Page 80 - 化学分析与检测技术

化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques

获得更为全面的、准确的结果，具有降低材料研究人力、物力等成本的作用，同
时能解决材料研究中无法直接试验研究的复杂问题。综上所述，物理模拟技术在
现代材料学及其他学科中具有较高的应用价值，其应用范围正在随着物理模拟技
术自身的发展而迅速扩大，成为现代材料研究的重要手段。

二、物理领域研究方法

模型法。模型法就是通过建立物理模型来研究物理的一种思维方法，例如卢
瑟福模型（或称行星模型、太阳系模型）是物理科学家欧尼斯特 • 卢瑟福建立的
原子模型。1909 年，卢瑟福带领的科研团队通过卢瑟福散射实验，成功证实了

原子核位于原子中心处。从此，约瑟夫 • 汤姆孙倡导的梅子布丁模型（又称枣糕
模型）被推翻。卢瑟福散射实验表明：大多数的质量和正电荷，都集中于一个很
小的区域（称为原子核），原子核的外面被大量的电子环绕着，类似于太阳周围

有行星环绕着，并进行着规律性运动。
另外，弹簧振子和单摆均为典型的理想化物理模型。弹簧振子是一个不考虑
弹簧的质量、振子的大小和形状、忽略摩擦阻力的理想化的物理模型。该理想化
模型的建立，使得研究简谐振动的运动规律简单化。单摆是另一种理想化的物理

模型，它由质量不计的摆球和不可伸缩的摆线组成。摆球的选取要求其密度较大
且球半径比摆线的长度小得多，满足此条件才可以将摆球理想化成质点，摆角需
要满足小于 10°。单摆被应用于准确测定时间（摆钟），也被用来测量重力和
重力加速度的变化。例如，牛顿利用单摆证明了物体的重量与其质量成正比。直

到 20 世纪中期，单摆依然是测量重力的重要仪器。天文学家里希尔（与惠更斯
同时代）曾将摆钟从巴黎携带到南美洲法属圭亚那，发现每天慢 2.5 分钟，经过
精密校准，回巴黎时又快 2.5 分钟。
等效法。等效法是实验物理中常用的思维方法。在实验过程中，将难处理的

问题转化成易处理的问题，将一个物理量用另一种物理量来代替，并确保实验结
果相同，此方法即为等效法。例如，电路中有若干个并联电阻，可以把并联电阻
等效为一个大电阻。等效法也常被用于串联电路中，将多个串联电阻等效为一个
电阻。实验物理使用等效法的目的是将复杂的问题简单化，便于我们处理复杂电

路中电压、电流和电阻之间的关系。
类比法。在识别物理概念时，比较某一点相同或相似的事物，把知识点有效

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