如何更深入理解物理意義或概念?

時間 2021-05-29 22:59:08

1樓:境者無界

萬有引力真正的物理意義是空間流體的能量守恆,其中有動量通量的轉換,有ur=常數的關係,形成壓差作用。球面衰減只是恰巧吻合,物理上這種表象吻合的現象很多,容易給人以假象。

2樓:

好吧,我只想說一點,公式不是隨便數學變換一下,就有含義的。

F = m a, 和 a = F/m, 都有意義,分別代表力和加速度的定義及含義,

但如果寫成m=F/a的話,含義就很奇特了。如果硬要解釋的話,這表明對同一物體而言,它具有乙個不變數,這個不變數是力和加速器的比值。同時因為是不變數,所以表徵物體的某些特定屬性。

回到lz的例子,反解出M,有啥意義呢?解釋起來,很牽強吧?

3樓:TripleLift

你可曾想過為什麼萬有引力的計算需要兩個質量,因為力是物體間的。而你推算質量卻需要用非物體屬性的量,比如週期,這是不能被邏輯接受的,只是公式推導。公式與模型結合,有乙個基本條件,就是直觀,而非間接。

4樓:Albert Anne

首先,先後順序錯了,m=4π^2·r^3/T^2·G,是克卜勒定律,這個定律在牛頓萬有引力定律之前,牛頓就是根據克卜勒定律三大定律推導出萬有引力定律,而不是相反。

其次,關於萬有引力定律的物理本質,這個就比較複雜了,扯遠了能扯到廣義相對論去,這裡涉及時空本質的問題,簡單說說,引力實際上是一種時空被扭曲的幾何屬性。

5樓:

建議題主千萬不要從影象或者感覺的角度去理解物理規律。物理規律基於實驗,數學公式更多是一種描述方式,可以注重物理實驗過程,比如實驗的設計及研究方法。從前人設計的實驗上去理解定理的推導,感受科學家解決問題的方法和智慧型,也能提高自己的實驗研究能力。

結合實驗更能理解基本定律。

6樓:芃芃不是小柴犬

初步的物理都會顯得異常的具象,可以想象可以繪製可以擁有影象來理解,然而越進入後期越深入越微觀,這些影象就無法再多的提供理解上的Bonus。

諸如Quantum,Statistic Mechanics,這些都是很難用圖形來展示的,唯有公式能夠更好的表達內容。

說到公式和數學,私以為,數學能夠用具體來描述抽象,然後用抽象來展現具象。公式給了乙個很抽象的描述,我們可以簡潔乾脆的利用,而這些公式,無不展現了乙個個事實和真相。

這麼說會比較有漏洞。

數學是物理的重要工具,我絲毫不反對這個觀點,因為大量的物理是構建在數學的總結公式上的。然而數學還有另乙個作用,它能夠為物理引路。數學的發展總是比物理要超前的多,太多的未知領域,太多對這些領域探索的靈感都來自於數學發現。

說了這些,無非也就是想告訴題主,圖形和想象,的確能夠在初期構築你的物理知識體系,然而你依然需要堅定的紮實數學基礎,公式才是根本,影象更多的是一種延伸。

7樓:張振衣

我的看法有些不一樣。

數學是一種概念,用來理解現實。如同理性是一種提煉,用來理解經驗。同樣,公式是一種抽象,用來解釋具象的世界。

所以,並不是用影象來理解公式,而是公式本身是更抽象的更純粹的真理形式。

當我們說到三角形,一般人自然反應下想到的,一定是乙個銳角三角形,它滿足三角形這個概念,但是並不包含三角形的全部形式,所以『三角形』這個概念,比你想的具體的三角形更純粹。

用圖形去理解當然很好,我覺得這是乙個切入點,但也僅僅是乙個切入點而已。

8樓:seis

想起以前初中高中的時候所有數學定理物理定義都要自己正推反推全部算過一遍,然後才會融匯貫通,成績自然也是出類拔萃。然而自從去了大學之後,數學課也是天天逃課, 微積分更是學的一塌糊塗。

9樓:

對於一套理論,物理影象是比公式更本質的東西。

牛頓力學的典型影象是伽利略時空(參見阿諾德的《經典力學的數學方法》),狹義相對論是平坦的洛倫茲時空,廣義相對論是一般的洛倫茲流形。這是理論的根本。

正確的影象才能讓公式make sense。比方說,單單拿出哈密頓力學關於p,q的2n個方程,你根本不知道他們說了什麼東西。但是如果你知道了正確的影象,把物理量想到餘切叢上,就都很清楚了。

電磁理論也是如此,正確的影象(主叢,曲率)不但可以讓你想清楚電磁理論,也可以讓你自然的得到Yang Mills理論。

10樓:白如冰

追求有直觀的理解並沒有錯,但是有的東西僅僅是乙個數學推導出的中間結論沒有明顯的意義;有的東西的確有更深刻的物理意義但是你目前還認識不到。能有影象化的理解固然是好事,沒有千萬不可以強求。因為這個會極大地拖累你學習的進度,對於暫時不能影象化理解的東西先學著接受它適應它。

其實你所面臨的問題貫穿在物理學習的任何乙個階段,相關問題:

如何在自學量子場論時,不迷失在計算中? - 理論物理 - 知乎如何防止學習數學的過程中習慣了知識而不是理解了知識? - 高等數學 - 知乎

我貼這兩個問題當然不指望題主能完全理解他們在說什麼,而是想說明這個問題相當普遍。實際上不止是學生,很多著名的物理學家都曾經因為過分信賴自己建立在以往知識與經驗的基礎上形成的直覺而排斥新的實驗事實、新理論。祝好。

11樓:老道

想象一些影象的東西來代替公式,確實在起初更容易理解,但是進入到後期,公式概念沒有那麼直觀的時候就會成為障礙,所以這種方法入門的時候還可以,千萬別依賴

12樓:

沒學微積分當然理解不了啦,以十萬年前停止進化的大腦期望理解宇宙很很很很很困難,如果抱著這樣的想法,去到相對論階段基本會向暴躁的方向發展。

所以,先學好數學吧。

13樓:

看你的問題,我想你是並沒有理解物理這個學科是幹啥的。

宇宙是由數學和物理組成的,實際上本質還是數學,物理只是告訴你什麼時候該用什麼數學。

這樣就很好辦了,物理公式就是反應不同量之間的數學關係,然後根據不同的條件下變形出的任何公式都不奇怪。過於拘泥於形象,你會在學習過程中吃大虧的。

PS:我老師教我萬有引力時只給了兩個公式:

GMm/R∧2=mg;

GMm/R^2=mg'。

基本上這兩個公式可以做到高中階段萬有引力定律部分全解(大學階段能不能我已經忘了)

其他全是運算過程中數學變形出來的,我認為沒必要記憶,也沒必要理解,畢竟數學關係。

14樓:Patrick Zhang

來回答第三個初中生的物理問題。

回答初中生的物理問題特別難:一者不能隨意發揮,二者要兼顧可讀性,所以前面兩個回答被我刪掉乙個,期望這個能保留。

我們來看二次函式,將函式的右邊等於零,由方程求的:

這裡的很有意思。我們當然知道,當大於零時方程有兩個不相等的實數根,當等於零時方程有兩個相等的實數根,而當小於零時方程無解。

在初中的數學中應當就是這麼理解的。

到了高中,我們學習了虛數,於是當小於零時,我們知道了方程的解是複數。若我沒有記錯,似乎高中的物理中複數來解釋力學現象和電磁現象。從此,複數也就有了物理意義。

等我們上了大學,在讀電路原理時,會用到一種數學工具,叫做相量。相量不是向量或向量,它是專門用來求解電路問題的乙個特殊工具。在這裡,交流電壓和交流電流就用相量來表示,並且有複數形式。

那麼它的物理意義又是什麼?

我們在中學物理中知道,力是向量,位移也是向量,它們的乘積再乘以夾角的余弦,也即它們的向量點乘之積是標量,也即功。

我們還知道,力是向量,力臂也是向量,它們的乘積再乘以夾角的正弦,也即它們的向量叉乘之積是向量,也即力矩。

但我們用電壓相量U點乘電流相量I,得到的是功率P,是標量;用電壓相量U叉乘電流相量I,得到的是無功功率Q,也是標量。

由此證明,相量不是向量。

這裡的物理意義是什麼?估計對於中學生來說,可能就很不好理解了。

當我們學習自動控制原理,或者來到職場從事於自動控制工作,我們會遇見控制物件的傳遞函式,傳遞函式是用復平面的復變函式形式來表達的,在這裡,複數的函式也即復函式已經成為我們日常工作的基本工具,反而實數函式的形式要麻煩得多。

圖中的函式式是復平面下的形式,它的影象當然也是復平面下的曲線,還不如看表示式和實際受控物件來的更自然。

通過以上這些範例,我們看到了什麼?從一元二次方程的解推出的虛數和複數,是如此重要,甚至會成為我們學習和工作的最常用數學工具。公式分析,則是最重要的基本方法之一。

記得愛因斯坦對一位小女孩說過一段話,大概意思是:知識面就是乙個圓。年紀越小圓也越小,圓外的未知世界也越少;年紀越大圓越大,圓外的未知世界也就越多。

對於初中生來說,理解公式依靠影象來輔助,但將來進入了大學和職場,我們會發現,理解公式並不一定非要影象不可。有時,公式能表達的內容,影象都不一定能完整地表達出來。

有乙個感覺,讀物理就是在了解大自然的奧秘,解讀宇宙演化的深奧規律。

因此,公式和影象有時並不一定存在對應關係。例如愛因斯坦的質能公式、麥克斯韋的電磁方程組,用影象來表達反而多餘。

總之,對於初中生而言,還是讀好自己的課本,一步步地學習這些知識為好。

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