物理學(xué)中的“換位思考”

武嘉宣

摘 要：物理問題的解決方法通常不是唯一的，一個看似復(fù)雜的問題如果不拘泥于傳統(tǒng)刻板的思維模式，而是利用其它領(lǐng)域的相似知識去建立聯(lián)系，往往會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，更能啟發(fā)我們對物理學(xué)有一個更加新穎、全面的認(rèn)識。文章重點(diǎn)討論了天體物理學(xué)與光學(xué)、天體物理學(xué)與熱力學(xué)和一般彈性碰撞與洛侖茲變換下的彈性碰撞問題這三種基本模型中的共性。

關(guān)鍵詞：天體物理；光學(xué)；熱力學(xué)；彈性碰撞；共性

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0212-02

0 引言

物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)的自然科學(xué)，研究的是物質(zhì)本身最基本的結(jié)構(gòu)、最普遍的相互作用狀態(tài)、最一般的運(yùn)動規(guī)律以及基于此所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法，被譽(yù)為“萬物之理”。在物理學(xué)學(xué)習(xí)過程中，對物理知識進(jìn)行共性辯證有利于對物理概念全面透徹的理解，豐富物理學(xué)內(nèi)涵，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物理知識的正向遷移[1]。因此，在物理學(xué)研究過程中對事物內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行把握，探索不同物理現(xiàn)象中共同的規(guī)律與本質(zhì)具有重大意義。文章從天體物理學(xué)與光學(xué)、天體物理學(xué)與熱力學(xué)和一般彈性碰撞與洛侖茲變換下的彈性碰撞問題三個角度，綜合考慮天體物理學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)和一般力學(xué)等方面探討了物理問題的共性特征，以期對物理學(xué)研究具有更深層次的認(rèn)識與理解。

1 天體物理學(xué)與光學(xué)

1.1 橢圓的光學(xué)性質(zhì)的思考

對于二維平面中的光滑橢圓，在光學(xué)中有這樣的定理：從橢圓的一個焦點(diǎn)發(fā)出的光線（路徑在橢圓所在平面中）經(jīng)過橢圓內(nèi)壁的鏡面反射，其反射光線必經(jīng)過橢圓的另一個焦點(diǎn)。如圖1所示[2]，由光的鏡面反射定律可知反射角等于入射角，若想證明這個定理，只需證：過橢圓上一點(diǎn)P做橢圓的切線，其法線平分∠F1PF2（其中F1、F2為橢圓的兩個焦點(diǎn)）。若運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型去解決會十分復(fù)雜，于是我們可以尋找其它更加合適的物理模型。

4 結(jié)論

物理學(xué)習(xí)，格物致知，物理學(xué)中的共性遠(yuǎn)不止上述所提的三類。精確把握物理現(xiàn)象間的規(guī)律，并尋找其間的聯(lián)系，會讓我們在探索求知的道路上事半功倍，對物理具有更深刻地理解。

參考文獻(xiàn)

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