物理_左右_生活

○理化生教学与研究

2012年第42期

周刊

物理“左右”生活

禄克静

（金昌市第二中学，甘肃金昌737202）

摘要：生活中的一些现象或者规律在物理学中我们希望见到，这样就能最大限度地降低物理的学习难度。生活中左右手的运用就是一个例子。本文就把生活中的左右手和物理中的左右手定则联系在一起，用以阐述物理与生活的关系。

关键词：左右手左手定则右手定则中学物理

小的时候看电影，电视，或者看书，常见到左右相关的说法。比如说政治上的“左倾冒险主义”，“左倾机会主义”，“右倾机会主义”，“右倾分裂主义”。实在搞不清楚左右到底什么意思。后来学了历史，知道了“左右派”，“左右翼”的说法源于大革命前的法国。1879年法国国民大会成立，开始掌管国家事务。国民大会开会时，观点保守的贵族成员坐在大厅的右边，革命者成员坐在大厅的左边，他们的观点偏自由。于是就有了“左翼”和“右翼”的区别。但是那个议事房哪边算左哪边算右呢？从前看和从后看这左右就掉过来了。这是理解左右的关键。有一个英文的笑话：

驾校学员和教练的对话：

—学员：Turn left（左转）？

—教练：Right（是的/往右）！

—学员：Right（往右/对吗）？

—教练：Yes，turn left（是的左转）.

是不是很拗口呢。

中国人认为左的是不正的，出于地位比较低的地位，比如有“旁门左道”，“辅佐”。右为正，表示地位比较高，比如有这样一句话“一时无人出其右”，再比如“天佑之”。

我记得有这样一句西方的谚语：“At right place，with right people，do right shings.”（在正确的地方和合适的人一起，做正确的事情。）可见在西方人的思维中“right”也表示正确的意思。右—即正确，有褒义。在米开朗基罗的名画《创造亚当》中，上帝通过将自己的右手食指来触碰亚当的左手食指而赋予后者生命。

于是我们用左右来表示我们的观点。换句话说，事物的一些性质具有两面性，即二值特性。我们借用贴近生活的概念来理解一些事物的二值特性。在西方，把这种二值特性叫做“Handedness”即“手性”。

生活中，我们的两只手相对叠在一起，大致能重合，这在物理上叫做镜面对称，但是，如果只靠转动和平移，那么这两只手绝对不可能重合了，可见，左右是不对等的。

高中物理中，关于电磁学的一些描述就用到“手性”，即左右手。

我们生活在三维空间中，需要三个线性不相关的矢量才能准确地描述空间中的几何关系。两个非共线的矢量可以确定一个平面。若这个平面要加上方向标签的话就有两种可能。由此我们明白了矢量叉乘的意义：A×B和B×A正好是用顺序给矢量叉乘的两种可能贴上了标签。并且有A×B=-B×A。对矢量叉乘的结果A×B的方向我们沿用了右手定则。将右手拇指直立，其余的四指沿从A到B的方向弯曲，则拇指所指的方向就是A×B的方向。高中物理中，磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹力F=qvB就是F=qV×B即右手定则的结果，如图1。再比如：磁场对电流的作用力—安培力F=ILB也是F=IL×B。这里就会出现左右相混的现象：我们知道，高中物理中这些力都用的是左手，这里怎么会变成右手呢？

其实左手定则只能说是右手定则的一种表现形式而已。或者说左手定则是右手定则在某些特定情况下的简化表达。

另一个例子就是电磁场中电矢量E磁矢量B和传播方向v之间的关系也满足右手定则，如图2，即E×B=v。

E

F

图1 图2 图3 其实这里的右手定则我们又叫做右手螺旋定则

，

在圆周运动中我们也用它来确定角速度矢量的方向。如图3。沿着径

向矢量的方向向线速度矢量方向弯曲右手四指时，大拇指所指的方向就是角速度矢量的方向了

。

以上这些右手螺旋定则实际反映的是物理学中一个定律，这个定律就是毕奥—萨伐尔定律（Biot-Savart Law）。其表达式如下

：

^

! !

! μ0Id l×r -7 -1

dB= （μ=4π×10 T·M·A ）

4πr2

这个定律表示出了电流周围的磁场。我们中学所熟悉的直线电流的磁场及通电螺线管的磁场都是由这一定律得到的

随风起舞飞扬起来的原因

。而且这样的尘埃一旦处于空办法理论联系实际是培养学生能力的重要途径把学到的知

，，；，

中靠其自然降落到地面需要相当长的时间。对粒半径较大的识应用到实际中反过来加深了对知识的理解提高分析问题，，，

沙粒则不容易被风加速，颗粒很难随风起动。这表明沙尘是和解决问题的能力联系实际还能提高学生科学文化素质为，；，

否起动风速的大小是一个主要因素，而且风速越大沙粒随将来的创新学习打下一定的基础。

，，

风起动的可能性就越大

。

沙尘暴是由于本地或附近尘沙被风

吹起而造成的特点是天空混浊能见度明显下降沙尘暴天参考文献：

，，，

气能见度甚至小于1km。由于极限速率与颗粒大小密切相关，［1］周衍柏.理论力学［M］.北京：高等教育出版社，1983：风小飞起来的尘埃颗粒就小；而风大时除了小颗粒尘埃飞41，55.

，，

起外，还有颗粒大的尘埃飞起。［2］许贤良，王传礼，张军.流体力学［M］.北京：国防工业

二、总结出版社，2006：1.

《物理教学大纲》提出：“物理要密切联系实际，使学生在［3］廖红，王恒 .感受物理［M］.上海：上海科学技术出版理论和实际的结合中理解和运用知识。”联系实际能激发学生社，2004：68-71.

学习的兴趣，让学生感觉到物理就在我们身边，与生活紧密相［4］金铎.物理学习论［M］.南宁：广西教育出版社，2006：关能开拓思路让学生学会从实际生活找到解决理论问题的

142-146.

；，

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周刊2012年第42期

○理化生教学与研究现代信息技术与物理教学的融合

王娜

（通钢一中，吉林通化134003）

物理课程标准明确提出，物理课堂教学应以学生为主，充分发挥学生的自主性。随着信息技术的发展，传统的物理教学模式面临挑战。物理作为传承知识、揭示科学规律的重要学科，应当与当今先进科学技术密切结合起来。信息技术包括多媒体技术、网络技术等。信息技术与物理学科的整合，可以增强学生自主性，可以创新教学模式，提高教学质量，培养学生的创新思维和学习兴趣。以下是我在物理教学过程中将信息技术与物理教学结合起来的几点体会。

一、电脑模拟，发挥物理演示实验功能。

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示是中学物理必不可少的一个环节。但在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身和实验室条件的限制，实验效果往往不尽如人意。如由于实验器材和教师实验水平的局限，有一些实验（如光的衍射实验、静电实验等）难以成功；有一些实验（如布朗运动）的可见度低；一些实验时间短，难以观察或者无法测量；还有一些实验的数据处理相当繁杂，难以找以简明的物理规律。通过现代化多媒体技术辅助手段，可以弥补常规实验仪器的不足，增强物理实验的演示效果。

如“力可以使物体发生微小变形”是难以用具体语言描

述清楚的，也难以让学生信服，通过演示实验可以达到一定的效果，但效果总不太理想，而利用多媒体的三维动画功能能轻松解决此类问题。在讲解过程，教师可以预先制作一个Flash 动画，给学生展示：在装满水的玻璃瓶上，塞上带细玻璃管的橡胶塞，当用外力挤压玻璃瓶时，细玻璃管中水面上升，既直观又形象，能激发学生的兴趣，达到令人满意的课堂效果。

再如，“卡文迪许的扭秤实验”实验原理较为抽象，学生不易

理解，而通过Flash动画进行模拟能达到非常好的教学效果。学生看了之后既能很好地接受这个知识，又能体会到科学家们的过人之处。由抽象难理解，转变为生动形象易接收，教学效果事半功倍。

二、利用多媒体技术，强化学生的自主性。

在物理教学中实施素质教育，就要使每一个学生的素质都能得到尽可能的发展，充分发挥学生的自主性，使教学取得实效，就必须注重学生个体差异。在现代化信息时代，网络环境下的教学，学生可以通过教师设定的教学情境，以任务为导向进行自主探索。

现代信息技术在物理教学中的使用直接影响学生的学习方式，传统的学习场所是课堂，新课程理念下现代信息技术的应用，倡导让学生走出狭窄的课堂，投身到社会生活当中，通过合作学习，从社会生活的各个方面吸取新鲜信息，从社会这个大课堂中获取更多的知识和能力。例如，在学生了解电磁波的产生和传播方式之后，鼓励学生自己提出有关电磁波的问题，通过上网查询，从信息的海洋中汲取所需的信息，并能够对信息进行分析，甄别信息，先小组内交换成果，统一意见，再在大组内交换意见，共同编写制作课题成果，然后进行不同的交流会或辩论会。学生们由被动学习转变为主动学习，学习效果显著。

三、充分利用网络资源，增强教学效果。

在网络时代，网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库，网上资源具有信息量大、更新快等特点，为教师提供了优秀课件、参考资料等多种资源，且处于实时更新中。下载网络课件及优秀的参考资料，教师经过进一步加工、组织，可以设计出适合自己教学风格的优秀课件来。同时，教师也可丰富知识，增加阅历，使教学内容不单单来源于教科书、教参，既提升自我的教学素质，又增加教学的容量和深度，做到有的放矢。

比如，在以往进行物理史教学时，教师照本宣科，唱独角戏，学生只是听众，教师的教学内容也只是来源于课本的有限知识，很难拓展。利用网络环境教学，可以把著名物理学家如牛顿、伽利略、爱因斯坦等人的生平事迹、照片、动画、影片，以及重要贡献和成就做成幻灯片，同时让学生通过互联网自己收集、整理相关资源。这样可充分调动学生积极性，增强学习的兴趣，拓宽知识面，而动画、直观的图形又能快速有效地激发学生的学习兴趣，起到良好的教学效果，学生很轻易就能功克这一难点，而这一切都是传统教学很难做得到的。总之，让学生在生动、形象的环境中进行学习，由此起到事半功倍的作用，也就能很好地增强课堂教学效果。

四、运用信息技术，改善物理课堂教学。

传统的物理教学重视学生对基本物理知识的记忆，忽视了学生创新思维和事件能力的培养，而且有些知识仅靠教师的讲解学生很难领会。利用信息技术可以弥补这些不足，教师可以利用多媒体设计软件，参与或自建建立物理模型。这既能增强教学的形象性，又有利于培养学生的创新能力。运用信息技术还可以提高课堂教学的密度。使用计算机将教师的板书、板画、抄写例题的时间节省下来，留出更多的时间让学生讨论和思考。同时通

结果。可见高中物理电磁学中有关矢量的问题都用到了右手螺旋定则的规律。

可见在物理学中，用到右手的现象比较普遍，于是，一个在生活实际中很普遍的现象在物理中得到了有力的验证。

生活中大多数人的右手更有力，更灵活。左手灵活的人也有，但是少数（左撇子）。如果左右手都灵活那可就能耐大了。成语“左右局面”也许就是这个道理吧。如果左右都不好使，在

英文中叫做“ambisinister”或者“ambilevous”中文译作“两手皆左”，这种情况在进化中就会被淘汰掉了。物理学中也是一样的道理，右手定则是大多数，但是左手定则也有其用武之地。简单地讲，中学物理当中凡是涉及力的时候都要用到左手，否则都用右手。

这种左右手的表面对称实则不对称的现象物理学中叫做破缺机制。杨振宁与李振道的“宇称不守恒”的提法正体现了自然界中的这种破缺。

14世纪法国哲学家布里丹（Buridan）有一个结论：被称为“布里丹之驴”，其表述如下：一头完全理性的驴子处于两堆等量等质的干草中间将会饿死，因为它不能对究竟该吃哪一堆干草作出决定。所幸的是，大自然不是理性的驴子，它允许对称的破缺，从而表现出多样性。正是这种破缺机制造就了我们的世界。

参考文献：

［1］赵凯华，陈熙谋.电磁学.高等教育出版社.

［2］曹则贤.左右可有别？《物理》编辑部，2012，41，（1）.

［3］孟杰 .What breaks the left-right symmetry. 《物理》编辑部，2009，38，（2）.

［4］康华光.电子技术基础（第四版）［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［5］林若波.浅谈电子线路的多媒体电化教学［J］.现代电子技术，2001，（5）.

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