量子力學定態的概念

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量子力學定態的概念范文第1篇

因而在量子物理學中，時間的引入導致了許多重要而有趣的現象，光譜區域、共振和平衡態，量子混合，動態穩定性和不可逆性和“時間之箭”均與量子物理學中的時間衰變有關。這本書致力于為量子物理學中的漸近的時間衰變的相關概念和方法提供清晰而準確的闡述。

本書內容共6章：1.單粒子量子力學的數學和物理背景知識；2.自由波包的傳播和漸近衰變：靜態相位方法和van der Corput方法；3.類時間衰變和光譜特性的關系；4.一類稀疏勢模型的時間衰變；5.共振和準指數衰變；6量子力學和經典力學的連接：無限自由度的量子系統。

本書作者均來自巴西圣保羅大學。本書適合于學習數學物理或量子理論的學生和相關研究人員。

量子力學定態的概念范文第2篇

關鍵詞： 氫原子光譜 能級結構 量子化

氫原子能級結構屬于高中新課標選修模塊，這一部分的內容是現代科學理論的開端和基礎，體現了人類認識自然規律的科學思想、科學方法。學生學習這一部分的知識，難點在于觀念的局限，從連續性到量子化的觀念更替。如果僅僅是為了學習氫原子能級結構知識，推知原子結構，那么可以從氫原子的薛定諤方程解出能級公式，由此描述氫原子的結構和運動情況，解釋氫原子光譜。這更直接，但學生無法接受，難以理解。學生在生活實踐中、在經典物理的學習中形成了根深蒂固的連續性觀念，在這個觀念的基礎上建立了一套因果律的思維方式，習慣于形象直觀的物理圖像描述，又沒有統計物理學的知識，能級結構反映的量子化觀念顯得突兀，難以一下子理解原子內部的結構和運動情況。因而課標要求，通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結構，重視物理研究的過程，在探究和學習過程中逐步建立起量子化的新觀念和新思想。

1.由氫原子光譜推測能級結構

氫原子光譜有連續譜和線狀譜，線狀譜由經驗公式描述

=R［-］ （1）

此式稱為廣義巴爾末公式，是氫原子發光的波數。光量子論是確定的理論，愛因斯坦的光電效應理論解釋，提出光能量總是一個單元的整數倍，這個能量單元為hv或hc，稱為光量子。如果把廣義巴爾末公式兩邊乘以hc，得

hc=hv=- （2）

（2）式左邊是光子能量，右邊必然也是能量［1］。右邊是兩項之差，兩項的形式相同，可以理解為能量在兩個狀態的差值。這樣（2）式的物理意義就清楚了，氫原子發出光子的能量等于其內部能量的減少量，就是能量的轉化與守恒定律。氫原子內部能量為動能與勢能之和，是負值，（2）式表示成

hc=hv=--（-） （3）

這樣，氫原子的內部能量

E=- （4）

n稱為主量子數，取1以上的正整數。可見，氫原子的內部能量取分立值，稱為能級。

2.物理思想和方法

物理思想是指物質的結構、運動和相互作用的客觀存在反映在人們的意識中經過思維活動產生的結果。這種思維活動來源于社會實踐，尊重客觀規律，尊重實踐經驗又不囿于經驗，是符合辯證法的思維活動，思維活動的結果必須經得起實踐的檢驗。物理學的每一個進展都包含著科學家們思維活動的精髓，閃耀著他們物理思想的火花，而氫原子結構和運動的研究拉開了物理學由經典理論到量子論變革的序幕，批判性、創新性的物理思不想斷熠熠生輝。

氫原子內部能量是量子化的，這與我們過去的觀念格格不入。在經典物理學及生活實踐中，有一個根深蒂固的觀念——連續性，在這個觀念下建立起來的運動方程，只要給定初值條件，就可以由運動方程預知將來的結果。經典物理是經過實踐檢驗了的，有大量實驗證明，但由經典力學和經典電磁輻射理論來描述氫原子內部結構、運動和發光情況，得出的結論是不符合實驗事實的。經典輻射理論認為帶電粒子做周期運動就要發出輻射即電磁能，電子會沿著螺旋線運動坍縮到原子核上，光譜也只有連續譜，不會有線狀譜。因此經典理論在描述氫原子結構和運動的時候出現了矛盾，波爾認真思考、分析了這個問題后，他的看法是：在經典物理理論框架中用盧瑟福模型解釋原子的穩定性是不可能的［2］。波爾認為，原子的穩定性問題必須用另外一種觀點來看待，即電子繞原子核旋轉而不輻射能量，這種能量不變的狀態稱為定態，這與經典輻射理論格格不入的，但必須這么看待，以解決電子坍縮問題，也就是說經典輻射理論在原子內部是不適用的。電子不會坍縮到原子核上，則表明電子必然有一個最小的軌道限制電子的坍縮，也是電子能量最小的軌道，電子在這個軌道上運動是穩定的，不會再發出能量，這個定態稱為基態。

氫原子怎么發光的問題，則由廣義巴爾末公式（1）式給出線索，并由此推出氫原子內部能量（4）式，該式表明氫原子可以處在一系列的定態，這些定態由正整數n表示。但要注意，前面由（1）式到（4）式的推導不能算作數理邏輯的論證，因為（1）式是由實驗數據湊出的一個表示形式，它的右邊不是可控制的已知物理量，只是一個經驗公式。（1）式兩邊乘以hc，從而得到（4）式，沒有物理依據，包含人為因素，因此把（4）式看成氫原子內部能量，不是實驗的結果，也不數理邏輯推導的結果，而且此式的形式和內涵都與已知的理論不相容。因此，（4）式作為氫原子內部能量的依據是不充分的，它只是一個線索，由這個線索出發可以解釋氫原子發光的問題，（3）表明了氫原子發光的物理含義，即氫原子每發出或吸收一個光子都是氫原子從一個定態到另一個定態的躍遷，其能量等于這兩個定態能級的差。

這里，玻爾提出了一個新的概念——躍遷。氫原子從一個定態到另一個定態，亦即電子從一個軌道到另一個軌道是躍遷，不能理解成在空間劃過一條軌跡到達另一個軌道，這與衛星變軌是完全不同的物理圖像，否則光譜又只能是連續譜。躍遷這個概念，玻爾提出時也無法定義、無法解釋，暫時理解成在一個軌道上消失了一個電子，而在另一個軌道上出現了一個電子。后來人們把這幅物理圖像比喻成原子中的幽靈，是不能直觀想象的，躍遷的概念是在量子力學建立后由統計物理的理論來解釋。

氫原子的這一系列定態必須要有理論論證，玻爾歸納了以上的分析，提出了關于原子結構的普遍理論，稱為玻爾理論：定態假設、頻率條件和軌道角動量量子化條件。其中定態假設和頻率條件在前面已經表述，軌道角動量量子化條件則是由對應原理推出。玻爾提出這個理論的依據是：核式模型、光量子論和氫光譜實驗資料。由這個理論結合牛頓力學可以推出氫原子內部能量公式，和（4）式一樣。

討論最簡單的情況，電子做圓軌道運動，氫原子內部能量包括電子的動能、電子和原子核的庫侖吸引能，把原子核看成靜止不動的。

氫原子能量E=mv-=-z

將軌道角動量量子化條件2πrmv＝nh n＝1，2，3，…

代入上式可得E＝-=-z （5）

對氫原子，z=1，（5）式與（4）完全一樣。

由氫原子光譜推測能級結構，從而描述氫原子結構和運動，這就是物理學常用的從表象到機理的方法。玻爾在依據不充分的情況下通過假設提出了原子內部的量子化規律，部分地描述了氫原子內部的結構和運動，也為量子力學的建立打下了思想基礎。假設是現代物理重要的物理方法之一，它不是憑空猜想，是把欠缺的依據補充完整，由此建立的理論必須是符合邏輯的，并且能夠通過實踐檢驗。這就需要物理學家的直覺和想象，不崇拜經驗和權威，大膽想象、敢于創新。教師在關于氫原子能級的教學中，不僅要教給學生量子理論的知識，而且要引導學生的思維，讓學生了解物理學的研究方法，使學生建立起物理思想，培養學生的創新思維。

參考文獻：

［1］褚圣麟.原子物理學［M］.高等教育出版社，1979：29.

量子力學定態的概念范文第3篇

一、 應用講過的物理知識解釋耳聞目見的物理現象和實際應用

青少年的成長過程也是對周圍世界不斷認識的過程，在他們的頭腦中有許多問號，他們渴望著從所學的知識中找到答案。如果我們能幫助他們解開一些長期積存在心中的迷團，這不僅可以使他們更好地掌握所學過的知識，更重要的是可以激發學生學習物理的熱情以及逐步地培養起同學們觀察分析周圍事物的能力。這種能力的培養便是一種智力財富的開發。它將使同學們終身受用。這種教學的效果要比只學會解幾道題目好得多。

如此重要的教學環節卻常常被忽視。教師對于原理的演繹推理，公式的計算和應用已給予應有的重視。但是對于物理原理的實際應用的例子卻輕描淡寫，甚至刪去從略，這都是教學中亟待改進的方面。

二、 介紹物理定律的相對性

寫進書本的理論不是完美無缺的，指出某些理論的缺陷與爭論，把同學們從迷信書本的框框中解脫出來，培養他們獨立思考及分析和批判的能力也是教學的目的之一。

中學物理教材中的力學部分是以牛頓力學作為基礎的經典力學。在日常生活中我們觀察和接觸的力學現象幾乎都可以用牛頓力學解釋。但是當人們的科學視野延伸到物質的微觀領域和高速運動及宇宙空間時，牛頓定律就不再適用了。研究微觀領域必須用量子力學，處理高速運動及大尺度宇宙空間問題，必須用相對論力學。要讓同學們知道牛頓力學的應用條件。教材中物質波就比較詳細地談到了電子的衍射現象，牛頓力學就無法解釋這種現象。在原子結構一章里，也較詳細地談到了盧瑟福原子核式結構學說與經典電磁理論的矛盾。其矛盾的根源出于經典理論，不適于微觀領域。

講述這部分內容時，也應該向學生們指出相對論力學與量子力學，并不是對牛頓力學的否定，牛頓力學僅是在宏觀、低速條件下對物體運動規律的近似描述。

三、 多聯系尖端科學

人們形象地把我們當今的時代稱為“知識爆炸”的時代，當代的物理學也正面臨重大突破。如果我們的教學內容僅僅是格守書本上的幾條定律所確定的范圍。那么和這個時代就相距太遠了。我們應當讓學生按摸到科學時代的脈搏。

例如，在講解人造地球衛星的運行和三級火箭的推進原理時，可以介紹航天飛機試航成功的重要意義。在講解電子技術基礎時介紹電腦在工業、農業、科研及社會活動中的重要作用。在講解磁場時可以介紹超導現象在技術上的應用，在講解原子的受激輻射時介紹激光在各個領域的應用等等。

把這些與課本知識相關聯的古代科學信息傳遞給同學們，可以擴大他們的知識面。青年人極富于幻想，我們應當引導鼓勵他們大膽地去想象、去創新、去探索那些未知的科學世界。

四、 把中學某些物理知識適當地引申深化

例如，在簡介氣體分子運動論的內容時，為了使同學們對“氣體溫度的高低反映了大量氣體分子無規則運動的激烈程度”這一物理圖象有更深刻全面的理解，可以把大量氣體分子速率分布所遵循的統計規律通俗準確地介紹給學生。一旦他們領悟了統計規律的涵義，也就意味著在他們的面前又打開一扇物理的天窗。了解了統計規律的含義也為以后某些章節的學習（例如光的本性）奠定了基礎。當然，在中學階段，類似這樣的知識也只能給同學們一個輪廓的介紹。

五、 介紹歷史上的科學家為探求科學的真理而奮斗終身的事跡

例如，布魯諾伽俐略為科學獻身的精神；牛頓、愛因斯坦嚴謹的治學態度；居里夫人蔑視名利的高尚情操等等都是同學們的楷模。從某種意義上來說這些科學家的偉大成就，改變了人類歷史的進程，受到了后人永久的尊敬。

在我們進行四化建設的祖國，需要大批為探求科學的真理而永攀高峰的人，富有強烈進取心的青年人，可以從大批優秀科學家的身上汲取前進的力量，這是單純的物理概念，公式的傳授所不能取代的。因此結合物理課的章節教學介紹一些著名科學家的事跡是十分必要的。

六、 注意物理課中的語文

物理課教學的全過程貫穿著語文課的教學。這并不是說要求物理課中講語文，而是強調物理課中有語文。

物理課學習中一個突出的薄弱環節就是學生不會用語言來表達自己的觀點，對于觀察到的物理現象，缺乏歸納、分析、總結的能力。因此，教師在物理課的教學中就應十分注意培養學生用準確簡潔的語言來表述一條定律或一個物理現象。注意培養學生從眾多的物理現象中歸納、總結出某個規律的能力。并且盡量從書本上或從自己的教學中為學生們做出表率。

例如，玻爾理論的主要內容之一便是這樣表述的。“原子從一種定態躍遷到另一種定態時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態的能量差決定。”

簡潔的三句話準確地表述了三個物理圖象，而且指明了三個物理圖象的內在聯系。其中“躍遷”兩個字準確、形象、生動地描述了原子能量的“量子化”現象，為學生展示了一幅清晰的物理圖象。教師在講授這部分內容時，不僅是解釋這段文字所表達的物理概念，而且還要幫助同學們分析這段文字是如何沿著時間的順序來描述了一個物理過程。當然，我們也可以沿著位置的順序，因果的順序等來描述一個物理過程。只要在這方面肯下工夫，就能收到更加滿意的物理教學效果。

七、 重視物理學的發展史

物理課的教學與辨證唯物主義的教育是不可分開的。物理學的發展史，也是一部唯物主義與唯心主義斗爭的歷史。培養學生用辯證唯物主義的觀點去觀察整個物理世界，指導他們在物理學的學習和研究過程中少走彎路，培養他們為探究科學的真理而奮進的精神，是每個物理教師義不容辭的責任。

例如，在介紹電場與磁場時，一定要向同學們反復強調電場與磁場是客觀存在的物質，因為場與場之間存在著力的相互作用。這也證明了某些物質客觀是否存在，不是以人的意志為轉移的，不能以人的感官能否被直接感知作為判斷客體是否存在的依據。這就是最基本、最樸素的唯物主義教育。前面提到的相對真理與絕對真理的辨證統一也是學習辯證法的一個生動例子。

八、 介紹物理學與其它學科的相互滲透

例如海豚、蝙蝠有著完善的發射和接收超聲波的器官。深入地研究動物身上的超聲波器官的構造和功能，并將獲得的知識用來改進或創制新的設備，這便是仿生學所研究的內容。

人體內有生物電流及磁場，近年來，人們更進一步發現生物細胞可以發射無線電信號，因此研究生命體內的電磁學現象，可以更進一步地探索和揭示生命現象的本質，這又屬于生物物理學所研究的內容。

大地磁場使巖漿中的鐵磁成分有序排列。因此，研究古老巖石中的鐵磁物質分布規律，可以推測地殼的演變過程以及大地磁場的變化規律，這是地球物理學所研究的內容。

量子力學定態的概念范文第4篇

概念是一門學科的重要基礎。概念教學是中學物理教學的基本形式之一。因此可以通過概念教學來培養學生的批判性思維。

一、利用概念教學進行批判性思維培養的途徑

（一）在物理概念的建立過程中培養學生的批判性思維能力。

物理概念的建立是在一定的背景下，根據問題的需要，在觀察大量的自然現象的基礎上經過抽象思維得來的。培養學生的批判性思維能力包括評價建立概念的意義與必要性；判斷抽象過程中哪些屬性是共同的，本質的，哪些是次要的，非共同的屬性；對概念的定義進行科學性、精確性考察和評價。如果有些概念是屬于物理量，還要對這些概念的單位進行明確。例如在速度概念的教學中，教師先創設這樣的問題情境：“我們知道機械運動的特征是物置發生改變。在前面解決了如何描述物體運動的位置與時刻，位移與時間之后，就要考慮如何來定量的描述物體的運動快慢這個問題。大家想一想在生活中我們是怎么比較物體運動快慢的？”教師在歸納學生的各種舉例后來引導學生得出常見的兩種比較物體運動快慢的方法。一種是比較在相同的時間內位移的大小，另一種是比較在相同的位移下所用時間的長短。接下來教師可以提出這樣的問題：“通過上面的例子我們可以發現影響物體運動快慢的因素都有哪些？”學生很容易的得出是物體運動所發生的位移和發生這段位移所用的時間。接著教師通過創設一個位移與時間都不相同的情境來引發學生的疑惑：“如果兩個物體運動的時間和位移都不相同，我們該怎么比較兩個物體運動的快慢呢？顯然我們已知的方法和概念不能描述和判斷這樣的現象。看來我們得有新的概念才能解決這個問題。”然后教師就可以引出課本上速度的定義“物理學中用物體的位移與發生這個位移所用的時間的比值來表示這個物體運動的快慢。”這時教師可以借著提問：“這個將位移與時間聯系起來用來表示物體運動快慢的速度的定義是唯一的嗎？”，“如果我們速度定義為時間與位移的比值不可以嗎？”，“如果我們將速度定義為位移與時間的比值的平方，不可以描述物體運動的快慢嗎？”最后引導學生考察一下速度的單位，從單位的角度思考課本上的這個定義其實就是比較相同時間下的位移大小。速度這個概念已經在初中的物理學習過。所以很多學生對速度的這個定義已經是根深蒂固，而且認為是理所當然的。對這種習以為常的觀念進行批判性的思考，會給剛上高中不久的學生給以思想上的震撼與沖擊。對于他們養成批判性思維的態度還是對課本上的概念進行批判性的思考都是一個很好的示范。最后可以引導學生從簡潔性和思維習慣來得出課本上的定義是最簡潔的。

（二）在概念的的演化與發展中培養學生的批判性思維能力。

我們所學的物理概念是處于演化與發展中的，這主要是從兩個層次來說的。一個是從整個物理學史的角度來說的。比如物理中原子結構的概念就經歷了湯姆森的“棗糕模型”，盧瑟福的“核式結構模型”，到玻爾的“定態躍遷”到量子力學的“電子云”。讓學生明白很多物理概念都是對已有概念進行不斷地批判性思考，才不斷發展和完善的。另一個是按照學生思維的發展特點在中學物理教學中所做的對于同一個概念進行的螺旋上升式的安排。以速度概念為例。這個概念在初中已經出現，但是在高中課本中這個概念再次出現。這并不是重復。學生的抽象思維有一個發展的過程。隨著抽象的深入，這個概念就更加全面，深刻，能解決更多的問題。而這種發展也正是不斷批判性思考的結果。初中時學過的速度只適用于勻速直線運動或者是計算一段直線運動的平均速度。而在實際中，遇到的更多的問題是速度的大小和方向在不斷變化的運動。面對于這樣的問題，我們就要對以前的概念進行批判性提問：“這樣的速度定義能描述各種各樣的運動的快慢嗎？”，“如果不能，目前的這個定義能夠描述新的問題的哪些方面，不能描述新問題的哪些方面？”，“對于那些不能描述的新問題的新方面，你覺得應該對已有的概念做怎樣的修改，或者加入一些其它重要的屬性？”，“這樣的改進的同時，如何在數學上實現它？”通過這種層層批判性的提問，引導學生去深入思考一些問題。最后學生得到關于描述任意的運動的快慢時要考慮新的問題：如何解決描述某一瞬間的的運動快慢，而不是一段時間的平均速度，這種描述方法太粗糙了。而且運動的方向也是我們應該關心的特征。在數學上我們引入了極限的思想，矢量等數學工具來解決這些問題。至此新的速度的概念在原來速度的概念的基礎上建立起來。

二、在概念教學中進行批判性思維教學需要注意以下事項

1.在學生剛開始學習物理時以及初學有些新的類型的概念時，教師要先做出提問的示范。向學生展示如何合理、深刻的、批判性的提出問題。之后要將提問讓學生來進行，這也是進行批判性思維教學的目標之一，即學生要養成自己給自己提批判性思維的問題的意識和習慣，并且能越來越熟練的掌握這種技能。2.要注意處理好繼承與批判的關系。批判性思維既不是全盤的否定，更不是全盤的否定。我們要避免讓學生形成簡單空泛的提問。3.在提問要求學生回答時，一定要有時間等待。深入的思考需要更多的時間，完全不同于簡單的憑感覺式的回答。4.對學生的不同觀點做一些適當的延時評價，注重引導和提示，并且引導學生之間的相互批判以及自我批判。進行批判思維的途徑和方法還有很多，我們需要更多方面和角度的探索和實踐來進行批判性思維的培養。

參考文獻：

量子力學定態的概念范文第5篇

1.剖析典型物理模型的建立和發展過程，培養思維的深刻性

縱觀物理學發展史，每一個物理概念、規律和物理思想無不滲透著物理模型的探索，它們都隨著物理模型的發展而不斷趨于完善。物理模型是中學物理知識的載體，通過物理教師的分析和講解，不僅使學生獲得物理知識，更是培養學生思維能力的重要途徑。通過引導學生剖析物理發展史上建立物理模型的案例，特別是一些典型物理模型的形成及它不斷完善發展的過程，培養學生構建物理模型的科學思維與研究方法。

一些物理模型的發展建立，往往需要長時間甚至幾代人的努力來完善。如原子結構模型的創 建過程，由上十九世紀末的英國著名物理學家J?J湯姆生通過研究陰極射線發現組成原子的一種帶負電的粒子――電子，提出原子的“棗糕模型”；而盧瑟福從α 粒子轟擊金箔時極少數α粒子發生大角度散射的現象，提出了原子核式結構的“行星運動”模型；再到丹麥著名的物理學家尼?玻爾通過把盧瑟福原子核式結構模型和量子假說結合起來，以氫光譜的實驗規律為依托，提出了核外電子繞核高速旋轉的“定態”軌道模型；一直到海森堡等科學家利用量子力學，指出原子核外電子無確定軌道，用疏密不同的點表示電子在原子中各個位置出現的幾率，提出了“電子云”結構模型。

通過引導學生分析、體會科學家探索原子結構模型的過程中運用的科學思維方法，使學生明白每種物理模型的建立與發展都是一個動態變化過程，隨著理論水平和實驗方法的提高，人們不斷地對模型補充、修正和完善，使物理理論更加接近真實，也更加完善。

2.利用物理模型教育生活化，培養思維的廣闊性

物理模型的建立大都需要大量、豐富的知識為基礎，這些知識不僅僅局限于某一專業或某一學科。從原子結構模型的建立和完善過程我們可以看出，它需要許多物理學家的加入，他們不僅有豐富的物理知識，同時還要廣泛地吸取其它學科的知識，借助他人的力量來完成自己的研究。

物理新課程標準中指出：“教師要緊密聯系學生的生活環境，從學生經驗和已有的知識出發，創設生動的物理情境……”。我們教師要關注學生的生活經驗和體驗，捕捉貼近學生的生活素材，選取學生日常生活中熟悉的事例，挖掘生活中常見的物理原型，使實際問題與物理聯系起來，通過分析抽象出物理模型，不僅讓他們感覺物理源于生活，寓于生活，同時也能加深學生對物理模型的認識和理解，拓展學生的思維。例如：學生在學習圓周運動時，對于車在橋面上的運動不容易抽象出一個圓形的軌道，教師可以通過收集相關拱橋的圖片，借助多媒體技術，找出拱橋所對應的圓周及圓心，給學生以直觀的印象。諸如此類，教師通過發掘日常生活中的物理模型，使物理模型教育生活化，鼓勵學生去研究、思考，開放學習空間，擴大知識背景，培養學生思維的廣闊性。

3.通過物理模型的拓展與變式，培養思維的靈活性

人們遇到某一物理問題時，當頭腦中原有的圖式不能解決時，往往可以及時轉變思路提出新的假設，從而表現思維的靈活性。但人的心理活動常具有無意識的“定勢思維”，它會降低思維的靈活性。特別是學生缺乏自覺擺脫“定勢思維”束縛的能力，在這方面需要教師靈活地拓展或改變物理問題情境，對相同的物理模型從不同角度提出問題，啟發學生從更多的方面進行分析思考，以此來提高學生思維的靈活性。

所以我們不僅要求學生能善于利用原有模型的成果，更要敢于突破原有模型的束縛。 例如單擺模型，它的基本模型為一根細線上端固定，下端系一小球，細線的伸長和質量可以忽略，而細線的長度要比小球的直徑大得多，擺球只在重力和細線拉力作用下在最低點附近做小角度擺動的裝置。具體教學中，教師可以設置不同的物理情境，如雙線擺、光滑圓弧軌道上的小球、放在復合場中的帶電小球等等效單擺模型，使這一模型從具體到抽象，再從抽象到具體，使模型在不同情境中得到擴充和豐滿，這樣學生的整個認知結構將變得既穩定又靈活。

例如：平板車在水平面上做加速度為a的勻加速直線運動，加速度 a、速度v的方向如圖1所示，若平板車上裝有盛水的容器相對于平板車靜止時，則液面傾斜的高度h為。（設容器寬為d）

解析：這道題對一般學生來講，不容易做對。它的難點是研究對象的選取及物理模型的選擇，關鍵點是要抓住處在傾斜面上的水不往下流而隨車一起向右做勻加速直線運動這一事實為突破口。如果學生能靈活地聯想到如圖2所示物理模型：放在光滑斜面上的物塊與斜面體保持相對靜止，且與斜面體一起加速運動的模型，學生就容易計算液面傾斜時液面的高度h的結果。

4.構建全面的物理模型體系，培養思維的敏捷性

如果把物理知識體系看成一個網絡系統，那一個個物理模型就是網絡中的一個個結點，所以物理模型是物理知識體系的基本組成要素。中學物理中常見的一些模型，往往也是高中物理課程的主干知識。抓住了這些物理模型，就抓住了高中物理的主要知識點；抓住了模型之間的聯系，也就抓住了物理知識點之間的聯系與紐帶。通過模型教學，促進學生物理知識結構的網絡化、系統化和清晰化，幫助學生構建全面的模型體系結構及模型合理的表達形式。由于人的頭腦中本身的物理模型是以圖景的形式存在的，具有映象性的特征，更容易引起頭腦中的共鳴，當學生運用物理知識解決問題時，將物理信息輸入頭腦時，能利用原有的認知結構（主要是物理模型），找出問題的主要因素從而正確快速地解決問題。

例如：真空中，速度v0 =6.4×107 m/s 的電子束水平地射入兩平行金屬板間，如圖3所示，極板長度 L=8.0 ×10-2 m，間距 d=5.0×10-3m，極板不帶電時，電子束將沿兩極板的中線通過，若在兩極板間加50Hz 的交流電壓 u=Usinωt，當所加電壓最大值 U超過某一值U0時，將開始出現以下現象，電子束有時間斷（不能通過）。求U0 的大小？

解析：該題許多學生會感到茫然，究其原因，在于未能通過合理的取舍，抓住問題的主要矛盾，因而也就無法構建合理的物理模型。事實上該題的關鍵是電子通過兩極板的時間t=L/v=10-9s 與交流電壓變化周期 T=10-2s相比要少的很多，即t

5.重視物理模型的局限性，培養思維的批判性

牛頓曾謙虛地說過：“我之所以取得這樣大的成就，是因為我站在了巨人的肩膀上”。牛頓運動定律和萬有引力定律并非完全是他一個人的思想，實際上他是批判地繼承了伽利略、胡克、開普勒等人的觀點，把實驗驗證和理論推導有機的結合起來。物理模型的產生不能脫離一定的背景理論知識和背景實驗材料，這種知識和材料反映了當時的物理學發展的水平，這就使得任何物理模型都有一定的適用條件，也存在一定的局限性。因此當我們引導學生建立物理模型時，一定要使學生清楚每個物理模型的適用條件及它在多大程度上反映了事物的哪些特性。