浅析生活中常见的物理现象

杨骁

【摘要】高中物理知识虽然是通过教材呈现出来，但是其本质却与实际生活息息相关。物理来源于生活，同时利用好物理知识还能够解释和解决生活中遇到的问题，完全运用好物理学知识还可以激发学生的学习兴趣。本文主要介绍了生活中的现象及物理解释，希望这些知识能够激发同学们对物理学习兴趣。

【关键词】物理；生活；应用

一、生活中的现象及解释

（一）山地自行车上的力学知识

山地自行车与普通自行车的明显区别在于其后轮安装的调速器。一般来说，在骑行山地自行车时，以脚下略感觉有力最佳。若感觉脚下过于轻松，则应调至高速挡；若过于吃力，则应调至低速挡。其原理如下：变速器本质上是由数个半径不一的齿轮组合而成的，当自行车手以一定的线速度蹬踩踏板时，齿轮半径越小，由公式v=ω×r可知车轮就被以更大的角速度带动。通过选择与链条咬合的齿轮的半径大小，就可以调节山地自行车的速度了。

（二）液氮冰淇淋上的热学知识

液氮冰淇淋是近年来风靡中国的“网红食品”。传统冰淇淋制造一般是将冰淇淋放置在冰箱或冰柜中冷藏凝固，但是液氮冰淇淋转而采用了将制作冰淇淋的原料与液氮相混合的方式，通过液氮与原料之间的热传导而将冰淇淋迅速冻结。传统冰箱冰柜的冷冻温度大约在零下10℃至零下20℃之间，但液氮的沸点却低至零下196℃。根据热传导的相关知识，系统中存在温度差，便会导致系统内的能量流动产生改变，能量从温度高的一方传导向温度低的一方，温差越大，热传导速率越大，从而加快原料的凝固。

（三）霍尔元件上的电学知识

霍尔元件是一类应用霍尔效应的半导体。将载流导体板放置于一个垂直于其平板方向的磁场中，导体板两侧会产生电势差，这种现象就是霍尔效应。

霍尔效应的本质是导体中定向移动的电子在磁场中受到洛仑兹力的作用向其中某一极偏转，从而使负电荷累积，导致电势下降，从而产生了电势差ΦA、ΦB，同时在导体两极板间产生电场。当电场力与磁场力平衡时，保持稳定的电压。霍尔元件在生产生活中得到了广泛的应用，被用于测量半导体特性、测量磁场、电磁无损探伤等方面。同时，霍尔传感器在家用电器、电气自动化及航空航天中都有广泛的应用。

（四）相机镜头中的光学知识

偏振光是指沿同一方向传播，传播不具有对称性的一类光，也是自然界中常见的一类光。在中学中，通常将太阳光认为是自然光，而玻璃、水面等的反光便是典型的偏振光。而在摄影时，利用偏振光的特性，就可以简单将无用光滤除。一直以来，当科研人员追踪研究海中鲸鱼的习性时常常受到海面反射光的影响。而现在，人类则可以利用采用蓝色偏振光镜头，将海面反光除去，拍摄这些鲸鱼的生活影像。

二、生活中物理知识的意义

（一）霍尔元件的应用

霍尔元件被广泛地应用于电气自动化的设备中。由于其对磁场变化灵敏的感知能力，霍尔元件可以精确地完成各种物理量的监测，并将其转化成电信息传导至电路中。因此，霍尔效应磁敏传感器替代了许多旧型号的传感器，成为了80年代中最具代表性的传感器类型。而在经历三十年来的发展，其技术更是大大改进，早已被引入航天、军事装备及通讯技术之中，如远程导弹及我国“神舟”飞船等，成为军事强国不可或缺的硬件标配。

（二）光的偏振的应用

光在自然界中无处不在，但在日常生活中却可能会为人们带来安全隐患。在黑夜中驾车行驶时，车灯能为我们照亮前方的视野。然而，当两车迎面相遇时，过强的灯光却有可能暂时致盲，导致事故的发生。因此，汽车车灯前常常使用偏振玻璃，以确保车灯发出的光是偏振光，同时在车窗上使用与之垂直的偏振玻璃，如此既不会是驾驶员被来车车灯致盲，也能让驾驶员看清自己的车灯，大大降低了事故发生的几率。 而如今正蓬勃发展的电影产业正是利用了光的偏振才创造了3D电影技术。拍摄时，摄影师利用两台摄影机错位拍摄，在再放映时使每段影像以互相垂直的偏振光投影而出，再借助一副左右偏振角度垂直的偏振片，就使得观众产生了立体的错觉。而近年来新兴发展的全息投影技术也是将偏振应用其中，模拟出真实物体的投影。

三、结语

物理作为一门自然科学学科，是与人们的生活联系最紧密的学科之一。现代物理学支撑着社会的运作，同时也使人们的生活便捷化、多元化。但同时，安全问题也随之而来。因此，怎样应用知识、创新技术，是我们的生活更加便捷化、安全化，也將是人类将来不断探究的课题。随着人工智能的不断兴起，相信在不远的未来，科研人员们一定能够从“物理学”这座矿山中挖掘出更多的宝藏，得到更多的科研成果。

参考文献

[1]张海涛.霍尔效应的应用[N].温州职业技术学院学报，2005，5（04）：26～28，41.

[2]詹姆斯·霍尼伯（director）.蓝色星球II[Z].英国广播公司，2017.