构建物理“模型法”

李陶节

公元前400年，墨子做了世界上最早的“小孔成像”实验（如图1）：在一间黑暗小屋的朝阳墙上开一个小孔，人对着小孔站在屋外，屋里相对的墙上就会出现一个倒立的人影.《墨经》中对此解释道：“景光之人，煦若射，下者之人也高，高者之人也下.”意思是.因为照射在人身上的光线，就像射箭一样，人体下部反射过来的光线，射过小孔，成影在上边；人体上部反射过来的光线，穿过小孔。成影在下边，就成了倒立的像.这是对光沿直线传播的第一次科学解释.

从上面故事中我们可以看出，其中蕴含一种现代的科学研究方法——“模型法”.

“模型法”是物理学中一个重要的研究方法.运用这种方法的目的是为了摒弃次要条件.突出主要因素。对实际问题进行理想化、简单化处理，从而方便对物理本质的研究.在研究光的传播时.用一条带箭头的直线表示光的传播方向和路径.这就是光线.光线是由一小束光抽象而建立的理想模型，有了这个模型。可方便地研究光的直线传播、反射和折射等现象，处理某些复杂的光学实际问题，如小孔成像、影子的形成、日食和月食的形成、平面镜成像、凸透镜成像等.

利用“光线”可以简化墨子的小孔成像实验，如图2.另外，研究光现象时.把光源看成一个发光点，不考虑它的形状、大小及亮度，也是为了便于研究和作图而构建的物理模型.

例1 物理学中用“光线”来描述光的传播路径.关于“光线”，以下说法不正确的是（ ）.

A.光线是实实在在存在的

B.光线是利用物理模型法建立的

C.光线的建立过程是一个抽象的过程

D.光线反映了光沿直线传播

分析：为了描述光的传播情况。我们通常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线.光线是假想出来的.是利用模型法建立起来的，是不存在的.光线的建立是一个抽象的过程.综上所述.只有A项符合题意.

答案：A

学即用，练一练：

1.下列现象中.不能用光的直线传播来解释的是（ ）.

A.不透明的物体被光线照射时.后面形成影子

B.日食、月食的形成

C.平静的湖面上看到山的倒影

D.晚上探照灯的光束照到很远

2.紫金山天文台2009年6月13日通报：2009年7月22日，我国将出现500年一遇的日全食奇观.解释日食现象用的是光的________传播理论.如图3所示，位于地球上A区域的人看到的是日_______食，位于B区域的人看到的是日________食.

参考答案：1.C 2.直线 全 偏

责任编辑 程哲endprint