地球，這其實是錯誤的。關于這一點我們可以用實驗來證實。當星體發生爆發或其它異常時，總是能量較大的X射線或γ射線先被我們觀測到，其次才是可見光，然后才是紅外線。雖然理論上如此，但在實際觀測中總有這樣或那樣的因素及別的解釋使大部分人不相信這一點。如果條件允許的話，我們可以用一個實驗來證實我們的觀點。在離我們很遠的宇宙飛船上以兩種不同能量的光子同時發出一種信號，這兩種光子的能量差異越大它們到達地球的時間差異也越大。實際上考慮到不同能量的光子在同一介質中的傳播速度不同，我們應該想到不同頻率的光子在真空中的傳播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空間時速度逐漸減小，并且質量小的光子速度衰減得快，可以想象，在經過一段相當長的距離以后，質量小的光子速度已經衰減到零而質量大的光子速度不為零，這樣我們就只能觀測到質量大的光子。若星體離我們更遠一些，則我們只能觀測到質量更大的光子……，隨著空間距離的增大，最終我們將看不到遠處星體發出的光，這個距離就是我們現在認為的宇宙極限--150億光年。人們在觀測宇宙時總有一個錯誤想法：由于真空中光速不變，所以不管離我們多遠的星系，只要足夠亮就可以被我們發現。事實上宇宙空間并非真空，光子在其中穿行時速度會逐漸減小，所以任何星系發出的光只能傳播一定的距離，也正因為如此，不管我們在宇宙中任何地方，始終只能看到有限的宇宙空間。換句話說，目前我們能夠觀測到的宇宙空間的尺度實際上是光子在宇宙空間中傳播的最遠距離。

4.光子在宇宙空間中的運動

實際上光子在宇宙空間運動時并不總是做減速運動。在光子離開星體時它要掙脫引力的束縛而作減速運動，當它脫離星體的引力場在空間自由運動時，也作減速運動；如果它進入另一個星體的引力場向著該星體運動時，就會在該星體的引力作用下作加速運動。光子就這樣減速--加速--減速--加速……不停地穿越宇宙空間，直到其速度為零。倘若星體離我們很近而引力又很小，從該星體發出的光速度衰減量不大，但進入銀河系時光子的速度增加量有可能很大，當光子的速度增加量大于其速度衰減量，或者說大于剛離開星體表面時的速度，在我們看來該星體光譜就發生了藍移。忽略距離因素，由于星體自身在不斷運動，這樣它相對銀河系引力場的強弱也可能發生變化，所以其光譜也可能有規律的發生紅移或藍移。通常情況下，宇宙空間對光子的減速作用總大于加速作用，所以星系的光譜以紅移的居多。

光子在引力場中速度變化的問題許多人恐怕不相信也不能理解。一些人認為光子沒有靜質量，況且光子是一種波，在引力場中的運動規律和宏觀物質不同。其實持這種觀點的人把光子神話了，弄的不可捉摸了。現在大多數人都接受了“黑洞”的概念，認為當一個星體的引力足夠強時甚至連光子也逃脫不了，因而是漆黑的一團。這里實際上指出了光子也會受到引力作用。既然光子也受引力作用，那么它在引力場中的加速與減速自然就可以理解了。稍后我們將看到，引力作用是造成衍射現象的重要因素之一。

5.類星體

一個很明顯的事實是：宇宙中離我們越遠的星體能量越大，通常類星體離我們的距離都在10億光年以上，并且遠處星體發出的光中能量較大的光子占有很大的成分。有人把這作為支持宇宙大爆炸的依據，認為：若宇宙中物質是均勻分布的話，則在我們銀河系或其周圍就應該有象類星體這樣的高能星體存在。為什么我們在近處發現不了類星體呢？一些人看見遠處的星體發出的光中含有大量的X射線或γ射線成分，就推測此類星體存在著目前尚不為我們知道的能量源。這種觀點未免有些片面。實際上宇宙中大部分恒星的能量都差不多，能量特別大的和能量特別小的只是極少數，恒星的能量呈中間多、兩頭少的分布態勢。從遠處的恒星發出的光，在經過漫長的宇宙空間以后，能量小的光子由于速度衰減率大而停了下來，不被我們觀測到；只有X射線和γ射線才能到達地球。所以我們觀測到該星體的光子中，X射線和γ射線占有很大的成分，以致于我們誤認為這類星體只向外發出X射線和γ射線。實際上這類星體也向外發射可見光和紅外線，但是可見光和紅外線由于速度衰減到零故我們觀測不到。這就導致我們觀測到極遠處的星體，其顏色通常是藍色或紫色，事實上可能和該星體的真實顏色相差極大。這說明我們看到的星體的顏色未必就是星體的真實顏色，星體的顏色是由其自身能量狀況和離我們的距離決定的，星體離我們的距離越大往往使其顏色中的藍色和紫色成分增加。另外，我們認為類星體離我們非常遠，是因為類星體的紅移值很大。也就是說我們沒有直接證據表明類星體真的離我們很遠。考慮到光子在引力場中的運動，我們知道：當星體的引力足夠大時，其發出的光子速度衰減量也較大，因而該星體的光譜也將發生較大的紅移。這就是說，引力因素也可以使星系光譜產生紅移。倘若星體引力足夠大又離我們很近，由于星體紅移值較大，往往導致我們認為該星體離我們很遠。舉例來說，假設有一個引力較大的星體處于銀河系的中心，由于該星體引力很強，導致它發出的光子速度衰減量極大，我們在觀測其光譜時就會觀測到很大的紅移值，根據該星體很大的紅移值我們就會認為它離我們非常遙遠，絕不會想到它就在銀河系中心。

如何解釋類星體離我們那么遠而其發射的X射線和γ射線又是如此強烈呢？只有兩種可能。第一，類星體的能量非常大，向外發出的X射線和γ射線非常強；第二，類星體離我們并沒有原先認為的那么遠，類星體光譜的紅移是由類星體的引力造成而并非由距離因素造成的。我們認為兩種因素都有。因為如果類星體離我們非常遠，那么我們觀測到其向外發出的X射線或γ射線就不可能很強；倘若類星體的能量不是很大，它的引力場也不可能很強，不足以使其光譜產生較大的紅移。這說明：星系光譜發生紅移可能是距離因素造成的，也可能是引力因素造成的，紅移值大的星體未必就離我們遠。那么，如何區別星體的引力紅移和距離紅移呢？對觀測者而言，由距離因素造成紅移的星體發出的光不可能很強，而由引力因素造成紅移的星體發出的光往往很強，特別是X射線或γ射線的成分多。類星體的發射光譜和吸收光譜的寬度不同，通常吸收光譜的寬度比發射光譜窄，為什么呢？我們知道，吸收光譜是由于光子經過大氣后產生的，這說明類星體周圍也存在氣體。光子從高溫星體內部發出以后，總會有一部分光子沒有被氣體吸收而直接射向宇宙空間，這些光子形成發射光譜；還有一部分光子在與氣體作用后，頻率（質量）大的光子損失的能量大，頻率（質量）小的光子損失的能量小；光子離開類星體在宇宙空間中運動時，則是頻率（質量）大的光子損失的能量小而頻率（質量）小的光子損失的能量大，總的看來各種不同頻率的光子速度差異減小，所以其光譜紅移值也較發射光譜小。實際上類星體的吸收光譜還可能有幾種不同的寬度。

6.黑洞與星體引力

最初在人們考慮黑洞時，認為它的引力強到連光子也逃脫不了，因而是漆黑的一團，黑洞是宇宙中物質的墳墓。后來人們認為黑洞可以向外發出X射線和γ射線。同樣是光子，能量大的可以逃脫，能量小的逃脫不了，說明(黑洞的)引力對光子的作用是不一樣的。事實上我們知道當星體的引力逐漸增強時，總是質量較小的光子逃脫不了，質量較大的光子則可以擺脫星體的引力，并不是所有的光子全部被吸入星體中。所以從這個意義上來說，狹義上的黑洞僅指引力強到可見光不能脫離的星體，即在可見光波段觀測不到的星體；廣義上的黑洞指引力強到使一部分光子不能脫離的星體，即在某一能量較小的波段觀測不到的星體，這里廣義上的黑洞甚至可能非常亮，可以被我們肉眼看到，但在紅外線波段或能量更小的波段卻觀測不到。從理論上講，“黑洞”并不黑，至少它可以向外發射X射線和γ射線或能量更高的光子，完全不向外拋射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在嗎？當然存在了。當星體離我們足夠遠，以致于該星體發出的紅外線速度衰減為零而不被我們觀測到時，它就像一個“黑洞”；若星體離我們再遠一些，可見光不再為我們觀測到，只能觀測到X射線和γ射線，這時它就是漆黑的一團，成為名副其實的黑洞；而宇宙中150億光年以外的星體對我們來說是完全徹底的黑洞，因為我們完全觀測不到它們。除了因空間距離造成“黑洞”現象以外，星體的引力也可以造成黑洞現象。黑洞現象并不是我們原先想象的那樣：“當星體的引力足夠大時，所有的光子都被吸入星體中，整個星體變成黑暗的一團”。當星體的引力逐漸增大時，它對光子的束縛作用也逐漸增強。星體的引力足夠大時，紅外線光子將擺脫不了星體引力的束縛，而可見光、紫外線則可以擺脫星體引力的束縛；星體的引力再增大時，可見光將擺脫不了星體引力的束縛，而紫外線則可以擺脫星體引力的束縛；若星體的引力再增大，可能只有γ射線放出。應該明確指出：黑洞現象是與星系光譜的紅移緊密相連的。若某一星體的光譜不存在紅移現象，則它一定不是黑洞；若某一星體的光譜存在紅移現象，則它可能是黑洞也可能是距離因素造成的。

總的來說，我們對黑洞的認識經歷了三個階段：第一階段認為黑洞的引力足夠強，所有的光子都不能擺脫黑洞的引力，因而整個星體是黑暗的一團；第二階段認為黑洞可以向外發出強烈的X射線或γ射線，人們認識到黑洞的引力對不同能量光子的作用不同；第三階段也就是現在正在探索的階段。應該明確指出：與黑洞現象緊密聯系的因素有兩個，引力因素和距離因素。以往我們在考慮黑洞現象時往往只考慮引力因素而忽略了距離因素，這就導致我們認為整個宇宙空間僅有150億光年，對150億光年以外的宇宙空間，認為看不見的就是不存在的。

7.恒態宇宙

也許有人會問，既然光子的速度能夠降低到零，那么宇宙中會不會堆積越來越多的光子呢？不會的！光子作為物質的一種存在方式，它不是永恒的，在一定條件下光子可以轉化為別的物質，也就是說光子是有一定壽命的。任何一個光子不可能永遠存在下去，它必將轉化為別的物質形式。宇宙中的物質無時無刻不在運動，所以宇宙中不會堆積越來越多的光子。雖然我們目前并不知道光子是如何轉化為別的物質的，但我們依然相信整個宇宙是穩定的、恒態的，而局部宇宙則可能是不穩定的，處于演化過程中的。同樣的道理，整個宇宙也不會被光子均勻照亮。由于光子在宇宙空間中運動時速度逐漸減小，所以任何星體發出的光只能傳播到有限遠處。也正因為如此，我們所觀測到的宇宙始終是有限的。如果想觀測更遠的宇宙空間，一個方法是派出宇宙飛船，另一個辦法是在宇宙空間中建立許多中轉站，在光信號速度未衰減到零以前接受、放大、轉播它。理論上講，只要中轉站的數量足夠多，我們就可以看見任意遠處的宇宙空間。

8.浩瀚宇宙

假設我們能夠乘座一艘高速飛行的宇宙飛船遨游太空，在剛離開地球時，我們可以觀測到150億光年的宇宙，離我們越遠的星體其紅移值也越大，遠處的星體放出強烈的X射線或γ射線。隨著我們飛行距離的增大，我們會發現銀河系的紅移值越來越大，并且其顏色逐漸偏藍，而原先我們觀測到呈藍色或紫色的星體顏色逐漸偏紅，最終銀河系將消失在我們的視野之外。當我們飛到離銀河系150億光年的地方，我們發現展現在我們面前的宇宙范圍仍然有150億光年；而原先我們認為正在以很大速度分離的星體或膨脹的宇宙空間并沒有膨脹。無論我們飛到哪里，始終只能看見150億光年的宇宙空間，也始終能夠看見150億光年的宇宙空間，宇宙是無限的；并且我們始終是宇宙的“中心”，因為所有的星體看起來所有的星體都好象以我們為中心向外爆炸形成的一樣，越遠的星系(紅移值越大)離開我們的速度也越大。我們認為，宇宙是無始無終的，物質的存在是永恒的，對某一特定的物質形態有其產生和消亡的過程，但整個宇宙不存在產生和消亡的過程，它是自始至終存在并且不會消亡的。同時也應該看到，宇宙是無限的，不會僅僅只有150億光年的空間。

從上個世紀以來，人們已經探索到了上百億光年的宇宙空間，然而這只不過是蒼海一粟。也許還要幾十年甚至上百年人類才能認識到宇宙的無限性，但只要天下有志之士攜手合作，這一天定會早日到來。

二、淺談光的衍射

通常情況下光總是直線傳播。但當光線經過足夠窄的窄縫時將形成明暗相間的衍射條紋。由于光子不帶電，在電磁場中不偏轉，所以光子的衍射不是電磁力作用的結果，而是引力子與光子作用產生的。光子與引力子作用不是一個簡單的碰撞過程，而是一個極為復雜的過程。在光子與引力子相遇的一瞬間它們形成一個混合體，這就打破了結合前光子內部各部分的平衡，混合體內部存在著排斥力和凝聚力兩種作用。若排斥力占主導作用，則混合體將在極短的時間內“裂變”放出引力子；若凝聚力占主導作用，則混合體將形成一個新的光子。那么滿足什么條件的混合體(光子)才是穩定的呢？經典電磁理論指出：所有光子的能量均為某個最小能量的整數倍。也即所有光子的質量均為某個最小質量的正整數倍，只有這樣的光子才能穩定存在。當然這并不表明能量為某個最小能量的非整數倍的光子就不存在，只不過由于它們極不穩定，在形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩定存在的光子，目前我們還沒有觀測到或注意到這類光子罷了。從這里我們可以看出，與原子核一樣，所有光子的質量均為某個最小質量的正整數倍，說明光子也有一定的內部結構，某些質量的光子由于極不穩定，在其形成后瞬間就“裂變”生成能夠穩定存在的光子，這就造成穩定存在的光子質量的不連續。言歸正傳，由于引力子質量遠遠小于光子的質量，所以光子不可能吸收一個引力子形成新的光子(因為這樣的光子是不穩定的)。但是若在同一時刻，光子與許多引力子相互作用，而這些引力子質量之和又大于最小光子的質量，光子就有可能吸收質量和等于最小光子質量的引力子數目而形成新的光子。舉例來說，若最小光子的質量是引力子質量的10萬倍，那么當同一瞬間有15萬個引力子作用于光子時，光子只可能吸收10萬個引力子，另外5萬個引力子不被光子吸收，僅對光子產生微小的沖量。倘若在同一瞬間有9萬個引力子作用于光子,那么這9萬個引力子都不會被光子吸收，它們僅對光子產生微小的沖量。光子可能吸收的引力子數目只可能是10萬的正整數倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的沖量，否則的話，光子僅受到極小的沖量。

現有一個寬度為α的窄縫，絕大多數光子經過窄縫時雖然與許多引力子作用，但大多不會形成新的光子，這樣大部分光子僅以極其微小的發散角投射到屏幕上，形成寬度略大于α的中央亮紋。由于衍射條紋是對稱分布的，所以我們只討論一半。拿中央亮紋以上的條紋來說，這些條紋是由縫中心到縫頂部經過的光子偏轉形成的。從縫中心到縫頂部經過的光子，若吸收10萬個引力子則形成穩定的新光子，而新光子由于全部吸收了引力子的沖量因而向上發生較大的偏移，從而在屏幕上形成寬度為0.5α的第一條亮紋。從縫中心到縫頂部經過的光子，若吸收20萬個引力子則它向上的偏移量是第一條亮紋偏移量的兩倍，形成第二條亮紋。同樣形成第3條、第4條、第5條……第n條亮紋。中央亮紋以下的亮紋也是這樣形成的，并且中央亮紋的寬度約為其它亮紋寬度的兩倍。由于從縫中心到縫頂部引力逐漸增大，所以與光子作用的引力子數目也可能逐漸增多。假設在離開縫中心向上的極小位移處，在該處最多只可能有10萬個引力子與光子發生作用，那么經過該處的光子最多只可能偏移到第一條亮紋處。換句話說它最多只可能對第一條亮紋的形成做貢獻，對第2條、第3條、第4條……第n條亮紋都沒有貢獻。由此在向上某處經過的光子最多只可能吸收20萬個引力子，但也可能吸收10萬個引力子，故經過該處的光子對第1條、第2條亮紋的形成做出貢獻而對第3條至第n條亮紋都沒有貢獻……；從縫頂部經過的光子可能吸收10萬*1、10萬*2、10萬*3……10萬*n個引力子，所以從該處經過的光子對第1條、第2條、第3條至第n條亮紋的形成都有貢獻。這樣形成的亮紋亮度依次為第一條>第二條>第三條>……>第n條。若縫變窄，則在離開縫中心向上的極小位移處，光子最多可能有20萬個引力子，經過該處的光子對第1條、第2條亮紋的形成都有貢獻，這樣就減小了第1條、第2條亮紋亮度的差異。也就是說，縫越窄條紋亮度越向兩邊分散，縫越寬條紋亮度越向中央集中。當縫很寬時，條紋亮度幾乎全部集中在中央區域，兩邊的光子數幾乎為零。這就是我們看到的光的直線傳播現象。由于光子并不是一種波，其偏離直線傳播(衍射)現象是由引力子引起的，所以光的衍射現象與縫的寬度無關。物體在陽光下的陰影邊緣常常較模糊，這說明光子在經過物體表面時受到引力作用而偏離了直線傳播。理論上來說只要光子的運動方向和引力方向不在一條直線上，光子就會偏離原來的運動軌跡，并且引力場越強光子彎曲的程度也越大。星光在經過恒星以后通常會發生彎曲，有時我們甚至能夠看到星體后面的其它星體發出的光。

三、論電子結構與原子光譜現象

1.電子發光

原子是如何發光的？要弄清這個問題首先必須明白光子是由原子的哪一部分發出的。我們知道，原子是由原子核和核外的電子組成的，原子核的結合能很大，不可能發出光子，所以光子只可能是電子發出的。在化學反應中伴隨著電子的得失，常常有能量(光子)放出，光電效應、激光現象及其它一些實驗也證明了光子是由電子發出的，所以可以肯定原子發光其實是電子發出光子。既然電子可以放出光子，那么光子必然是電子的組成部分，或者說電子有一定的內部結構，光子是其組成部分之一；由于光子不帶電，說明電子內部電荷的分布是不均勻的，因為如果電子內部電荷是均勻分布的，則光子就應該帶電。原子中原子核和電子之間的距離很小，它們之間的靜電力很強，因為電子內部電荷分布不均勻，所以在原子核強大的靜電力作用下電子內部電荷將重新分布，甚至可能發生裂變，這就為電子放出光子創造了條件。當電子裂變放出光子后，它的各個組成部分結合的更加緊密，在適當的時候可能吸收一個光子，這就為電子吸收光子儲存能量創造了條件。而電子正是通過不停地吸收、放出光子來和外界交換能量的。稍后我們將看到，原子正是通過電子不斷吸收、放出光子來和外界完成能量交換的。一般來說，電子質量越大其內部各部分結合的越松散，在靜電力作用下越容易發生裂變；電子質量越小其內部各部分結合的越緊密，在靜電力作用下越不容易發生裂變。與原子核“幻數”相似，總有特定質量的電子的結合力相當大，比其它質量電子的結合力大許多，這些特定質量的電子往往對應于某些穩定的軌道。

有人認為物質發光是由于物質中的原子或分子受到擾動的結果，認為光子是由原子或分子發出的。其實這是一種錯誤的看法。我們知道，原子是由原子核和核外電子組成的，光子是一種物質實體，或者是由原子核發出的，或者是由電子發出的，除此以外再沒有別的選擇。說光子是由原子發出的，這是一種不確切的說法。

2.原子核和電子之間的磁力作用

兩個相距一定距離的異種點電荷在靜電力作用下必然會吸引在一起，因為靜電力作用在兩點電荷連線上。而原子核和電子不會吸引在一起。這就啟示我們在原子核和電子中必然存在一種其它作用力。這個力就是原子核和電子之間的磁力。我們知道，在通以相同方向電流的兩條平行導線間會產生磁力作用，在磁力作用下它們將彼此吸引，原子核和電子的相向運動正相當于通以相同方向電流的兩條平行導線，在它們之間也將產生磁力作用。靜電力的作用總是使電子獲得指向原子核的向心速度，而原子核和電子之間的磁力則使電子獲得切向速度，并且原子核和電子之間的相對速度越大，它們之間的磁力也越大。當原子核和電子之間彼此相對靜止在一定遠處時，在靜電力和磁力的共同作用下，它們并不會吸引在一起。因為靜電力使電子獲得向心速度，磁力使電子獲得切向速度，電子并不是沿著直線靠近原子核，而是沿著螺旋線靠近原子核。開始時螺旋線的半徑為無窮大，電子作直線運動；一旦電子相對原子核的速度不為零，磁力開始起作用，電子的運動軌跡開始發生彎曲；當電子與原子核靠近到一定的距離時，電子和原子核之間的靜電力恰好等于電子作圓周運動所需的向心力，此時電子處于平衡狀態，螺旋線變成了圓。同樣在電子離開原子核時也是沿著螺旋線運動的。在靜電力作用下，電子總要盡量靠近原子核，在磁力作用下，電子有遠離原子核的離心趨勢，正是在這兩種力作用下，電子處于穩定的平衡狀態中。電子在原子核中處于穩定狀態時，它的軌跡是圓。因為當電子的軌跡不是圓時，它總要受到磁力的作用，這個力使電子的切向速度增加、運動軌跡向圓靠近。而電子受磁力作用時它的運動軌跡就要發生變化，就不是穩定的，只有當電子的軌跡是圓時才不受磁力的作用，所以說電子在原子核中的穩定軌跡是圓。太陽系中的行星在太陽引力作用下，其運動軌跡可以是圓或橢圓，但在原子系統中，電子在原子核靜電力作用下，其穩定軌跡只可能是圓而不可能是橢圓。

3.基態電子的穩定性

處于基態的電子為什么是穩定的？為什么不會被原子核吸收？人們通常認為：做加速運動的電荷會向外輻射能量.如果電子在原子核中做圓周運動，則它就有加速度，必然會不斷地向外輻射電磁波，隨著電子能量的減小它將沿著螺旋線落入原子核中，這樣整個原子就是不穩定的，然而事實并非如此。于是人們推測電子在原子核中不可能做圓周運動。我們認為以上推斷是錯誤的，電子的確在原子核中做圓周運動，其理由如下：第一，電子輻射電磁波并不是一個只出不進的過程。電子時刻不停地向外輻射能量，也在時刻不停地吸收光子，這是一個動態平衡過程。如果電子吸收的能量大于其輻射的能量則原子的溫度升高，如果電子吸收的能量小于其輻射的能量則原子的溫度降低，倘若沒有外界能量輸入，原子總會由于向外輻射能量而降低溫度，只要物體的溫度在絕對零度以上就會向外輻射電磁波。第二，電子在原子中的質量并非一成不變的。一般而言，電子離核越近質量越小，離核越遠質量越大(這一點我們稍后證明)。第三，電子和原子核之間并非只有靜電力作用，還存在磁力作用。正因為磁力作用的存在使電子在靠近原子核時切線速度不斷增大，從而使其離心力逐漸增大，以致于可以與靜電力抗衡維持電子在原子核中的穩定。

這里需要我們證明隨著電子離核距離的減小，離心力的增加速度大于靜電力的增加速度。設電子穩定時質量為M，速度為V，與原子核相距R，原子核電量為Q，此時靜電力F正好等于電子作圓周運動的向心力，

離心力大于靜電力，所以此時電子作離心運動，將回到距核R的軌道上。同樣當電子受到遠離原子核的擾動后，靜電力F大于電子作圓周運動的向心力，電子將向原子核運動，最終要回到距核R的軌道上，這里不再證明。

另外我們認為，做加速運動的電荷會向外輻射電磁波這個提法不夠確切，應該說做加速運動的自由電荷會向外輻射電磁波，而電子在原子核中做圓周運動時不會向外輻射電磁波。兩者有什么區別呢？我們知道，在原子核和電子結合成原子的過程中要向外放出能量，即自由電子要在原子核靜電力作用下裂變放出光子才能夠成為原子中的電子，原子中的電子和自由電子是有區別的。自由電子的質量大于原子中的電子的質量，自由電子各部分結合得較為松散，受到外界擾動(有加速度)時會向外輻射電磁波；而原子中的電子質量小，各部分結合得較為緊密，受到外界擾動(有加速度)時未必會向外輻射電磁波，只有當外界擾動(加速度)足夠大時才會裂變輻射電磁波，所以電子可以在原子中做圓周運動而并不向外輻射電磁波。

4.穩定軌道的形成

對于處于基態的電子來說，每秒會有許多光子與其作用。這些作用有指向原子核的，也有指向核外的。電子在吸收一個或幾個光子以后質量增加，形成新的電子。我們先考慮指向核外的擾動。設電子在吸收一個或幾個光子以后質量增加為M+Δm，與原子核相距R+Δr，我們知道，一定質量的電子總有與一條特定軌道與之對應，比如電子的質量為M時其軌道半徑為R，那么當電子質量為M+Δm時就可能停留在半徑為R+Δr的軌道。但這里我們少考慮了一個條件，那就是質量為M+Δm的電子的結合能。我們知道電子在每秒內會受到許多光子的擾動，假設質量為M+Δm的電子運行在半徑為R+Δr的軌道上，若它受到一個指向原子核的擾動，離核距離變為R+Δr-r，此時原子核靜電力對它的作用增強，若它的結合能小的話則電子立即裂變放出光子重新回到其原來的軌道R上；如果質量為M+Δm的電子內部的結合能非常小，以至于受到微小的擾動時立即裂變放出光子，那么它在半徑為R+Δr的軌道上停留的時間也趨近于零，換句話說半徑為R+Δr的軌道根本不存在；如果質量為M+Δm的電子內部的結合能非常大，以致于受到很大的擾動時它才裂變放出光子，那么電子就能夠在半徑為R+Δr的軌道上停留一段時間，這段時間就是原子的平均壽命。假設有一群電子處于同一激發態，由于每個電子受到的擾動情況不一樣，有的電子受到的擾動大有的電子受到的擾動小，而只有電子受到足夠大的擾動并運動到離核足夠近的地方才會裂變放出光子，所以電子裂變回到基態的時間也不一樣。處于同一激發態的原子的平均壽命和兩個因素有關：一是電子的結合能，二是電子受到的擾動。電子內部的結合能與原子核“幻數”相似，只有特定質量的電子的結合能才是很大的，所以電子的軌道也是特定的、不連續的，其它質量的電子由于結合能很小，裂變時間極短，所以它們不可能穩定停留在原子中，也形成不了穩定軌道甚至根本就沒有軌道。我們再來考慮指向原子核的擾動。設電子在吸收一個或幾個光子以后質量增加為M+Δm，與原子核相距R-Δr，此時原子核對電子的靜電力增強，電子立即裂變放出質量為Δm的光子，由前面的證明我們知道，此時電子的速度增大，離心力大于靜電力，電子最終將停留在半徑為R的穩定軌道上。也許有人會懷疑，這樣看來電子可能存在的穩定軌道豈不是唯一的了？實際上由于電子在原子核外有幾個不同的穩定質量，所以它也有幾條穩定軌道，一定的質量總是與某一條特定軌道相對應。從這里我們可以看出，電子在原子核中的穩定軌道往往對應于電子結合能極大的質量，結合能小的質量由于在原子中不穩定因而不會形成穩定軌道。

5.電子結構與不同躍遷軌道

對于處于同一激發態的一群電子而言，設電子的質量為M+Δm，它們可能會有不同的躍遷軌道，放出的光子的能量(質量)也不同，但總是躍遷到離核近的電子放出的光子的能量(質量)大。電子從激發態回到基態的過程并不是先放出光子再回到基態，而是先回到比基態更近的地方放出光子然后才回到基態。當電子回到離核R-Δr處時，在靜電力作用下電子裂變放出質量為Δm的光子，此時離心力大于靜電力，電子將回到半徑為R的穩定軌道上。那么電子為什么會有多條躍遷軌道呢？這說明處于同一激發態的電子內部結構(結合力)不同，有的結合力大，有的結合力小，結合力小的光子在離核較遠的地方裂變，放出的光子能量也較小；結合力大的光子在離核較近的地方裂變，放出的光子能量也較大，電子的躍遷方式是由其內部結構決定的。同一質量的電子可能有多種裂變方式，再次向我們說明電子具有內部結構，在考慮原子光譜時一定要考慮電子的內部結構。處于激發態的電子在向基態躍遷時會發出光子；把原子的內層電子打掉以后外層電子會放出光子并向離核更近的軌道躍遷。這些現象啟示我們：電子離核越近質量越小，電子離核越遠質量越大。從這里也可以看出，電子質量越小其內部結合力越大。因為離核越近電子受到的靜電力越大，而電子能夠穩定存在說明其內部結合力越大。在同一個原子中，內層電子的質量小于外層電子的質量；同一個電子離核越近質量越小。

人們發射的人造衛星可以設定軌道，其軌道變化可以是連續的，但對原子核中的電子來說，其軌道變化則是不連續的。怎樣理解這一點呢？讓我們做一個假想實驗。把兩個帶異種電荷的點電荷放置在一定遠處，并且假定它們之間除了靜電力以外不在受到其它力的作用，則最終它們將互相吸引在一起。無論怎樣改變這兩個電荷的質量、電量，結果都是相同的。這說明：用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。說到這里，好事者馬上就會解釋，因為宏觀電荷物質波的波長極短而電子物質波的波長較大，所以用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。換一個角度來說，宏觀物質和微觀物質是有區別的，用宏觀物質不能模擬微觀物質。但區別究竟在哪里？一個是宏觀物質而另一個是微觀物質，這個解釋近乎無聊了。還是讓我們來仔細分析為什么用宏觀電荷不可能模擬原子核和電子之間的作用力。我們知道，在靜電力作用下，電子和原子核開始時相向運動，而后在磁力作用下沿著螺旋線相互靠近，正是由于原子核和電子之間的磁力使電子獲得了繞原子核運動的切向加速度，并使整個原子處于穩定狀態。那么，兩個宏觀點電荷之間的運動軌跡為什么是一條直線呢？這是因為宏觀電荷的荷質比遠遠小于原子核和電子的荷質比，在靜電力作用下宏觀點電荷獲得的最終速度也小得可憐，因此宏觀點電荷之間因相對運動而產生的磁力也微乎其微，近似于零。所以宏觀點電荷在靜電力作用下表現為相向運動，其運動軌跡接近直線。從這里我們可以得出這樣一個結論：雖然靜電力作用在兩個電荷的連心線上，但是僅在靜電力作用下，電荷的運動軌跡不一定就是直線，兩個電荷的荷質比越小，其運動軌跡越接近直線，反之則越接近曲線。那么，如果宏觀點電荷的荷質比足夠大甚至可以與原子核或電子相比時，是否可以用宏觀點電荷模擬原子核和電子相之間的作用呢？也不能！如果宏觀點電荷的荷質比足夠大，甚至可以與原子核或電子相比，那么這樣的兩個異種電荷在靜電力作用下會沿著螺旋線相互接近，最終會處于穩定狀態，但由于宏觀點電荷的質量不會發生變化，因此最多只能形成一條穩定軌道，而不可能象電子那樣在原子核中有多條穩定軌道。

在多電子原子中，各電子間有什么主要區別呢？有人認為離核越近的電子能量越低，越不容易失去；離核越遠電子能量越高越容易失去，但這還不是最主要的區別。多電子原子中各電子間最主要的區別在于它們的質量不同。離核越近的電子質量越小，離核越遠的電子質量越大，同一個原子中沒有兩個質量相同的電子存在。在氫原子中也是電子離核越近質量越小，離核越遠質量越大。

6.原子的吸收光譜和明線光譜

在原子的吸收光譜中，只有特定能量的光子才被電子吸收；在原子的明線光譜中，同樣也只能發出特定能量的光子。于是人們認為電子只能吸收或發出特定能量的光子。我們知道，只要物體的溫度在絕對零度以上，就會向外發射電磁波，物質的發射光譜是連續光譜。那么其它能量的光子是由哪一部分發出又是如何發出的呢？顯然還是由電子發出的，因為原子核不可能發出光子。當我們用電子束轟擊汞原子蒸汽時，可以發現當電子的能量為某些特定值時，汞原子強烈地吸收其能量；對于其它能量的電子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收電子束的能量實際是汞原子中的電子吸收電子束的能量。可見，原子中的電子可以吸收各種能量(質量)，但對特定的能量(質量)吸收能力十分強。在原子的吸收光譜中，電子可以吸收各種能量的光子，只不過大部分光子被電子吸收后與電子的結合能并不大，受到微小的擾動后立即放出光子，由于該過程極短，所以當連續光通過原子蒸汽時，大部分光子被吸收后又很快放出，看起來似乎沒有與原子作用，只有極少數具有特定能量的光子與電子的結合力極大，這類光子被吸收后要保持一段時間才可能放出，故吸收光譜會出現幾條暗線。至于原子的明線光譜，與其說是明線光譜還不如說原子的發射光譜中有幾條線特別亮。這是因為處于激發態的電子比別的能量狀態的電子穩定，停留的時間較長，所以在一群原子中處于激發態的電子數目總比別的狀態的電子數目多，因而它們發出的光也更亮一些。事實上原子的發射光譜不僅僅是明線光譜，明線光譜只是原子發射光譜中極個別的具有代表性的光子，原子幾乎可以發出小于一定能量的任何光子。電子在原子中時刻不停地吸收各種能量的光子，由于電子與絕大部分光子的結合力都不大，所以電子也在時刻不停地放出各種能量的光子，因此物質的發射光譜往往是連續光譜。

許多人都認為原子只能吸收特定能量的光子，原子也只能放出幾種特定能量的光子，因為他們看到原子的吸收光譜中僅有幾條特定頻率的暗線，而子的發射光譜也僅僅是幾條特定頻率的明線而已。其實這種看法是錯誤的。我們不妨這樣分析，若原子只能吸收特定能量的光子，則只有特定能量的幾種光子對物體具有明顯的熱效應，并且每種物質的敏感光子不同。實際上并非如此。我們知道，紅外線具有顯著的熱效應，對任何物質都是如此。此外，物質的發射光譜是連續光譜，這也說明原子或分子的吸收（或發射）出的光子是廣譜性的。為了充分理解這個問題，需要作進一步的說明。現代物理學指出：氫原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n電子伏（這里n取自然數），也就是13.6、3.4、1.5……電子伏，并且認為對于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子不會被電子吸收。我們認為：電子吸收的光子能量是連續的，對于10電子伏、3電子伏這樣的其它能量的光子同樣會被電子吸收，只不過電子吸收這些光子后，電子和光子的結合能不夠大形不成穩定的軌道，所以電子又很快放出該光子，由于作用時間極短，以致于我們誤認為電子沒有吸收光子。換一個角度來考慮，當大量的原子吸收了能量連續的光子時，由于大部分電子與光子的結合力都不大，所以這些電子在極短的時間內（設為t）就會裂變放出光子，而能量為13.6、3.4、1.5……電子伏的光子與電子的結合力很大，所以電子裂變放出光子的時間也很長，如果這個時間是100t，則電子放出相應的光子也比其它光子亮100倍；如果這個時間是1000t，則電子放出相應的光子也比其它光子亮1000倍……，這樣，在原子的明線光譜中自然就形成幾條特殊的亮線了。由此我們得出一個結論：在原子的發射光譜中，任意一條譜線的亮度與處于相應激發態的原子的平均壽命成正比，原子的平均壽命越長，譜線的亮度越大；原子的平均壽命越短，線的亮度越小。當然這有個前提，那就是被原子吸收的連續光譜中各種能量的光子是平均分布的。

7.熱現象的本質

由于電子時刻不停地受到光子的擾動，不斷地吸收各種能量的光子，也不停地放出各種能量的光子，所以電子在原子核中并不是處于穩定狀態，它的運動軌跡也不是正圓。一般來說，溫度越高，電子受到的擾動越大，其運動軌跡偏離圓形的趨勢越明顯；溫度越低，電子受到的擾動越小，電子的運動軌跡越接近圓(只有在絕對零度時，電子的運動軌跡才可能是正圓)。從這個意義上來說，原子模型可以看作是盧瑟福的行星模型和電子云模型的結合：溫度越高，原子模型越接近行星模型；溫度越低，原子模型越接近電子云模型(但在某一瞬間，電子在原子核中有確切的位置)。溫度的高低反映了電子偏離穩定軌道程度的大小，單個原子(分子)也有溫度。電子偏離圓形軌道的程度越大，表明該原子的溫度越高，電子裂變后放出的能量也越大。所以溫度升高時物體發出的電磁輻射向短波方向移動。對于溫度一定的物體來說，它內部包含了大量的原子，這些原子中的電子由于受到的擾動大小不同，它們裂變放出光子的質量也不同，但大致滿足正態分布，即發出的光子中能量特別大的和能量特別小的都是極少數。由前面的論述我們知道，電子在原子核中的能量大小并非定值：電子離核越遠電勢能越大，離核越近電勢能越小。與宏觀電荷一樣，電子的電勢能是其與原子核距離的函數，電子和原子核間的作用力服從庫侖定律。溫度越高，電子離核越遠，電勢能也越大，因而也越容易失去；溫度越低，電子離核越近，電勢能也越小，也越不容易失去。

什么是熱現象呢？這似乎是不是問題的問題。人們通常認為：熱現象是大量分子無規則運動的反映，溫度越高分子的平均速率越大，溫度越低分子的平均速率越小。果真如此嗎？我們知道，太陽時刻不停地向外拋射高能粒子，這些粒子的速度接近光速，宇宙中其它恒星也在不停地向外拋射高能粒子，所以在宇宙空間任何地方，都有許多高能粒子正在做雜亂無章的運動，這些粒子的速度通常都接近光速或亞光速。這樣看來宇宙空間的溫度應該很高(至少比恒星內部高)，宇宙空間應該是很明亮的。但事實上，宇宙空間是漆黑的一團，溫度只超過絕對零度一點。這說明粒子運動速度大未必溫度就很高，物體的溫度不是由組成它的原子(分子)的平均運動速度決定的。溫度升高，原子(分子)的平均速度增大。但反過來，原子(分子)的平均速度增大并不意味著溫度升高。我們知道，只要物體的溫度在絕對零度以上就會向外輻射電磁波，而物質向外輻射電磁波的原因是電子受到擾動后在靜電力作用下放出光子，并且光子受到的擾動越大放出的光子能量也越大，相應的物體的溫度也越高。從這個意義上來說，原子是儲存熱量的最小單位，單個原子也有溫度，因為它可以儲存熱能。但單個的帶電粒子如質子、電子在不受外界任何擾動時，即便速度再大也不會向外界釋放能量，因此它們都不能儲存熱能，因而也沒有溫度。應該看到，原子(分子)的高速運動所具有的能量僅僅是動能而不是熱能，和宏觀物體一樣，速度大未必溫度高。宏觀物體的速度與其溫度無關，原子(分子)也是如此。一個原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大，只能說明它的動能大，儲存的熱能未必就多。熱能僅儲存于原子核和電子形成的原子體系中，兩者中缺少任何一個都不能儲存熱能。在日常生活中我們用紅外線(微波)加熱而不用紫外線，紫外線的熱效應遠遠小于紅外線(微波)。這是因為紅外線(微波)光子的質量小，和原子中電子的結合力大(包括內層電子)，而紫外線和原子中電子的結合力小(它幾乎不與內層電子作用)，所以紅外線往往容易被物體吸收，其熱效應當然比紫外線強。

再進一步考慮，什么是熱現象呢？熱現象和溫度之間有什么關系呢？我們認為：對一個物體而言，倘若它儲存了熱能它就有溫度，并且它儲存的熱能越多它的溫度就越高，反之則溫度越低；倘若物體沒有儲存熱能則它就沒有溫度或者說它的溫度是絕對零度；倘若物體不能儲存熱能，則用溫度來衡量該物體是沒有意義的。我們知道，原子是儲存熱能的最基本單位，原子的熱能實際上是儲存在電子中的。單獨的原子核、單獨的電子都不能儲存熱能，所以單獨的原子核、單獨的電子都沒有溫度。同樣的道理，光子也不能儲存熱能，它僅僅是熱能的載體，因為單獨的原子可以儲存熱能，所以單獨的原子有溫度，但由于單獨的光子不能儲存熱能，所以單獨的光子沒有溫度，不同能量的光子之間只有能量的差異而沒有溫度的差異，用溫度來衡量光子是毫無意義的。倘若光子也有溫度，則在太陽系中離太陽越近的空間溫度就應該越高，離太陽越遠的空間溫度就應該越低，事實上完全不是這么回事。

8.電子的質量-結合能曲線表

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關鍵詞：高中物理；高考模式；實踐

近幾年來，我國對于高考的重視程度不斷提高，各個省市也針對新課標提出“全面發展學生能力”的要求，不斷地對高考的模式進行改進。例如，山東采取的“3+X+1”的模式、廣東實行的“3+文科基礎/理科基礎+X”模式以及寧夏實行的“3+文綜/理綜”模式，在強化語、數、外這幾類基礎科目的同時，也在不斷地注重物理、化學等科學性學科的發展。而這種形式的高考模式也對高中物理的教學提出了新要求，在新課改的大條件下，如何將物理的教學與高考模式進行有效融合，成為當今高中教育面臨的一個新的實踐和挑戰。

一、新高考模式對高中物理教學的要求

1.強調物理與生活接軌

近年來，物理的學習逐漸生活化，在高考的改革中此特點也有較為明顯的顯露。縱觀物理學的研究內容，我們不難發現，物理本就是一門來自于自然與生活的學科，所以其最終落腳點也一定是在實際生活。例如，我們常遇到要求用牛頓力學定律來解決日常生活中的問題、利用光學知識來改良現有工具的漏洞等等，這些考題都越來越注重分析實際問題，解決現實生活中的困難，將“理論物理”逐漸向“實踐物理”方向引導，所以在物理教學的實踐中，教師應當著重抓住這一特點，從現實生活出發，最終回歸生活，讓學生從多個領域去了解物理知識，真正地將物理應用于實踐當中。

2.注重更寬領域的物理學習

高中的物理學習相比初中難度加大，知識面拓寬，對于學生的要求也不斷提高。在高中物理課程的設置上，一般開設了必修課與選修課，每種教材的側重點不同，形式多樣化，將物理的學習領域不斷拓寬。而相對于之前，學生也有了更多的主動選擇權。在高考試題的設置中，一般學生可以選擇自己擅長的領域或方面進行答題，這不僅給了學生更多主動權，凸顯了高考制度的人性化，也將物理學習完善到更全面的程度。

二、物理教學與高考模式融合的實踐

針對新的高考模式對高中物理教學提出的要求，我們應當在日常的教學中尋求新的出路。

1.加強情感教育，構建富有生活氣息的物理課堂

物理教學的生活化成為高中物理課堂發展的必然趨勢，教師在教學中應當注重將知識框架的構建建立在實際生活的基礎之上，在任何時候不要脫離生活。積極地引導學生從日常生活中發現問題并尋求解決方式，使生活中的每個問題成為物理學習的引爆點。當學生愿意去探求這些問題的答案時，物理學習就會變成一種主動行為。

2.優化教學組合，培養全面發展的高素質學生

高中物理課程的設置為學生提供了多種選擇，學生可以根據自己的特長學習自己更感興趣的課程。教師應當做好教學內容的合理組合，以靈活多變的教學模式將不同的知識進行有效的串聯。注重課堂知識的拓展，使學生的學習不僅局限于課本知識，能力也能得到各方面的發展。

高中物理教學與高考模式的新要求是相輔相成的，都應注重學生發展的本身。教師在日常教學實踐中應當緊跟高考改革的動向，注意研究題型及內容的變化與拓展，注重學生對物理學習積極性的激發，減少機械的學習，真正地實現物理學習與高考改革模式的有效融合。

參考文獻：

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1關于當代物理學中的美學

在日常的物理教學中，關于美學的應用隨處可見，比如平時的教學中帶電粒子在電磁場中的運動軌跡有規律性、規范作圖后呈現出對稱美感，這些均對物理學教學中美感的提煉有著直接的影響，甚至從物理學的起源角度來看，伽利略、哥白尼等對于真理的追逐亦然是對物理美的追求，如地球究竟是橢圓形還是圓形，甚至就物理學中使用到的工具如直尺、圓規、圓柱以及圓錐模型等，這些工具所呈現出來的硬朗和柔美，包括圓形從線條角度延伸開來的無限空間等，均可以讓學生們認識、理解和觸摸到美的存在和美的要義.

如何在課堂教學中使用“物理美”進行美感式教學，如何在新課改的要求下，利用美感教學來幫助學生提高對物理審美的眼界和標準，此類，對于教師的日常教學來說，均非常必要.從這一角度來進行延伸，將當前物理學機械的運動規律和電、磁、光等規律整合并統一起來，教師從物理美的角度為學生們在指導教學時，就可以更加方便的將一些現有理論中假設出來的概念和理論通過其他可以觸摸到的現實實驗來進行互換性的延展.而原子、離子、分子等的有效融合又將宇宙間的萬事萬物用最為和諧的方式統一在一起，學習在某些意義上也是對美好和美感的追求與執著.

物理美在現實生活中無處不在，物理學中的平衡美、規則美、曲線美與其他學科不斷的交叉，并在現實的實踐中被應用到具體的實驗中來，以美學角度來作為切入點對學生進行課堂教育的話，不但可以提升學生的審美更能促進學生增加對物理學知識的理解能力.

2關于物理學教學中對美感的有效使用

物理學是一門基礎學科，在其中蘊含的動態美學，又因為相互之間的差異而有了新的意義.對稱、離合、缺口等均是在這樣一個既平衡又不平衡的狀態下所創造出的奇異美感世界.因此，在當前的新教改要求下，在課堂教學中融入美感式教學則會將物理課堂教學引入一個更高、更為和諧的領域中來，而這些均離不開對知識結構所進行的合理性、科學性的分析和整合.以下我們將以物理學教學中的物理美和物理學教學為切入點，其具體內容展開討論如：

2.1引入簡易化試驗，親身感知物理美

任何學科的知識結構都是均衡的，都需要教師或者在教師的帶領下幫助學生來梳理出一個明白清晰、結構簡潔、有序統一的科學性思路來.比如牛頓的三大運動定律以及眾多物理現象中所提煉出來的萬有引力定律，這些均可以以一個或者一系列的模擬示范來進行演示和說明.

實驗教學是物理學教學中較為明顯和直接的教學方式，學生可以借此近距離的觀察到整個物理現象的變化，甚至包括細微的點滴變動.而對于一些比較困難的定義，如質點、原子結構、剛體、磁力學等也可借此來進行進一步的示例式說明.

在連接電流表和電壓表所進行的物理實驗中，電流通過小小的電線所最終顯示出來的力量可以讓燈泡發亮、可以讓蒸汽轟鳴，而燈光所展現出的美麗實際上也是物理學在實際應用中所切實展現出的美麗，而這些卻是學生們通過親自試驗中的觸感無法真正感受到的.但是，“千人震”實驗可以改變這一問題.“千人震”實驗在物理學中比較出名，其實際上是利用人體的相互連接來體驗電流變化的試驗.將干電池、變壓器線圈連接起來，其中，變壓器線圈可以使用日光燈上的鎮流器.當然在這項工作實際操作之前必須要設計出標準的電路來.

拉合開關，伸出雙手可以感受到切實的電壓感，那種感覺則是電壓的真實感受，而當幾個同學甚至全班同學都手拉手環形的在一起時，拉合電路依舊能讓人與人之間產生出切實的電流壓迫感，這種真實性和電壓、電流帶給人類的那種酥麻感均可以引發學生們的好奇心，而當在電路中加入色彩斑斕的小燈時，人體與燦爛的燈光連接起來，所形成的奇特體會則可以進一步的讓人類感受到物理學與實踐結合時所帶來的奇妙美.

2.2多學科的平衡美轉化，體會計算中的美感

錯綜復雜的物理知識和模型使用方式均可以非常自然的用函數關系進行轉換，而函數美一旦與物理美有效結合起來時，則可以從無序到有序，從雜亂到整齊的幫助物理教師可以更好的更為規律性的為學生進行知識的講解和介紹.而這些方法和體驗，均是符合當前的新課標要求的重要美學體驗.

奇異的和諧之美在物理學中的運用時是可以跨行業跨學科進行的.比如我們所說的函數美和物理美的綜合體，借助可以幫助函數和物理學之間進行互相轉換.以目前已經勘測出來的一些物理學計算規則為例，由于均是描述的同一個物理現象，因此在相互之間所存在的關聯感則更加的直接，諸如計算容積、水浮力、體積、機械運動的摩擦力等均可以將雙方之間的規律和平衡感進行專業化的轉換，而兩者之間所存在的美感也可以借此進行相應的轉換，這些在教師日常教學的時候均可以用規范化的語言和清晰縝密的互換規律予以表現，與此同時所配備的工整和諧的圖示注解，能讓解題更加的規范化和科學化.

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在商務交往之中，商務伙伴之間合作的成功，是值得有關各方慶幸與慶賀的一樁大事。實事求是地說，在激烈的競爭環境之中、涇渭分明的利益關系之下以及變幻叵測的商界風云之內，商務伙伴之間的合作的確來之不易，因此，它備受有關各方的高度重視。舉行熱烈而隆重的交接儀式，就是在商務往來中通常用以慶賀商務伙伴們彼此之間合作成功的一種常見的活動形式。

交接儀式，在商界一般是指施工單位依照合同將已經建設、安裝完成的工程項目或大型設備，例如廠房、商廈、賓館、辦公樓、機場、碼口、車站、或飛機、輪船、火車、機械、物資，等等，經驗收合格后正式移交給使用單位之時，所專門舉行的慶祝典禮。

舉行交接儀式的重要意義在于，它既是商務伙伴們對于所進行過的成功合作的慶賀，是對給予過自己關懷、支持、幫助和理解的社會各界的答謝，又是接收單位與施工、安裝單位巧妙地利用時機，為雙方各自提高知名度和美譽度而進行的一種公共宣傳活動。

交接的禮儀，一般是指在舉行交接儀式時所須遵守的有關規范。通常，它具體包括交接儀式的準備、交接儀式的程序、交接儀式的參加等三個方面的主要內容。以下，就分別對其加以介紹。

首先要作好交接儀式的準備。準備交接儀式，主要要關注下列三件事：即來賓的邀約、現場的布置、物品的預備等等。

來賓的邀請，一般應由交接儀式的東道主——施工、安裝單位負責。在具體擬定來賓名單時，施工、安裝單位亦應主動征求自己的合作伙伴——接收單位的意見。接收單位對于施工、安裝單位所草擬的名單不宜過于挑剔，不過可以對此酌情提出自己的一些合理建議。

在一般情況下，參加交接儀式的人數自然越多越好。如果參加者太少，難免會使儀式顯得冷冷清清。但是，在宏觀上確定參加者的總人數時，必須兼顧場地條件與接待能力，切忌貪多勿得。

從原則上來講，交接儀式的出席人員應當包括：施工、安裝單位的有關人員，接收單位的有關人員、上級主管部門的有關人員，當地政府的有關人員，行業組織、社會團體的有關人員，各界知名人士、新聞界人士，以及協作單位的有關人員，等等。

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[關鍵詞]財務理論邏輯起點財務本金財務目標

理論是系統化的理性認識，是對研究的客觀對象的本質及其與周圍環境的相互聯系、相互作用中表現出的規律性進行理性思維和高度抽象的結果。財務理論結構是人們基于對財務實踐活動的認識，通過思維活動對財務理論系統的構成要素及其排列和組合方式所作的界定，其功能在于界定財務理論體系的覆蓋內容與容量，揭示其內部各要素之間的內在邏輯結構與層次關系，梳理財務理論研究的基本脈絡，指導和推動財務實踐的發展。

構建財務理論結構首先要解決如何確定邏輯起點問題。邏輯起點是構建一門學科理論體系和理論結構的出發點，即該學科理論體系中最基本、最抽象、最簡單的一個理論范疇，它不僅是理論體系的一個組成部分，而且對該學科其他理論要素的建立和發展以及整個理論體系的構建起著決定性作用。邏輯起點對理論結構有著直接的影響，不同的邏輯起點會形成不同的理論結構，構建財務理論結構首先必須正確選擇邏輯起點。

一、構成財務理論邏輯起點的基本標準

1．邏輯起點必須具有內生性。首先它作為一個獨立的財務范疇必須是理論體系的基本組成要素，不能置身于理論體系之外，其次它是財務理論最基本的出發點，是財務理論體系中其他理論建立的基礎，所以它應當具備高度的內在邏輯性。只有這樣，它才可能成為整個財務理論研究的主線，從而使整個理論體系具有高度的邏輯性和一定的拓展性和推演性。

2．邏輯起點必須具有可知性。作為理論研究的起點，需要其本身的可知性，如果研究起點本身就模糊，推理出的其他范疇就必然模糊，構建起來的理論體系也必然經不起實踐的檢驗。

3．邏輯起點必須能夠聯系財務系統和財務環境。財務系統是一個由多要素有機構成的開放的信息系統，與財務環境之間存在著信息與能量的交換。但財務系統與財務環境之間進行信息與能量的交換必須要有一個中介，只有通過財務理論的邏輯起點的連接，才能從復雜的會計環境抽象出某些內容供財務系統處理；也只有通過這個橋梁建立起來的財務系統才是嚴密而有用的財務系統，由此構建起來的財務理論體系才是嚴密而科學的理論體系。

4．邏輯起點必須能夠聯系財務理論與財務實踐。現代財務理論研究不僅注重規范性研究，更注重實證性研究，從而使現代財務理論更具實踐性和可操作性。又因為財務理論是從財務實踐中來，又反過來指導財務實踐，并在財務實踐中得到檢驗，從而不斷完善和發展，這決定了財務理論的邏輯起點不僅要在財務領域起到出發點和統馭的作用，還必須將財務理論和財務實踐密切聯系起來。

二、當前學術界對財務理論邏輯起點觀點的評述

1．本質起點論。“這種觀點形成于20世紀80年代我國財務理論初建時期。當時對財務的存廢問題存在很大的爭議，財務理論工作者在形成財務獨立論的過程中，從財務的本質研究出發，奠定了財務理論的基石（郭復初，1997）。”持這種觀點的學者認為，“財務本質是財務理論要素中最一般、最抽象、最簡單的一個。”、“本質是事務的內在聯系，財務本質是財務活動區別于其他活動、財務管理學，區別于其他學科的根本標志（張兆國、宋麗夢、吳衛星，1999）。”、“以財務本質作為研究財務理論的邏輯起點，正是理論結合實際，理性認識源于感性認識的體現（楊淑娥、王愛芳，2000）。”雖然財務本質體現了財務的內在規律性，是推理論證其他范疇的基礎之一。但由于財務本質是一個純粹的理論范疇，它不能聯系財務系統與財務環境、財務理論與財務實踐，并且它如同真理一樣，無法讓人們完全懂得，只能無限地接近，即不具可知性。因此不應將其作為邏輯起點。

2．環境起點論。“環境決定一切，存在決定一切。財務目標都是在一定的社會經濟環境下人們對財務現象的一種認識，有什么樣的財務環境，就必然有什么樣的財務理論（陳興述，2000）。”、“財務管理環境是對財務管理有影響的一切因素的總和。”、“有什么樣的理財環境，就會產生相應的理財模式，也就會產生相應的財務理論體系（王化成，2000）。”但筆者認為將其作為邏輯起點是不合適的，因為財務環境只是研究財務理論的背景，是財務理論形成和發展的外部條件，而不是財務理論本身的基本內容和基本要素。而且，財務環境雖具有可知性，但它不能將其自身與財務系統聯系起來，更不能聯系財務理論與財務實踐，也不能推導出其他財務范疇。

3．假設起點論。“任何一門獨立學科的形成和發展，都是以假設為邏輯起點的，然而在財務學中卻忽略了這一點”、“假設對任何學科都是非常重要的，因為它為本學科的理論和實務提供了出發點和奠定了基礎（陸建橋，1995）。”由于財務假設是人們根據客觀環境作出的主觀設定，故財務假設具有聯系財務理論和財務實踐、聯系財務系統和財務環境的功能，并且具有可知性。但它并不能推導出其它財務范疇，即不是財務理論的基礎要素。因此將其作為邏輯假設也是不合理的。

4．產權起點論。“產權作為一切經濟制度的基石，對企業的經濟行為起約束作用，財務管理作為意向經濟管理活動，必然收到產權結構的制約，不同的產權結構形成不同的財務管理模式，可以說，產權結構決定了企業的財務管理，因此，研究財務管理應從產權結構著手（王仲兵，1994）。”但產權結構本身并不是一個財務范疇，無法從中推出其他財務范疇，更不用說對其他標準的滿足了。

5．目標起點論。“任何管理都是有目的的行為，財務管理也不例外，只有確定合理的目標，才能實現高效的管理，我認為，適應市場經濟發展要求的財務理論結構應是以財務管理的目標為出發點（王化成，1994）。”、“財務目標具有內生性，不是財務系統之外的范疇，而是財務理論中最簡單，最基本的范疇。”、“理財目標能夠很好地聯系財務系統和理財環境”、“理財目標能夠將財務理論和財務實踐較好地結合（李勝楠，2002）。”

6．本金起點論。“所謂本金，是指為進行商品生產與流通活動而墊支的貨幣性資金，具有流動性與增值性等特點（郭復初，1993）。”、“本金是財務理論的基本細胞”、“本金起點論符合邏輯起點的基本標準，彌補了前述不同起點理論的種種不足（郭復初，1997）。”

三、構建新的邏輯起點——本金與目標雙起點論

通過對以上各種不同起點理論的分析，筆者認為，應以財務本金為財務基礎理論的邏輯起點，以財務目標為財務應用理論的邏輯起點，并將其聯系統一在同一財務環境下來構建新的財務理論的邏輯起點。

1．財務本金是財務基礎理論的邏輯起點。本金是為進行商品生產與流通活動而墊支的貨幣性資金，具有流動性與增值性等特點。本金的投入、產出與增值的過程是不斷追求經濟效率的過程，是本金的運動軌跡，也是財務資金區別于其他社會資金的規律性區別，由本金的概念可引出財務本質是本金的投入收益理論，從而貫穿與連接財務的內容、規律、職能、地位與作用等一系列概念與理論，即本金具有內生性，是推理論證其他財務基礎理論范疇的基礎。因此，將本金作為財務基礎理論的邏輯起點是恰當的。

2．財務目標是財務應用理論的邏輯起點。首先，財務目標符合構成財務理論邏輯起點的四個基本標準，即：①財務目標是財務環境對財務系統的要求的反映，也是財務系統滿足財務環境的要求的標準，因此財務目標能夠聯系財務系統和財務環境。②財務目標在理論上部分的決定了財務系統實現財務目標所需的保證系統，包括財務假設、財務原則和財務方法，在實務上引導著財務系統的運行，因此財務目標是聯系財務理論與財務實踐的紐帶。③不同的客觀環境決定了不同的財務目標，但這種目標是客觀需要在人的主觀上的反應，它能為人們所知，因此財務目標具有可知性。④財務目標也是推理論證其他財務范疇的基礎之一。其次，財務目標理論是通過理論與實踐、系統與環境的結合而形成的，它最能反映財務應用理論的行為目的。第三，財務應用理論包括行為理論和規范理論，而財務目標是行為理論的活動起點和終點；而規范理論的作用是約束和激勵財務行為，使其達到行為目標；以目標理論為起點能使行為理論和規范理論之間構成相互聯系、邏輯嚴密的財務應用理論結構。由此可以看出財務目標作為整個財務系統運行的導向，能夠成為財務運用理論的最高層次和邏輯起點。

3．財務本金和財務目標最終都統一在人類社會生產實踐活動中，統一在特定時空條件下的財務環境中。財務環境是研究財務理論的背景，是財務理論形成和發展的外部條件，并且和財務目標共同決定財務對象。因此，將財務本金和財務目標統一在同一財務環境下來構建新的財務理論的邏輯起點才能構建起系統完整的財務理論。

4．財務理論結構的構建

雙邏輯起點論不僅可以彌補其他起點理論的不足，而且可以揚長避短，充分發揮本金起點論和目標起點論的優勢，使得以此構建的財務理論體系更加完整，內涵和層次更加清晰。現初步提出我國財務理論結構的框架構建：

財務環境

財務本金理論

財務基礎理論

財務本質理論

財務職能理論

財務對象理論

財務環境理論

財務主體理論

財務假設理論

財務學科理論

財務發展史

行為理論

籌資理論與方法

投資理論與方法

收益分配理論與方法

財務目標理論

財務應用理論

規范理論

約束規范

組織規范

激勵規則

主要參考文獻：

1、程德興、王振玉.試論財務管理理論研究的邏輯起點.經濟轉論，2001：3：11～13

2、陳興述.論財務管理理論結構的邏輯起點與基本框架.理論探索，2000：7：8～10

3、郭復初等.財務通論.第1版.上海：立信會計出版社，1997：212

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5、陸建橋.試論財務假設.四川會計，1995：2

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