等效法

科學思維方法

等效法是常用的科學思維方法。所謂“等效法”就是在特定的某種意義上,在保證效果相同的前提下,將陌生的、複雜的、難處理的問題轉換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法。思維的實質是在效果相同的情況下,將較為複雜的實際問題變換為簡單的熟悉問題,以便突出主要因素,抓住它的本質,找出其中規律。因此應用等效法時往往是用較簡單的因素代替較複雜的因素,以使問題得到簡化而便於求解。

定理釋義


基本定義

等效法是常用的科學思維方法。所謂“等效法”就是在特定的某種意義上,在保證效果相同的前提下,將陌生的、複雜的、難處理的問題轉換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法。

等效思維的實質

等效思維的實質是在效果相同的情況下,將較為複雜的實際問題變換為簡單的熟悉問題,以便突出主要因素,抓住它的本質,找出其中規律。因此應用等效法時往往是用較簡單的因素代替較複雜的因素,以使問題得到簡化而便於求解。
等效或稱等價是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。等效的方法是指面對一個較為複雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。

物理學應用

按其物理學作用上,大致可 分為等效原理,等效概念,等效方法,等效過程四個方面。
物理原理等效
如在經典力學上 有力的疊加原理,狹義等效原理:即愛因斯坦相對性原理,(物理學規律對一切慣性系是 等效或等價的)你無法在一個慣性系中或者是勻速直線運動的中參考系中,作物理實驗來判斷系統的勻速直線的運動速度。而廣義的等效原理 一切規律是等效平權的,其中物理規律是一樣。對於非慣性系中,引力場局部等效均勻加速度場。慣性質量與引力質量等效。熱力學上 熱力學第2定律:不可能把熱量從低溫傳導高溫而不做其他任何變化,與第二永動機不可能實現都是等價的。
物理等效概念
概念上體現等效的如無大小影響僅有質量的幾何點,質點剛體有質量無幾何形變的剛體,理想流體,點電荷,這些概念只是處理問題效果反映了實際客體主要方面矛盾。
等效方法
將一個力的分解等效的兩個任意的假象的力的合成,將多個力合為一個力的效果,運動的分解平拋運動可等效為水平直線勻速運動,和自由下落運動來處理。更一般的,所有曲線複雜運動可以等效簡單的運動的合成。而實際上也確實是處理問題就是所謂級數近似進行展開,零級一級二級分析,也是體現著等效原理。
等效過程
處理重力場中保守性,或者其他保守性過程,將複雜的運動,歸結看為簡單的過程。兩種是等效作功或者能量傳遞。
在一些物理問題中,一個過程的發展、一個狀態的確定,往往是由多個因素決定的,在這一決定中,若某些因素所起的作用和另一些因素所起的作用相同,則前一些因素與后一些因素是等效的,它們便可以互相代替,而對過程的發展或狀態的確定,最後結果並不影響,這種以等效為前提而使某些因素互相代替來研究問題的方法就是等效法.