物理学在现代生活中的应用

摘 要： 通过衣、食、住、行和娱乐等方面的具体实例，说明了物理学在现代生活中的应用。

关键词： 物理学；现代生活；应用

中图分类号：G623 文献标识码：A人类刚开始利用物理学是在原始社会，仅仅是将石头打磨制作成尖锐的工具等。随着人类对物理学认识的加深，使得其应用范围越来越广，尤其是现在，物理学在现代生活的应用更加广泛，牵涉到人们生活的方方面面。本文仅就衣、食、住、行、娱乐各举一例说明之。

1物理学在现代衣服中的应用

人類的衣服从原始社会的兽皮开始经历了麻、棉、丝、尼龙等，而社会发展到今天，人们衣服的面料也出现了多种，这其中不乏应用物理学原理而造出的新面料，将这种新面料应用到衣物的制造中，人们时刻体验着物理学带来的舒适便捷。

现在的冬天虽然很冷，但是大家穿的衣服却越来越薄，究其原因是物理学的发展，人们将物理学应用到衣服的制作中，其中具有代表性的就是红外线保暖内衣。由于红外线是一种不可见光，它的波长比可见光长，由公式c=λv可知，可见光的频率比红外线的要低。人们最常用的是红外线的热作用，因为红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的固有频率，所以它更容易引起分子的共振以达到加热的目的。这是因为红外线的电磁能量转化成了内能，从而使物体发热。根据这个道理，红外线可以用来加热或者烘干物品。红外线保暖内衣就是将红外线这种能量的转化原理利用到贴身所穿的衣物上来达到保暖效果的。红外线可以分为远红外线和近红外线，但是远红外线的波长要比近红外线的波长长。根据科学家的反复研究，最后得知远红外线更容易被人类的皮肤吸收，保暖效果会更好，所以在制作保暖衣的时候大多会采用远红外线技术制作远红外线保暖内衣。

2物理学在现代食物中的应用

目前，困扰众多上班族的最大问题是午饭。由于一般的电炉耗电量大，天然气等明火设备在公共场合使用不安全，很多公司都禁止在工作场合做饭，而天天在饭店吃饭不实惠且营养不均衡，因此，便携式远红外辐射节能型加热饭盒应运而生。

便携式远红外辐射节能型加热饭盒是通过电能激发远红外辐射进行加热的一种新型加热器，其工作原理如图1所示。它是以优质铝合金作为基体材料，由外中内三层组成，其中外层有绝缘隔热物质、中层有电阻丝、而内层则涂有远红外线辐射材料。在通电以后，电能转换成热能，传递给涂有远红外辐射材料的内层，内层向外辐射红外线并被食物充分吸收，从而起到加热食物的作用。而辐射线以光速到达食物表面，由于损失的能量小，而且在电磁波穿透能力的作用下，食物受热均匀营养物质几乎不会遭到破坏，这让广大的上班族不但可以食用到美味可口的饭菜而且营养也均衡。在饭盒上不仅有交流电接口，还可以通直流电。这样不仅可以在室内使用，还可以在室外使用。基于以上优点，便携式远红外辐射节能型加热饭盒在上班族中很受欢迎。

3物理学在现代住宿中的应用

时间的年轮不停地旋转，物理学也在不断地发展，人类利用着物理学让自己的生活过得越来越好，其住宿就是一个方面。从刚开始人类的以天为被以地为床，到知道盖房子造床等，直至今天，物理学在现代住宿中的应用越来越广泛。

在现在人们的日常生活中，空调越来越普遍。在严冷的冬天空调可以带来温暖，酷热的夏天空调可以带来凉爽。但是空调的弊端随着其大面积的推广也逐步显现出来。空调不仅很耗电能，而且当人们长期置身于空调环境中，人们的身体还会遭到损坏。所以，各种新型高效环保节能的绿色取暖设备就应运而生了，其中具有代表性的就是地源热泵中央空调。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。这个系统是通过先进的热泵机组使吸收了太阳能的大地土壤、地下水、地表水等形成了低位能源转换成可利用的高位能，以达到为建筑物供应冷热水的目的。在冬天和夏天，通过很少的电能实现能量的搬运和转移，并利用热交换对室内进行升温和降温。

4物理学在现代出行中的应用

交通工具使得交通活动得以进行。从古至今，交通工具不断的发展着，从最初的以动物为交通工具到封建社会的马车和轿子，还有近些年来越来越多样化的交通工具让人眼花缭乱，人类的生活也得到逐步改进，磁悬浮列车就是其中一例。磁悬浮列车是以电磁铁相斥原理建设的铁路运输系统，它的时速可以达到350 km到500 km，其结构原理图如图2所示。在磁力的作用下，列车悬浮在空中，在列车开动时不用和地面接触，因此其阻力只有空气的阻力。其实，在地上放置的是一个不结线的线圈，当移动的磁力线穿过线圈时，就产生电和磁的感应现象，也就是我们常说的电生磁。这时，地上线圈内就因为有电流的流动而变成磁体。装有电磁铁的列车在轨道线圈上移动的时侯就会产生相互排斥的力量，这样列车会悬浮在轨道之上1 cm处，腾空而行，创造了几乎零高度空间飞行的一大奇迹。磁悬浮列车有两种，一种是超导的，一种是非超导的。我国上海的磁悬浮列车是常规的、非超导的，铁路全长30 km，单程运行时间约为8分钟，为出行旅客提供了极大方便。

5物理学在现代娱乐中的应用

在古代，大家都是日出而作日落而息，就算平时的娱乐，除了弹琴绣花闲聊之外，就只剩下看戏和听书了。然而，随着物理学的发展，人类的生活越来越丰富多彩，除了传统的娱乐方式之外，越来越多的高科技娱乐也进入了大家的生活。

从2011年央视春晚开始，激光舞走进了大家的视野。在激光舞表演中，演员通过配合音乐做出抓光、打光、转光、折光等新奇的动作来完成表演，给人以强烈的震撼。它仿佛将我们带入了奇妙的太空，玄幻的世界，让我们享受一场光的变换之旅。激光舞是舞蹈的一种，但却是融合了以物理学为基础的高科技的舞蹈。

激光舞的出现多亏了激光。如果原子或者分子等微观粒子具有高能级E2和低能级E1，E2和E1能级上的布居数密度为n2和n1，在两能级间存在自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种方式。受激辐射跃迁所产生的受激辐射光，与入射光具有相同的频率、相位、传播方向和偏振方向等。因此，大量粒子在同一相干辐射场激发下产生的受激辐射光是相干的。受激辐射跃迁概率和受激吸收跃迁概率均正比于入射辐射场的单色能量密度。而在激光舞表演时，演员穿上特制的衣服，当激光打到衣服上时，利用光的反射，将人灯合一，光和影完美地结合在一起，再配上音乐等，一场精美绝伦的激光舞表演就呈现在大家眼前。

总之，在现代生活中，物理学时时刻刻充斥在我们的周围，有以前技术的新应用，同时还有一些新的科技。物理学在大家穿衣、吃饭、住所、出行和娱乐等各个方面，通过热学、光学、力学、电学、磁学等方式得到合理应用。正是物理学这么多年不断地发展，才会有那么多美好的事物走进人类的生活当中。相信在不久的将来，通过以物理学为基础的高科技的进步，大家的生活会更加美好。

参考文献

[1]尹国盛，彭成晓.大学物理（下册）[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]尹国盛，杨毅.大学物理基础教程（全一册）.北京：机械工业出版社，2011.

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