《近代物理实验》课程教学课件（实验讲义）相似理论

近代物理实验相似理论

-相似理论 近代物理实验

科学研究的任务科学研究的任务就在于揭示自然界已存在的客观规律。人们无法改变自然界存在的各种客观规律，但能够通过对自然界内在规律的认识来能动地改造世界，使其为人类的生存和发展服务。为了揭示自然界存在的客观规律性，一般采用两种研究方法1实验研究方法2理论研究方法

一 、 科学研究的任务 科学研究的任务就在于揭示自然界已存在的客观规律。 人们无法改变自然界存在的各种客观规律，但能够通过对自然界内在规律 的认识来能动地改造世界，使其为人类的生存和发展服务。 为了揭示自然界存在的客观规律性，一般采用两种研究方法 1 实验研究方法 2 理论研究方法

实验研究方法的特点1哥白尼太阳中心说2开普勒行星运动定律3伽利略惯性原理4牛顿万有引力定律行星R-对任意与太阳天ENK扫过相mr太阳mm2F=GKR2AB

实验研究方法的特点 1 哥白尼 太阳中心说 2 开普勒 行星运动定律 3 伽利略 惯性原理 4 牛顿 万有引力定律

实验研究方法的特点1可以得到对客观物理过程本身的直观、真实的感性认识2实验可以发现新的现象，能得到大量定性和定量的资料供人们分析思考，并通过这一过程得出规律性的结论。3实验方法所建立的规律具有一定的近似性和局限性实验定律只在一定参数范围和一定限制条件下才能应用，无法真实反映客观事物全貌4实验费用、实验条件的不足、多种参数不容易检验

实验研究方法的特点 1 可以得到对客观物理过程本身的直观、真实的感性认识。 2 实验可以发现新的现象，能得到大量定性和定量的资料供人们分析 思考，并通过这一过程得出规律性的结论。 3 实验方法所建立的规律具有一定的近似性和局限性 实验定律只在一定参数范围和一定限制条件 下才能应用，无法真实反映客观事物全貌 4 实验费用、实验条件的不足、多种参数不容易检验

理论研究方法的特点1理论研究普遍性和预见性麦克斯韦的电磁场理论不仅能够解释电现象和磁现象之间的关系，而且还能预言电磁波的存在及其传播速度。在这个理论指导下所进行的实验，完全证实了这种见解及理论计算的正确性。2理论研究费用少，能提供比较完整的资料3理论研究方法所得结果是近似的，是理想情况下抽象出的物理规律。4理论研究通常需要数学来描述，对于很多复杂的现象，很难列出描述他们的微分方程，即使列出微分方程，也无法求解

理论研究方法的特点 1 理论研究普遍性和预见性 麦克斯韦的电磁场理论不仅能够解释电现象和磁现象之间的关系，而且还能 预言电磁波的存在及其传播速度。在这个理论指导下所进行的实验，完全证 实了这种见解及理论计算的正确性。 2 理论研究费用少，能提供比较完整的资料 3 理论研究方法所得结果是近似的，是理想情况下抽象出的物理规律。 4 理论研究通常需要数学来描述，对于很多复杂的现象，很难列出描述 他们的微分方程，即使列出微分方程，也无法求解

相似理论的产生单纯的理论研究方法和实验研究方法都有一定的缺点，这促使人们去创造一种新的研究方法。这种新方法的特点是，既可以避免数学方法的困难，又可以使研究结果更具有普遍意义。相似理论正是在这种客观需要的推动下产生和发展起来的。相似理论理论研究实验研究相似理论是把数学分析和实验研究结合起来的桥梁。“自然规律要用数学语言来记录”伽利略

相似理论的产生 单纯的理论研究方法和实验研究方法都有一定的缺点，这促使人们 去创造一种新的研究方法。这种新方法的特点是，既可以避免数学方法 的困难，又可以使研究结果更具有普遍意义。相似理论正是在这种客观 需要的推动下产生和发展起来的。 相似理论是把数学分析和实验研究结合起来的桥梁。 理论研究 实验研究 相似理论 “自然规律要用数学语言来记录” -伽利略

实际工程问题：飞机太大，不能在风洞中直接研究飞机原型的飞行问题；昆虫的原型又太小，也不宜在风洞中直接进行吹风实验，我们更希望用缩小的飞机模型或放大的昆虫模型进行研究最关心的问题就是从模型的实验结果所描述的物理现象能否真实再现原来物理现象？如果要使从模型实验中得到的精确的定量数据能够准确代表对应原型的流动现象，就必须在模型和原型之间满足一定的相似性

• 飞机太大，不能在风洞中直接研究飞机原型的飞行问题； • 昆虫的原型又太小，也不宜在风洞中直接进行吹风实验； • 我们更希望用缩小的飞机模型或放大的昆虫模型进行研究。 • 最关心的问题就是从模型的实验结果所描述的物理现象能否真实再现 原来物理现象？ • 如果要使从模型实验中得到的精确的定量数据能够准确代表对应原型 的流动现象，就必须在模型和原型之间满足一定的相似性。 实际工程问题：

相似理论自然界和工程中各相似现象相似原理的学说相似理论主要应用于指导模型试验，确定“模型”与“原型”的相似程度等级随着计算机技术的进步，相似理论不但成为物理模型试验的理论而继续存在，而且进一步扩大应用范围和领域，成为计算机仿真”等领域指导性理论硬件发展面向过程单核处理器多核处理器多个节点集群基于GPU计算机器语言高级语言汇编语言面向对象

相似理论 自然界和工程中各相似现象相似原理的学说 相似理论主要应用于指导模型试验，确定“模型”与“原型”的相似程度、 等级 随着计算机技术的进步，相似理论不但成为物理模型试验的理论而继续 存在，而且进一步扩大应用范围和领域，成为计算机“仿真”等领域指 导性理论 单 核 处 理 器 多 核 处 理 器 多 个 节 点 集 群 基 于GPU 计 算 硬件发展

如何描述相似？白岩松，央视主持人，主持《新闻汪峰，中国大陆摇滚歌手、音周刊》、《感动中国》、《新闻乐创作人、作词人、作曲人1+1》等节目，以其轻松、快乐、富有趣味的主持风格，深受观众喜欢

如何描述相似？ 白岩松，央视主持人,主持《新闻 周刊》、《感动中国》、《新闻 1+1》等节目，以其轻松、快乐、 富有趣味的主持风格，深受观众 喜欢。 汪峰，中国大陆摇滚歌手、音 乐创作人、作词人、作曲人

如何描述相似？菜赫·卡钦斯基雅罗斯瓦夫·卡钦斯基(波兰前总统)(波兰前总理）

如何描述相似？ 莱赫·卡钦斯基 （波兰前总统） 雅罗斯瓦夫·卡钦斯基 (波兰前总理)