淺談高中物理實(shí)驗(yàn)對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的重要性及意義

摘要：本文主要討論高中物理實(shí)驗(yàn)在高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)過程中的重要性和必要性，通過討論和研究高中物理課程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)方法，從而更加直觀深入的了解由實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出來的物理理論知識(shí)，進(jìn)而加深對(duì)高中物理學(xué)的應(yīng)用和理解，提高高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，完善解題思路，強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)的操作能力，提升研究物理學(xué)的興趣，并為以后學(xué)好物理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高中物理 實(shí)驗(yàn) 重要性 意義

一、物理實(shí)驗(yàn)的定義及物理實(shí)驗(yàn)的方法

實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)理論研究的一種重要實(shí)踐方法。是根據(jù)自然科學(xué)的研究目的及意義為根本對(duì)象，在一定的知識(shí)框架和范疇內(nèi)，盡可能地排除外源因素的作用和影響，使用專用或者是專業(yè)的設(shè)備器材和專業(yè)技能知識(shí)，利用數(shù)學(xué)模型或者是人工行為對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行充分模擬或者多次重復(fù)再現(xiàn)過程和現(xiàn)象，從而達(dá)到對(duì)假設(shè)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證的目的，得出正確的相關(guān)結(jié)論，進(jìn)而總結(jié)理論和規(guī)律，這一實(shí)踐行為過程被稱為實(shí)驗(yàn)。所以我們可以認(rèn)為物理學(xué)中的物理實(shí)驗(yàn)，就是利用物理學(xué)的專業(yè)設(shè)備和相關(guān)操作知識(shí)，對(duì)物理學(xué)知識(shí)范疇內(nèi)的假設(shè)理論和猜想進(jìn)行反復(fù)實(shí)踐論證的過程。物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程，首先無論是通過物理數(shù)學(xué)建模進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，還是利用物理學(xué)專有的設(shè)備對(duì)物理學(xué)發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行多次人工重復(fù)現(xiàn)象復(fù)原，對(duì)于物理學(xué)中的實(shí)驗(yàn)來說，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙饬x是開展實(shí)驗(yàn)過程中最重要的環(huán)節(jié)，也是必不可少的環(huán)節(jié)之一；其次是圍繞將要討論研究的實(shí)驗(yàn)假設(shè)或者是將要驗(yàn)證的理論假設(shè)，進(jìn)行物理數(shù)學(xué)建?；蛘呤沁x取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材對(duì)其進(jìn)行科學(xué)和系統(tǒng)的研究討論，在這一過程中要注重強(qiáng)調(diào)物理數(shù)學(xué)建模的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)器材選擇的規(guī)范性和合理性，盡量選取受到干擾較少的物理數(shù)學(xué)模型和受外源因素影響較少的物理實(shí)驗(yàn)器材；再次是通過合理化標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)學(xué)建模來反復(fù)模擬發(fā)生的物理現(xiàn)象，或者是通過物理專業(yè)性的實(shí)驗(yàn)器材來展示還原在特定的情況下發(fā)生的相關(guān)現(xiàn)象，并對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾偏處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，得出相應(yīng)的物理學(xué)知結(jié)論；最后是將實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?duì)照，討論并確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否證明我們假定的結(jié)果成立。言簡(jiǎn)意賅的講，物理實(shí)驗(yàn)過程必須要有，實(shí)驗(yàn)根本目的，實(shí)驗(yàn)可行性過程，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，和實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否成立四大過程則是實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。只有這樣的物理實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論才是真實(shí)有效的結(jié)論。

二、物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)的重要性及意義

在整體的物理理論體系中，物理學(xué)理論大致分為三大塊內(nèi)容，即經(jīng)典物理學(xué)理論、相對(duì)論和量子物理理論，縱觀高中物理所學(xué)習(xí)所涉及的內(nèi)容可以看出，高中物理課程所學(xué)的大部分內(nèi)容屬于經(jīng)典物理學(xué)的范疇，讀牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》可以了解到，針對(duì)經(jīng)典物理學(xué)范疇的理論知識(shí)和內(nèi)容基本上都是根據(jù)反復(fù)的合理化的物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出的基本理論，也就是說經(jīng)典物理學(xué)的基本理論源自于實(shí)驗(yàn)，所以說，想要學(xué)習(xí)好高中物理學(xué)的理論知識(shí)，必須掌握經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，只有這樣才能充分理解物理理論基礎(chǔ)知識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)的合理化標(biāo)準(zhǔn)流程，進(jìn)而增強(qiáng)物理理論研究的根本能力，構(gòu)建合理化的實(shí)驗(yàn)過程，客觀公正的推斷和總結(jié)物理理論知識(shí)，從而增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)研究的興趣和根本能力。

三、高中物理學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

在高中物理學(xué)中，較為經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)可以說有很多，為了進(jìn)一步了解物理實(shí)驗(yàn)的知識(shí)和過程，我們列舉一個(gè)高中物理學(xué)中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過程，并加以深入研究，從而加深對(duì)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解。例：卡文迪許扭秤試驗(yàn)。學(xué)過高中物理的人們都知道，卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)是用來測(cè)定萬有引力的。萬有引力定律：萬有引力定律（law of universal gravitation）物體間相互作用的一條定律，任何物體之間都有相互吸引力，這個(gè)力的大小與各個(gè)物體的質(zhì)量成正比例，而與它們之間的距離的平方成反比[1]。然而，如果我們想找到質(zhì)量、距離和萬有引力之間的關(guān)系，我們就必須進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，從而確定萬有引力定律中各個(gè)變量之間的關(guān)系。作為經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)，一是卡文迪許扭秤試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪且鉀Q萬有引力定律之間各個(gè)自變量的相互關(guān)系，實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_；二是容易觀察的顯著變化量由不易觀察的微小變化量轉(zhuǎn)化而來，這是卡文迪許扭秤試驗(yàn)的基本思路，微小的變化量再根據(jù)微小量與顯著變化量的關(guān)系算出，從而使得變量容易記錄和測(cè)定，使得數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和糾偏簡(jiǎn)便化，更易于得出正確結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)過程中，卡文迪許通過鏡子把細(xì)光束在一個(gè)很遠(yuǎn)的地方反射出來，緊接著把細(xì)光束所在點(diǎn)標(biāo)記出來。用兩個(gè)同質(zhì)量鉛球同時(shí)分別吸引扭秤上的兩個(gè)鉛球。雖然扭秤在萬有引力的作用下微微偏轉(zhuǎn)，但是細(xì)光束所反射的遠(yuǎn)點(diǎn)卻發(fā)生了很大的變化。此實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在于將微弱的力的作用進(jìn)行了放大。三是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的總結(jié)歸納，最終計(jì)算出了萬有引力公式中的常數(shù)G。卡文迪許實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典就在于：實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，實(shí)驗(yàn)過程合理化，選取實(shí)驗(yàn)器材得當(dāng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納總結(jié)合理。

四、結(jié)語

在物理學(xué)知識(shí)體系的大廈中，大部分的理論知識(shí)和結(jié)論都是由物理學(xué)的反復(fù)模擬和實(shí)驗(yàn)得出來的，可以說如果沒有物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)，今天的物理學(xué)知識(shí)體系也不會(huì)這么豐腴，物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用離不開物理實(shí)驗(yàn)，物理實(shí)驗(yàn)是物理知識(shí)體系發(fā)展壯大的主要推動(dòng)力之一，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)知識(shí)的驗(yàn)證與拓展尤為重要，對(duì)物理學(xué)的研究與發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]艾薩克·牛頓.自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理[M].重慶出版社，2015.

（作者簡(jiǎn)介：張馨元，作者單位：山東省昌樂二中，高中學(xué)歷，研究方向：物理方向。）