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课本上多处出现“物理量”这个词。例如,本节课文中就出现温度是表示物体冷热程度的物理量。那么,什么是物理量呢?
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大自然充满了运动的物质和物质的运动,这就是我们在前面“八个学习理念”中,提到的大自然与生俱来的物质性和运动性的表现。
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自然中的物质与运动,常常以形态、运动形式和量值等方式来表现它们的存在。其中的量值,往往反映的是物质与运动中最本质的东西。
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因此,科学家开尔文说:“当你能够量度你所说的东西,并且能用‘数’来表示,那你就对它有所了解了,如果你不能量度而且不能用‘数’来表示它,那你的知识便是贫乏的和不能令人满意的。”
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在物理学中,把反应物质与运动中那些最本质的量值,统称为物理量。
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大凡物理量都是有名称的,物理量的名称就是我们通常所说的物理概念。例如,表示物体冷热程度的物理量的名称,就是温度。
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其实,物理这门科学从某种意义上也可以讲,它是科学家们在寻找物理量,并发现物理量之间关系的一门科学。
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2.物理学中常数的意义到底在哪里?
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物理学中,把自然中那些非常重要的不变的量值,称作常数。在初中物理中遇到的常数只有几个,例如,自然中的光速299792458m/s;自然中的温度最低点-273.15℃以及0。它们意义分别如下:
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当物质运动接近或达到光速时,时间和空间的性质将发生质的变化。
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例如,当时间不再是与其外界事物无关而均匀流逝,空间也不再是与外界事物无关而永恒不变时,那么,牛顿等科学家创立的经典物理学就不再适用了,取而代之的便是科学家爱因斯坦创立的相对论。
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当物质的温度接近或达到-273.15℃时,物质的性质将发生质的变化。
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例如,汞(水银)在4.2k,即-268.95℃时,其电阻将突然降至为零。
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物理学中的“0”,并非是“无”,它代表守恒状态或平衡状态。
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例如,物体受到合力为“0”时,那么,物体处于静止或匀速直线运动两种平衡状态或守恒状态。
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又例如,物体内部正负电荷数相等时,即正负电荷相互作用为零时,物体处于不显电性的静电平衡状态。
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可见,常数具有维持物质在较大范围内运动与变化秩序的功能。
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上述事实说明了“真理既是绝对的,又是相对的”和“量变到质变是自然中事物变化的普遍规律,变中有不变,不变中有变,变与不变是对立的统一体”,以及“事物总是在否定之否定中前进”的自然哲理。
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3.什么是温标?
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温标指科学家们所制定的测量温度的标准,就是测量温度的单位。
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4.课外阅读资料。
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建议阅读“制定温标的第一人——华伦海特”“重新制定温标的摄尔修斯”以及“76岁高龄的研究生——开尔文”三个资料。
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从这三篇资料中同学们不仅会了解到历史上制定与修订温标的过程以及发明酒精温度计的人是谁,还会了解到这三位科学家的主要贡献以及他们是怎样做人、做事和做学问的。
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同学们在阅读本书中科学家的简介时,并非都要一一弄懂他们所研究东西,重要的是了解他们曾想了些什么、说了些什么和做了些什么,进而学习他们的科学思想、科学精神、科学毅力、科学态度和科学习惯。
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课外阅读资料
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