浅议《物理化学》中的理想化方法

理论创新新课程NEW CURRICULUM物理学术语理想化方法，就是一种理论思维的方法，是人们在认识事物、探索事物内在本质和规律的过程中形成的。

物理建构大厦的组成，包含了形形色色的理想化方法。

理想化方法包括：理想化模型和理想化实验两个部分。

1．研究的内容1.1理想化模型将现实生活中复杂难辨的各种因素影响下的物理过程，提取出来其受影响的主要因素，进行抽象化的过程。

举个例子，在学习电学时，我们研究电荷间的相互作用时，研究电荷作用力的大小受什么因素影响的时候，可以知道受到带电体的形状、大小、所带电荷量的多少、电荷的分布、电荷之间的相对位置，以及介质等多种因素的影响。

这么多的因素夹杂在一起如果我们眉毛胡子一把抓，不分主次地考虑各种因素，就会感觉无从下手，也根本得不到最终我们想要的结果。

在物理研究历史以来，大量的实验表明：起决定作用的就是电荷的电量，以及介质的介电常数。

这才是最重要的因素。

我们不能眉毛胡子一把抓，要分清主次。

建立“理想模型”，行之有效，化繁为简。

物理学研究中，理论与实践是相辅相成、互相促进，缺一不可的，物理学是一门建立在实验基础上的学科，实验事实需要理论知识的总结概括和描述，另一方面，理论知识也需要由实验来验证。

这就是理论联系实际的理念。

1.2理想化实验理想化实验（是一种假想的实验），是人们在思维进程中塑造的一种理想化的过程，（它是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法），理想化实验并没有脱离生活实际随心所欲的假想，而是以实际生活的实践经验作为想象的基础点，在已经存在的科学实验的基础之上建立的、模拟的，理想化实验是对实际的情况进行的科学抽象，最后深入本质得到真相。

伟大的物理学家爱因斯坦就十分重视理想实验的研究。

众所周知爱因斯坦对于相对论的研究使得人类科学发生了翻天覆地的变化。

爱因斯坦通过设想的闪电理想实验，提出了同时性的相对性概念。

这就是理想化思想在物理学中重要的运用之一。

因为运用了理想化的思维方式，伟大的物理学家爱因斯坦，为人类物理科学的发展翻开了崭新的一页，谱出了震撼宇宙的一首华丽的乐章。

中考物理复习的具体考点：⽜顿与理想化法相关推荐中考物理复习的具体考点：⽜顿与理想化法 在物理教学过程中，再现物理学家进⾏科学研究时所采⽤的思想和⽅法，可以让学⽣领略到科学的本质，掌握科学学习的策略和科学的思维⽅法，从⽽提⾼学⽣的科学素质。

英国科学家⽜顿总结了伽利略、笛卡尔等⼈的研究成果，在⼤量经验事实的基础上。

通过进⼀步的推理。

概括出著名的⽜顿第⼀定律。

这⾥⽜顿研究问题的过程中抓住了事物的本质特性。

忽略次要因素或⽆关因素。

经过科学的抽象，建⽴了理想化模型。

⽤理想化模型代替客观原型的研究⽅法就是理想化⽅法。

理想化⽅法是物理科学研究和物理学习中最基本、应⽤最⼴泛的⽅法。

例1 如图所⽰，在研究真空能否传声的时候，将⼀只⼩电铃放在密闭的玻璃罩内，接通电路，可清楚的听到铃声，⽤抽⽓机逐渐抽去玻璃罩内的空⽓，听到铃声越来越弱，可以得到结论：_________。

实验中⽆法达到绝对的真空，但可以通过铃声的'变化趋势，推测出真空时的情况，这种⽅法称为“理想化实验法”。

请你另举例说明⼀个理想化实验： 点评： 理想化实验法是指建⽴在真实实验基础上，对条件进⾏理想化处理，经过逻辑推理、判断⽽得出⼀种理想条件下的物理规律的⽅法。

例2 以下是物理学中的⼏个研究实例：①在研究磁场时，引⼊“磁感线”；②在研究物体受⼏个⼒作⽤的情况时，引⼊“合⼒”的概念；③在研究电流时，将它⽐做⽔流；④在研究光的传播时，引⼊“光线”。

前⾯⼏个实例中，采⽤“建⽴理想模型法”的是（） A．①③ B．②③ C．①④ D．③④ 点评 解答物理问题时，我们常常运⽤理想化⽅法，对于某些问题可以通过寻找和建⽴合适的理想化模型来处理，即将研究对象、条件等理想化，达到化繁为简的⽬的。

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谈建立物理理想化模型的方法作者：吴军锋来源：《教师·理论研究》2009年第03期摘要：物理理想化模型能清晰反映问题本质，有利于分析和发现规律。

建立正确的理想化模型是物理学中分析问题和解决问题的重要思维方法。

本文结合教学实际，对建立物理理想化模型的方法进行了探索。

关键词：物理；理想化模型；方法；客观实际物理学所研究的对象是物质的结构及其运动的规律。

在物质世界中，任何一个事物都是多样性的统一，都具有多方面的特性，并且总是与其他事物发生着错综复杂的联系，受到其自身和周围环境中其他各种复杂因素的影响或制约。

然而，对于某些具体问题来说，事物的各种特性中，有的属于本质特性，有的则属于非本质的特性；影响事物的各种因素中，有的属于主要因素，对事物的发展起决定作用，有的则属于次要因素，处于被支配的地位。

实际上，物质的多种特性会相互掩盖，影响事物的多种因素会相互干扰，这对于我们研究实际问题造成极大的困难。

因此，人们常常采取化繁为简的原则，把较为复杂的物质运动和现象先简化为较简单的物理问题进行研究，从而得到能反映研究问题本质的结果，再根据具体情况针对这个结果进行必要的修正和补充，这种研究问题的方法就是建立物理理想化模型的方法。

运用物理理想化模型的方法，可以使我们充分发挥理性思维中的抽象和想象的力量，以此分离事物的本质特性和非本质特性及影响事物的主要因素和次要因素，便于我们认识事物的特征和规律。

所谓理想化模型，就是为了便于解决实际问题，抓住对研究问题起决定作用的主要因素而建立起来的科学抽象模型。

这种模型可以清晰地反映研究问题的本质特性，呈现问题所包含的主要矛盾，利于我们分析和发现规律。

在我们的教材中蕴藏着十分丰富的理想化模型方法的教育内容，而建立正确的理想化模型是物理学中分析问题和解决问题的重要思维方法。

因此，在物理教学中，教师必须把进行理想化模型方法教育作为自己教学任务的一部分，从而达到逐步培养学生建立理想化模型能力这一目的。

在中学物理教学中建立理想化物理模型的探讨在中学物理教学过程中，理想化模型是很重要的一个工具，建立理想化物理模型，是非常重要的一个过程，建立好了理想化模型，对学生的学习是万丈高楼的基石。

物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质和主流。

中学物理教学的实质是利用抽象简化后的物理模型研究物理规律的教学，通过分析模型的内涵，借以研究物理过程发生发展的规律。

如何拓宽模型教学范畴，利用模型搞好物理教学，尤其是做好综合复习，对提高学生综合应用知识的能力，引导学生不断提出问题，而后解决问题，对提高学生综合分析能力尤其重要。

模型法是解决物理问题的重要而又基本的方法，是学生分析问题和解决问题能力的最高层次之一，因此我们在教学中要重视理想模型的教学，引导学生正确运用模型法解决物理问题，从而加深对物理概念及物理规律的理解，提高处理物理问题的能力。

一、物理模型在教学中的运用（一）建立模型概念，理解概念实质概念是客观事物的本质在人脑中的反映，客观事物的本质属性是抽象的、理性的。

要想使客观事物在人脑中有深刻的反映，必须将它与人脑中已有的事物联系起来，使之形象化、具体化。

物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。

建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素，抓住主要因素，认清事物的本质，利用理想化的概念模型解决实际问题。

如质点、刚体、理想气体、点电荷等等。

学生在理解这些概念时，很难把握其实质，而建立概念模型则是一种有效的思维方式。

（二）认清条件模型，突出主要矛盾条件模型就是将已知的物理条件模型化，舍去条件中的次要因素，抓住条件中的主要因素，为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。

例如，我们在研究两个物体碰撞时，因作用时间很短，忽略了摩擦等阻力，认为系统的总动量保持不变。

条件模型的建立，能使我们研究的问题得到很大的简化。

（三）构造过程模型，建立物理图景过程模型就是将物理过程模型化，将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。

理想化方法在物理教学中的应用作者：任燕来源：《中学生数理化·教研版》2010年第08期物理课程标准要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中,逐渐拓宽视野,初步领悟到科学研究方法的真谛.因此,注意考查研究物理问题的方法,成为当前中考的热点.科学的理想化不同于无根据的幻想,有它的客观依据.客观存在的复杂事物具有多方面的特性,处于多种条件下.在一定现象中并不是所有性质、所有条件都起同样重要的作用,而是一种或少数几种起主要作用,其余的或者不起作用,或者作用很小.理想化就是突出起主要作用的性质或条件,而完全忽略其他性质或条件.它是以物理实验为基础,通过科学抽象概括出来的,在于揭示被研究对象在理想化状态下的物理规律,理想化方法有时更能深刻地反映自然规律.在初中物理中,理想化观点具有相当普遍的意义.严格地说,中学物理的全部内容(包括物理概念、规律、原理等)都是在理想化的方法下建立起来的.理想化方法包括建立理想模型、设计理想实验、将实验仪器理想化、将运动物体所处的条件理想化等.理想化方法在物理教学中经常用到,有必要使学生认识它们的本质、必要性和局限性.一、理想模型质点、刚体等是把物体本身理想化(也就是抓住物体在所讨论的现象中起主要作用的性质,暂时舍去起次要作用的性质).无摩擦的表面、绝热的容器等,是把物体所处的条件理想化(即抓住起主要作用的条件,暂时舍去起次要作用的条件).理想化方法的好处:第一,可使问题的处理简化而又不会发生大的偏差;第二,对理想化的事物进行研究的结果,加以适当修正,即可用于实际事物.理想模型是理想化观念的集中反映,它是人们通过对理想客体的研究,建立描述理想客体的特征、结构、规律的模型.理想模型不是客观事物本身,当我们用有关的理想模型来研究物理事实、物理现象、物理过程或物理规律时,具有简单明了的特征,且反映了一定条件下事物的本质.初中物理教材涉及的理想模型主要有:光线、磁感线、质点、杠杆、光滑面、原子结构模型等.建立理想模型是研究物理问题的重要思维方法.物理模型在物理现象与物理理论之间起承前启后的作用,是认识过程的主要环节.在物理教学中引入理想模型不仅是允许的,而且是可行的,但必须注意理想模型的适用条件.例如,研究地球绕日运动时,由于地球远离太阳,故可将两者都简化为质点,但在研究地球自转时,却不能将其简化为质点.二、理想实验理想实验是人们在思想中塑造的理想过程,而实际上是做不到的.理想实验在物理学的理论研究中有重要的作用.它在科学实验的基础上抓住主要矛盾,对实际操作作出更深入的抽象、分析、推理而得到新的认识过程.这种推理是符合一定的逻辑法则的,理想实验在初中物理教学中具有重要的意义.在初中物理教材中的理想实验主要有:(1)真空不能传声实验:在密闭的玻璃钟罩内放人一只小电铃,接通电源后,可以听到铃声,然后用抽气机将玻璃钟罩内的空气抽出一部分,这时铃声明显减弱,继续抽气,但最后还是能听到声音.主要原因有:实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,以及周围的固体还能传声.这时推理就显得很重要了,它能够突破实验条件的限制,抓住主要因素,忽略次要因素,得出结论.本实验可以推理:如果罩内被抽成真空,将不能听到铃声,由此可以推出“声音不能在真空中传播”的结论.(2)牛顿第一运动定律:它是研究物体在不受力的作用下如何运动的规律,而在自然界中绝对不受力作用的物体是没有的.实验中让小车从斜面上同一高度滑下,在水平轨道上分别垫上毛巾、木板、玻璃等,会发现小车在水平轨道上运动的距离不等,得出小车在运动方向上所受阻力越小,运动的距离就越远.在此基础上进一步推理:如果小车在运动方向上不受阻力,小车将一直运动下去的结论.三、理想化实验仪器例如,用米尺测量物体的长度时,忽略热胀冷缩的因素,认为米尺本身的长度不变;用天平测量物体的质量时,认为天平的两臂总是相等的,使用的砝码也是标准的;在用电表测量电流和电压时,把电表视为理想的.又如,用电流表测电流时,把电流表的电阻视为零,忽略其分压作用;用电压表测电压时,把电压表的电阻视为无穷大,忽略其分流作用.四、利用理想化观念建立物理概念或规律初中物理学中的许多物理概念和规律都是在理想化的条件下建立起来的.例如,匀速直线运动概念的建立,是在忽略摩擦的情况下建立的;有些物理概念和规律是建立在理想模型基础上的.总之,理想化的方法,在物理教学中普遍应用.运用这种方法,对于发展学生的想象能力和逻楫推理能力,具有不可忽视的科学意义.。

谈谈高中物理实验的研究方法物理是一门以实验为基础的科学，实验是观察现象、研究规律、培养兴趣、提高能力的重要方法和手段，实验能力是高考物理学科要考核的五个能力之一，《物理教学考试大纲》中的“实验能力”中要求会“运用学过的实验方法”。

以下对高中物理涉及的几种重要实验方法加以论述。

一、理想化法影响物理现象的因素往往复杂多变，实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得实际情况下合理的近似结果（通俗他说就是抓大放小）。

例如在“用单摆测定重力加速度”的实验中，假设悬线不可伸长，悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计；在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表，电流表变成内阻等于0的理想电流表等等实际都采用了理想化法。

二、直接比较法高中物理的某些实验，只需定性地确定物理量间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可得出实验结论的，这即是直接比较法。

如在“研究电磁感应现象”的实验中，可在观察记录的基础上，经过比较和推理，得出产生感应电流的条件和判定感应电流的方向的方法。

三、平衡法物理学中常常利用一个量的作用与另一个（或几个）量的作用相同、相当或相反来设计实验，制作仪器，进行测量。

例如测量中的基本工具弹簧秤的设计是利用了力的平衡，天平的设计是根据力矩的平衡；温度计是利用了热的平衡。

四、放大法在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下，往往采用放大法。

根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异。

如游标卡尺、放大镜、显微镜、示波器等仪器都是按放大原理制成的。

在“测定金属电阻率”实验中所便用的螺旋测微器：主尺上前进（或后退）0.5毫米，对应副尺上有5n个等分，实际上是对长度的机械放大。

许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。

又比如在《卡文迪许扭秤实验》，其测定引力常量的思路最后转移到光点的移动，跟库仑静电力扭秤实验一样，都是将微小形变放大的具体应用。

使高中学生从物理课堂中学到理想化方法【摘要】理想化方法是突出研究的主要因素，忽略次要因素的一种科学的抽象方法。

理想化方法不仅仅是物理学的研究方法，也是高中学生学习物理时必须掌握的一种思维方法。

本文论述了理想化方法在物理研究中两种形式的应用：建立理想模型、设计理想实验，以及使高中学生从物理课堂中学到理想化方法的三种途径。

【关键词】理想化方法理想模型理想实验新课程标准把科学方法确定为普通高中物理教学内容的一部分，充分体现了新课程改革对科学方法教育的重视。

学生创新能力的培养，知识是基础，方法是桥梁。

物理方法是学习高中物理的工具，也是学生将来学习和工作的法宝，是学生重要的能力之一，是高中学生必修的课程。

物理学的研究方法很多，理想化方法是其中最重要的，也是最常用的方法之一。

本文主要谈谈理想化方法以及如何使高中学生从物理课堂中学到理想化方法。

一、理想化方法物理学的目的就在于认识自然，把握自然。

而自然界的复杂让人类认识到科学地描述自然，不是一种简单的模写，不是拍照，不分主次地考虑一切因素，不仅会增加认识的难度，甚至不能得出精确的结果。

因此，为了研究物理现象的规律性，就需要把复杂问题转化为理想的简单问题，其方法就是突出研究对象和问题的主要方面，忽略次要因素，这就是物理研究中的理想化方法。

它本质上是一种科学抽象的方法。

伽利略指出：懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。

足见理想化方法在科学研究中的重要性。

在物理学的研究中，理想化方法的应用主要有两种形式：建立理想模型，设计理想实验。

1.理想模型。

理想模型是指物体本身或过程经过科学抽象而建立起来的理想研究对象，突出地反映某一过程的主要因素，而忽略了其他次要方面。

中学物理乃至大学物理所研究的对象，严格地说，大都是理想模型。

理想模型可以分为对象模型、条件模型、和过程模型三类。

对象模型：用来代替由具体物质组成的、代表研究对象实体系统的模型叫做对象模型。

如力学中的质点、刚体、单摆、弹簧振子、连续介质等；热学中的理想气体、孤立系统等；电磁学中的点电荷、无限长直导线、无限长螺线管、理想变压器等；光学中的点光源、平行光源、单色光薄透镜等；近代物理学中的原子核式结构、玻尔氢原子模型，绝对黑体等都属于对象模型。

浅析物理学中的理想化模型
物理学是一门致力于研究空间和物体在其中互相作用的科学，因此理想化模型在物理学中起着至关重要的作用。

理想化模型是物理学研究中建立在物理原理和原子结构基础上，根据实际材料及某种特定几何形状运用简单化计算对一般假设条件下材料行为模拟的数量模型。

它能够帮助研究人员更好地理解复杂的现象或物质的存在。

理想化模型主要有如下几个方面的作用：
1、表征：可以用理想化模型来表示和捕捉某种实际物质的相关特征，从而协助开展有关物质参数的测量。

2、模拟：理想化模型可以以科学准确的方式模拟物质的行为，以此来了解微观结构与性质之间的关联性。

3、分析：利用理想化模型可以解决一些复杂的计算问题，为研究人员提供一种有效的手段分析物理现象。

4、应用：理想化模型可以用于光信号处理和智能物联网应用等方面的开发，用以提升实际物质的性能。

事实上，理想化模型具有它本身的特殊性：应用表达式简单，便于理解和计算；基于大量简化假设，可以相当快速地提出模型；忽略了物
理概念中的某些它们自身更复杂的部分，例如，它们不考虑重力、电磁学、热学以及时空不完整等方面。

从物理学的角度来看，理想化模型可以将复杂的问题化简为容易理解的样式，从而帮助研究人员更深入地了解物理和原子结构及它们的内在联系。

但是，它也有一定的局限性，要准确描述一种物质的性质则需要考虑其它更加复杂的物理概念，否则数值可能会随着条件的变化而有较大的偏差。

总而言之，理想化模型在物理学中扮演着重要角色，它们是理解物质行为和提升应用性能的有效手段。

当然，模型也有自己的局限性，要实现准确的预测，还需要考虑更多的其它物理现象。