Page 81 - 化学分析与检测技术

第三章 材料模拟技术的应用

的联系起来，起到举一反三、触类旁通的作用切。例如在学习电流的形成时，可
以用电流类比水流，通过类比水流的形成，在水压作用下水流向某一方向流动，
在水管中形成水流，便于理解认识在电压作用下，自由电子定向移动而形成电流。
在学习匀强电场时，可以类比重力势场，很容易理解接受匀强电场的很多性质。

在学习质点和刚体的运动规律时，发现质点做匀变速直线运动、匀变速圆周
运动和刚体绕定轴作匀变速转动的加速度、速度和位移间的关系之间存在类似性。
采用类比法，通过类比质点匀变速直线运动的加速度、速度和位移间的关系，便
于快速掌握质点匀变速圆周运动和刚体绕定轴作匀变速转动的加速度、速度和位

移间的关系。
上述质点做匀变速直线运动、匀变速圆周运动和刚体绕定轴匀变速转动的运
动规律的相似性，有助于理解狭义相对论的相对性原理，即在所有惯性系中，物
理定律的表达形式都相同。

逆向思维法。逆向思维法就是改变原来顺序或向问题的反方向去思考的一种
思维方式。例如 1820 年 4 月 21 日奥斯特为学生上课期间，搭建实验装置时，发
现电线通电流时，旁边的磁针发生了偏转。这一发现激起奥斯特的极大兴趣。思
考之后，他又进行了大量的实验，直到他确信电流可以产生磁场。1820 年 7 月

21 日，奥斯特以论文的形式发表了他的研究结果：电流可以激发磁场。法拉第
基于电生磁，采用逆向思维法，坚信磁场肯定可以激发生电场。于是，法拉第进
行了大量的实验研究，其中一个实验：将长约 62 米的铜导线缠绕在木棍上，铜
导线的两端与电流计相联，然后合上电源开关，发现电流计指针动了一下又回到

0 点。他反复把开关断开、闭合，都发现了相同的现象。根据实验现象，法拉第
提出电磁感应规律。
猜想法。猜想法是物理领域中一种重要的思维方法，有些规律不是科学家们
通过实验来提出或验证的，而是在实验的基础上进行总结、推理和论证的。1864

年英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，采用了猜想法。基于奥斯特电生
磁、法拉第磁生电的研究，麦克斯韦猜想：电生磁、磁生电，这样一环套一环，
向前散播开来，就形成了电磁波。
伽利略惯性定律实验，伽利略将无限光滑的两个斜面相连，让球从左侧斜面

上以一定的高度滚下，发现：不管怎样改变右侧斜面的坡度，小球都会沿斜面上
升到相同的高度。基于此发现，伽利略猜想：若第二个斜面为无限延伸且无限光

·65·