理想模型法

通過建立模型來揭示原型的形態、特徵和本質的方法稱為理想模型法。把複雜的問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理。有時為了更加形象地描述所要的現象、問題,還需要引入一些模型。

基本介紹

  • 中文名:理想模型法
原理,特點,套用,

原理

英國科學家牛頓曾經通過研究光的直線傳播特徵、光的反射規律,提出了光的微粒學說。他認為光是由光源發出的一系列連續的實物微粒流,這些微粒射到介質的交接面上時就會像球撞到地面上一樣發生反射。牛頓的光的微粒說,就是關於光的一種理想模型,這個模型有利於人們理解和把握光的直線傳播和反射的規律性。和牛頓同時代的另一位荷蘭物理學家惠更斯則鑒於前述交叉光束互不相干等特性的事實,提出了光是波動的理論。
讓鑼與鼓同時發出的聲音在空中傳播、相遇,這對聽聲音的人來說,與鑼、鼓單獨發聲時沒有什麼兩樣;往平靜的的湖面上相距不遠的兩處同時投下小石塊,你會看到水面上的水波紋擴大、相遇、分離的過程,這兩組水波相遇後又分離開單獨傳播的情景與沒有同另一組波相遇時一樣。聲音是波,水波也是波,即使相遇了也互不干擾,仍能“獨立傳播”,這是波具有的特性。因為微粒流在空間相遇時,必然產生相互作用,要它們獨立傳播、互不干擾是不可能的。所以,惠更斯提出了“光的波動說”,他還用波動說解釋了光的直線傳播、反射、折射等現象。可以說,光的波動說同樣也是一種關於光的理想模型。現代的科學實驗和理論揭示了光的複雜的性質,指出光是一種具有“波粒二象性”的特殊的物質。這裡所謂的“波”和“粒”已全然不是惠更斯和牛頓那個時代的含義了。
由於同學們掌握的知識還不太多,更深層的含義暫時還無法解釋,這裡就不多說了。但是可以肯定地說,企圖用我們日常在巨觀世界中的所見所聞去構建光的模型是完全不可能的。儘管如此,科學家們還是不斷地努力探索和研究並試圖建立起只有在微觀世界中才可能存在的光的模型,希望把已知的光的各種性質和行為都納入這一模型中,建立起一種完全、自恰、科學的理論。這種努力在指導人們繼續深入探索光的本性,以及製造新型光源和開闢現代光學新領域諸方面都取得了豐碩的成果。在國中我們學習的光學知識,基本上都是從實驗事實當中總結出來的有關光傳播的規律,並沒有涉及光的本性問題。例如,我們認為光在同一種均勻媒質中完全按照直線傳播的想法,其實就是在忽略了光的波動性這一基礎理論構建起來的“理想情況”。

特點

理想模型法是物理學中經常使用的一種研究方法。這種方法的主要特點是,它把研究對象所具有的特徵理想化,也就是它突出強調了研究對象某方面的特徵或主要特徵,而有意識地忽略研究對象其他方面的特徵或次要的特徵。使用這種方法的根本目的在於,使人們能集中全力掌握研究對象在某些方面表現出的本質特徵或運動規律。事實證明,這是一種研究物理問題的有效方法,也是我們理解有關物理知識的基礎。在光學研究中,常常使用這種方法。我們在黑暗的室內打開兩個手電筒,使兩個電筒發出的光束在空中交叉後射到牆上。你會看到牆壁上有兩個手電筒照出的亮斑,這兩個亮斑的大小和亮度決不會因為光束的交叉而與一手電筒單獨照射時有什麼不同。

套用

光線磁感應線、質點、力的圖示、力的示意圖、彈簧振子、單擺、理想氣體、鋼體、點電荷、電路圖、手搖交流發電機、手搖交流發電機掛圖、將撬棒看做槓桿、原子核式結構模型(行星模型)、連通器中的理想葉片

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