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(shí)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(jī)結(jié)合起來，努力做到在運(yùn)用辯證唯物主義觀點(diǎn)和方法闡述物理現(xiàn)象和規(guī)律的同時(shí)，有計(jì)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(diǎn)的建立、辯證思維方法和能力的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識(shí)傳授之中，而不是附加于知識(shí)內(nèi)容之外。這不僅對學(xué)生正確而深刻地理解物理知識(shí)是卓有成效的，且對形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會(huì)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(jì)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(diǎn)的建立、辯證思維方法和能力的培養(yǎng)寓于系統(tǒng)知識(shí)傳授之中，而不是附加于知識(shí)內(nèi)容之外。這不僅對學(xué)生正確而深刻地理解物理知識(shí)是卓有成效的，且對形成科學(xué)的世界觀、領(lǐng)會(huì)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(dòng)的電荷，于是它的導(dǎo)電能力也就隨之增強(qiáng)，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(shí)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(huì)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(shí)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(dòng)這個(gè)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(shí)，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(gè)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(shí)，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(gè)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(yùn)動(dòng)在能量的概念上可以得到統(tǒng)一的觀點(diǎn)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(shí)自然和改造自然的有力武器。這一定律的知識(shí)鏈條式地貫串整個(gè)物理教材，生動(dòng)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(dòng)能和勢能（重力勢能、彈性勢能）可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能守恒。又如，在其它力做功的條件下，機(jī)械能和其它形式的能可以互相轉(zhuǎn)化。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，任何形式的能轉(zhuǎn)化為別種形式能時(shí)（例如機(jī)械能跟內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)，或電能和內(nèi)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)……）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(yùn)動(dòng)相對應(yīng)的，因此，能的不斷相互轉(zhuǎn)化表明了物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)不斷地由一種運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為其它運(yùn)動(dòng)形式。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律包括能量轉(zhuǎn)化和守恒兩個(gè)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(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為另一種運(yùn)動(dòng)形式時(shí)能量既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)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(jī)的工作原理”和“直流發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理”時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生深刻理解直流電機(jī)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(gè)統(tǒng)一體中矛盾著的兩個(gè)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(jī)里，當(dāng)動(dòng)力使電樞在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，磁場對感生電流的作用，又阻礙電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)（一般稱為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)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(dòng)就需要用發(fā)動(dòng)機(jī)（例如蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)等）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作（供給它機(jī)械能），動(dòng)力克服磁場對感生電流的作用力作機(jī)械功的過程，就是機(jī)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(jī)里的具體反映。所以說發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的一種機(jī)器。在直流發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)里，給電樞（在磁場中）通直流電時(shí)，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(dòng)；另一方面，與此同時(shí)，電樞在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的過程又產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，出現(xiàn)反電動(dòng)勢，阻礙電流通入電樞（一般稱為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)效應(yīng)）。所以說直流電動(dòng)機(jī)是利用磁場對電流作用的原理把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的一種機(jī)器。在直流電動(dòng)機(jī)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(shí)上，直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)是可逆性的機(jī)器。這就是說，在直流電機(jī)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這一電機(jī)成為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，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(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能；而當(dāng)通直流電于這一電機(jī)時(shí)，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(dòng)機(jī)，同時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象則轉(zhuǎn)化為矛盾的非主要方面，這時(shí)電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，這樣引導(dǎo)學(xué)生弄清了直流電機(jī)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(huì)到電樞里所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢在發(fā)電機(jī)里是產(chǎn)生感生電流的原因（作用為電源），而在電動(dòng)機(jī)里則為反電動(dòng)勢；磁場對電流的作用力的力矩在電動(dòng)機(jī)里是動(dòng)力矩，而在發(fā)電機(jī)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(jī)和電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)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(jī)和電動(dòng)機(jī)的工作原理。

　　教學(xué)實(shí)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(huì)貫通地掌握知識(shí)，這也是培養(yǎng)辯證思維能力的一種有效方法。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]鄭西光．《談電磁轉(zhuǎn)換的機(jī)理及過程》．高職物理．2003，（7）．

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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(bào)．２006，（7）．

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