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物理學原理對工程技術的運用論文（精選6篇）
在現實的學習、工作中，大家都經常接觸到論文吧，論文是進行各個學術領域研究和描述學術研究成果的一種說理文章。寫起論文來就毫無頭緒？以下是小編整理的物理學原理對工程技術的運用論文（精選6篇），希望對大家有所幫助。
物理學原理對工程技術的運用論文 篇1
�。壅�在人們的工作與生活過程中，物理學原理可以滲透在其中的每個方面，尤其在工程技術的應用方面更為顯著。如果工程技術人員對物理學原理存在理解方面的問題，則會導致其難以得到有效的應用。此外，在實際工程中發現，較為復雜的問題均可通過簡單的物理學原理來予以解決。因此，本文將著重對物理學原理在工程技術方面的運用予以探究。
�。坳P鍵詞］工程技術；物理學；原理；運用
引言
通常來講，作為一門重要的基礎學科，物理學原理可以在我們生活與工作過程中各個方面予以體現。如果對其中的原理方面存在理解上的困難，則會導致許多問題得不到有效的解決。與此同時，在建筑工程施工過程中，通常會面臨許多復雜，且不易解決的難題，但是往往問題的背后均有著簡單的物理學原理來予以解釋，但是隨著時間的推移，很多原本掌握的原理均已經淡化，從而在一定程度限制了問題有效快捷的解決，所以對物理學原理在工程技術中的應用予以關注就顯得極為重要。
1浮力定律的運用
在流體靜力學當中，浮力定律屬于其中最為重要的物理學原理。其中，浮力定律表明，在相對靜止的液體中，有一個物體以緩慢速度浸入，則物體必將受到一定大小的浮力作用，并且物體排開流體的質量與浮力的數值相等，方向則豎直向上，且通過所排開流體的形心。此定律最先由阿基米德提出，所以浮力定律也可稱之為阿基米德原理。與此同時，阿基米德原理所得出的結果不僅在流體中適用，而且在氣體中也同樣適用。另外，在使用阿基米德原理來解決問題時，需要對以下內容加以注意，即：
�。�1）施力物體通常為處于靜止狀態的液體，而受力物體往往是浸在液體當中的物體；
�。�2）受力物體的密度以及其在液體當中所處的深度與浮力大小不存在聯系，浮力的大小只與物體所排開液體的體積以及謎底有關。通常來講，浮力定律在實際建筑施工過程中有著廣泛的應用。其中，隨著人們對建筑內部空間有著更多的需求，所以使得建筑內部混凝土結構的空間結構逐漸提升，埋設管道，制成現澆混凝土空心樓蓋成為了這些大空間的混凝土樓板重要的減重手段。通過浮力定律可知，空心管道所受到的力與其材質無關，并且所排開混凝土的體積可通過管道截面積與其長度的乘積得出。與此同時，在實際施工階段需要注意的是，為了避免管道出現上浮，可在此過程中通過浮力定律來對施工時的浮力與抗浮力進行計算，并根據計算結果來制定有針對性的措施。另外，浮力定律同樣在地下結構的抗浮設計工作中有著普遍的應用，例如，由于部分建筑結構的高度低于地下水位，由于降水會在建筑本體結構重量小于地下室排開水體積后停止，地下水位便會呈現上升狀態，所以才會導致地下室上浮。
2牛頓第三定律的運用
牛頓第三運動定律也叫作用力與反作用力定律，指的是同時作用在兩個物體上，大小相等方向相反，在一條直線上的兩個力，與此同時，對于作用力與反作用力來講，具有相互性，如果作用力不存在，則反作用力一定也不會存在。除此之外，對于力來講，其存在一定的物質性，即力無法在脫離物體或物質的狀態下存在，并且力需要在不小于兩個物體的相互作用下方可形成。與此同時，同時性也是牛頓第三定律的重要特點，即作用力與反作用的產生、消失以及變化具有同時性，并且兩者的地位也是呈現對等狀態的，均可用作用力或者反作用來對其中的一個力進行表示。在實際建筑工程中，在施工圖紙中對力的大小進行了明確的規定，但是卻對受力物體的強度方面予以了忽視，所以導致工程問題的出現。比如，當一定大小的水平推力作用在單樁上時，施工人員往往覺得單樁自身有著足夠的強度來滿足自身承載能力，但是水平載荷不光作用于樁體本身，其同樣會傳遞至樁身下部的土層中，所以由于缺乏對土體強度的考慮，導樁身出現傾斜，甚至引發嚴重的工程事故。所以，在施工階段，需要對此問題加以嚴重的關注。
3熱脹冷縮原理的運用
眾所周知，由于溫度的變化，物體會出現膨脹以及收縮的情況，這便是熱脹冷縮的基本現象。在實際建筑施工階段，固體的線膨脹與體膨脹便是經常遇到的物理學問題。根據混凝土的線脹系數可知，溫度每上升或下降1℃，則其伸長或縮進的距離在0.3mm左右，一旦其在縮進過程中出現阻力，則必然會導致裂縫的出現。除此之外，盡管出現次數不多，但是混凝土體積也會存在膨脹與收縮的情況。例如，在拆除混凝土模板過程中，由于拆除時存在較大的內外部溫差，導致裂縫在模板中出現，從而導致模板無法繼續使用。其中，在對原因進行分析后發現，施工現場中的`作業人員忽視了熱脹冷縮這一物理現象，從而導致對工程整體施工的開展造成了不利影響。
4滑動摩擦力與靜摩擦力的運用
當外力作用在兩個彼此接觸的物體上，并表現出相對運動的趨勢，卻又保持在相對靜止的狀態下，則兩物體接觸面所形成的力便是靜摩擦力；反之，如果出現相對滑動的狀態，則此時阻礙其滑動的力便可稱之為滑動摩擦力。摩擦系數則是摩擦力與物體之間所產生正壓力間的比值。假設兩物體的材料一樣，則靜摩擦系數稍大于滑動摩擦系數。例如，在接樁過程中，作用于樁體的摩擦阻力會增加，在離樁后便會呈現下降態勢，這便通過物理學原理說明滑動摩擦力稍小于靜摩擦力。在完成接樁流程后，不僅需要對最大的靜摩擦力予以克服，隨后還要克服滑動摩擦力。由此可見，在工程技術中，物理學原理在其中有著廣泛的運用。
5結語
總之，隨著我國城市化進程的加快，越來越多的建筑工程拔地而起。因此，為了更有效的提升工程質量，確保工程施工可以順利開展，作為工程技術人員來講，其有必要對關鍵的物理學原理予以掌握與了解，以便其可快速的應對工程施工過程中所出現的問題，對提升工程質量有著重要的幫助作用。
參考文獻
[1]杜彥.試論現代科學技術在設計創新中的應用[J].內蒙古科技與經濟,2013(21).
[2]王紅霞.現代科學技術革命與土木工程影響[J].中華民居(下旬刊),2013(12).
物理學原理對工程技術的運用論文 篇2
【摘要】航空模型制作活動是一項益智類的動手實踐活動，學校在航空模型活動組織中鼓勵學生培養自己的實踐觀察能力和動手創新能力。我作為一名熱愛航空模型活動的學生，在航空模型活動中應接受更多的科普實踐知識教育。本文簡要總結我在航空模型制作活動中的一些心得體會。
【關鍵詞】航空模型；活動；實踐；創新；科普教育
航空模型活動能夠有效提高自己的實踐操作能力和創新能力，對個人的意志磨煉和科學情感、態度培養具有重要作用。我在學校航空模型社團活動中掌握了較多關于航空模型制作的物理知識，通過與社團成員在航空模型制作中的交流、合作也掌握了許多關于航空模型制作的的方法和技巧。對于我在航空模型制作中的一些心得和體會，現總結如下。
一、模型外形與空氣阻力
通常水滴的形狀較適應空氣動力學，因為這時產生的空氣阻力最小，最利于飛行器的飛行。但是我們在航空模型制作中由于技術、材料以及其他航空參數要求并不能將其外部形狀設計、制作為水滴形狀。[1]但是根據這一點，我在航空模型設計中傾向于將模型外部線條流線化，光滑界面更加有利于減少空氣阻力、提高飛行速度。這主要是因為空氣在平滑界面流動不產生破裂性旋渦，空氣摩擦損耗的能量較少，從而能夠更好的保持航空模型的速度。因而在航空模型制作中通過襟翼設計幫助把流動空氣“鏟”向上方，減少空氣向下壓力，在作用力和反作用力下促進航空模型的飛機機翼產生向上的飛行升力。
二、航模制作中的外形設計和流體分割關系
在航空模型制作中需要注意將模型鋒利的邊角部分和明顯的突出部分予以去除、磨圓，否則這些贅余部分將會造成一定的空氣阻力，繼而影響正常的飛行試驗，使航空模型飛行速度變慢，甚至難以移動直至墜落。航空模型制作中要注意模型低速飛行時，流體在不同平直層流動，不同層相互不干擾，無旋渦產生，這種層狀流動能量損耗較小，但流速大于臨界值時會有小漩渦在附面層產生，能量損耗加大。機翼迎角過大或過快的空氣速度，均會導致流體分割的產生，因而對于航空模型特定機翼提供的下壓力控制，需要防止迎角過大，否則機翼的飛行效率降低，影響飛行速度。
三、機翼的空氣動力學
在航空模型設計中結合空氣下壓力原理需要用到物理公式“P=F/S”，航空模型機翼部分的.面積越大則受到的作用力也越大。因而我與其他社團成員討論后決定適當增加航空模型機翼表面積，提高其升力。一般機翼上表面彎曲而下表面平直，從而導致空氣上表面流動路徑不如下表面空氣流動路徑短、直，這主要是因為機翼上表面空氣屬于曲線流動，流動路徑更長。伯努利定理強調體積一定的流體具有能量守恒的特點，不改變空氣流動方向的情況下，大氣壓下降，航空模型機翼上下表面空氣流速，產生大氣壓差不同，這種上下壓強差的合力與航模重力平衡，使得航模能保持在空中。這就要求在航空模型制作中要處理好機翼上下表面的光滑度差。
四、機身設計與荷載力
航空模型在起飛與著陸時的存在沖擊和過載，在設計制作中對于不同動力裝置、機翼和構件部分的受力和傳力情況均要預留安全裕度并綜合考慮。機身零部件、機身結構以及部物件質量在重力因素影響下容易導致模型飛行狀態失穩，因而在機身結構、重量以及內部構件制作中要計算好相關參數。另外機身受到直接氣動力作用，機身飛行時直接受到蒙皮傳來的氣動力荷載，機身總體結構同時受到扭轉荷載、水平荷載和垂直彎曲荷載影響，大多數場合下機身本身結構等同于機翼與機身連接的梁。承受彎曲垂直荷載時可以當做梁來計算。認為重力為均布載荷，氣動載荷按集中力來計算。在無凈轉動矩的情況下危險點大致總是出現在重心附近，此處加強設計即可。
五、尾翼設計與受力分析
航空模型尾翼部分與機翼部分的平面形狀比較相似，通常為梯形、長方形或橢圓形，飛機水平尾翼的平面形狀大多是帶有圓角的梯形。在航空模型尾翼設計中垂直尾翼部位應混合梯形和橢圓形的設計，應用圓角部分削弱飛機飛行中受到的空氣阻力。水平部分的尾翼展弦比為3或4，垂直部分的尾翼展弦比為1.5或2，尾翼迎角為負時可以忽略誘導阻力問題。
結語
在航空模型制作中我學習更多的課外物理學知識，鞏固了課本的知識；同時在與社團成員的合作交流也使自己充分意識到航空模型制作不是簡單的手工操作活動，對于航空模型外形設計以及內部構造等均要在共同討論中，應用和遵循空氣動力學原理，不斷進行數據計算和操作改進。航空模型制作中也使我更加深刻地認識到要充分應用物理原理和科學知識，就要在模型設計、制作中端正學習態度、提高動手能力，把相關的知識學以致用。
參考文獻：
[1]劉江淮.讓航�；顒訛榍嗌倌瓴迳峡茖W的翅膀[J].中國校外教育,2012,(26):12.
物理學原理對工程技術的運用論文 篇3
摘要：導入多元情境，刺激求知欲望積極且多元的課堂情境是促使學生踴躍表現自我的基本因素，是實現研究性學習的必備條件之一。
關鍵詞：物理教學論文發表，發表物理學論文，物理學論文
1導入多元情境，刺激求知欲望
積極且多元的課堂情境是促使學生踴躍表現自我的基本因素，是實現研究性學習的必備條件之一，物理學科作為自然學科之一，其所涵括的內容小到生活細節，大到宇宙世界，如果學生對物理學科本身就缺乏學習的熱情和求知的欲望，那么教師將無法實現課堂教學的實效性，研究性學習作為一種全新的學習方式和學習理念，要求教師為學生創設出類似于科學研究的情境，刺激學生的求知欲望，如此才能進一步引導學生在這種多元化的學習情境中，綜合應用已掌握的理論知識和思考方式，開啟對神秘科學的探索旅程。
以人教新課標高中物理必修1《勻變速直線運動的速度與時間的關系》為例，教師在該課程中的教學任務既在于引導學生掌握相關概念、識別速度與時間的關系圖象，也要樹立學生用數學公式表達物理規律的意識，要順利完成以上教學目標，教師首先要考慮的是如何激發學生的學習熱情和求知欲望，這樣才能促使學生全身心地投入到學習和吸收的過程當中去，而這在一定程度上取決于課堂情境是否活躍且多元化，首先，教師可利用現有豐富的信息技術來為學生呈現形象直觀的學習畫面，如先用多媒體設備展示小車在重物牽引下的運動圖象通過改變相關變量中的單個變量來展示不同的運動狀態，來引導學生對所觀察到的圖形進行思考和分析，可以小組為單位，或以同桌為搭檔進行交流與探討，根據學生的合作進程，教師要適時地進行指引和糾正，在綜合觀察和總結各小組的表現的基礎上，教師可選取最優的合作小組，將講臺交給他們，鼓勵他們以講授者的身份為其余學生演示分析圖象和推導過程，而教師可以與同學一起坐在座位上，以學生的身份對你臺上的小組提出比較有針對性的問題，如此，既能縮短師生的心理距離，也可以讓學生享受到輕松自由的多元化課堂環境，自然而然就會對課堂學習產生強烈的求知欲望。
2歸還主體地位，實現自主學習
研究性學習提倡以學生的發展為根本，其核心理念在于引導學生養成主動求知、不斷探索的學習精神，誠如教育學家弗賴登塔爾所言，知識既不是教出來的，也不是學出來的，而是研究出來的，新課標改革的主陣地是課堂，而課堂真正的主體是學生，因此，要實現研究性學習，教師應當首先摒棄傳統的“填鴨式”教學方式，從灌輸型教學轉向引導型教育，把課堂的主體地位歸還給學生，只有給予學生充分的展現平臺，賦予學生自由的交流平臺，才能夠促使學生進一步開發潛能、自主學習，表達新穎的觀點，展示獨特的個性，為貢獻社會奠定堅實的基礎。
以人教新課標高中物理必修2《生活中的圓周運動》為例，為了實現學生在課堂中主體地位的回歸，教師首先要設計巧妙的引導，如“同學們是否注意過你們生活中出現的圓周運動呢？它就存在于你們所喜愛的某項運動項目里，或你們每天親眼目睹的某項活動中，有哪位同學愿意幫老師和其他同學一起回顧下我們生活中的物理現象呢？這既能展現同學們敏銳的觀察能力，也能提升概括總結的綜合語言能力的�！苯處熞鶕䦟W生現場的反應，結合平日對學生個性特征的觀察和總結，適時鼓動學生勇于表現自我，并對學生的不同發言作出多元化評價，之后，再利用多媒體設備向學生展示生活中圓周運動的實例，“從大屏幕中我們可以看到，圓周運動在我們的生活中普遍存在，那么同學們知道向心力的概念嗎？比如汽車在過拱形橋時，當它在橋弧頂時，對橋的壓力與它的速度有什么關系呢？為了幫助同學們分析的便利性，老師今天特地準備了一些實物模型，同學們自行分成小組，分別上來領取實體模型，再進行小組分析和探討，請大膽開發你們的觀察力和想象力，肯定可以分析出圓周運動中向心力的來源以及圓周運動的規律，為了讓實驗更有競爭氣氛，各小組的用時均會被計時，完成之后我們一起評比出最佳組合！”如此一來，教師在課堂中的角色由傳統的灌輸者轉向引導者，學生也由被動吸收者變換成主動探究者，這種自主學習的研究性學習氣氛對開發學生的潛能和培養創造力具有深遠的意義。
3落實創新理念，拓展思維空間
所謂研究性學習，指的是學生在教師準確的指引下，在探索研究的'過程中主動獲取知識、應用知識，并最后解決問題的學習活動，可見，它已完全擺脫傳統教育以升學為目的的錯誤指向，而突出強調學生的主體地位和創新實踐的能力，隨著改革開放和世界經濟的不斷深入，信息技術保持著迅猛的發展趨勢，創新能力也由此成為考量當代復合型人才的一項重要指標，正所謂“落后就要挨打”，我國科技實力在走向世界前沿的同時，對創新型人才的需求也日益強烈，物理作為一門以實驗為基礎的探索性學科，教師應當將創新教學的理念落到實處，努力拓展學生的思維空間，培養出能夠適應時代發展和國家需求的創新型人才。
以人教新課標高中物理必修2《經典力學的局限性》為例，自然科學所蘊含的無窮奧秘意味著人類對它的探索也是無止盡的，隨著科技水平的不斷發展和進步，人類對科學的認識程度也在不斷地更新和改進，研究性學習的動力來源于對問題的發現與提出，因此，教師要在物理教學的過程中落實創新的探索精神，首先要引導學生發現問題、提出問題，并自主解決問題，如“同學們認為速度有無極限的概念呢？微觀例子的行為與宏觀物體是否遵循同樣的物理規律呢？時間與空間又是否是絕對地一成不變的呢？如果經典力學已經足夠完善，那么愛因斯坦為什么還要提出相對論呢？如果經典力學存在局限性，那它又表現在哪些方面呢？
物理學原理對工程技術的運用論文 篇4
一、生活化激趣在初中物理教學中應用的意義
1．激發物理學困生的學習興趣
傳統的物理教育方法中，教師站在講臺上，學生圍繞著教師進行學習的方式，忽視了學生的個性化發展，造成很多學生由于跟不上物理講課的節奏，造成一些學生的物理水平差，對物理學習的熱情度低，成為了“物理學困生”，生活化激趣的教學方法能夠有效的激發學生對物理學習的積極性和主動性，調動學生對物理知識的好奇心，通過學習感受到生活中的物理現象和物理學習的意義，使物理不再是一門單純的學科，而是一門具有指導性意義的生活向導。
2．加深學生對物理的直觀理解
生活化激趣在物理教學中的應用，教師可以通過創建情景進行物理教學，或者對生活中的物理現象進行引導等方式，生動、形象進行生活化激趣引導，能夠幫助學生更加直觀的理解物理現象和物理的魅力，通過對知識的學習的實踐的理解，引導學生在大腦中建立一個良好的知識結構模式，促進初中生物理水平的提升，另外，生活化激趣在初中物理教學中的應用，通過豐富多彩的教學方式，能夠促進教師和學生之間形成良好的和諧關系，加強學生與教師之間的`親密溝通，進一步提升物理學困生對物理學習的興趣。
二、生活化激趣在初中物理教學中應用的措施
運用生活化激趣教學方法進行初中物理教學的過程中，物理教師要注重結合具體的教材內容，采用新穎的教學方式，提升初中生對物理學習的興趣，促進“學困生”物理學習態度和物理成績的轉化。
1．運用多媒體技術，直觀再現物理魅力
在運用生活化激趣的教學方式進行物理教學的過程中，教師可以通過視頻、圖片等多媒體形式，使抽象、枯燥的物理內容變得生動而形象，幫助學生更加直觀和深刻的理解事物的本質和變化的規律，通過豐富多樣的物理教學內容，使單調的課堂變得活躍而輕松，充分激發學生對物理學習的積極性和主動性，在愉快的氛圍中，深入掌握知識的同時，改變對物理學習的印象，達到“課伊始，趣已生，課已盡，趣猶在”的效果，促進學生未來的學習和成長，例如在蘇教版八年級下冊《光的色彩》的教學過程中，教師可以利用多媒體技術，為學生播放生活中“光的色彩”的主要現象，比如日出的光輝、閃電的銀光、七彩的彩虹、五光十色的舞臺燈光等等，使學生直觀的感受到光的魅力，從而提升學習物理的熱情．
2．結合生活實際，引領走進物理世界
物理離不開生活，生活也離不開物理，人們在深入掌握物理變化規律的前提下，才能更好的學習和生活，指導學生進行物理學習的過程中，教師要注重結合教材，貼近實際生活，為學生講解生活中的物理現象，引導學生認識到“生活處處有物理”，走進物理的世界，留心觀察生活，感受物理的魅力，教師可以通過引導的方式使學生感受到物理在生活中的具體表現，然后引發學生對生活中的物理現象進行觀察和發現，鼓勵學生積極進行發言，例如在蘇教版八年級下冊中《運動的相對性》一課的教學過程中，教師可以通過現實生活中的小問題，引發學生進行探究和辯論，例如“兩個小朋友在火車上，火車突然開始開動了，小明說:‘火車終于動起來了’，而小藍說:‘火車根本沒動，還停在站臺上�！麄冋l說的對呢？”通過問題的引導，加深學生學習物理的興趣。
3．開展實踐活動，感受物理應用的樂趣
物理實際上是一門以實驗為基礎的學科，通過學生的親自動手實踐，使物理現象變得直觀而形象，在指導學生進行實踐之前，教師可以通過講解一些有趣的物理現象，引發學生的實踐熱情和求知欲望，在實踐的過程中，深刻的掌握物理知識，例如在蘇教版初中物理八年級下冊的《光的折射》的學習中，教師在充分準備實驗器材的基礎上，首先進行問題引導，如:“如果我把這根鉛筆放入水里，它會發生什么改變嗎？”，通過問題調動學生的好奇心，其后可以通過組織學生進行自主實驗的方式，親身感受折射的視覺效果和物理原理，通過這種與實際生活息息相關的實驗活動，改變學生對物理的印象，成為指導學生學習和生活的導航。
三、結語
總之，生活化激趣在初中物理教學中的應用，能夠有效的提升物理學困生對物理學習的興趣和熱情，全面提升初中物理教學的質量和效率，充分挖掘學生的學習潛力，培養學生樹立自主學習、自主思考和自主探究的能力，推動物理“學困生”向物理“優等生”的轉化，為學生未來的成長和發展奠定良好的物理基礎和思想基礎。
物理學原理對工程技術的運用論文 篇5
摘要：本文從新能源材料專業學生的實際情況出發，結合固體物理學課程的特點，介紹了在教學內容、教學方法和考核方式三方面所做的一些改革與實踐。
關鍵詞：固體物理學；教學改革；教學實踐
固體物理學是一門研究固體的結構及其組成的微觀粒子(原子、離子、電子等)間相互作用和運動規律，從而闡明其性能與用途的學科。它是微電子技術、光電子學、材料學等技術和學科的基礎，同時，也在太陽能光伏發電等新能源技術的革新發展中起著關鍵作用。因此，在常州大學新能源材料專業中開設該課程，并將其作為該專業的主干課程之一，希望使本專業學生掌握一定的固體物理知識及其研究方法，從而有助于學生增強理學背景，擴展視野，提高其解決問題的能力，而且為他們畢業后進一步深造或就業奠定堅實的基礎。
一、新能源材料專業固體物理學教學現狀分析
新能源材料專業是常州大學近年來為培養新能源產業發展所需的專業人才而設立的新專業。該專業處于起步階段，人才培養模式和課程體系的構建亟需完善，而且材料類專業課程往往更偏重材料的工藝、性質和性能，這些課程往往重工輕理，造成學生的理科背景不強。而固體物理學課程包含了很多晦澀難懂的專業定義、復雜的三維空間想象與變換和煩瑣的理論推導，需要以高等數學、熱力學與統計物理和量子力學等理論性很強的課程為基礎，因此客觀上造成本專業的學生并未做好學習固體物理學課程的準備。舉例來說，這些學生的先修課程并不包含量子力學。此外，像高等數學這類課程，學生雖已經學習過，但由于課時等原因，這類課程的學習程度沒有達到學習固體物理學課程的要求。由于上述原因，本專業的`學生在學習本課程的過程中感到相當的吃力，特別是涉及到一些抽象的定義和復雜的數學推導過程，使部分學生產生了厭學的情緒。因此，為達成設立本課程的初衷，其課堂教學和考核的改革勢在必行。
二、教學內容的改革
固體物理學課程的內容博大精深，可人為劃分為固體物理基礎部分和固體物理專業部分。由于本專業的培養方案將本課程定性為專業基礎課程，并為其安排了56個學時，因此僅講授固體物理基礎部分，并對其有所取舍，充分考慮新能源材料專業側重太陽能光伏發電和鋰離子電池儲能的特點。鑒于以上考慮，本課程的教材選用Kittel著，項金鐘和吳興惠翻譯的《固體物理導論》，講授該教材的前七章，側重材料的電學性能知識點的講授，減少力學和磁學等相關知識點的比重。例如在第三章晶體結合與彈性常量中，舍棄關于彈性常量的講解，回避復雜的角標和矩陣方程，既可以減少學生的畏難情緒，又可將更多的精力放在第六章和第七章這些與材料電學性能相關的章節。此外，Kittel著《固體物理導論》這本教材比較注重物理結論，而在某些地方忽視了如何引出該結論的過程，如果只是照本宣科，必然會使學生對課程的內容產生懷疑，最終導致他們失去學習的興趣。因此，在教授的過程中作者還取多家之長，對該教材忽略的重要過程進行補充，力爭講清每個知識點的來龍去脈。比如，在第六章自由電子費米氣中，《固體物理導論》該教材直接引出了一維情況下能級的表現形式，這種不通過薛定諤方程的方式使學生感覺知識點比較突兀，缺乏心理準備。對此，我們在這部分補充了薛定諤方程的知識，而后自然地引出教材內容。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內容，使知識體系更趨完善，更在潛移默化中將對待工作認真負責的做人道理傳遞給學生，起到了教書育人的目的。
三、教學方法的改革
正如前面所述，固體物理學課程內容理論性強，比較抽象難懂，而學生由于種種原因并未打下學習該課程的基礎。為了解決這一矛盾，作者首先將要用到的《量子力學》、《統計物理學》和《高等數學》中相關知識點在課堂上穿插講解，為學生補缺補漏，解決先修課程不足的問題。其次，不拘泥、不追求煩瑣的數學推導和演算，采用定性解釋或數學推導與定性解釋相結合的辦法去解釋固體的性質和結論。例如，在講解費米-狄拉克分布時，如果從數學推導上去解釋這一結論會十分煩瑣，我們采用生活中汽車長隊等紅燈的例子去類比解釋：將一輛輛汽車類比為固體中的電子，將紅燈前的斑馬線類比為固體中的費米能級，將紅燈時沒有汽車越過斑馬線類比為0K下固體中所有電子排布在費米能級之下，將綠燈時首先是靠近斑馬線的汽車通過斑馬線類比為0K以上原費米能級附近的電子首先激發到高能級。這樣就很容易讓學生理解這一重要的結論，并且有助于樹立學好這門課程的信心。此外，在講解第六章自由電子費米氣的過程中，首先給學生補充薛定諤方程的知識點，但由于他們沒有學過《量子力學》課程，對薛定諤方程的講解采用數學推導與定性解釋相結合的辦法：從能量守恒角度并引入幾個重要的假設就能簡單的導出薛定諤方程，使他們很快的掌握必要的先修知識。采用這樣一些方法，可將一些較復雜、抽象的知識點以較為生動的形式傳授給學生，改變了他們對這門課程看法。
四、課程考核方式的改革
學生成績評定是教學過程的主要環節之一。目前常用的考核方式有閉卷和開卷兩種形式，前一種形式主要考查課本內容，容易造成學生考前突擊，死記硬背；后一種形式考查內容靈活，但學生往往對考試復習無從下手，一些學生甚至存在投機取巧的僥幸心理，放棄對所學內容的復習。結合固體物理學課程理論性強、內容靈活但又有大量基本結論和公式需要記憶的特點，作者采取半開卷的考試形式，即統一向學生發放一張A4大小的紙，學生在復習過程中可將他們認為重要的知識點歸納總結在這張紙上，而考試時可查閱這張紙上的內容。采用這種方法，避免了學生在復習過程中將大量精力放在結論和公式的記憶上，有助于督促學生對所學課程內容進行思考，從而提高了學生的綜合素質。
總之，在新能源材料專業固體物理學課程教學過程中，要堅持以學生為本，以學生為主體，在充分認識本專業學生特點的基礎上，不斷改革，勇于實踐，不斷充實和完善自己，最終做到因材施教。
參考文獻：
[1]馮端.固體物理學大辭典[M].北京:高等教育出版社,1995.
[2]韋丹.固體物理[M].北京:清華大學出版社,2004.
[3]文尚勝.材料學專業“固體物理”課程教學改革初探[J].中國科教創新導刊,2010,(10):44-46.
[4]華中,劉惠蓮,孫亞娟,孟祥東.固體物理課程建設的實踐[J].吉林師范大學學報,2006,(01):44-45.
[5]惠群,程南璞,陳志謙.材料學專業固體物理課程教學改革與實踐[J].西南師范大學學報,2011,(36):167-171.
[6]梅顯秀.固體物理教學改革的探索與實踐[J].大學物理,2010,(29):43-45.
物理學原理對工程技術的運用論文 篇6
摘要：在中國的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經濟發展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過了所有發達國家年建筑面積的綜合，這些建筑物95%以上屬于高能耗建筑，且建筑單位面積的能耗差不多是發達國家能耗的三倍。
關鍵詞：物理學；建筑節能
一、物理學知識在建筑節能中的運用
(一)以物理手段實現太陽光照明
經醫學專家研究證明，太陽光可以降低諸如憂郁癥、慢性疲勞綜合征之類疾病產生的幾率，采用物理方法將太陽光引進室內不僅可以增加曬太陽的機會，更有利于人的身體健康。在沒有機會到戶外享受陽光的時候，采用導光管裝置就能將陽光引入室內，它主要是通過物理學中的反射原理傳遞光線，但是光線的每一次傳遞都會造成能量的損失，這種導光管裝置不適合長距離的光線傳遞。物理學家愛德曼茲發明了一種神奇的裝置，這個裝置的主體是一個塑料控板，控板上安裝了許多由激光切割而成的鏡片，這些鏡片按照一定的規律進行排列，當太陽光照射到塑料控板上時亮度便會增強，然后傳遞到每一個角落。許多科學家開始將研究的重點放在彩色熒光塑料上，他們試圖采用熒光塑料來采集陽光，這項研究的原理是：白色是由紅、綠、藍三個顏色組合而成，科學家們嘗試將由這三種顏色的塑料收集到的陽光進行重新組合，然后就形成了人類生活中所需要的白色太陽光。通過這種物理手段形成的太陽光所發出的亮度相當于兩個75瓦燈泡所發出的亮度。
(二)利用太陽能取暖
要利用太陽能進行取暖就必須選用熱阻和吸熱系數較大的材料，熱阻是指材阻擋能量進行傳遞的能力，吸熱系數是指物體本身吸取熱量的能力。在傳統熱學工藝中這種方式較為常見，為了滿足工藝需求一般使用熱阻與吸熱系數較高的材料，在減緩熱量傳遞的同時最大限度地吸收熱量。太陽能是取之不盡用之不竭的，充分利用太陽能不僅有利于節能，更有利于降低環境污染，建筑選址最好是選擇陽光充足的地方，有利于陽光的接受。建筑中的玻璃選用熱阻與吸熱系數較大的材料能夠有效地進行能量儲存，這些材料在白天吸收大量的熱量，然后使用儲熱墻或者其他儲熱工具將熱量儲存起來，在夜間溫度降低時這些儲熱工具便可釋放出熱量，增加室內溫度。對于冬冷夏熱地區的建筑，要組織調溫，窗外應當設有可以操控的遮陽設備，夏日溫度較高時這些遮陽設備可以阻擋高角度陽光的照射，冬季溫度較高時這些遮陽設備又可以將低角度陽光引進室內；也可以在遮陽裝置中安裝雙層玻璃，在冬季檔有日照的時候雙層玻璃的吸熱作用能夠提升室內溫度，晚上關閉反射膜或者百葉窗，能夠有效的組織熱量的散失，起到保溫節能的作用。
(三)納米技術在建筑材料中的應用
納米原本只是一種計量單位，當某種材料的粒徑小于100nm時，它便可以稱作是納米材料。納米技術是上世紀八十年代興起的新興技術，制作具有小粒徑材料的技術就是所謂的納米技術，納米科學是原子物理、量子物理等多種學科的聚集點，納米材料具有體積尺寸小的特性，從而就成就了它不同于一般材料的特質，如納米材料具有表面效應、體積效應、宏觀量子隧道效應等特殊性質。納米技術在混凝土生產中的應用能夠有效地提高混凝土的強度，通過對堿骨反應的抑制能夠有效地提高混凝土材料的耐久性。由于納米材料具有量子尺寸、光催化效應等性質，因此采用納米技術制作而成的混凝土具有分解有毒物質、凈化空氣的功效。納米材料的其它功能能夠制成不同功能的混凝土材料，如能夠進行智能報警與自我修復的納米材料。納米材料的特殊性能能夠使材料的剛度、強度、韌度等發生變化，利用這些特殊的性能就可以生產出各種不同的材料，如彈性水泥、延性水泥，抗菌陶瓷、保溫隔熱玻璃、抗菌塑料等具有高性能的材料，這些材料不僅能夠提高建筑物的使用性能，更能降低建筑物的能耗，有效的降低因能源消耗而造成的環境污染。
(四)毛細現象在建筑設計中的應用
當液體接觸到具有細微裂縫的物體或者具有較小管徑的細管時，就會沿著裂縫與細管上升或下降，這種現象就被稱作是毛細現象。毛細現象是由于分子間相互作用而產生的結果，紙張吸水、地下水沿著細縫上升等都屬于毛細現象，這種現象在建筑中的應用能夠解決許多難題。例如在裝有空調的室內，無論是夏天的冷風還是冬天的熱風都會使人感覺不舒適，這主要是由于空調吹出的“風”會帶走人體的水分，從而引發脫水等“空調病”，而新型建筑中的溫控裝置則用水這一傳熱載體取代了傳統建筑中的空氣，這種新型技術能夠有效的降低人體的不適感。這一技術正是使用了毛細現象的原理，建筑物的天花板上布滿了網柵，它是由一根根細小的毛細管組成，這些毛細管縱橫交錯形成一張網，毛細管中流通著水，冬季溫度較低時發電所產生的余熱使管中的熱水不斷流動，熱水的流動使室內溫度上升，發電所產生的余熱又使管中的冷水不斷流動，從而降低室內溫度。采用毛細現象制成的制冷系統大大優于傳統的制冷模式，不僅能夠降低能耗，更能降低身體的不舒適感。
(五)太陽墻技術的應用
太陽墻技術的'應用實際上是太陽能技術應用的一個范疇，太陽能可再生、環保、便宜等特性一直是能源研究專家觀眾的焦點，人們不斷開發探索新的途徑來實現對太陽能的利用。采用太陽墻空氣集熱器可以回收墻體的散熱，解決新風的預熱問題，在增強室內空氣供給量的同時能夠有效的節省能源。制作太陽墻主要采用鍍鋅鋼薄板或鋁制薄板，這些薄板外擁有許多褶皺和小孔，薄板的表面顏色較深，這些板材一般安裝在距離建筑外墻20厘米的地方，并和建筑物頂部的遮雨板連接在一起形成太陽墻即熱系統一個組成部分，另外一個部分由室內風機與管道組成，這兩大部分就構成太陽集熱系統的整體。其中薄板上的褶皺主要是用來增加板材的強度，褶皺可以根據需要的不同而設計不同的形狀，板材上孔洞的數量以及分布規律則是根據實際需求確定，這主要要考慮到建筑物的功能、特點、所處地理位置、陽光充足程度等。冬季，空氣通過板材上的孔洞進入集熱墻，空氣在流動的過程中汲取板材上吸收的熱量，隨后空腔的溫度上升，空氣就受到氣壓的作用進入沿著管道進入各個房間，為房間供暖；在夜間可以用風扇將由室內散失到空腔中的熱空氣重新扇回室內，這樣既能為房間供暖，又能夠為房間不斷輸入新鮮空氣。在夏季則停止風扇的運作，室外的熱空氣從孔洞中進入空腔，然后又沿著空腔上端和周圍的空隙流出，空氣源源不斷的在空腔內流動，不僅帶走了室內的熱量，也阻擋了熱量進入室內。
二、物理學知識在世博館建設中的應用
(一)馬德里竹屋和空氣生態樹
從名稱上就可以知道馬德里竹屋建筑材料同其它場館的不同之處，其外墻用一層厚厚的竹窗進行覆蓋，竹窗由縱橫交織的竹子編制，在空氣清新的早晨將竹窗打開既可以更新室內的空氣又能降低溫度，在中午將竹窗關上能夠抵擋熱量的進入但又不會閉塞阻擋室內的空氣流通，竹子由于其空心的特質能夠起到很好的隔熱與保溫效果�？諝馍鷳B樹整體是由鋼鐵構建而成，其外觀為十邊形，整個場館的直徑為12米，空氣生態樹內部安裝有可以自動開合的百葉窗與直徑為7米的大型“引風機”，建筑物頂端安裝有太陽能電池板，整個建筑可以實現能源自給，不必消耗額外的能源。生態樹外圍用黑色遮陽網遮擋陽光，雖然白色遮陽網能有有效地反射太陽光，但由于遮陽網表面不平整，太陽光在其表面會形成漫反射，白色遮陽網不利于散熱，而黑色遮陽網則能吸收太陽光，同時遮陽網的結構又能有效阻擋熱量的擴散。
(二)倫敦零碳館
倫敦零碳館最為特別的就是安裝在建筑物頂端的可以自由轉動的風帽，由于夏天上海的溫度較高，空氣很難進入室內，風帽的自由轉動就能將室外的新鮮空氣引入場館中。另外工作人員將黃浦江底層的水通過管道引入場館下方，底層的江水溫度較低，用于對空氣降溫再好不過，由風帽采集而來的新鮮空氣經過江水的降溫后就被輸入場館中。熱空氣中的水蒸氣較多，會使人感到沉悶，經過江水冷卻后空氣中的部分水蒸氣會液化，空氣濕度相對較低。零碳館還采用了許多技術用于節能減排：屋頂鋪設的太陽能電池與熱水器能夠有效的將太陽能轉化成熱能，供給室內的能量需求；場館玻璃上安裝的太陽能電池不僅能夠增加室內的光亮度，又能為室內提供必要的電能；場館外墻上涂有熒光材料，白天墻壁能夠吸收太陽能并將其儲存起來，到了夜間就能發出光亮用于照明。這些節能技術基本上都是建立在物理學的基礎上，諸如太陽能電池、熒光涂料等能夠有效降低場館的能源消耗。
(三)漢堡之家館
漢堡之家館外形就如同是四個打開的抽屜，這個場館的神奇之處就在于它能夠不消耗任何的能源而使場館的溫度永遠維持在25℃左右。漢堡之家之所以具備如此生氣的功能主要就在于其建筑中使用熱傳遞與新能源。漢堡館的朝向同一般建筑物有很大區別，它的整體設計是坐北朝南。設計師為了擴大北面墻體的面積，將北邊一大部分墻體向抽屜一樣向外延伸，而南向則采用了百葉窗與遮陽網的設計，這樣的設計既能保證場館內的光亮程度，又能有效地避免陽光直射，減少場館的受熱面積。漢堡館的墻體有三層結構組成，其中設有很好的保溫層，能夠有效地阻擋室外的熱量進入場館內部；漢堡館的每一塊玻璃都是雙層結構，其中充滿了惰性氣體，不僅能夠進行保溫，同時還能有效地隔絕室外噪音；漢堡館只要能量來源就是太陽能和地熱，地熱所采用的就是地下水冬暖夏涼的原理，冬季溫暖的地下水能夠給場館供暖，夏季涼爽的地下水又能降低室內溫度，而其中地下水的抽取與輸送則完全有場館頂部的太陽能電池提供。漢堡館擁有完整的能源系統，完全不需要額外供電。
(四)新加坡館
新加坡館最為顯著的特征就是場館表面擁有許多開縫，這些開縫朝著不同方向延伸，場館頂端一個橫向的360度的大口子特別顯眼。新加坡館整體向內傾斜，下方的陰影帶中不僅設有水池還有綠色植被，風從場館上方的大口子吹入場館內部，場館頂端的空氣流通速度同場館內部形成極大的反差，由物理學知識可以知道空氣流動迅速的地方具有較大的壓強，這樣場館內部的熱空氣就從頂端的口子流向室外，而場館外部的空氣則經過陰影帶流入場館；空氣流經陰影帶時會使得陰影帶中水分蒸發，變成水蒸氣，而水分蒸發需要吸收熱量，場館內部的熱量就這樣被陰影帶降低，所以場館內部即使沒有開設空調也可以很涼爽。
三、總結
在中國的能源消耗排行榜中，建筑耗能位居榜首，而且隨著經濟發展的加劇，能源的消耗與日俱增，我國每年建成的房屋總共有16-20億平方米，超過了所有發達國家年建筑面積的綜合，這些建筑物95%以上屬于高能耗建筑，且建筑單位面積的能耗差不多是發達國家能耗的三倍。在這種形式下，相關部門迫切需要采取必要手段降低建筑物的能耗，以低能耗作為建筑設計的核心思想。建筑與物理學有著密不可分的關系，建筑學的理論與思想基本上都來源于物理學知識，物理科學在環保建筑中的應用能夠有效的降低能耗，相信物理技術在今后勢必會更多的應用與建筑節能，為社會的可持續發展做出巨大貢獻。
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