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淺析物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展
物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展即是力學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要趨勢(shì)，也是促進(jìn)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的重要手段，下面是小編搜集整理的一篇探究物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要：物理力學(xué)主要是研究宏觀力學(xué)的微觀理論學(xué)科。研究物理力學(xué)的主要目的是通過理解微觀粒子性質(zhì)的相互作用，找出介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)計(jì)算方法，進(jìn)而使解決力學(xué)問題建立在微觀分析的基礎(chǔ)上。本文主要探討了物理力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，為有關(guān)物理力學(xué)問題的解決提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：物理力學(xué);產(chǎn)生;發(fā)展
一、物理力學(xué)發(fā)展需要解決的問題分析
在物理力學(xué)的發(fā)展過程中，我們需要解決兩方面的問題，一個(gè)是關(guān)于物性的問題，另一個(gè)是有關(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問題。物理力學(xué)主要通過物性及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律這兩個(gè)方面的微觀化而成為解決問題、建立微觀分析的基礎(chǔ)。關(guān)于物性的參數(shù)主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)方程組中的系數(shù)，例如彈性系數(shù)、熱導(dǎo)率、粘性系數(shù)、聲速、比熱等。為了求解運(yùn)動(dòng)的方程組，需要知道它們相關(guān)的數(shù)值。
在傳統(tǒng)力學(xué)中，物性參數(shù)的數(shù)值是需要試驗(yàn)測(cè)定的。而在我們研究的物理力學(xué)中，是通過微觀的分析以及對(duì)宏觀數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法計(jì)算參數(shù)的數(shù)值。我們研究物理力學(xué)，不僅是為了能夠找出物質(zhì)性質(zhì)的微觀規(guī)律，而且還需要找能夠預(yù)見新物質(zhì)性質(zhì)的方法。
針對(duì)物理力學(xué)發(fā)展中的相關(guān)問題，先了解一下有關(guān)激波結(jié)構(gòu)問題的例子。物態(tài)在激波前后會(huì)有很大的變化，在波陣面一定的厚度之內(nèi)，物質(zhì)是處在遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)的。這時(shí)，對(duì)于宏觀物態(tài)的參數(shù)已經(jīng)不適用了。因此，我們需要從分子運(yùn)用的這一個(gè)角度進(jìn)行描述。像從波爾茲曼方程的角度出發(fā)，進(jìn)而直接進(jìn)行求解。
在上世紀(jì)60年代，一對(duì)無內(nèi)部自由度的影響激波結(jié)構(gòu)的問題得到了進(jìn)一步發(fā)展。其發(fā)展主要得力于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，從而能夠使波爾茲曼方程進(jìn)而得到模型數(shù)學(xué)方程，求精確解。另外，還能夠?qū)崿F(xiàn)激波管與稀薄氣體風(fēng)洞在較高區(qū)域的分辨率的相關(guān)方面的測(cè)量。雖然對(duì)于這些問題的處理都是初步的，但是從物理力學(xué)微觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律上看，確是一個(gè)非常大的進(jìn)步。
還有一個(gè)相似的例子就是對(duì)爆震波反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)方面的研究。對(duì)于這方面的研究是比激波結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的，解決問題的困難在于理論的復(fù)雜性，也有實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的不足等原因。分子氣體的動(dòng)力激光器中非平衡流方面的問題，主要是因?yàn)榉肿觾?nèi)部自由度性質(zhì)在不斷膨脹的氣流中產(chǎn)生的自身不平衡現(xiàn)象。在這種迅速膨脹的氣流中，分子振動(dòng)的自由度兩方面是不平衡的，不能夠采用統(tǒng)一的溫度對(duì)其進(jìn)行描述。因此，這也是一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的問題。
二、新技術(shù)不斷推動(dòng)物理力學(xué)的發(fā)展
物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展即是力學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要趨勢(shì)，也是促進(jìn)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的重要手段。自上世紀(jì)40年代至今，由于尖端的技術(shù)以及基礎(chǔ)科學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，力學(xué)面臨著大量的超高溫和超高壓等特殊條件下的問題。我國(guó)著名的力學(xué)家錢學(xué)森在上世紀(jì)50年代初提出應(yīng)該建立物理力學(xué)這門學(xué)科，其真知灼見把握了力學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì)，并且預(yù)見了今后突飛猛進(jìn)的結(jié)果。
人類社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，給物理力學(xué)的研究提供了更多的條件。縱觀近五十年間的物理力學(xué)的發(fā)展，值得一提的是液體理論的重大進(jìn)步。1972年，麥克唐納等人計(jì)算出等壓線結(jié)果和多種液體實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)等，促進(jìn)了對(duì)液體理論的研究。1997年，威爾遜提出了采用重正化群理論解決臨界現(xiàn)象，取得了重大的進(jìn)展。近20年來，對(duì)于耗散結(jié)構(gòu)理論是非平衡系統(tǒng)的研究也取得了突破性的進(jìn)展。上世紀(jì)50年代之后，原子分子物理學(xué)才重新被重視，尤其是計(jì)算機(jī)的不斷應(yīng)用大大地促進(jìn)了這門學(xué)科的發(fā)展。其他的像分子束技術(shù)、光散射技術(shù)、中子衍射技術(shù)等都成為了研究固體以及液體微觀結(jié)構(gòu)的有效手段。另外，高壓技術(shù)能夠產(chǎn)生千萬大氣壓以上的高壓條件，高倍電子顯微鏡能夠用來觀測(cè)原子尺的現(xiàn)象等。新技術(shù)以及新發(fā)明都為進(jìn)一步研究物理力學(xué)提供了有利的條件。
本文對(duì)物理力學(xué)的產(chǎn)生及其發(fā)展進(jìn)行了相關(guān)的探討。通過本文的研究，我們了解到，在對(duì)物理力學(xué)進(jìn)行研究時(shí)，我們應(yīng)該明確物理力學(xué)研究的目的，還應(yīng)該充分采用新技術(shù)、新發(fā)明，將其不斷應(yīng)用到研究中。只要我們不斷探索和實(shí)踐，一定能夠進(jìn)一步促進(jìn)物理力學(xué)的發(fā)展。
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