哲学的量变和质变与物理学的临界状态

孟岩

摘 要：物理中有很多临界状态，这个临界状态我们就可以用哲学上的量变和质变的关系来理解。利用量变和质变的观点解题可以达到事半功倍的效果。

关键词：哲学、量变和质变、物理临界问题

哲学是所有自然科学的祖先，物理学也不例外，我们在学习物理的时候，很多地方可以用哲学的观点来指导我们学习的。

物理中有很多临界状态，这个临界状态我们就可以用哲学上的量变和质变的关系来理解。

量变和质变是事物发展过程中的两种不同的状态。量变是指事物数量的增减和场所的变更，是一种渐进的、不显著的变化。质变是指事物根本性质的变化，是事物由一种质态向另一种质态的飞跃，是一种根本的、显著的变化。

例如：光的全反射实验，如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到直边上，逐渐增大入射角，我们会发现折射角逐漸变大，其光线逐渐变弱;反射角也逐渐变大，其光线逐渐变强。光线强度的变化是量变，当入射角到一定程度就会发生“质变”，即发生了没有折射光线只有反射光线的全反射现象。

自然界中的物质在力的作用下的运动都存在着由量变到质变的过程，当物质的运动从一种现象到另一种现象或从一种状态到另一种状态时必定有一个转折点，这一转折点对应的状态叫临界状态。临界状态必须满足的条件叫临界条件。

例如摩擦力的变化，也体现了质变和量变的哲学原理。

如图所示，一物体在粗糙的水平地面上静止，用水平力F拉着从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀增加，物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化情况怎么样呢？

才开始，物体收到的F的力比较小，小于最大静摩擦力，所以物体不会运动，受到的是静摩擦力，且静摩擦力随着F变大而变大，当F达到最大静摩擦力后，物体开始滑动，变为滑动摩擦力，力的性质发生了质的变化，即出现了质变。

牛顿运动定律运用中经常遇到这类问题，而解这类问题的关键点是临界条件的准确确定。

在2011年全国卷有这样一道试题，如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（ ）

我们解决这个试题，我们利用量变引起质变的观点就能很快选出答案的。因为m1的加速度是m2给m2的摩擦力产生的，当F比较小的时候，是静摩擦力，随着F变大当增加到最大静摩擦力的时候，两个木块相对滑动，m1的加速度不再变化，故选A。

类似这样的问题很多。如：