物理学中的“换位思考”

武嘉宣

摘 要：物理问题的解决方法通常不是唯一的，一个看似复杂的问题如果不拘泥于传统刻板的思维模式，而是利用其它領域的相似知识去建立联系，往往会产生意想不到的结果，更能启发我们对物理学有一个更加新颖、全面的认识。文章重点讨论了天体物理学与光学、天体物理学与热力学和一般弹性碰撞与洛仑兹变换下的弹性碰撞问题这三种基本模型中的共性。

关键词：天体物理；光学；热力学；弹性碰撞；共性

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0212-02

0 引言

物理学作为一门基础的自然科学，研究的是物质本身最基本的结构、最普遍的相互作用状态、最一般的运动规律以及基于此所使用的实验手段和思维方法，被誉为“万物之理”。在物理学学习过程中，对物理知识进行共性辩证有利于对物理概念全面透彻的理解，丰富物理学内涵，进而实现物理知识的正向迁移[1]。因此，在物理学研究过程中对事物内在联系进行把握，探索不同物理现象中共同的规律与本质具有重大意义。文章从天体物理学与光学、天体物理学与热力学和一般弹性碰撞与洛仑兹变换下的弹性碰撞问题三个角度，综合考虑天体物理学、光学、热力学和一般力学等方面探讨了物理问题的共性特征，以期对物理学研究具有更深层次的认识与理解。

1 天体物理学与光学

1.1 椭圆的光学性质的思考

对于二维平面中的光滑椭圆，在光学中有这样的定理：从椭圆的一个焦点发出的光线（路径在椭圆所在平面中）经过椭圆内壁的镜面反射，其反射光线必经过椭圆的另一个焦点。如图1所示[2]，由光的镜面反射定律可知反射角等于入射角，若想证明这个定理，只需证：过椭圆上一点P做椭圆的切线，其法线平分∠F1PF2（其中F1、F2为椭圆的两个焦点）。若运用传统的数学模型去解决会十分复杂，于是我们可以寻找其它更加合适的物理模型。

4 结论

物理学习，格物致知，物理学中的共性远不止上述所提的三类。精确把握物理现象间的规律，并寻找其间的联系，会让我们在探索求知的道路上事半功倍，对物理具有更深刻地理解。

参考文献

[1]李桂华.物理概念教学中的共性与个性的辩证统一[J].新课程（教研），2011，（4）：167.

[2]王皓瑜.椭圆的光学性质在解题中的应用[J].中学数学，2018，（11）：76-77.

[3]王信茁.论行星在两个固定大质量天体作用下运动轨迹椭圆特解[J].物理通报，2018，（S1）：104-108.

[4]天津大学物理化学教研室.物理化学（第五版上册）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[5]杨文熊.开放系统中的热力学第一定律[J].自然杂志，1984，（10）：770-772.