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大學物理學理論與實踐論文
摘要：大部分同學都感覺物理學難學，其主要原因是物理學理論較抽象，公式難記憶，需要憑借想象的東西較多。本文作者通過幾個與聲學傳播相關的實例，展示了物理學知識的無處不在，即使走在路邊，也可以結合實際情況，不斷復習鞏固物理學知識，展現物理學的魅力，從而達到理論與實踐相結合，學習與應用想映襯。這對消除學習者對物理學學習的恐懼心理，幫助同學們認真學好物理學知識，具有一定的指導性意義。
關鍵詞：物理學；路邊；聲波；傳播
從中學到大學，有相當一部分同學都深有體會地感到物理學難學。主要是其理論抽象難懂，公式定理較難記憶和難理解，需要想象的東西較多。因此，一方面，為了高考或在大學里學習與物理相關的學科，如通訊、電子類和能源類的專業，不得不選學和選考物理學。另一方面，在學習中，還要花大量的時間來做高難度的物理學習題作業，鞏固所學知識，但真正到考試的時候還不見得能夠考好，在現實生活中也不見得能用好物理學的相關知識。在大學的學習中，同樣面臨著這樣類似的問題。有部分同學，只要聽說物理課，就感到一陣恐懼，高深莫測，感到只有像愛因斯坦那樣絕頂聰明的人，才有可能學好物理學。其實，大家只要在平時注意觀察，留意我們身邊的小事，適當聚集身邊的物理學實例，上課認真聽講，下課積極實踐，并認真分析其中包含的物理學原理，還是能夠幫助我們將物理學學好的。現就我們日常生活中的一些路邊小事做一些分析，希望對同學們學好物理學知識有所啟發和幫助[1][2][3]。
一聲波的直線傳播與反射原理應用
當你在一片空曠而又平坦的草地上或道路上散步，如果你的周圍沒什么高大的物體。例如樹木或建筑物等，那么你放開嗓子大喊一聲，你會發現你幾乎聽不到回升，你遠方幾百米的同學或朋友也很難聽清楚你的喊話。但是，如果你是在一個山坳里或周圍有些建筑物或樹木，或在較長的樓道里，你喊一聲，那么，幾十米甚至幾百米遠的同學或朋友就能聽到你的聲音，且比較響亮。為什么呢？在你平時的行走或游玩的過程中，你可能會經常這樣做，但你想過沒有，這其中包含著什么物理學原理呢？你能否寫出幾個相關的物理學公式來做些定性或定量的解釋呢？如果你能這樣認真地做了，那么你就達到了學以致用，復習物理學功課的目的了，自然對你的物理學知識是一種很好的鞏固，對你的水平是一種提高。利用物理學知識對上述現象的簡單解釋是：當周圍較為空曠時，聲波直線向前傳播，因為幾乎遇不到障礙物，所以，聲波幾乎無法反射回到發聲者的耳朵里，自然就很難聽清楚了；而當人在山坳里或樓道中喊話時，人發出的聲波傳到周圍的大山、樹木或墻壁上，根據物理學的波反射原理，入射角等于反射角，聲波自然地通過折線方式向前傳播，在前方遇到障礙物時，再反射回來，因此，發聲者就能夠聽到較好的回聲。通過這樣的簡單分析，我們就可以簡單地復習聲波的直線傳播和波的反射原理了，同時也復習了其它知識，這無形中就是對自己能力的一種提高，同時也達到了學以致用，理論與實際相結合的目的[4][5]。
二汽車的喇叭聲為何不一樣
當你走在公路或道路旁，這時，一輛一直按喇叭的汽車從你身邊開過，如果你是一個細心的人，你會發現，在汽車開過來時、汽車經過你的眼前的過程中和汽車開過去這三個階段，你聽到的汽車喇叭聲是不同的，這種現象，我們幾乎天天都要遇到，但很少有人認真思考過其中的物理學原理的應用。這其實就是物理學書中講到的多普勒效應的具體應用。根據奧地利物理學家多普勒(C.Doppler,1803-1853)的研究，當觀察者不動或其運動速度與波源運動的速度相比很小時，而波源（在這里就是鳴喇叭的汽車）相對于介質（在這里就是空氣）以速度v運動時，假設喇叭發出的聲波的頻率為f，聲波傳播速度為u，則經過推導，可以發現當汽車鳴喇叭開過來時，觀察者接受到的聲波頻率為這就是說，當這輛汽車從我們面前經過時，在汽車即將到來時，聲波的頻率高，汽車經過我們之后，頻率變低，二者相差60.96Hz，我們的耳朵可以分辨出這個汽車喇叭聲音的不同就是這個Δf形成的。同時，根據公式（1）和（2），如果汽車靜止或運行的速度幾乎趨近于零，也就是可以認為sv近似為零，那么我們可以從公式（1）和（2）發現，頻率f1和f2近似相等，這也就是說，當這種速度的汽車經過我們的旁邊時，我們就感覺不到汽車喇叭聲音的區別了，你可以自己試一試。這里雖然是以經過我們身邊的汽車喇叭為例，但在實際應用上，現實生活中有許多這種類似的現象，如突然快速開過來的不鳴喇叭的汽車或其他車輛的噪聲，也有類似的道理。這種對行走在路邊觀察到的多普勒現象的簡單分析，可以幫助我們鞏固許多物理學的基本概念，復習相關公式，了解理論與實踐的具體結合和應用。在現實生活中，根據這種多普勒效應，已經制造成了許多真實的儀器設備，如高速公路中的測速雷達，監視人體內血液流動的相關醫療器械等等。
三進一步的思考
為了學習，我們甚至還可以從公式（1）和（2）再進一步擴展我們的想象，例如，為什么有些人，如電臺或電視臺的播音員的聲音很好聽？聲音圓潤？有些歌唱演員的嗓子好，唱的歌好聽？除了歌曲本身的旋律優美，歌詞寫得好以外，其演員的自身先天素質，也就是嗓子很重要，所以就有“金嗓子”這個名詞，再進一步，什么是金嗓子呢？它與一般的嗓子又有什么不同呢？這個問題，用物理學的語言來講，就是某人的嗓子發出聲音的頻率問題，其父母給的發音結構，使其能夠發出合適頻率的聲音，所以，他的歌聲就好聽，當然，好的歌聲還需要其他因素。所以，只要你肯思考，知識都是相互鏈接的，抓住一點深入下去，就會復習許多物理學知識，同樣，人們的發明創造也是如此這般的逐漸形成的，沒有那個人是突然一拍腦門想出個天大的問題的[6]。
四結束語
物理學知識的應用無處不在，只要我們做個有心人，就是走在路邊上，或散步或外出辦事，甚至坐在交通工具上，也能很好地學習和復習物理學知識，一方面，達到學以致用，理論與實際相結合的目的，另一方面，可以讓我們回憶所學物理學理論知識、相關概念和公式，鞏固課堂所學內容，當我們想不起來相關公式概念時，還可以督促我們，抽時間有針對性地去復習鞏固所學知識，同時，處處做個有心人，留意物理學知識的應用，對將來自己的成長，工作中的發明創造，發現問題，解決問題能力的培養都是一個很好的鍛煉和培養。
參考文獻
[1]馬文蔚,解希順,周雨青.物理學[M].第5版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]陳乾,戴玉蓉,錢鋒,熊宏齊.課內外相結合引導低年級學生自主研學[J].實驗室研究與探索,2011,30(10):303-305.
[3]楊宏偉,許恒譽.球形物在粘滯液體中運動的數值模擬實驗[J].教育現代化,2017,4(7):118-119.
[4]陳惠敏.大學物理實驗與學生創新能力的培養[J].教育教學論壇,2012(3):38-39.
[5]楊宏偉,高翔,邵圣杰,胡欣瑞,許恒譽.液體深度測量裝置及實驗設計[J].實驗技術與管理,2017,34(7):69-71.
[6]楊宏偉,劉玉潔.農林高校物理專業教學力量的調查與思考[J].中國農業教育,2017(3):52-57.
[7]張強,李含.大學物理實驗教學模式的探討[J].教育現代化,2017,4(32):115-116.
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