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物理实验中的摸拟法
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模拟法是通过设计与原型(自然现象或过程)相似的模型,并利用该模型来间接地研究原型规律的方法。它随着生产和科学技术的发展而发展,是人类认识世界和改造世界最基础的方法之一。此法应用于物理教学可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实验室重视,可将现象简化或进行时空的放大、缩小,可对那些既不能打开,又不能从外部直接观察其内部状态的系统进行研究。特别是解决那些尚无简单有效的仪器可演示的实验,模拟法则成了一种重要的辅助手段。 物理实验中的模拟法,根据其特点主要主功能,并结合本人教学实践,分为以下四类。 一、 对象模拟 用放大或缩小了的,相似的,而又能反映事物某方面规律的客观实体来代替研究对象的方法叫对象模拟。 对象模拟的设计思想主要在于下述两种情况:其一是为了突出客观实体的主要矛盾和本质特征,摒弃次要的非本质因素,使研究对象从客观实体中直接抽象出来。如物理中的多种理想模型,以及天体运动模型,微观结构等几何相似模型。在研究二极管的单向导电性时,我在实验基础上,运用对象模拟法,用自行车气门和进水阀门来模拟单向门。如此,不但加深对“单向性”的认识,而且激发了兴趣,开阔了思路。其二是为了解释某些行为和特征而建立起来的模拟。如地球因自转而产生的科里奥利力比较抽象,在地理课中亦有提及。我们不妨取一只旧的橡皮蓝球(或地球仪)来模拟地球自转,然后将红墨水从上往下滴落在转动的“地球”表面。此时即可明显看到水痕西边呈扩散状,从而令人信服的说明北半球南流冲刷西岸这一自然现象。
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