通过宏观现象推断微观现象是什么物理方法

Question

通过宏观现象推断微观现象是什么物理方法

Answer 1

实验法
物理方法有观察法、实验法、类比法、分析法、图像法、比较法、综合法、变量控制法、图表法、归纳法等等
常用的物理方法
实验法
实验法就是利用有关的器材或设备,通过仔细的观察,收集相关的数据,对数据进行科学的处理,得出正确的结论或答案.我们科学研究,特别是物理研究的一种最基本的方法.很多伟大的发明和发现都是在实验中发现的.例如,影响感应电动势大小的因素,就是通过实验去探究.我们用条形磁铁、螺线管、电流表、导线等器材.实验时我们将两导线和螺线管两接线柱相连接,另一端与电流表接线柱连接.实验中先固定其中一个变量,观察另外一个变量,看看感应电动势的大小如何变化.
①先用1 根条形磁铁快速插入或拔出螺线管,电流表指针偏转,但角度较小；再用2 根条形磁铁快速插入或拔出螺线管,电流表也偏转,此时的角度比1 根时大得多.为什么会这样?这是因为当线圈的匝数一定时,两次都快速插入或拔出,可以认为两次的时间都相等；而第二次用两根磁铁,则可以认为磁感应强度B增加了,φ=BS ,磁通量φ增加了,这说明了感应电动势的大小与磁通量有直接的关系.
②我们始终用1 根条形磁铁.实验时,我们先将条形磁铁缓慢插入螺线管中,看到电流表指针偏转,角度较小；再用相同的条形磁铁快速插入螺线管中,我们发现此时电流表指针的偏转角度比慢速插入时更大.当其它条件都相同时,快插入时间短,慢插入时间长.这就说明了时间T 也是直接影响了感应电动势大小的因素.
因此,通过这个实验我们很容易地归纳总结得出结论：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.这就是法拉第电磁感应定律.
分析法
分析法就是研究者用眼睛仔细观察物体的运动情况、状态和过程等表面现象,通过运用大脑的抽象思维能力、逻辑推理能力等,深入揭示物体间,各部分之间内在的、本质的必然的联系,即规律性.并通过定律、定理等,找到解决问题的一种方法.物理学上的分析包括物理量的分析、物理对象的分析和物理过程的分析.
物理对象的分析出现在以下情况：若研究对象是由几个相互联系的物体组成,则可以将其中的一个或几个物体划分出来,单独研究.例如,静力学中研究一个物体的受力情况时,先将物体假想与周围物体隔离开来,按重力、弹力、摩擦力、电场力、分子力或磁场力的顺序分析受力；在动力学问题中,先分析受力后,列出ΣF=ma 再求出a 或其中某个力；在较为复杂的运动中使用动能定理或动量定理时,先将物体隔离,分析出每个力的做功或冲量.
类比法
类比法是人类认识客观世界的一种基本思维方法.所谓类比法是根据两个或两类对象之间在某些方面有相同或相似的属性,从而推出他们在其他方面也可能具有相同或相似的属性的一种推理方法,它不同于归纳、演绎,它是从特殊到特殊的推理方法.历史上,开普勒、麦克斯韦、爱因斯坦等许多著名科学家都曾经对类比法作出过很高的评价.类比法是一种物理学的研究方法,也是一种科学方法论,还是一种非常好的教学和学习方法,在物理学的教学中具有极为重要的地位.
在物理学的研究和发展中,无论是对单个问题的解决,还是某些新概念的建立,乃至未知领域的探究,都渗透着类比思想与方法.类比法的独特性,使它对科学的发展起到积极推动作用,在物理学的研究的发展中占重要的地位.类比法是物理学研究中的一种重要方法.物理学研究没有固定的模式,只能在已有认识的基础上一步一步摸索前进.在科学观测和实验手段缺乏,理论指导和感性认识不足,归纳推理和演绎推理不适用的情况下,类比法则可以充分发挥优势,启发思路,提供线索,指明科学研究的方向,使研究工作少走弯路.例如,1935 年日本物理学家汤川秀树把核力与电磁力相类比,提出了核子通过核力场,由一方放出粒子,另一方吸收粒子而相互作用,并且估算出这种粒子的质量.1974 年,鲍威尔发现了这种粒子的存在,使陷入困境的核力研究又充满了生机.又例如,法国科学家库仑用扭秤测定两带电球间的作用力时,发现两带电球间的作用力的定量关系与牛顿万有引力定律F=G 的数学关系相似,他大胆地把静电力的定量关系类比于万有引力公式而得出静电力F=k,后来被许多科学实验所证实,于1785 年确定为库仑定律.在高中的物理教学和物理研究中,还有替换法、等效法、图像法等方法也是高中物理教学、物理学习中常用的方法.