浅谈高中物理实验对高中物理学习的重要性及意义

摘要：本文主要讨论高中物理实验在高中物理知识学习过程中的重要性和必要性，通过讨论和研究高中物理课程中的经典实验项目和实验方法，从而更加直观深入的了解由实验结果总结出来的物理理论知识，进而加深对高中物理学的应用和理解，提高高中物理知识的学习能力，完善解题思路，强化物理实验的操作能力，提升研究物理学的兴趣，并为以后学好物理打下坚实的基础。

关键词：高中物理 实验 重要性 意义

一、物理实验的定义及物理实验的方法

实验是自然科学理论研究的一种重要实践方法。是根据自然科学的研究目的及意义为根本对象，在一定的知识框架和范畴内，尽可能地排除外源因素的作用和影响，使用专用或者是专业的设备器材和专业技能知识，利用数学模型或者是人工行为对实验对象进行充分模拟或者多次重复再现过程和现象，从而达到对假设结论进行验证的目的，得出正确的相关结论，进而总结理论和规律，这一实践行为过程被称为实验。所以我们可以认为物理学中的物理实验，就是利用物理学的专业设备和相关操作知识，对物理学知识范畴内的假设理论和猜想进行反复实践论证的过程。物理学的实验过程，首先无论是通过物理数学建模进行实验模拟，还是利用物理学专有的设备对物理学发生的现象进行多次人工重复现象复原，对于物理学中的实验来说，确定实验目的及意义是开展实验过程中最重要的环节，也是必不可少的环节之一；其次是围绕将要讨论研究的实验假设或者是将要验证的理论假设，进行物理数学建模或者是选取相应的实验器材对其进行科学和系统的研究讨论，在这一过程中要注重强调物理数学建模的标准性和规范性，实验器材选择的规范性和合理性，尽量选取受到干扰较少的物理数学模型和受外源因素影响较少的物理实验器材；再次是通过合理化标准化的数学建模来反复模拟发生的物理现象，或者是通过物理专业性的实验器材来展示还原在特定的情况下发生的相关现象，并对模拟数据进行纠偏处理，对实验结果进行归纳总结，得出相应的物理学知结论；最后是将实验得出的数据结论和实验目的相对照，讨论并确定实验结果能否证明我们假定的结果成立。言简意赅的讲，物理实验过程必须要有，实验根本目的，实验可行性过程，实验数据的归纳总结，和实验结论是否成立四大过程则是实验的重要组成部分。只有这样的物理实验所得出的结论才是真实有效的结论。

二、物理实验对物理学的重要性及意义

在整体的物理理论体系中，物理学理论大致分为三大块内容，即经典物理学理论、相对论和量子物理理论，纵观高中物理所学习所涉及的内容可以看出，高中物理课程所学的大部分内容属于经典物理学的范畴，读牛顿的著作《自然哲学的数学原理》可以了解到，针对经典物理学范畴的理论知识和内容基本上都是根据反复的合理化的物理实验基础上總结出的基本理论，也就是说经典物理学的基本理论源自于实验，所以说，想要学习好高中物理学的理论知识，必须掌握经典物理学的基础性实验，只有这样才能充分理解物理理论基础知识，了解实验的合理化标准流程，进而增强物理理论研究的根本能力，构建合理化的实验过程，客观公正的推断和总结物理理论知识，从而增强对物理学研究的兴趣和根本能力。

三、高中物理学中的经典实验

在高中物理学中，较为经典的物理实验可以说有很多，为了进一步了解物理实验的知识和过程，我们列举一个高中物理学中的经典实验过程，并加以深入研究，从而加深对物理学实验的理解。例：卡文迪许扭秤试验。学过高中物理的人们都知道，卡文迪许扭秤实验是用来测定万有引力的。万有引力定律：万有引力定律（law of universal gravitation）物体间相互作用的一条定律，任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比[1]。然而，如果我们想找到质量、距离和万有引力之间的关系，我们就必须进行物理实验，从而确定万有引力定律中各个变量之间的关系。作为经典物理实验，一是卡文迪许扭秤试验的实验目的就是要解决万有引力定律之间各个自变量的相互关系，实验目的明确；二是容易观察的显著变化量由不易观察的微小变化量转化而来，这是卡文迪许扭秤试验的基本思路，微小的变化量再根据微小量与显著变化量的关系算出，从而使得变量容易记录和测定，使得数据统计和纠偏简便化，更易于得出正确结论。在实验过程中，卡文迪许通过镜子把细光束在一个很远的地方反射出来，紧接着把细光束所在点标记出来。用两个同质量铅球同时分别吸引扭秤上的两个铅球。虽然扭秤在万有引力的作用下微微偏转，但是细光束所反射的远点却发生了很大的变化。此实验的巧妙之处在于将微弱的力的作用进行了放大。三是对实验数据进行相关的总结归纳，最终计算出了万有引力公式中的常数G。卡文迪许实验的经典就在于：实验目的明确，实验过程合理化，选取实验器材得当，对实验结果归纳总结合理。

四、结语

在物理学知识体系的大厦中，大部分的理论知识和结论都是由物理学的反复模拟和实验得出来的，可以说如果没有物理学的实验，今天的物理学知识体系也不会这么丰腴，物理学的发展和应用离不开物理实验，物理实验是物理知识体系发展壮大的主要推动力之一，物理实验对物理学知识的验证与拓展尤为重要，对物理学的研究与发展有着重要的意义。

参考文献：

[1]艾萨克·牛顿.自然哲学的数学原理[M].重庆出版社，2015.

（作者简介：张馨元，作者单位：山东省昌乐二中，高中学历，研究方向：物理方向。）