浅析模型在中学物理教学中的应用(2)
1. 关于物理模型
1.1 理想模型和过程对物理学的发展具有重要作用
物理学的发展过程通常表现为发现新现象，解释新现象，而物理学家在从感性认识到理性认识的过程中，常常通过模型方法来进行 。1684年和1685年，牛顿分别用微分和积分证明了反平方引力时行星轨道为椭圆。并提出地球对月球的引力大小与地球质量全集中在地心上的一样的设想，从而引入质点的概念。指出具有质量的物体或其一部分，当其线度小到可以忽略时，可将其看成空间的一点。
在这一史例中，行星绕日运动的规律首先被开普勒总结出，抓住各行星独立绕日运动的主要特点，突出行星质量远比太阳质量小，这样就略去了太阳的运动和各行星间的干扰。换言之，开普勒的简化模型为一质点在引力作用下运动。后来，在同样的简化近似下，牛顿才可将月球绕地球与行星绕日相提并论。利用模型便于推广，牛顿很自然地便由此得到了万有引力的假设。他更创造性的根据引力定律考虑太阳系多体相互之间的运动，用微扰法将各行星间的作用进行处理，得到更精确的模型 。
此外，例如人们是从实际气体开始对气体状态变化过程进行了大量的研究却不能得到想要的结果。但是，在温度不太低（一般不低于室温），压强不太高（一般不高于几十个标准大气压）的情况下，一般实际气体，如空气、氧气、氮气、氢气、氦气等，可以视为理想气体。然后保持气体的质量一定这一条件，通过推理、归纳，得出了三个状态参量在变化过程中相互依存、相互制约的规律，构建了理想气体状态方程模型。为了进一步深入研究气体状态变化过程，又得出了范德瓦尔斯方程，对气体的压强、体积做了修正，这是更逼近真实气体的理想模型。又如，对物质微观结构的研究，从分子运动论模型到原子核式结构模型，再到层子模型，逐步加深了人们的认识。这些表明，描述性模型是可以修正和推行的，能解释或预言新的物理现象和规律。很多的物理概念和规律的得出都用到了有关理想模型的知识 。
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