文档介绍：物理实验中的摸拟法—物理论文
Arial, Helvetica, sans-serifn＞物理实验中的摸拟法浙 江临海师范 李宏远11月7日 模拟法是通过设计与原型 （自然现象或过程）相似的模型，并利用该模型来间接地研 究原型规律的方法。它随着生产和科学技术的发展而发展， 是人类认识世界和改造世界最基础的方法之一。此法应用于 物理教学可使事过境迁或稍纵即逝的自然现象或过程在实 验室重视，可将现象简化或进行时空的放大、缩小，可对那 些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状态的系统进 行研究。特别是解决那些尚无简单有效的仪器可演示的实 验，模拟法则成了一种重要的辅助手段。
物理实验中的模拟法，根据其特点主要主功能，并结合 本人教学实践，分为以下四类。
一、对象模拟
用放大或缩小了的，相似的，而又能反映事物某方面规 律的客观实体来代替研究对象的方法叫对象模拟。
对象模拟的设计思想主要在于下述两种情况：其一是为 了突出客观实体的主要矛盾和本质特征，摒弃次要的非本质
因素，使研究对象从客观实体中直接抽象出来。如物理中的 多种理想模型，以及天体运动模型，微观结构等几何相似模 型。在研究二极管的单向导电性时，我在实验基础上，运用 对象模拟法，用自行车气门和进水阀门来模拟单向门。如此, 不但加深对“单向性”的认识，而且激发了兴趣，开阔了思 路。其二是为了解释某些行为和特征而建立起来的模拟。如 地球因自转而产生的科里奥利力比较抽象，在地理课中亦有 提及。我们不妨取一只旧的橡皮蓝球（或地球仪）来模拟地 球自转，然后将红墨水从上往下滴落在转动的“地球”表面。 此时即可明显看到水痕西边呈扩散状，从而令人信服的说明 北半球南流冲刷西岸这一自然现象。
二、物理相似模拟
在科学研究和工程技术的许多领域中，人们常常希望利 用模拟试验来代替对实际现象的研究，以便使我们可能在一 定程度上预言某些在目前尚无法达到的条件下出现的情况。 例如用水代替石油研究其在管道中的运动，把设计好的收音 机缩小成模型放在风洞中试验其特性等。其特点即模拟与原 型遵循同样的物理规律，故称为物理相似模拟。
物理实验教学中的“失重和超重模拟实验"，“萝卜"马 德堡半球，帕斯卡裂桶，用带电的肥皂泡在竖直电场中的平
衡进行“密立根油滴实验”的模拟，以及十分壮观的“可乐 瓶水火箭”等，均是物理相似模拟的范例。
海市蜃楼是一种罕见的自然现象，教学中一般只作介 绍，至多不过看看录像，不能满足学生的好奇心和求知欲， 如果能在实验室加以模拟，则不仅可激发学生探求自然奥秘 的浓厚兴趣，还可加深对有关知识的理解。首先，我们可以 在三面透明的玻璃箱中放入若干白糖而不加搅拌，使糖水造 成折射率随深度而变化，而最大折射率出现在含糖较多的容 器底部，以此来模拟大气折射率随高度而变化。（如图1）当 用氮氟激光光束从侧面射入此溶液时，即可看到光束弯曲现 象。然后再如图2作海市蜃楼模拟，使之起到突破时空限制, 重视自然奇景之目的。图2中（1）液化汽灶，（2）铁板带 沙，（3）半透明纸，（4）台灯，（5）小景物，（6）蜃景。
三、过程模拟
把具体物理过程纯粹化、理想化，并根据其本质特征而 设计的一种模拟叫过程模拟。其特点是过程简化，易于控制。
气体压强的分子运动论观点，通常采用雨滴打伞面来类 比。这种大量