物理規(guī)律之間相互轉(zhuǎn)化的辯證關(guān)系論文

　　摘要：辯證唯物主義是人們認(rèn)識世界的最基本的思想方法，在物理教學(xué)中如何滲透辯證唯物主義的基本思想是我們物理教師應(yīng)該研究的課題。本文主要探討在高職物理教學(xué)中，如何根據(jù)辯證唯物主義思想探討物理規(guī)律之間的相互轉(zhuǎn)化。

　　關(guān)鍵詞：辯證唯物主義；物理規(guī)律；轉(zhuǎn)化

　　物理教學(xué)如何把教材的科學(xué)內(nèi)容和思想內(nèi)容有機結(jié)合起來，努力做到在運用辯證唯物主義觀點和方法闡述物理現(xiàn)象和規(guī)律的同時，有計劃地滲透辯證唯物主義的基本思想，有目的地培養(yǎng)辯證思維方法和能力，并使辯證唯物主義思想和觀點的建立、辯證思維方法和能力的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識傳授之中，而不是附加于知識內(nèi)容之外。這不僅對學(xué)生正確而深刻地理解物理知識是卓有成效的，且對形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會科學(xué)方法論都有著積極的作用。

　　物理學(xué)中有很多的辯證唯物思想，我們在教學(xué)中有計劃地滲透辯證唯物主義的基本思想，有目的地培養(yǎng)辯證思維方法和能力，并使辯證唯物主義思想和觀點的建立、辯證思維方法和能力的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識傳授之中，而不是附加于知識內(nèi)容之外。這不僅對學(xué)生正確而深刻地理解物理知識是卓有成效的，且對形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會科學(xué)方法論都有著積極的作用。下面談?wù)劯呗毼锢砼c唯物主義的辨證變化規(guī)律。

　　一、物理規(guī)律之間相互轉(zhuǎn)化

　　物理現(xiàn)象和物理規(guī)律不是絕對、孤立、一成不變的，在物理學(xué)中對立的雙方在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的例子比比皆是。例如，導(dǎo)體和絕緣體（電介質(zhì)）這對矛盾的東西并不是絕對的。在通常情況下很好的絕緣體，隨著條件的變化，絕緣體里的一部分被束縛著的電荷，可以變成能夠自由移動的電荷，于是它的導(dǎo)電能力也就隨之增強，甚至變成導(dǎo)體；譬如，玻璃在通常情況下是很好的絕緣體，而當(dāng)燒得紅熱的時候就成了導(dǎo)體；又如干燥和低溫的空氣是很好的絕緣體，而高溫的空氣和潮濕的空氣也會變化成導(dǎo)體。

　　基本粒子的相互轉(zhuǎn)化也是事物之間相互轉(zhuǎn)化的很好例證：絕大多數(shù)基本粒子都是不穩(wěn)定的，在很短時間內(nèi)就發(fā)生衰變，并且能夠相互轉(zhuǎn)化。

　　電和磁有著不可分割的關(guān)系，也是在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的典型例子。譬如電流周圍存在著磁場，這表明在電荷定向移動這個條件下電與磁共存，并且電向磁方面轉(zhuǎn)化；而在另一條件下，磁也向電方面轉(zhuǎn)化—電磁感應(yīng)現(xiàn)象：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中就產(chǎn)生感生電流。又如，電磁震蕩能夠產(chǎn)生電磁波。根據(jù)麥克斯韋電磁理論，任何變化的電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場；同樣，任何變化的磁場都要在周圍空間產(chǎn)生電場，振蕩磁場在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩電場�？梢娮兓�的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的（并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化），形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。當(dāng)電路中發(fā)生電磁振蕩時，振蕩電路的電場和磁場的改變是不均勻的，在周圍空間里產(chǎn)生了振蕩磁場和振蕩電場，并且是交替產(chǎn)生、由近及遠(yuǎn)地向外傳播。這就是說，電磁場并不局限于某個區(qū)域，而是要由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播開去。電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就是電磁波。

　　自然界一切形式的運動在能量的概念上可以得到統(tǒng)一的觀點而全部聯(lián)系起來。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界普遍規(guī)律，它被廣泛地利用來分析研究各種自然現(xiàn)象，而成為人們認(rèn)識自然和改造自然的有力武器。這一定律的知識鏈條式地貫串整個物理教材，生動地揭示了對立的雙方在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的辯證規(guī)律。例如，在只有重力和彈力做功的條件下，動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能守恒。又如，在其它力做功的條件下，機械能和其它形式的能可以互相轉(zhuǎn)化。大量的實驗事實證明，任何形式的能轉(zhuǎn)化為別種形式能時（例如機械能跟內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時，或電能和內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時……）總的能量都是守恒的。由于每種形式的能都是跟物質(zhì)的某種形式的運動相對應(yīng)的，因此，能的不斷相互轉(zhuǎn)化表明了物質(zhì)的運動不斷地由一種運動形式轉(zhuǎn)化為其它運動形式。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律包括能量轉(zhuǎn)化和守恒兩個方面。能的轉(zhuǎn)化說明自然界一切事物都是相聯(lián)系并在一定條件下互相轉(zhuǎn)化的；能量守恒是從量的方面指出物質(zhì)從一種運動形式轉(zhuǎn)化為另一種運動形式時能量既不會創(chuàng)生，也不會消滅。

　　二、物理規(guī)律的主要和次要方面在一定條件下的相互轉(zhuǎn)化

　　矛盾的主要和次要方面的區(qū)別不是絕對的、一成不變的，而是相對的，可變的，在一定條件下它們可以互相轉(zhuǎn)化。例如，在分析“直流發(fā)電機的工作原理”和“直流發(fā)動機的工作原理”時，要引導(dǎo)學(xué)生深刻理解直流電機里電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁場對電流（包括感生電流）的作用是相互依存并又相制約的，是共處于一個統(tǒng)一體中矛盾著的兩個方面，它們在一定的條件下相互依存、相互轉(zhuǎn)化。在直流發(fā)電機里，當(dāng)動力使電樞在磁場中轉(zhuǎn)動時，一方面，穿過電樞線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感生電流；另一方面，與此同時，磁場對感生電流的作用，又阻礙電樞的轉(zhuǎn)動（一般稱為發(fā)電機的電動機效應(yīng)）。這表明了感生電流對產(chǎn)生它的原因是有阻礙作用的。為了克服這種阻礙作用，使電樞勻速轉(zhuǎn)動就需要用發(fā)動機（例如蒸汽輪機、水輪機等）帶動發(fā)電機工作（供給它機械能），動力克服磁場對感生電流的作用力作機械功的過程，就是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，這正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在發(fā)電機里的具體反映。所以說發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理把機械能轉(zhuǎn)變成電能的一種機器。在直流發(fā)電機里，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的主要方面，磁場對電流（感生電流）的作用是矛盾的非主要方面。而在直流電動機里，給電樞（在磁場中）通直流電時，一方面，磁場對電流的作用力的力矩使電樞在磁場中轉(zhuǎn)動；另一方面，與此同時，電樞在磁場中轉(zhuǎn)動的過程又產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)反電動勢，阻礙電流通入電樞（一般稱為電動機的發(fā)電機效應(yīng)）。所以說直流電動機是利用磁場對電流作用的原理把電能轉(zhuǎn)變成機械能的一種機器。在直流電動機里，磁場對電流的作用是矛盾的主要方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的非主要方面。

　　事實上，直流發(fā)電機和直流電動機是可逆性的機器。這就是說，在直流電機里矛盾的主要和非主要的方面是可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)用發(fā)動機帶動直流電機的電樞轉(zhuǎn)動時，這一電機成為一個發(fā)動機，在這種情況下，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是矛盾的主要方面，磁場對電流（感生電流）的作用是矛盾的非主要方面，這時機械能轉(zhuǎn)變成電能；而當(dāng)通直流電于這一電機時，矛盾的主要方面就轉(zhuǎn)化為磁場對電場作用，而成為直流電動機，同時電磁感應(yīng)現(xiàn)象則轉(zhuǎn)化為矛盾的非主要方面，這時電能轉(zhuǎn)變成機械能，這樣引導(dǎo)學(xué)生弄清了直流電機在什么條件下，哪一方面是矛盾的主要方面，他們就能深刻領(lǐng)會到電樞里所產(chǎn)生的感生電動勢在發(fā)電機里是產(chǎn)生感生電流的原因（作用為電源），而在電動機里則為反電動勢；磁場對電流的作用力的力矩在電動機里是動力矩，而在發(fā)電機里則是阻力矩。抓住了上述關(guān)鍵性問題，學(xué)生就能具體弄清發(fā)電機和電動機在工作時能量之間各是怎樣轉(zhuǎn)化的，從而才能具體地、深刻地理解發(fā)電機和電動機的工作原理。

　　教學(xué)實踐表明，對物理現(xiàn)象的相互聯(lián)系、相互依存、相互制約、相互轉(zhuǎn)化知道得越多，理解得就越深刻、越能融會貫通地掌握知識，這也是培養(yǎng)辯證思維能力的一種有效方法。

　　【參考文獻(xiàn)】

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　　[3]馬鳳翔．《后現(xiàn)代視野下物理教學(xué)的新探索》．物理通報．２006，（7）．

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