浅谈高中物理与新型能源科学的关系

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浅谈高中物理与新型能源科学的关系

作者：刘彦廷

来源：《未来英才》2017年第24期

摘要：近年来，随着社会的高速发展与城市建设水平的提高，人们对于自然资源的开发与利用逐渐增加，由此导致的自然资源的过度开发与自然资源的浪费已经成为近年来世界范围内的主要环境问题。因此，新型能源科学的研究是顺应社会发展的必然趋势。因此本文立足于环境可持续发展角度，浅谈高中物理与新型能源科学的关系，并对新型能源提出独到的见解，从而更加切实地理解物理学的理论、感受物理学的学科魅力。关键词：高中；物理；新型能源；关系一、新型能源科学概述

1、新型能源科学的概念。新型能源科学是相对于传统能源科学的一种科学，是指探索与研究一系列传统能源以外能源，其中包括：风能、太阳能、地热能、海洋能等能源科学。新型能源科学主要是研究以新能源、新材料或者新技术为基础，利用物理学及其他学科的相关理论，通过科学分析与实验，将这些新型材料与新技术应用到能源的開发之中。简而言之，新型能源科学是一种将新型能源代替传统能源，走可持续发展的道路的科学。

2、新型能源科学的类别。第一，风能。风能是新型能源科学的主要形式之一。风能是指地表的空气流动所做的功，将这些功作为新的能源形式。风能是一种无污染、可持续使用的新型能源，风速越大，风能就越大。目前，许多国家已经引建了许多大型风力发电站，大规模投入生活与生产。第二，太阳能。太阳能是指太阳的热辐射能，是一种巨大且长久的能源。太阳能在人们的生产与生活中的应用十分广泛，太阳能可以用来发电或者供热取暖，是一种可再生能源。第三，海洋能。海洋能是一种蕴藏在广袤海洋中的能量，是一种蕴藏量巨大但具有一定开发难度的新型能源，它是指海洋通过一系列物理过程对能量进行吸收、转化和储存的能量，具体表现为波浪、盐度、温度等。

二、物理学原理与新型能源科学的相互作用

1、物理学原理对新型能源科学的指导作用。一方面，物理学原理对新型能源科学具有指导作用，新型能源科学的研究过程始终以物理学原理为基础，可以说，物理学原理使得在新型能源科学研究领域的每一个进展有据可依。物理学原理对新型能源科学与新能源开发过程起着至关重要的导向作用，是新型能源科学发展的基石。

2、新型能源科学对物理学的推动作用。另一方面，新型能源科学对物理学有着十分重要的推动作用。因为，在新能源科学的研究过程中，会涉及目前物理学没有研究或涉足的领域，

这些新能源科学的发展给物理学带来了新的活力，这些未知的现象同时也会为物理学的发展助力。

总的来说，物理学原理与新能源科学是辩证统一，相互作用的。物理学原理与新能源科学二者紧密联系，不可分割。

三、物理学在新型能源科学中的应用

1、风力发电。风能是一种无污染、可持续使用的新型能源，由物理公式E=1/2（ρtsυ3）可得：风速越大，风的横截面越大，风能就越大。譬如，夏威夷群岛发电站是目前是世界最大风力发电站，它每年的发电量可达一千万千瓦时；而在中国的东北、西北与东南地区，也建立了许多风力发电站，譬如新疆达板城风电厂目前每年产电1800万千瓦时。

2、磁悬浮技术。磁悬浮技术是一种新型技术，是指让物体的磁力克服它的重力，从而实现其悬浮的技术。磁悬浮技术的成熟使得磁悬浮列车的出现成为可能。由物理学原理可知，两块同级的磁铁靠近会互相排斥，不同级的磁铁靠近则会互相吸引。磁悬浮技术充分引用了这两种吸引力与排斥力。中国的第一辆磁悬浮列车已经在2003年的上海成功运行。磁悬浮列车的优势在于它的速度极快、且由于其悬浮与空中与地面没有摩擦因此运行噪声小，且成本较低，减少了对传统能源的耗费，一旦大规模投入运行，有利于环境与自然资源的保护。

3、新型功能材料。新型功能材料是物理学在新型能源科学领域的另一项伟大成就，新型功能材料是指那些将原有的光学、力学、电学等通过物理效应转化为其他的能，或使得这些能相互转化而形成的功能材料。随着物理学的发展与社会科技水平的提高，这些新型功能材料的研究已经逐渐成熟，许多新型功能材料已经广泛地被应用于我们的日常生产与生活。譬如，新型陶瓷材料就是常见的新型功能材料，它是通过物理效应，改良传统瓷砖材料的性能特点。在热能方面，它具有隔热，耐高温的特点；在机械能方面，它具有防滑，耐磨擦的特点；在电能方面，它具有绝缘的特点。

由上可见，物理学在新型能源科学领域有着十分广泛的应用，物理学为新型能源科学的研究提供了理论基础与理论依据。四、结语

综上所述，新型能源科学以其环保、可持续性强等优势，已经逐渐被应用到人们的生活之中，可以说新型能源科学的研究是顺应社会发展的必然趋势的。因此，立足于物理学的相关概念与原理与社会实际，研究物理学与新型能源科学的相互关系，并充分探讨物理学在新型能源科学中的应用可以为新型能源的研究指明方向，也为物理学带来新的活力，具有一定的现实意义。因此作为高中生，我们应该夯实书本基础，并善于思考与总结生活中的物理现象，发散思维，不断为未来的大学物理学科的学习奠定基础，也为未来社会的发展奉献自己的一份力量。