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浅析物理学中的美及其在物理学习中的体现作者：范雅律来源：《赢未来》2018年第22期摘要：本文将对物理学概念和物理学主要研究内容进行简单的叙述，同时对物理学研究过程中的自然美、科学美进行充分的解析，尤其对物理学中的美感在物理学习中的具体表现进行重点阐述。
关键词：物理学；美感；物理学习引言：在各门学科飞速发展的今天，物理学作为最精密的一门自然科学学科之一，其所研究的事物，大到宇宙，小到基本粒子等一切物质，探索这些物质最基本最一般的运动规律和基本结构。
物理学本身所包含的自然美、和谐美和科学美，体现在物理学研究的物质中，体现在物理学的科学研究过程中，也体现在物理学的学习过程中。
一、物理学概念及其研究内容物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，也是各自然学科的带头学科。
而作为一门自然学科，其理论依据的来源必然离不开科学实验。
物理学的主要研究对象是大自然规律，对自然中的各种现象进行科学的探索和分析以了解自然规律，是物理学的主要科学任务之一。
物理学的研究内容包括物理现象、物质结构、物质相互作用、物质运动规律。
而其研究对象是自然界的所有物质，包括自然界本身。
自然界的阴晴雨雪、风起云涌，物质的各种变化形态、物质变化过程中蕴含的自然规律等等，都是物理学的研究对象。
具体到我们身边的事物就是——力、热、光、电、声等。
二、物理学研究过程中的自然美、科学美物理學因其研究事物的多样性和变化性，其中蕴含的变化规律和各类物质的变化形态导致学科本身就具备一种美。
水结冰、雾化雨、潮起潮落、太阳黑子和月球陨石坑，这些自然界中的现象和物质，无论从物理视角还是美学视角来看，都是大自然通过漫长的演变过程所呈现出来的一种美。
（一）自然美大自然中各种奇特的景观与现代社会中通过人工制作或者创造出的工艺品的美感不同，它的魅力在于偶然性和不可复制性。
例如：中国西南特有的喀斯特地貌、美国黄石公园的喷泉、非洲的东非大峡谷、北欧的极光、日本的富士山、中国西北的风蚀地貌等等。
物理学科中的对称美及其教学作者：刘健智来源：《物理教学探讨》2008年第23期摘要：物理科学中存在着对称美，追求物理科学中的对称美是物理学的研究方法之一。
本文指出了在物理学科中存在着的几种对称美；在求解物理问题过程中所使用的几种对称性方法；以及在物理教学中如何培养与训练学生物理对称美思维能力的几种途径。
关键词：对称美；对称性方法；对称美思维能力；无限网络对称法中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)12(S)-0027-众所周知，物理科学中存在着美，物理科学活动与审美活动有着密切的联系。
科学史学家库恩曾说过：“美的概念在核对结果和发现新规律中被证明是非常宝贵的。
”［1］例如，爱因斯坦提出的科学思想，有许多就是出于美学而不是出于逻辑的考虑，物理学家霍夫曼就曾这样来评价：“爱因斯坦的方法，虽然以渊博的物理学知识为基础，但是本质上是美的、直觉的。
”［2］1 物理学科中的对称美对称美是自然界广泛存在的一种美，它显示出物质世界的和谐、优美和均衡。
悠悠万物中所表现出来的空间对称性、时间对称性、与时空无关的更复杂的对称性等，无一不给人以美感，是一个能愉悦人身心的可感现象。
作为研究物质世界最基本运动、结构及其规律性的物理学科，由于它是借助于一系列概念、规律及判断和推理表达出来的，经过实践检验或逻辑证明的系统知识，自然会渗透着对称性，存在着对称美。
例如，麦克斯韦方程组不但以完美而对称的形式描述了电磁场的普遍运动规律，奠定了电磁运动理论，而且又使科学家通过该方程组，以独具特色的方式体验到了美的深刻涵义，以致被劳厄称为“美学上真正完美的对称形式。
”［3］1.1 物理模型的对称美物理模型常常具有对称美，它在空间也常常呈现对称分布。
例如，对于一个均匀球体，它相对于中心呈对称分布，所以，其球心就是它的重心。
也就是说，当它与别的物体吸引时，球心就是引力中心；若球体均匀带电，则研究球外空间的电场分布时，可将全部电荷都集中在球心来处理。
高中物理中的对称美河北省怀来县沙城中学林健“判天地之美，析万物之理”，教科书上庄子的这句话，引领师生走进高中物理的美学课堂。
高中物理的文字、公式、图像，到处都体现了物理的简洁美，和谐美，统一美，对称美。
本文着重对高中物理中的对称美做简要的分析和应用。
对称美是指整体各部分之间的相称或对应，如空间上的和谐布局，时间上的节律协和。
对称之所以让人产生美感，是因为对称中存在着某种“重复”、“均衡”、“有序”的东西。
人类传统美学中的对称仅指人们感性意识中的三维空间的对称，借助于建筑美学很容易理解对称美概念。
科学美中的对称美来源于自然界物质形态美及其运动图景所具有的广泛对称美，而物理学中的对称美既有物理现象的对称美，还有公式的平稳庄重的对称美。
高中物理的实际教学中给学生输入对称美的概念，让学生能够在体会物理对称美的同时掌握相关的知识。
例1：平衡状态受力——从力的效果呈现空间对称对于处于平衡状态的物理，通常要对物理进行受力分析。
由于处于平衡状态的物理所受合外力为零，所以可以根据对称性找到一些不易判断的力的存在和方向。
例2：竖直上抛运动的上升阶段和下降各阶段具有严格的对称性。
1、速度对称：物体在上升过程和下降过程中经过同一位置时速度大小相等，方向相反。
2、时间对称：物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度所用的时间相等。
3、能量对称：物体在上升过程和下降过程中经过同一段高度重力势能变化量的大小相等，均为mgh。
例3：公式的对称性：机械能守恒定律公式的对称性: E k1+E p1=E k2+E p2动量守恒定律公式的对称性：m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’掌握了公式的对称性，很多计算结果的检验和记忆就简单多了。
比如动量守恒定律应用中的人船模型：人从长为L的船头走到船尾，不计水的阻力，求人和船的位移分别是多少？解：不考虑水的粘滞阻力，人和船组成的系统在水平方向不受外力，取人运动方向为正，系统在水平方向动量守恒：0=m人S人-m船S船①L=S人+S船②解得： S人=m船L/(m人+m船)S船= m人L/(m人+m船)从结果来看，答案具有很好的对称性，找到对称性便于学生及时核对答案的正确性以及做选择性的记忆。
