电影中的物理学原理探讨

文/曾 芳

【摘 要】作为一门综合性的艺术形式，在各种各样的电影中，应用了大量的物理学原理。本文，我们即以做功来改变物体内能，以及动量守恒定律等常见的物理学为例，分析电影中的物理学原理的应用。

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关键词 电影；物理学原理；应用

引言：电影是一门综合性的艺术形式，在观赏各种电影的时候，我们经常可以看到各种各样物理学原理的应用。例如，在《荒岛余生》这部电影中，主人公便在流落孤岛的时候采用钻木的方式来取火，即是利用摩擦做功的方式，升高物体的内能的物理学原理。

一、《记忆三部曲》对物体运动规律的体现

从物理学角度来看，物体运动是在力的作用下而产生的，当物体受到各种外力作用的时候，便会出现不同的运动状态。在电影中，便用到了大量的运动规律，出现大量的运动变化镜头，不断的灵活转换具体的视角。例如常用的运动摄像就是利用摄像机的位置变化或者镜头光轴、焦距的变化来进行拍摄。经过这样的变化所得到的镜头叫做运动画面。如：综合使用推拉镜头、遥移镜头、跟进镜头、升降镜头来进行拍摄。这样的拍摄手法灵活多变，拍摄的画面丰满多变，能够多角度地展示场景，使观众看到镜头连贯，而且切换自然。对于某一个故事情节，运动摄像可以连续地进行追踪拍摄，突出情节的主题内容。使得电影场景中的人物和构图更加生动丰满，给大家带来了许多视觉效果极好的灵活多变、切换自然的镜头，增强了故事的吸引力和角色的表现力。例如，在日本导演大友克洋的作品《记忆三部曲》中的《大炮之街》一节中，出现了很有代表性的长镜头动画。在片头部分中，镜头中的小男孩还躺在床上，然后是男孩穿衣服的场景，之后孩子跑到一个很高的画像前面。镜头跟到画像处，男孩直立对画像敬礼，镜头向上移动来由近到远地拍摄画像，展示出画像的全貌。接下来是男孩在画像前面玩耍的场景，他迈正步走到餐桌旁边，镜头跟进来展示餐桌的场景，镜头停在餐桌的远景上。这一段落结束后，出现的是男孩乘坐地铁上学的场景。大友克洋想在动画里面展示一种别人无法效仿的纵深感，所以他此时没有使用镜头的切换，而只是变化摄像机的远近位置，来连接上学的一幕。出门上电梯，镜头俯拍电梯内的场景，从上向下移动，到了地铁候车台，地铁离开车站到达目的地，镜头远景展示男孩出站的匆忙景象，跟着男孩的脚步来到停放大炮的广场，镜头从炮声到炮筒，然后来个90度旋转，给黑洞洞的炮口一个大大的特写。整个画面衔接自然、连贯，真实的展示了父子一天生活的开始。

二、《终结者2》中做功改变物体内能原理的应用

在欣赏阿诺·施瓦辛格主演的电影《终结者2》的时候，我们也会发现，电影中应用到许多物理学原理。例如，在电影中液体金属机器人杀手追杀主人公的时候，便应用了做功改变物体内能的物理学原理。做功改变物体内能原理，指的是通过对物体做功，其他形式的能量便会转化成热能，或者是物体的内能。究其原因，是因为在对物体进行做功的时候，会改变物体内部分子的运动状态，而物体的内能是大量分子在进行热运动时动能和分子势能的总和，因此，物体的内能便发生了改变。于是，在电影中液体金属机器人杀手追杀主人公这一桥段中，我们便会看到，从槽罐车里泄露出来的大量液氮冲到了液体金属机器人杀手的身上，并很快将其冻结，分析其中的物理学原理便可以发现出现这种现象的原因。在压强较高的情况下，在液氮被释放出来的时候，便会对外界做功，温度下降，于是冻结了液体金属机器人杀手。而在我们的现实生活中，也随处可见利用做功来改变物体内能的情况。例如，在我们利用气筒给轮胎打气的时候，便是通过不停的对气筒内的空气进行压缩，对空气做功，来使气筒内的空气温度上升。于是，气筒便会出现发热现象。

三、《月陨天劫》对物理学规律的错误应用

在麦克·罗儿执导的电影《月陨天劫》中应用到很多物理学原理，但也存在一些错误应用的情况。例如，在电影中，一艘巨轮被吸了起来，集装箱也一样被吸得离开了巨轮。但是，船与集装箱都被吸起来，水却没有被吸引起来。其实最终的结果是水与巨轮一起被吸起，就像有人说百慕大三角洲有船莫明其妙地失踪是因为那里的重力突然变大，把船吸引下去的结果是错误的一样。如果船所在的地方重力加速度变大，则水对船的浮力一样要变大（由浮力公式可得），船是不会被吸引到海底的。还有矮星撞到月球上的情节，受到质量的影响，如果碎片质量真的是月球的160多倍，电影中不该描述出矮星碎片飞向月球，而是月球飞向这块碎片。另外，在月球向碎片靠近的过程中，因为月球的个头足够大，它在碎片的引力场中占据的空间太大，导致月球靠近碎片一端与远离碎片一端受到的引力不同，在一定距离上早被碎片的引力撕裂（在天文学上被称为洛希极限）。这是一个可供电影制作者大写特写的宏大天文场景。而这块矮星物质撞击月球的结果会是怎么样的呢？利用物理学原理来分析，那片矮星物质的密度是如此之大，是月球密度百亿倍的数量级，它穿过月球这事简直比子弹在空气中穿行还轻松！所以这片物质会大摇大摆地不费吹灰之力穿过月球，而不是停留在月球之中。

总结

在欣赏各种各样题材和类型的电影的时候，我们总能发现大量的物理学原理的身影。而也正是得益于各种物理学原理的支持和应用，我们才能在大屏幕上观赏到各种或赏心悦目，或惊险刺激，或感人至深的画面，享受到视觉上的饕餮大餐。我们也相信，随着物理学的发展与进步，今后，将会有越来越多的物理学原理和技术等被应用到电影的构图和制作等各个方面，为我们带来更多更好的电影作品。

（作者单位：福建省建瓯市第一中学）