探究應(yīng)用物理學(xué)在城市建設(shè)中的巧妙運用

張發(fā)銘

摘要：城市建設(shè)中涉及到眾多應(yīng)用物理學(xué)知識?；诖耍疚氖紫冉榻B了應(yīng)用物理學(xué)在新城區(qū)開發(fā)與城市規(guī)劃中的運用，分析了應(yīng)用物理學(xué)原理及科學(xué)技術(shù)在城市建設(shè)中的運用，研究了工程設(shè)計中應(yīng)用物理學(xué)的運用，希望通過本文，我們能夠?qū)Τ鞘薪ㄔO(shè)中應(yīng)用物理學(xué)的運用有更進一步地認識。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用物理學(xué);城市;建設(shè)發(fā)展

城市的建設(shè)是比較復(fù)雜的，且具有一定系統(tǒng)性，這其中包含城市污染的處理、建筑工程的設(shè)計和運用、城市的規(guī)劃等眾多方面，應(yīng)用物理學(xué)在其中得到了十分普遍的運用。當前，應(yīng)用物理學(xué)理論已經(jīng)較為完善，在城市物理環(huán)境的檢測及評估中發(fā)揮著重要作用，以下針對應(yīng)用物理學(xué)和城市建設(shè)之間的關(guān)聯(lián)展開具體論述。

一、應(yīng)用物理學(xué)在新城區(qū)開發(fā)與城市規(guī)劃中的運用

自從步入二十一世紀以來，國家城市化建設(shè)發(fā)展的腳步也正在逐漸加快，大量農(nóng)村人口涌向城市，加之交通行業(yè)的快速發(fā)展，促進了城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，但從某種意義上來講，也給城市環(huán)境造成了一定程度的破壞。當前之于城市物理環(huán)境的研究主要聚焦于如下幾個層面：首先是光環(huán)境給人體造成的不利影響;其次是城市噪音產(chǎn)生的危害;最后是城市熱環(huán)境效應(yīng)。另外，電磁輻射也會對人們的身體健康產(chǎn)生一定影響，成為了備受人們關(guān)注的焦點問題之一，創(chuàng)造健康型的城市物理環(huán)境旨在令光、熱、聲音等物理環(huán)境因素之于人們的影響降低到人們可以接受的范圍內(nèi)，即給人們創(chuàng)建適合開展各種不同活動的環(huán)境條件。

城市物理環(huán)境包含眾多方面因素，如社會的發(fā)展、建筑的設(shè)計以及城市的規(guī)劃等，除卻政府有關(guān)部門發(fā)布的相關(guān)政策與管理之外，由建筑設(shè)計和城市規(guī)劃的層面入手，對水體和綠化等自然景觀的生態(tài)效益予以高度關(guān)注，當作改進與提升城市物理環(huán)境質(zhì)量的基本構(gòu)架與凈化體系是具有一定可行性的。

地面的鋪裝和城市建筑在城市物理環(huán)境中起到十分重要的作用，通過建筑設(shè)計和城市規(guī)劃等方式保證建筑物朝向的合理性，令建筑物具有更加良好的保溫隔熱效果，充分運用太陽能，運用這些措施以達到節(jié)能降耗的目的，于城市物理環(huán)境的營建十分有益[1]。關(guān)于透水性鋪裝，其在城市熱島的緩解、噪音的吸收、地表溫度的降低等眾多方面都具備較為顯著的優(yōu)勢，使以往不透水地面的鋪裝形式得到一定改進，透水性鋪裝的運用創(chuàng)造了更加良好的城市物理環(huán)境。另外，交通的規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)的布局及其城市人口等系統(tǒng)之外的要素在城市物理環(huán)境中也發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。因此，需要對上述三要素和系統(tǒng)外界環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)性進行綜合考慮，在這些要素和周圍環(huán)境之間的作用與聯(lián)系中認識并改進系統(tǒng)，做出相應(yīng)調(diào)整，以保證系統(tǒng)每個要素相互之間更加有序，確保每個要素在系統(tǒng)功能改善方面的作用得以良好發(fā)揮。對城市綠化、水體配置及其城市鋪裝做出優(yōu)化處理，使其環(huán)境效益獲取充分發(fā)揮，這與城市物理環(huán)境質(zhì)量之間是密不可分的。在針對噪聲污染、電磁污染、光污染等污染問題實施處理時，應(yīng)用物理學(xué)通常是將相關(guān)物理學(xué)知識運用其中，改造城市燈光、使用降噪設(shè)施等，特別是對于新城區(qū)的開發(fā)而言，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，今后新城市所面對的隱患問題將會被逐步解決。

二、應(yīng)用物理學(xué)原理及科學(xué)技術(shù)在城市建設(shè)中的運用

就理論范疇而言，應(yīng)用物理學(xué)包含多個專業(yè)領(lǐng)域的知識，如計算機技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)物理、電子技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識、實驗方法及相關(guān)技術(shù)，其中的能源開發(fā)、自動控制、能量物理學(xué)等有關(guān)技術(shù)在城市建設(shè)發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用。例如，武漢光谷的成功建立，意味著匯聚光電能量的大型娛樂場所已經(jīng)走進了我們的生活，同時成為了一個地區(qū)的標志。又如，采用光纖通信，相較于傳統(tǒng)信息傳輸方式而言，傳輸?shù)玫矫黠@提升，同時更加精準，實際存儲量的大幅增加可以使人們在任何時間和地點都能夠獲取信息，學(xué)習(xí)知識。與此同時，半導(dǎo)體的大力研發(fā)，明顯節(jié)約了信息傳輸中電力的消耗，令那些處于偏遠地帶的人們同樣可以獲取及時的電力供應(yīng)。

本文從一個方面舉例說明應(yīng)用物理學(xué)的運用，汽車是比較典型的，其是城市活動的主要標志之一。汽車變速的基本原理，即時功率P=FV，V代表的是汽車的行駛速度，F(xiàn)代表的是汽車的牽引力[2]。功率保持不變的情況下，速度和牽引力之間是呈現(xiàn)反比例的關(guān)系。汽車在上坡的過程中，調(diào)節(jié)為低速行駛，可以加大牽引力，在平坦的道路中行駛時，可以使用高速擋，這樣能夠獲取更大的速度。另外，汽車中的防抱死系統(tǒng)，配置ABS的汽車，當車輪將要到達另一個鎖死點時，輪胎上裝有的傳感器會給防抱死系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)信號，這樣剎車系統(tǒng)便暫停操作，如此剎車就會在抱死與不抱死之間循環(huán)進行，電子式的防抱死剎車，其是不斷地進行剎車和放松，和機械點剎存在一定相同之處，能夠有效規(guī)避剎車過程中出現(xiàn)車輪側(cè)滑以及方向失控的現(xiàn)象，減短剎車的距離，確保車輛行駛更加安全。此外，玻璃加熱器、車燈構(gòu)造、玻璃貼膜中也都包含著極為豐富的物理學(xué)知識。

三、工程設(shè)計中應(yīng)用物理學(xué)的運用

城市建設(shè)過程中的工程設(shè)計，通常都是城市建筑的設(shè)計施工，這里從高校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)理論課程的層面進行分析，可以更為清楚地展現(xiàn)應(yīng)用物理學(xué)和工程設(shè)計之間的關(guān)聯(lián)。大多數(shù)高校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)都設(shè)有普通物理學(xué)、理論物理、固體物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)、材料物理等。在城市建筑物中通常包含大量的弧度與曲線，這就需要用到高等數(shù)學(xué)中的微積分，其是測量與計算的基礎(chǔ)，同時城市建設(shè)中相關(guān)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計中也同樣需要用到高等數(shù)學(xué)。普通物理學(xué)中所包含的光學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)等方面知識，在城市建設(shè)的各種機械化操作中同樣具有十分普遍的運用。

四、結(jié)束語

應(yīng)用物理寫是物理學(xué)體系中一個十分重要的基本構(gòu)成部分，今后的發(fā)展中其應(yīng)與其它專業(yè)領(lǐng)域知識相結(jié)合，在城市的建設(shè)中發(fā)揮重要作用。誠然，科學(xué)體系的進步與發(fā)展，人才是主要的推動力，相關(guān)的專業(yè)工作人員應(yīng)努力學(xué)習(xí)，更加良好的掌握應(yīng)用物理學(xué)知識，以為城市建設(shè)作出貢獻。

參考文獻

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