物理抽象概念
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建立物理概念常用的抽象思维方法物理概念是观察、实验和科学思维相结合的产物,在学习概念中,要重视建立概念的抽象思维过程和方法。
这对于形成正确概念,加深对概念的理解都是至关重要的。
归纳起来,建立物理概念常用的抽象思维方法有:1.分析、概括一类物理现象的共同特征和本质属性。
在已有生活经验和现察、实验的基础上。
通过对感性材料的分析、比较、综合、概括。
抽象出一类现象的共同本质属性,形成概念,如机械运动、力等概念。
2.抽象出物质或运动的某种属性,得到表征物质或运动的某种性质的物理量,如密度、速度、电阻、电场强度、磁感强度等概念的建立,都运用了这一方法,比值定义法是这一抽象、概括方法的重要组成部分,要特别注意,用比值定义的物理量,只反映了物质或运动的某一属性,与定义式中其他各量无关。
3.用理想化方法进行科学抽象,建立概念。
物理学中的一切理想模型(如质点、点电荷、理想气体等)和理想过程(如匀速直线运动、匀速圆周运动、自由落体运动等)都是用理想化方法抽象出来的物理概念。
它忽略了对所研究问题起作用很小的次要因素,抓住主要因素。
理想化方法是物理学中最基本、最重要的研究问题的思想方法之一。
4.抓住新旧概念的逻辑联系,在已有概念的基础上建立新概念,例如由速度、速度的改变等概念建立加速度概念等。
事实上,物理学中多数概念都是在已有概念的基础上,在认识新现象过程中建立的。
一个新概念的定义往往是根据新旧概念的内在联系去揭示其本质的。
因此,抓住新旧概念的逻辑联系也是建立物理概念的抽象思维方法之一。
5.在物理定律的分析讨论中建立概念。
在物理学中,许多物理规律是在对实验现象的分析、归纳的基础上发现的。
在这类物理规律的数学表达式中,常常存在比例常数。
这些比例常数可分为两类:一类是普适恒量,对于不同的物质是同一值,如库仑定律中的k,万有引力中的G等等;另一类因物质不同而不同,它反映了物质的某种属性,因而是一个物理量,如滑动摩擦定律F=µN中的动摩擦因数,胡克定律F=kx中的劲度系数k等都是物理量。
物理知识的抽象与具象思维转换物理学作为一门自然科学,涉及到物质、能量、力和运动等基本概念。
在学习物理知识的过程中,我们常常会遇到抽象概念与具象实例之间的转换。
这种思维转换既是物理学习的关键,也是我们理解和应用物理知识的基础。
本文将探讨物理知识的抽象与具象思维转换的重要性,并以几个具体的例子来说明这一过程。
首先,抽象思维在物理学习中起着重要的作用。
物理学中的许多概念和定律都是通过抽象思维得出的。
例如,牛顿的三大运动定律就是通过对物体运动的观察和实验总结出来的。
这些定律并没有具体指明某个物体如何运动,而是给出了一般性的规律。
在学习这些定律时,我们需要通过抽象思维将其应用到具体的情境中。
例如,当我们研究一个物体在斜面上滑动的过程时,可以将牛顿的第二定律应用于该情境中,通过抽象思维将斜面上的滑动问题转化为一般性的力学问题。
然而,抽象思维并不是物理学习的终点。
将抽象概念转化为具象实例是我们理解和应用物理知识的关键。
通过具象实例,我们可以更好地理解抽象概念所代表的物理规律。
例如,当我们学习电流的概念时,可以通过具象实例来理解电流的含义。
我们可以想象一根导线中的电子在电场的作用下运动,形成电流。
这个具象实例可以帮助我们更好地理解电流的流动方式和相关的物理规律。
通过将抽象概念与具象实例相结合,我们可以更加深入地理解物理现象的本质。
在物理学习中,抽象与具象思维的转换是一个不断迭代的过程。
我们可以通过抽象思维将具体的实例归纳为一般性的规律,然后再通过具象实例来验证这些规律的适用性。
例如,在学习力学中的动量守恒定律时,我们可以通过抽象思维将其应用于各种不同的碰撞情境中,得出一般性的结论。
然后,我们可以通过具象实例来验证这些结论。
通过不断迭代的过程,我们可以逐渐提高我们对物理知识的理解和应用能力。
抽象与具象思维的转换在物理学习中有着广泛的应用。
除了上述的力学和电学的例子外,光学、热学、声学等领域也都需要进行这种思维转换。
初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究随着教育的不断发展,教师们越来越注重学生的抽象思维能力的培养。
在物理教学中,抽象概念是教学的重要内容之一,是学习高级物理知识的基础。
因此,如何进行初中物理抽象概念的教学,同时培养学生的抽象思维能力,是当前物理教育中亟待解决的问题。
一、初中物理抽象概念教学的特点1. 基础性强初中物理的抽象概念是学习高中物理、大学物理甚至更高阶段物理学科知识的基础。
因此,在初中物理教学中,教师需要重点讲解抽象概念的基本概念、基本原理和基本公式,使学生能够在学习其他物理知识时理解、应用。
2. 形象性差初中物理抽象概念的形象性比较差,难以直观地理解和掌握。
例如,杠杆、斜面、波的光学性质、电磁场等概念都很抽象,需要通过教师的讲解和学生的练习来达到理解和掌握的目的。
3. 逻辑性强初中物理抽象概念通常具有较强的逻辑性,需要学生通过逻辑推理和分析,才能理解和掌握。
例如,热力学的物态方程和转化问题,可以通过推导和分析实验结果来解决。
1. 建立模型在讲解初中物理抽象概念时,教师应该引导学生建立适当的模型,模拟物理现象的本质特征和规律。
例如,当教授波的传播时,可以通过让学生做实验,模拟波的传播规律,实现对波的概念和传播特性的理解。
2. 知识的融合在初中物理抽象概念的教学中,教师应该注重将不同的知识点融合起来,讲解整体性的概念和问题。
例如,在不同的物理分支,如力学、电学、光学、热力学等内容之间建立联系,让学生同时掌握不同物理分支的知识和应用。
3. 适度提高难度在教学过程中,教师需要适度提高难度,鼓励学生发挥抽象思维的能力,建立正确的学习观念和方法。
例如,在教学力学的矢量概念时,可以逐步提高难度,让学生依靠自己的思维能力解决问题。
三、抽象思维能力培养1. 关注学生的认知过程了解学生的认知过程是培养学生抽象思维能力的重要环节。
教师应该积极关注学生的思维过程和问题解决方式,为学生提供适当的指导和反馈。
初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究随着教育改革的深入,教学理念也越来越多元化。
在物理教学中,抽象概念的教学一直被认为是难点和瓶颈。
如何解决这一难题,培养学生的抽象思维能力,已成为教育工作者亟待解决的问题。
本文将探讨初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究。
一、初中物理抽象概念教学1、抽象概念的界定抽象概念是指与物质没有直接关系的概念,例如时间、空间、品质、数量、力、速度等。
这些抽象概念无形无色,但却是物理世界的基本属性。
因此,在初中物理中,抽象概念的教学具有极其重要的意义。
抽象概念有着以下几个特点:(1) 非直观性:抽象概念不具有直接可观察的形态,需要通过抽象的符号、图像或辅助模型来表达。
(2) 抽象性:抽象概念所代表的实物不存在于现实中,仅是一种抽象的思维概念。
(3) 一般性:抽象概念是适用于各种事物的概念,而非对特定对象的描述。
(4) 精确性:抽象概念用严格的定义和符号来表达,具有很强的精确性。
初中物理中,抽象概念的教学难度较大,主要因为以下原因:(1) 词汇困难:抽象概念的名称较为生僻,学生听不懂、背不熟。
(2) 范围广泛:初中物理涉及的抽象概念较多,如力、能、功、功率、电、磁、波等,需要学生掌握诸多概念。
(3) 理解复杂:抽象概念的定义较复杂,学生需要借助抽象符号理解。
为了解决初中物理抽象概念的教学困境,可以采用以下策略:(1) 知识导入:在教学前,引导学生关注生活中的事物,让他们尝试从生活实例中发现抽象概念。
(2) 阶段性掌握:逐步深入,由浅入深地引导学生理解抽象概念的定义和概念关系。
(3) 联想记忆:与生活的相关事物相联系,通过类比、形象化、联想等方法帮助学生记忆抽象概念。
(4) 理解代码:将抽象概念转化为代码,采用具有代表性的符号来表示,让学生更直观、深入地掌握抽象概念。
二、抽象思维能力培养1、抽象思维的含义抽象思维是指在感性认识的基础上,通过分析、概括、归纳等方法,得出一般性的概念、规律或结论的思维活动。
物理学的抽象名词解释物理学作为自然科学的一支,旨在研究物质和能量之间的相互作用以及宇宙整体的规律。
在物理学的研究过程中,涉及到许多抽象的概念和名词,这些名词不仅仅是科学家之间交流的工具,更是描述自然界基本规律的要素。
本文将尝试解释物理学中一些常见的抽象名词,以帮助读者更好地理解这门学科的本质。
一、物质物质是指构成宇宙一切实体的基本元素。
它包括原子、分子以及它们组成的更复杂的结构。
物质存在于各种形态中,比如固体、液体和气体等。
在物理学中,物质被认为是不可切割的,即是由原子或分子构成的最小单位。
物质既有质量又占据空间,可以通过物理实验和测量进行研究和描述。
二、能量能量是物质和场所固有的属性,是物理学中非常重要的概念之一。
它以各种形式存在,包括动能、势能、热能、电能、光能等。
能量是物理系统改变状态和进行相互作用的驱动力,它可以使物体移动、发光、变热等。
在自然界中,能量守恒定律是一个基本原则,即能量不会凭空产生或消失,只能从一种形式转换到另一种形式。
三、力力是物理学中描述物体受到的外部作用的抽象名词,它通过改变物体的运动状态或形状来产生效果。
力有大小和方向,通常用矢量表示。
根据牛顿力学,当一个物体受到力的作用时,它会产生加速度,即改变自己的速度或形状。
力可以引起物体的运动、停止运动,以及改变物体的形态。
四、时间时间是一种抽象的物理量,用来描述事件发生的顺序和间隔。
它是物质和能量变化的背景,使我们可以观察和测量这些变化。
时间的流逝是不可逆的,即时间只能向前推移。
在物理学中,时间是一个基础量,与空间一起构成了四维时空的框架,被广泛应用于各个物理学领域的研究中。
五、空间空间是物理学中描述物体位置和运动的概念。
它是一种抽象的物理量,用来描述物体在三维坐标系中的位置。
空间可以被测量,不同的物体有不同的位置和运动状态。
空间和时间构成了四维时空的框架,为物理学家研究物体运动和相对论等问题提供了基本的工具和概念。
六、场场是物理学中描述相互作用的概念,是一种具有物理属性的物质形式。
初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究初中物理是中学阶段学生学习的一门重要课程,它不仅涉及到学生的科学素养和认知能力的培养,更是对学生抽象思维能力的一种挑战和锻炼。
在物理学习中,有许多抽象的概念,例如力、能量、电磁波等,这些概念与学生日常的观察和经验相脱离,因此对学生的抽象思维能力提出了挑战。
本文将从初中物理抽象概念的教学和学生抽象思维能力培养两个方面进行研究,分析如何通过教学来促进学生的抽象思维能力的培养,从而提高学生的物理学习能力和科学素养。
一、初中物理抽象概念的教学1. 创设情境,激发学生兴趣初中物理中有许多抽象的概念,这些概念往往与学生的日常经验相脱离,因此教师在教学中需要创设具体的情境,让学生能够通过实际的观察和实验来理解抽象概念。
在教授动能和势能的概念时,可以设计一些简单的实验,让学生通过实际观察和测量来感受物体动能和势能的变化,从而加深对这两个概念的理解。
通过这种方式,可以激发学生的学习兴趣,提高他们对抽象概念的理解和掌握能力。
2. 引导学生进行思维导图在初中物理的教学中,教师可以引导学生进行思维导图,通过将抽象概念进行图形化的表示,帮助学生更好地理解和记忆抽象概念。
例如在教学电磁波的概念时,可以让学生画出电磁波的波长、频率等特征,帮助他们理解电磁波的特点和传播规律。
通过思维导图的方式,可以帮助学生将抽象概念形象化,从而更好地理解和掌握这些概念。
3. 多媒体辅助教学二、学生抽象思维能力培养学生抽象思维能力的培养不仅仅可以通过学校的物理教学来进行,家长和老师可以在日常生活中给予学生更多的培养。
例如可以鼓励学生进行推理、联想和比较等活动,让他们在日常生活中培养抽象思维能力。
家长和老师可以通过一些启发性的问题或者游戏,引导学生进行思维训练,提高他们的抽象思维能力。
2. 多做实验,加强观察和实践学生在学习物理的过程中,可以通过多做实验来加强观察和实践能力,从而培养抽象思维能力。
例如在学习振动和波动的过程中,可以设计一些简单的实验,让学生通过实际观察和实践来感受振动和波动的规律,从而培养他们的抽象思维能力。
物理概念的内涵物理概念是指物理科学中所研究的基本概念和原理。
它们是通过实验观察、推理和数学模型等方法得出的,用以描述和解释物质、能量、运动等现象和规律的抽象概念。
物理学是自然科学的一门重要学科,它主要研究自然界的物质和能量,以及它们之间的相互作用和运动规律。
物理学通过实验和理论研究和探索,逐步揭示出了自然界万物的运动规律和相互作用的机理,形成了一系列的基本概念。
物理概念的核心是通过观察和实验,从观察到的现象中总结出具有普遍性的规律和模式,然后用适当的数学表示出来,形成了一系列的物理学原理和定律。
这些物理概念包括质量、力、能量、动量、加速度等等。
下面对其中一些常见的物理概念进行具体介绍。
质量是物体惯性的度量,是物体自身固有的属性。
根据牛顿第二定律,力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
质量是物体对力的反应能力的度量,质量越大,对外界力的反应越强,即同样的力作用下,质量越大的物体加速度越小。
力是物体间相互作用的原因。
根据牛顿第三定律,力是一种相互作用,任何物体之间的相互作用都会产生两个大小相等方向相反的力。
根据牛顿第一定律,力是改变物体状态的原因,只有外力作用时,物体的状态才会改变。
能量是物体内部和外部之间的转化和传递的度量。
能量是物体所具有的做功的能力,根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量在封闭系统中保持不变。
常见的能量形式包括机械能、热能、光能、电能等。
动量是物体运动状态的度量。
动量是质量和速度的乘积,可以表示为p=mv,其中p表示动量,m表示质量,v表示速度。
根据动量守恒定律,一个封闭系统内所有物体的动量之和在任何作用下都保持不变。
加速度是速度变化率的度量。
加速度为物体的速度改变量与时间的比值,可以表示为a=(v-u)/t,其中a表示加速度,v表示终止速度,u表示初始速度,t表示时间。
当物体的速度发生变化时,它会加速或减速,加速度即为速度变化率。
除此之外,还有很多其他的物理概念,如电荷、电场、磁场、电流、电压、功率等等,它们都是描述和解释自然现象和规律的基本概念。
高一学生学习物理困难的原因及对策
一、原因
1、物理概念抽象:物理概念抽象,学生难以理解,容易产生混淆,难以掌握;
2、物理思维习惯:高中物理学习是从初中物理思维习惯转变而来,学生缺乏思维习惯,导致学习物理困难;
3、知识点零散:物理知识点零散,不能形成系统的学习,学生难以形成系统的认识,从而影响学习效果;
4、缺乏实践:高中物理学习缺乏实践,容易让学生形成知识的记忆,而不能形成知识的理解,从而影响学习效果。
二、对策
1、加强思维训练:高中物理学习要加强思维训练,培养学生的物理思维习惯,让学生能够更好地理解物理概念;
2、建立系统认识:要注重物理知识点之间的联系,建立系统的认识,让学生能够更好地理解物理知识;
3、加强实践:要加强实验实践,让学生能够结合实际,更好地理解物理概念;
4、引导正确学习方式:要引导学生正确的学习方式,让学生能够更好地掌握物理知识,提高学习效果。
初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究初中物理是学生学习物理知识的关键阶段,是培养学生科学素养和抽象思维能力的重要时期。
在初中物理教学过程中,教师应该注重培养学生的抽象思维能力,帮助学生理解和运用物理概念。
本文将探讨初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养的研究。
我们需要了解什么是抽象概念。
抽象概念是指对事物的一般规律性质和普遍连接的概念。
在物理学科中,许多概念都是抽象的,比如力、能量、电流等。
这些概念不能直接通过感官来感知,需要通过逻辑推理和实验验证来理解和应用。
学生在学习物理抽象概念时,往往会遇到困难。
这就需要教师采取有效的教学策略,帮助学生克服困难,提高抽象思维能力。
我们需要讨论如何在初中物理教学中培养学生的抽象思维能力。
教师需要引导学生建立正确的抽象概念。
在引入新概念时,教师应该让学生通过观察现象或实验现象,引导学生从具体的事例中感知到一般规律性质,逐步形成抽象概念。
教师需要训练学生的逻辑推理能力。
物理学科具有严密的逻辑性,学生需要通过逻辑推理来理解物理概念。
教师可以设计一些逻辑推理的训练题目,帮助学生提高逻辑思维能力。
教师还可以通过讲解实际问题,引导学生运用抽象概念解决实际问题,培养学生的抽象思维能力。
我们需要探讨如何评价学生的抽象思维能力。
在初中物理教学中,评价学生的抽象思维能力是非常重要的。
教师可以通过课堂作业、考试试题等方式来评价学生的抽象思维能力。
教师还可以设计一些开放性的问题,让学生通过分析、推理和总结来解决问题,从而评价学生的抽象思维能力。
通过多种评价手段,可以全面了解学生的抽象思维能力,及时发现学生存在的问题,帮助他们提高抽象思维能力。
浅谈抽象物理概念的教学方法【摘要】中职物理中有这样一类物理概念,如:气体的压强、电场强度、电势、磁感应强度等,它们的共同特点是:学生无感性认识基础,不能做演示实验,我们故且称它们为抽象物理概念。
它们构成了教学中的一个个难点,但其在物理教学中的作用却是不可忽视的。
一方面它能使学生掌握基础知识;另一方面能够培养学生的抽象思维能力。
因此,在教学中应引起我们的重视,不能掉以轻心。
【关键词】物理概念抽象类比设喻教学方法抽象物理概念,究竟难在何处?其实,它们的特点,也就构成了它们的难点。
教学中如何较好地处理这部份概念!下面谈点本人在教学实践中的粗浅认识。
1.抽象物理概念教学的一般程序既然上面说到此类概念有许多共性,是同一类问题,因此,在教学中的处理方法就较为相似。
这类概念的教学宜采用以下的程序:1.1 设疑、类比创设情境,引入新课。
任何一个概念的教学,都应首先创设一定的情境,使学生产生求知的欲望,同时,能够很自然地引入新课,只不过不同类型的概念采用的手段不同。
抽象物理概念用实验的方法激疑引入,当然是不可能的。
一般多采用与所学知识类比的方法,或者与已掌握的关于本概念的基本知识相联系的手段设疑引入。
例如:讲电场时,我们可以用已学过的重力场、引力场类比引入;磁感应强度的教学可以用初中已学过的磁场知识引入,当然也可采用与电场强度类比的方法。
采用这种引入新课的方法,能克服学生感性知识不足的缺点,找到这些抽象知识的联系,让新知识有一个较为稳固的生长点,符合学生的认知规律,在教学实践中表明效果较好。
1.2 启发、点拨分散难点,进行新课。
由于概念抽象,学生学习便深感困难,因此,教师在新课教学过程中要多加启发和点拨。
首先是难点的分散。
教学中要把概念的内涵、外延,矢量的方向直到单位等概念分散开来,形成一个个小的专题。
比如:电场强度一节,可以分割成:“电场概念”、“e的引入”、“e的大小”、“e的方向”、“e的叠加”等部分分别进行教学,这样,学生在理解上便可适当减小困难。
初中物理抽象概念的教学与学生抽象思维能力培养研究随着社会的发展,物理是一门与日常生活息息相关的科学,对于学生的科学素养和人才培养至关重要。
而物理学知识的学习和理解,往往需要一定的抽象思维能力。
因此,如何培养学生的抽象思维能力,同时提高物理学知识的学习效果,成为物理教学的重要问题。
一、初中物理抽象概念的教学初中物理抽象概念,如电荷、电流、电势差、电阻等,常常是学生难以理解和掌握的关键点。
在教学中,教师应该注重以下几点:1. 落实基本概念在初中阶段,学生对物理学的基本概念不够清晰,教师应该在教学中扎实基本概念,例如电原理、电路等,为后续概念的理解打好基础。
2. 建立联系教师应该将抽象概念与学生平时的生活以及其他知识点建立联系。
例如,将电路中的电阻比喻成河流中的堰坝,帮助学生理解其作用并记忆。
3. 清晰语言在教学过程中,教师的语言应该简练清晰,使得学生能够听懂后易于理解,减少对学生的负担与干扰。
4. 多样化的教学手段在传统的课堂教学中,教师可以采用多样化的教学手段,例如示例证明、图片解释、实验演示等,来让学生尽可能地感知抽象概念与具体物理现象之间的联系。
二、学生抽象思维能力培养学生抽象思维能力的培养,应该是“以学生为中心”的教学中的重要课题。
以下是一些具体方法:1. 提升感知能力学生应该从日常生活中感知并理解事物的规律性,例如运动的规律、物体的行为等。
这些基本概念可以帮助学生建立起对于物理世界的基础概念。
2. 提高比较能力提高学生的比较能力,对于帮助学生理解物理过程中的差异或相似性非常关键,例如电阻和电导的比较,从而理解电路的基本原理。
3. 增强概括能力学生应该在学习过程中培养概括整理的能力。
例如,在学习电学现象和电路时,学生可以通过图表等方式将概念和公式以新的形式表达出来,更加容易理解。
4. 加强实践能力在学习中注重实践,可以帮助学生加深对物理概念的理解。
例如,设计小型实验来研究电路的工作原理等。
在物理学教育中,抽象概念是不可避免的,但是教师可以在教学中引导学生建立良好的思维习惯,通过多样化的教学手段和锻炼抽象思维能力,培养学生的科学素养。
物理学习的技巧如何将抽象概念转化为具体像物理学习的技巧如何将抽象概念转化为具体形象物理学作为一门自然科学,涉及众多的抽象概念和数学符号,对于许多学生来说,学习物理可能会带来困扰。
然而,通过一些学习技巧和方法,我们可以将这些抽象概念转化为具体的形象,从而更好地理解和记忆物理知识。
本文将介绍一些有效的学习技巧,帮助学生们在物理学习中更好地理解和应用抽象概念。
一、建立具体的模型或图像在学习物理过程中,抽象概念往往比较难以理解和记忆。
为了帮助我们更好地理解和应用这些概念,建立具体的模型或图像是一种有效的方法。
例如,在学习力学时,我们可以通过绘制示意图或使用物理模型来表示物体的运动、受力等情况,这样能够将抽象的概念转化为具体的形象,更加直观地理解和描述物体的运动状态。
二、寻找真实生活中的例子物理现象存在于我们日常生活的方方面面,可以通过寻找真实生活中的例子来帮助我们理解和应用抽象概念。
例如,当学习光的折射时,我们可以想象自己站在岸边看大海,看到的水域与实际水域存在一定的偏差,这时我们就可以用折射现象来解释。
通过将抽象概念与真实生活相结合,不仅能够加深理解,还能够提高学习的趣味性。
三、进行实际操作和实验物理学习不仅仅是理论知识的学习,通过进行实际操作和实验,能够将抽象概念转化为具体形象。
通过实验,我们可以亲自观察、测量和记录物理现象,从而更好地理解和应用抽象概念。
例如,在学习电路时,我们可以搭建简单的电路实验,通过调整元件的参数来观察电流、电压等变化情况。
通过亲身实践,我们能够更好地理解电路中的抽象概念,并能够将其运用到实际问题中。
四、理解物理公式的含义和推导过程物理学中的公式是抽象概念的数学表达方式,学习物理需要掌握和运用各种公式。
为了更好地理解和应用这些公式,我们需要从公式的含义和推导过程入手。
通过理解公式的物理意义和推导过程,我们能够更好地理解公式所表达的抽象概念,从而更好地运用于实际问题中。
同时,也能够帮助我们记忆公式,提高解题的能力。
一、物理抽象思维(探寻事物物理本质的思维)一)通俗定义:物理抽象思维不是以人们感觉到或想象到的物理现象或物理事物为起点,而是以物理概念为起点去进行思维。
物理抽象思维穿透到现象或事物的背后,暂时撇开偶然的、具体的、繁杂的、零散的事物的表象,在感觉所看不到的地方去抽取事物的本质和共性,形成概念,从而进一步推理、判断。
二)例子1、力的概念力的概念是通过抽象思维得到的,即通过概括一类事物的共同本质属性形成的,体现了抽象思维的抽象性和概括性。
如下图所示:2、关于落体运动物理抽象思维的逻辑性是物理学科性质的表现,思维不符合逻辑是得不出正确结论的。
如亚里士多德指出:“物体越重,下落越快。
” 伽利略除了用实验证明其错误外,还用逻辑推理的方法进行了论证:假如物体越重下落越快是真的,那么,把轻重二物体系在一起使之下落,则结论必有两个:①由于重物带动轻物,轻物阻滞重物,故联结体下落的速度应在二物体各自下落的速度之间。
②由于两物体的总质量大于每个重物的质量,故联结体比重物单独下落要快。
这两个结论是自相矛盾的,违背了逻辑学的矛盾律,故“物体越重,下落越快”是不成立的。
二、物理形象思维(以“形象信息”为对象的人类的思考和创造活动,包括感受、储存、识别、表述、加工和推断等)一)通俗定义:物理形象思维是指人们在认识世界的过程中,主要用直观形象的表象解决问题的思维方法。
即形象思维是对形象信息传递的客观形象体系进行感受、储存的基础上,结合主观的认识和情感进行识别(包括审美判断和科学判断等),并用一定的形式、手段和工具(包括文学语言、绘画线条等)创造和描述科学形象的一种基本的思维形式。
二)例子1、法拉第的电力线和磁力线法拉第凭着他丰富的想像力,曾用生动直观的电力线和磁力线来分别刻画电场和磁场。
2、伽利略的理想实验伽利略注意到,当球从一个斜面上滚下而又滚上另一个斜面时,球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上滚下的高度几乎相等,他断定,高度的这一微小差别是由于摩擦而产生的,如能将摩擦完全消除,高度恰好相等。
中学物理教学案例如何帮助学生理解抽象概念中学物理教学案列举如何帮助学生理解抽象概念引言:物理作为一门理科学科,其概念和原理常常具有较高的抽象性,对于中学生来说,理解物理概念是一项具有挑战性的任务。
本文将探讨一些教学案例,以帮助学生更好地理解物理抽象概念,提高他们的学习效果。
一、实验教学法实验教学法是物理教学中常用的一种教学方法,通过实验来直观地展示和验证物理现象,帮助学生理解抽象概念。
以“光的折射”为例,教师可以通过将光线通过玻璃棱镜等材料,引导学生进行实验,观察光线经过折射后的轨迹和变化,进而引导学生理解光的折射规律。
通过实验的亲身体验,学生能够更好地理解抽象的光线折射概念。
二、模型建构法模型建构法是一种将抽象概念转化为具体形象的教学方法。
例如,在讲解“电路”这一概念时,可以通过使用模型进行示范,将电源、导线和电灯等元素进行简化,让学生按照实际电路的连接方式搭建模型电路。
通过模型的建构,学生可以直观地理解电路中电流的流动和电压的变化,从而更好地理解电路的相关概念。
三、图像辅助法利用图像辅助法可以帮助学生更好地理解和记忆抽象概念。
例如,在教授“质点运动”时,可以通过绘制运动轨迹图、速度-时间图等图像,直观地展示质点在运动过程中的变化。
学生通过观察图像,可以更好地理解速度、加速度等抽象概念,并加深对运动规律的理解。
四、比喻示例法比喻示例法是一种通过类比和比喻来解释抽象概念的教学方法。
教师可以通过生活中的实际例子或类比,将抽象概念与学生已有的知识和经验联系起来。
例如,在教学“力的平衡”时,可以比喻成打篮球时用力平衡球的情景,让学生通过生活中的实例理解力的平衡概念,从而更好地掌握力学知识。
五、互动讨论法互动讨论法是指教师通过提问和引导学生进行互动交流的教学方式。
在教学中,教师可以提出问题,让学生通过思考和互相讨论来理解抽象概念。
通过互动讨论,学生可以积极参与课堂,主动思考和表达自己的观点,从而加深对抽象概念的理解。
用比喻与类比理解物理概念物理概念的理解对于学习物理学至关重要。
然而,物理学的一些抽象概念对于初学者来说可能有些难以理解。
在学习物理概念时,使用比喻和类比可以帮助我们更好地理解这些概念。
比喻和类比可以将抽象的物理概念转化为我们熟悉或相似的概念,从而更快地掌握物理学的核心概念。
一、力的比喻力是物理学中的一个核心概念。
我们可以通过比喻来理解力的作用和效果。
比如,我们可以将力比作推开一扇门的手势。
当我们用一定的力量推门时,门会被打开。
同样,当一个物体受到力的作用时,它也会发生运动。
力的大小和方向决定了物体运动的效果,就像我们用不同的力量和方向推门一样。
二、电流的类比电流是电学中的一个重要概念。
为了理解电流的概念,我们可以使用水流的类比。
将电流比作水流,电压比作水流的压强。
当有一个电压差(电势差)时,就像在水管中施加压力一样,在电路中就会有电流流动。
电流的强度可以根据电压差和电阻来计算,就像我们可以根据水压和水管的阻力来计算水流的强度一样。
三、能量的比喻能量是物理学中另一个重要的概念。
为了更好地理解能量,我们可以使用弹簧的比喻。
将弹簧比作储存和释放能量的物体,弹簧的伸缩过程可以类比为能量的储存和释放过程。
当我们向弹簧施加力时,弹簧会储存能量;而当我们释放弹簧时,弹簧会释放出储存的能量。
同样,物体也可以储存和释放能量,不同形式的能量可以通过物体之间的相互作用进行转换。
四、光的类比光是物理学中一个复杂但重要的概念。
为了更好地理解光的传播和反射,我们可以使用球体的类比。
将光比作球体,在真空或空气中,光线会直线传播,就像在没有任何阻碍的情况下球体可以直线滚动一样。
然而,当光线遇到物体表面时,会发生反射和折射,就像球体在斜坡或障碍物上滚动时会改变方向一样。
总之,使用比喻和类比可以帮助我们更好地理解物理概念。
通过将抽象的物理概念转化为我们熟悉或相似的概念,我们能够更容易地掌握物理学的核心概念。
然而,需要注意的是,这些比喻和类比只是帮助我们初步理解物理概念的工具,并不能完全代替对物理学理论的深入学习和实践研究。
将抽象的物理通俗化物理学是一门非常重要的学科,它涵盖了我们生活中的各个方面,包括运动、力、能量、热等等。
但是,由于物理概念的抽象性,很多人并不理解其中的原理和应用。
因此,本文将试图将抽象的物理知识通俗化,以便更多的人能够理解并从中受益。
1. 运动:运动是物体在空间中运动的状态。
想象一下,当我们乘坐公交车或汽车时,我们感受到的加速度和减速度是什么呢?它们来自于物体的运动状态,即速度和方向。
如果一辆车在保持匀速状态下,我们将不再感受到任何加速度或减速度。
这是因为物体的速度和方向保持不变。
2. 力:力是物体移动或停止的原因。
当想要移动一个物体时,我们需要施加一定的力。
物体对这种力的反应是它所受到的重力,即施加在物体上的力与重力之间的差值。
这种差值决定了物体的加速度。
同时,当物体在运动时,它也会受到一些摩擦力的作用,这些摩擦力可以使物体减速或停止。
3. 能量:能量是物体或系统的状态,它表示物体或系统可以执行的工作量。
物体或系统所具有的能量可以通过不同类型的能量来表示,如动能和势能。
动能是物体运动所具有的能量,公式为1/2mv²,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
势能是物体在特定位置所具有的能量,例如一个弹簧的势能可以通过它被压缩的程度来计算。
当一个物体被释放,它的势能转化为动能,随着时间的推移,物体的动能将不断减少,而势能则会增加。
4. 热:热是物体或系统的能量转化为一种表现形式,它是微观粒子的运动和相互作用的结果。
常用的温度单位是摄氏度和华氏度。
我们通过感觉来区分温度的高低,感觉冷的物体温度低于感觉热的物体。
总的来说,物理学是一个非常复杂和抽象的学科。
但是,通过将其通俗化,我们可以更好地理解其中的原理和应用。
了解物理学对我们的日常生活非常有用,可以帮助我们理解汽车如何工作,如何更好地利用能源,并提高我们的科学素养。
高中物理学习如何解决对抽象概念的理解困难物理学是一门涉及抽象概念和理论的科学学科。
在高中物理学习中,很多学生常常面临对抽象概念的理解困难。
然而,通过采用一些特定的方法和策略,我们可以帮助学生更好地理解这些抽象概念,提高他们的学习效果。
本文将探讨一些解决高中物理学习中对抽象概念理解困难的方法。
1. 视觉辅助工具和实验室实践视觉辅助工具和实验室实践是帮助学生更好地理解抽象概念的重要手段之一。
通过展示实物、模型、图表和动画等,学生可以直观地看到和感受到这些抽象概念。
例如,在学习电磁感应时,学生可以通过实验室实践观察到磁场和导体之间的相互作用。
这种实际经验可以帮助学生建立起对这一概念的直观认识,进而更好地理解和记忆。
因此,在教学中,教师应该积极运用视觉辅助工具,并组织实验室实践,为学生提供实践经验。
2. 数学工具和计算物理学和数学密切相关。
对于一些抽象概念,通过数学工具和计算可以帮助学生更好地理解和解释这些概念。
例如,在学习牛顿第二定律时,学生可以使用数学方程F=ma来计算力、质量和加速度之间的关系,从而帮助他们更好地理解物体受力和加速度的原理。
因此,在教学中,教师应该引导学生灵活运用数学工具和计算方法,在解决物理问题时充分发挥数学的辅助作用。
3. 理解基本概念和原理对于抽象概念,理解其基本概念和原理是非常重要的。
学生应该通过系统学习和思考来理解物理学中的基本概念,建立起扎实的知识基础。
例如,在学习力学时,学生应该深入理解质量、力、加速度等基本概念,并掌握牛顿三大定律的原理。
只有理解了基本概念和原理,学生才能够更好地应用和解释抽象概念。
因此,在教学中,教师应注重基础知识的讲解和强化。
4. 解决问题的思维方法物理学习不仅仅是背诵和理解概念,更重要的是培养学生解决问题的思维方法。
对于抽象概念的理解困难,学生可以尝试使用问题解决的方法来解决。
例如,通过分析和归纳问题,进行逻辑推理和思考,学生可以逐步理解抽象概念。
物理学习方法分享如何理解抽象概念和公式物理学作为一门自然科学,涉及到许多抽象的概念和公式。
对于初学者来说,理解这些抽象概念和公式可能会有一定的困难。
然而,通过适当的学习方法和技巧,我们可以更好地理解和掌握这些内容。
本文将分享一些物理学习的方法,帮助读者更好地理解抽象概念和公式。
以下是一些实用的学习技巧:1. 建立物理学概念的直观图像物理学中的一些概念是很抽象的,比如力、电场、磁场等。
为了更好地理解这些概念,可以尝试将其转化为直观的图像或者实际的示例。
例如,当学习力的作用时,可以通过想象推、拉物体来感受力的效果。
当学习电场时,可以想象为带电荷的物体周围形成的场景。
通过将抽象概念转化为具体的形象,有助于加深理解和记忆。
2. 运用数学工具和公式物理学与数学密切相关,运用数学工具和公式是学习物理的重要手段之一。
对于抽象的概念和公式,可以通过运用数学工具进行计算和分析,进而推导出具体的结果。
例如,在学习运动学时,可以使用速度、加速度等概念进行计算与分析。
在学习力学时,可以运用牛顿定律、动量守恒定律等公式解决实际问题。
通过数学工具与公式的运用,可以更好地理解抽象概念的本质和相互之间的关系。
3. 做大量的练习题练习题是检验对抽象概念和公式掌握程度的有效方式。
大量的练习题可以帮助读者熟悉不同类型的问题,并培养解决问题的能力。
在解题过程中,应尽量理解问题背后的物理学原理,分析问题所涉及的概念和公式,并灵活运用所学知识。
通过不断练习和解答问题,读者可以加深对抽象概念和公式的理解,掌握解题技巧,并提高解决实际问题的能力。
4. 参考物理学实验和现象物理学实验和现象是理解抽象概念和公式的重要途径之一。
通过观察实验现象或自己进行简单的实验,可以加深对物理学原理的理解。
例如,在学习光学时,可以进行凸透镜的实验,观察透镜成像的特点。
在学习电学时,可以进行电路实验,观察电流和电压的变化规律。
通过实际操作和观察,读者可以更好地理解抽象概念和公式,并将其与实际现象联系起来。
物理理想化模型
物理理想化模型是一种抽象的物理概念,用来估算物理系统的行为以及结果。
物理理想化模型有时也被称为抽象物理模型。
这种抽象模型假设物理系统有可测量的属性、可处理数学表达式以及可以进行统计计算的物理参数。
物理理想化模型被广泛应用于基础教育领域,特别是物理课程的教学中。
物理
理想化模型可以帮助学生认识和理解物理概念,并将这些概念运用到实际问题解决中。
比如,可以通过简单的物理理想化模型帮助学生掌握功率的定义,计算和推断电子设备的功率消耗。
另外,学生也可以使用物理理想化模型来模拟物理过程,观察系统中物理参数变化情况,判断其产生的结果是否与预期结果一致,从而加深对物理概念的理解。
物理理想化模型具有较强的复杂性和可灵活性,因此在教育领域中非常重要。
物理理想化模型可以帮助教师更好地认识学生对物理概念和过程的理解情况,以及学生更加全面地理解物理概念。
此外,物理理想化模型为学生提供了一个可以实验、定性和定量分析物理现象的实践平台,使他们能够更好地理解物理。
而且,物理理想化模型从根本上规范了学生的学习方法,提升了学习效率,有助于学生更好地掌握物理概念。
物理理想化模型为基础教育领域带来了诸多好处,它不仅可以帮助学生更加深
入理解物理现象,而且能够提高教学效率,增强学生的动手能力。
综上所述,物理理想化模型无疑是提升基础教育水平的重要手段之一。
物理抽象概念最广泛被接受关于时间的物理理论是爱因斯坦的相对论。
在相对论中,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。
时间与空间都不是爱因斯坦爱因斯坦绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到时间的流逝是不同的。
广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(例如:黑洞)附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。
现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测,并且其成果已经应用于全球定位系统。
另外,狭义相对论中有“时间膨胀”效应:在观察者看来,一个具有相对运动的时钟之时间流逝比自己参考系的(静止的)时钟之时间流逝慢。
就今天的物理理论来说时间是连续的,不间断的,也没有量子特性。
但一些至今还没有被证实的,试图将相对论与量子力学结合起来的理论,如量子重力理论,弦理论,M理论,预言时间是间断的,有量子特性的。
一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。
史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)根据史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式,显示宇宙的时间是有一个起始点,由大霹雳(或称大爆炸)开始的,在此之前的时间是毫无意义的。
而物质与时空必须一起并存,没有物质存在,时间也无意义。
时间定义:人类在生活中总结出时间的观念,其根源来自于日常生活中事件的发生次序。
当然人们在生活中得到的绝不仅仅是事件发生次序的概念,同时也有时间间隔长短的概念,这个概念来源于对两个过程的比较——比如两件事同时开始,但一件事结束了另一件事还在进行,我们就说另一件事所需的时间更长。
这里我们可以看到,人们运用可以测量的过程来测量抽象的时间。
在物理学中也是类似,时间是通过物理过程来定义的,首先在一个参考系(要求是惯性系,或者是非惯性系,但过程发生的空间范围无穷小)中,取定一个物理过程,设其为时间单位,然后用这个过程和其他过程比较,以测定时间。
但测量时间(即上述比较过程)必须有同时性概念。
过程开始有一个同时性问题,过程结束也有一个同时性问题——最简单的例子:我们要求运动员在发令枪开枪同时起跑,同时计时员开始计时,并在运动员抵达终点线时计时员必须同时停止计时。
这个问题具体见各类相对论书籍。
同时性问题,使得古典牛顿力学、狭义相对论和广义相对论有着不同的“时间”。
直观概念告诉我们:任何人在事件是否同时上是可以达成一致意见的(也许某些人会欺骗别人,造成类似侦探小说或政治小说中的情形,不过这是人类“高智商”的表现,我们完全可以用测量用的仪器来代替:),所以我们之后不说人,而说观察者)在相对论中,观察者的运动状态引起同时性的变化,或者说观察者1以v1运动,认为同时的两件事,以v2运动的观察者2可能会认为不同时——这导致时间测量的相对性。
从数学上说,古典牛顿力学中时间参数只有一个,所有参考系共享此时间参数。
这其实就是假设所有参考系,所有空间位置可以共享同一个同时性定义。
而狭义相对论认为不同参考系就不同时了,即不同参考系有各自的时间参数t,其间关系由洛伦兹变换决定。
广义相对论认为不同地点也会不同时,广义相对论中关于时间有比较复杂的内容,参见广义相对论书籍。
当然请注意:严格说这不是简简单单的“认为”,而是基于两个假设:狭义相对论是光速不变原理。
广义相对论是引力本质为时空弯曲等。
而这两个假设得到了实验的广泛验证。
上面我们说完了时间间隔测量的问题。
但前面也提到:时间的先后次序是人们在日常生活中对时间的第一印象。
古典牛顿力学中,这一点很容易理解:我们有唯一的时间参数t,所以任意两事件(一个发生在t1,另一个发生在t2)也就有确定的先后次序。
那么相对论中呢?相对论中同地两事件先后顺序的确定的,这可以从洛伦兹变换直接看出。
但可以肯定,相对论中不同地两事件的先后次序也是随参考系(我很愿意这么说:仪器的运动状态不同,这样能够把事情的本质说出来)不同而不同的。
但这里就有一个问题:会不会有可能在参考系1中事件a先于事件b发生,且事件a的发生影响了事件b的发生(最极端的情况,使得b 无法发生,譬如一个孩子杀死了他年轻的祖父),而在参考系2中正好反过来?如果是这样,物理学乃至一切原理中最重要的一个基本原理——因果律将轰然倒塌。
所以这个问题是非常重要的。
让我们严格叙述这个问题:事件a发生,并发出信号(广义的信号,涵盖一切可以影响到b的方式,但由于a,b不同地,这个信号就需要一定时间的传播),影响b。
另一个参考系中正好相反。
值得庆幸的是:可以用洛伦兹变换证明,只要信号速度不超过光速(最多使用光,光速),信号就不可能先于b的发生传递到b所在位置。
另外说一句:狭义的另一个假设:任何物理系中物理定律有着相同形式,也是广义相对论所服从的。
换句话说,参考系1中对一个物理过程加以测量,得到l1=v1t1。
参考系2中加以测量同样也会得到l2=v2t2,尽管可能l1,v1,t1和l2,v2,t2都不相等。
当然严格说这个例子不合适,因为v的定义位置矢量导数。
但是对一些复杂的物理学定律,如麦克斯韦方程组,这个假设就很重要了。
时间箭头自古以来人类就知道时间是不可逆的,人出生,成长,衰老,死亡,没有反过来的。
玻璃瓶掉到地上摔破,没有破瓶子从地上跳起来合整的。
从经典力学的角度上来看,时间的不可逆性是无法解释的。
两个粒子弹性相撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。
时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。
粗略地说,热力学第二定律说在一个封闭的系统中(我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统)熵只能增大,不能减小。
宇宙一直在朝熵增大的方向演化,这给出了宏观的时间箭头。
下面说说时间箭头。
在以上的讨论中,我们从时间间隔和先后次序两方面讨论了时间,却忽略了时间很重要的一个特性:时间箭头。
子曰:逝者如斯夫,不舍昼夜。
人生百年,逝去就没有重生的余地。
但覆水难收的又何尝仅仅是人生!物理学理论告诉我们:凡是与热现象相关的物理过程,都是不可逆的。
这里的不可逆,不是绝对意义上的不可恢复,而是说:这些物理过程产生的结果不可能在不造成其他影响的情况下完全恢复。
这就是大名鼎鼎的热力学第二定律。
下面给出两个热力学第二定律的表述:1.低温热源不可能将热量自发传递给高温热源(或不可能从低温热源将热量传递给高温热源,并不产生其他变化)时间的表现时间的表现2.不可能从单一热源吸热完全转化为机械功,并不引起其他任何变化。
可以证明两表述等价。
后一个表述有明显的工程痕迹——这来源于对蒸汽机一类将热转化为功的工程机械的研究。
这些研究大都与当时那个工业革命的时代相联系,在今天已经没有太多纯理论的价值,但却有一种东西,虽然主流研究已经基本绝迹,还是有非专业学者前仆后继地加以研究,那就是第二类永动机。
第二类永动机是这样一种机器——给它一定能量,让它开始运行,接下来它可以将由于摩擦等耗散因素耗散掉的能量全部吸收,接着再将这些能量投入回机械的能量循环。
这样的一个永动机如果造出,就意味着我们有办法用今天开采出的能源维持机械的永恒运动(因为一切耗散掉的能量都可以重新利用),使得世界以现今的能耗速度运行到世界末日!但热力学第二定律很明确地告诉我们:这是不可能的。
耗散掉的能量(内能)绝不能完全转化为耗散前的形式(机械功),这破坏了无论古典牛顿力学还是相对论中的,基本原理的无时间方向性。
那么这是为什么呢?熵为了理解这一点,我们必须引入熵的概念。
由于在经典热力学中,引入熵的概念需要很多技术性内容,这里不加赘述,可以参见任何热学教本。
这里只给出熵的一个性质:任何绝热(也就是孤立,不被外界所影响)热力学过程,只要初始状态和末态是平衡态(经典热力学中熵对平衡态才能定义,对于这一点的误解,曾导致了热寂说),末态的熵一定大于初态的熵。
简单说,孤立体系向着熵增加的方向发展。
注意,一般热学书中会说:不可逆绝热过程熵増,可逆绝热过程熵是不变的。
但其实可逆过程不是真实存在的过程——真实存在的宏观过程,只要其中分子有热运动,过程就是不可逆的。
(在超流等现象中,存在可逆宏观过程,但这时超流部分没有热运动)但熵究竟是什么?玻尔兹曼用一个公式告诉了我们S=klnw,其中k为常数,w为热力学概率(关于物质的分子、原子运动的量,在经典热力学的情况表征体系混乱程度的量)。
他用统计方法证明了,平衡态下这个公式给出了前面所说的熵。
也就是说,在经典热力学的意义下,熵意味着事物朝混乱的方向发展。
当然需要指出的是,并非所有情况下,这种发展都可以称之为“混乱”。
比如宇宙从远古的浓汤状态演化到现今的星系结构。
Physical abstractionThe most widely accepted theory about the time of the physical is Einstein's theory of relativity. In the theory of relativity, time and space to make up the four-dimensional space-time, constitute the basic structure of the universe. Time and space are notEinsteinEinsteinAbsolute, and the observer at different relative speeds or different spatial and temporal structure of the measuring point, the measured lapse of time is different. General relativity predict the quality of the gravity field will distort the space-time structure, and in the large mass (for example: a black hole) near the clock time goes by slower than clock time in places farther distance massive passage of time. Existing instruments have confirmed these relativistic done about the time accurate predictions, ,and the results have been applied to the Global Positioning System. In addition, the special theory of relativity, time dilation "effect: the observer, a clock of the relative motion of the clock of the passage of time than their reference system (still) the slow passage of time.Physical theory is a continuous, uninterrupted, there is no quantum properties. But has yet to be confirmed, trying to combine the theory of relativity and quantum mechanics, quantum theory of gravity, string theory, M theory, prophecy time discontinuous quantum properties. Some theoretical speculation that the Planck time might be the smallest unit of time.Steven • Hawking (Stephen W. Hawking)Steven • Hawking (Stephen W. Hawking)According to Einstein's equations of general relativity Steven • Hawking (Stephen W. Hawking) solution, the time of the universe is a starting point, or by the Big Bang (Big Bang) began this Time is meaningless. The material time and space, must work together to co-exist, there is no material existence, time is meaningless.Time Definition: human life summed up the concept of time, from its roots in the order of occurrence of the events of daily life. Of course, people get more than just an event in life occurs concept of order, but also the concept of interval length, this concept comes from the comparison of the two processes - such as two things at the same time, but one thing to the end The other thing is still going on, we say another thing needed for a longer time. Here we can see that people can measure measuring abstract time.Is also similar in physics, time is defined by physical processes, first of all, in a reference system (requirements inertial system, or a non-inertial reference frame, but the spatial extent of the process occurs infinitely small), whichever is given a physical process, set its unit of time, and then use this process and other processes compared to the measurement time.Measuring time (i.e., the above-mentioned comparison process) must have the concept of simultaneity. The process begins with a simultaneous end of the process, a simultaneity problem - the most simple example: We require athletes starting at the same time the starting gun shot, simultaneously begin timing timekeeper, and athletes arrive at the finish line timekeeper must stop timing.The this specific see all kinds of relativistic books. Issues, classical Newtonian mechanics, special relativity and general relativity has a different "time". Intuitive concept tells us: anyone in the events are on can agree on (maybe some people will deceive others, resulting in similar detective novels or political novel situations, but this is the performance of mankind "highly intelligent" We measurement instrument can use instead :), so we do not say, say observers) caused by simultaneous changes in the theory of relativity, the state of motion of the observer or observers v1 movement that while two things, the v2 sports observer may not at the same time - which led to a relative time measurement.Mathematically speaking, the time parameters of classical Newtonian mechanics is only a reference system to share this time parameter. In fact, this is the assumption that all reference systems, all the spatial location can share the same simultaneity defined.And the special theory of relativity that different reference system is not at the same time, different reference systems each time parameter t, during which the relationship is determined by the Lorentz transformation. General relativity that different locations will not at the same time, about the time in general relativity complex, , see the books of the general theory of relativity.Course Note: Strictly speaking, this is not simple, "think", but is based on two assumptions: the special theory of relativity is the speed of light the same principle. General relativity is gravitational nature of time and space bending. These two assumptions have been extensive verification of the experiment.Above finished the interval measurement problem. But also mentioned earlier: the priorities of the time, people in their daily lives, the first impression of the time. Classical Newtonian mechanics, which is easy to understand: we have only the time parameter t, so any two events occurred at t1 (a, another t2) will determine priorities. So the theory of relativity? The orderdetermined by the theory of relativity in the same place in both events, which can be seen directly from the Lorentz transformation. To be sure, however, that the theory of relativity in a different manner and the sequence of events is also with the reference system (I am willing to say: the state of motion of the instrument, so that the nature of the matter to say it) vary. But here there is a question: will likely reference system in the event a b occur prior to the event, and the event of the occurrence of a impact (the most extreme circumstances of the occurrence of the event b such that b can not occur, such as a child killed his young grandfather), while the reference system just turn? If this is the case, the most important physics even all principle a basic principle - the law of causality collapsed. Therefore, this problem is very important. Let rigorous description of this problem: Event occurs, and send a signal (a generalized's signal covers everything that can affect the way to b, a, b to the signal you need a certain time of dissemination), , affecting b. Another reference system is the opposite. The good news is: can prove with a Lorentz transformation, as long as the signal speed does not exceed the speed of light (up to the light, the speed of light), the signal can not be prior to the occurrence of b passed to the b location.Also to say: the narrow sense another assumption: any of the Department of Physics of the laws of physics have the same form, but also the general theory of relativity obey. In other words, the reference system of a physical process to be measured, to give L1 = v1t1. The reference system will be measured in the same get l2 = v2t2, despite the possibility of l1, v1, t1 and l2, v2, t2 are not equal. Of course, strictly speaking, this case is not appropriate, because the definition of the position of the v vector derivative. But the complex laws of physics, such as the Maxwell equations, this assumption is very important.Arrow of timeSince ancient times, humans have know time is irreversible, birth, growth, aging, death, and did not turn. The bottles dropped smashes, no broken bottles together the whole jump up from the ground. From the point of view of classical mechanics point of view, the irreversibility of time can not be explained. Elastic collision of two particles smooth over the reversal of the past no practical difference. The irreversibility of time is available only in the point of view of statistical mechanics and thermodynamics theory to explain. Roughly speaking, the second law of thermodynamics in a closed system (the universe as the largest closed system) entropy can only increase, not decrease. The evolution of the universe has been moving in the direction of entropy increase, which gives the macroscopic arrow of time.Here to talk about the arrow of time. In the above discussion, we discussed the time, from the time interval and priorities while ignoring the very important characteristics: the arrow of time. Confucius said: ,lost time, around the clock. Life for centuries, the dead would be no room for rebirth. But is it just spilled a life! Physics theory tells us that: all physical processes related thermal phenomena are irreversible. Irreversible unrecoverable, not in an absolute sense, but rather that: the result of these physical processes is not possible in the case of do not otherwise affect full recovery. This is the famous second law of thermodynamics.Here are two of the second law of thermodynamics expressed:Low heat source is impossible to heat spontaneously passed to the high temperature heat source (or impossible from a low temperature heat source to transfer heat to the high temperature heat source, does not produce other changes)Time performanceTime performance2 impossible from a single heat source endothermic completely converted into mechanical work, and does not cause any other changes.You can prove equivalence of two expressions. After a representation there are obvious signs of engineering - this comes from a class steam engine heat into power engineering machinery. Most of these studies linked to the era of the industrial revolution at that time, not too pure theory of value in today, but there is one thing, although the mainstream research has basically disappeared, or non-professional scholars fought to be studied, and that is the first The two types of perpetual motion. The second type of perpetual motion machine is such a machine - a certain energy to it, it began to run, , then it can be due to friction and other dissipative factors dissipate the energy of all the absorption can then back to mechanical energy input energy cycle. If you create a perpetual motion, it means that we have to maintain the perpetual motion of the mechanical (because all the energy is dissipated can re-use), making the world run to the energy consumption rate mined today's energy end of the world! But the second law of thermodynamics tells us very clearly: this is impossible. Dissipated energy (internal energy) must not be completely converted to the form before the dissipation (mechanical work), which destroys Whether classical Newtonian mechanics or relativity, the basic principles of the direction of time. So this is why?EntropyTo understand this, we must introduce the concept of entropy. Need a lot of technical content in classical thermodynamics, ,the introduction of the concept of entropy, without repeat, can see any thermal textbook. Here give only the entropy of a nature: any adiabatic (that is isolated and not be influenced by the outside world) thermodynamic process, as long as the initial state and the final state equilibrium (classical thermodynamic entrop y defined equilibrium can for it misunderstanding, who led the Heat Death), the entropy of the final state must be greater than the entropy of the initial state. Simply put, the isolated system development toward the direction of entropy increase. Note that the general thermal book would say: irreversible adiabatic process the entropy 増, reversible adiabatic process entropy is constant. In fact, reversible process is not real - real macro process, which molecular thermal motion, the process is irreversible. (Phenomena such as superfluidity, the presence of reversible macro process, but this time there is no thermal motion of the superfluid part)Entropy is exactly what? Boltzmann tells us with a formula the S = klnw, wherein k is a constant, w is the thermodynamic probability (for substances in the amount of movement of the molecules, atoms, and the case of the classical thermodynamic characterization of the amount of the degree of system disorder). He used statistical methods to prove this formula given earlier entropy equilibrium. That is, in the sense of classical thermodynamics, entropy means that things confusing direction development. It should be noted, of course, not all cases, this development can be called the "chaos". Evolution such as soup state of the universe from the ancient to the modern structure of the galaxy.。