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写作思路：围绕论点展开论述，语言必须准确、鲜明、严密、有针对性；结构严谨，条理要清楚，论证要严密。
正文：
当今世界大学教育无疑是培养人才的最佳方式，而人才不知应该有完善的智力水平，还应该有强健的体魄，要知道现代社会是一个高度发展的社会，也是一个生活节奏大幅度提高的社会，没有强健的体魄是很难在当今社会立足并且也是取得巨大的成功的。
而这无疑要求大学教育中，增强学生的身体素质高校大学生作为一个群体，它肩负着建设社会主义现代化的伟大使命，广大大学生身心健康、体魄强健、意志坚强、充满活力，是一个民族旺盛生命力的体现。
大学生也只有在良好的体质状况下才能有更好的精力和发挥最大的潜能为社会主义现代化服务。体育课不仅重视技术动作的教学，更重视体能的锻炼。打网球需要较好的体能，力量和耐力是不可缺少。
体能的锻炼可以忘却繁重的课业，身体和大脑得到解放。体育锻炼不仅仅是身体上的锻炼，更重要的还有意志上的磨炼。意志的坚定能面对任何困难，不逃避不退缩，永远做一个强者。
当代社会需要的是全方位的人才，日益加快的社会节奏和日益加大的社会压力都给即将步入社会的大学生们提出了严峻的挑战。而如果是一个身体素质差的人步入社会那他肯定难以承受社会和家庭的巨大压力，结局肯定是悲惨的。
学生应适应当今社会的发展和进步，大学生要有较好的人文和社会科学修养。除了自己所需的专业知识以外，还应具有适应自己将来工作需要的身体，只有全面素质的人，才能大有作为，畸形片面的知识结构，已不能适应时代发展。
大学生应以一种守望的精神，入世的态度，勇敢地承担起社会教化的责任。这就要求着大学生拥有着强健的体魄。市场经济的竞争机制以及科技发展的综合化趋势，要求人们具有较强的竞争意识和协作精神。
这一切对刚刚走向社会的大学生的心理冲击和身体压力都是巨大的，很容易产生失落感和挫折感，失去奋斗目标，要么成为功利主义的俘虏，要么意志消沉，固步自封，一事无成。可见身体确实是革命的本钱。
古往今来，无数的仁人志士、伟人名宿，都十分重视自己身体健康的重要性，他们为拥有一个健康的身体的价值下了一个深刻的注脚。健康的身体，是革命的本钱，是成功的基石。
1、试论我国学校体育的现状和发展趋势 2、谈因材施教在体育教学中的应用 3、试论体育道德形成的要求和规则 4、论体育与智力开发 5、体育教育对学生体育能力培养的研究 6、体育在发展学生个性方面的地位和作用 7、试论体育教育中学生个性差异与个性发展 8、试论体育教育中的审美渗透 9、体育技术学习与体能发展问题的研究 10、体育教学运动负荷的调整与控制的探讨 11、女生体育教学的特点与指导实践的研究 12、论体育教学手段现代化的意义和作用 13、X X地区（学校）学生体质的调查与分析 14、对课间操内容和形式的改进研究 15、初论体育课外活动的性质与特点 16、论体育在素质教育中的地位和作用 17、（某地区）学校体育发展现状及发展战略的研究 18、关于优化中（小）学体育教学内容的研究 19、新的教学方法（或电化教学）在体育教学中的运用的研究 20、论教学艺术与体育教学艺术 21、论体育教学中的品德教育及意志培养
幼儿园教育中的体育教育是幼儿园指导性文件的要求。体育教育能够增强人的体质和促进人的健康，它属于全面发展教育必不可少的一部分。下面是我给大家推荐的幼儿园体育教育探讨论文，希望大家喜欢!
《探讨幼儿园教育中体育教育的重要性》
摘要：幼儿园教育属于教育的启蒙时期，在国民经济日益进步和发展的影响下，幼儿时期教育的重要性越来越明显。在幼儿园的教育中，体育是非常重要的一个组成部分，它有利于促进国民素质的提高。为此，本文论述了幼儿园教育中体育教育的重要性，以及幼儿园体育教育的实施策略。
关键词：幼儿园;体育教育;重要性;实施策略
中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1674-9324(2014)38-0258-01
一、幼儿园教育中体育教育的重要性
1.幼儿园教育中的体育教育是幼儿园指导性文件的要求。体育教育能够增强人的体质和促进人的健康，它属于全面发展教育必不可少的一部分。《幼儿园工作规程》以及《幼儿园管理条例》提出了幼儿园教育的目的是促进幼儿德、智、体、美等的综合发展。鉴于此，幼儿教育中的体育教育是非常关键的，幼儿园教育的有关规定明确了幼儿园的教学内容是启蒙性和全面性的，能够将其划分成艺术、科学、社会、语言和健康等几项内容，健康是首要的，而体育在推动人的健康上是德育、智育和美育所不能及的，这充分地表明了幼儿园教育中体育教育的重要性。
2.幼儿园教育中的体育活动是孩子体育教育的启蒙时期。处于婴儿期的小孩由于受到直接作用的事物而出现行为上的改变，会移开事物，小孩的心理活动也能够改变或者是停止。在学前的幼儿阶段，因为幼儿受到不断教育与成长的影响，语言系统与皮质抑制发展，所以能够自觉性地发展自身的行为，并且可以让自身的行为与比较远的目的相服从，这有利于幼儿个性的形成。幼儿的这种个性在其终身当中都留有一定的痕迹，因此在幼儿教育阶段，要求幼儿参与体育活动，有利于对幼儿实施启蒙教育和增强幼儿的体育观念，并且能够奠定幼儿的终身体育。除此之外，在幼儿阶段，要求幼儿参加体育活动能够推动幼儿生理的健康发展，增强幼儿的身体素质，有效地防止疾病与不良体形的出现，这有效地确保了幼儿将来各个成长阶段的学习和生活，为幼儿的终身体育打下了一定的生理基础。
3.实施素质教育的要求。素质属于人先天具备和后天形成的一种品质的综合和稳定的特性。而提高和培养学生素质的教育就是所谓的素质教育，素质教育有3类6种，也就是身体素质教育、社会素质教育和心理素质教育这3类，6种就是身体素质教育、社会素质教育以及心理素质教育所涵盖的劳技素质教育、审美素质教育、业务素质教育、道德素质教育、思想素质教育以及政治素质教育。在新的世纪，教育部指明了素质教育的实施应当立足于幼儿时期，通过合理和科学的方法激发和启迪孩子的智力，激发幼儿的求知欲望、培养幼儿良好的行为习惯和健康的体制。而要求幼儿园的主要任务是实现教育和保育的有效统一，促进幼儿德、智、体、美的全面发展。
二、幼儿园体育教育教育的实施策略
1.增强幼儿园教师对体育教育的观念。目前形势下，幼儿教育工作者们对体育教育的观念还较为狭隘，总是关注体质论。他们没有意识到体育教育涵盖了运动训练学生、体育心理学、人体科学等诸多学科，它牵涉到人的生理、社会性、心理、意志情感等各个方面。为此，这就对幼儿教师的综合素质要求比较高。只有在一名优秀的幼儿教师指导下，才能够在教学实践活动和组织幼儿活动的过程中树立正确的世界观、价值观和人生观，从而具备与时俱进的体育运动发展意识。可以结合下面的两个方面对幼儿实施体育教育：一方面，有效地统一幼儿的运动发展能力以及教育与运动环境，从整体上思考这两者的有机结合;另一方面，体育教育并非单纯性的户外体育活动，而是需要结合幼儿的心理、智力、情感等各个方面实施体育教育，从而有效地推动幼儿的健康成长和发展，实现体育教育的最终目的。
2.幼儿园设备与场地器材的健全。倘若幼儿园实施体育教育的硬件条件达到了一定的要求，那么组织丰富多彩的体育活动就能够实现理想的效果。良好的硬件条件有利于幼儿体育教育任务和目标的实现，可是，当前形势下幼儿园的体育场地、体育器材和设备等硬件条件还面临着分配不科学和不合理的情况。为此，要想健全幼儿园的体育场地、体育器材和设备等硬件条件，需要创设一种有益和良好的环境。第一，市级以上的教育主管部门需要高度地重视幼儿教育，确保足够的幼儿教育投入，实现不同地方的发展要求，进而使得教学资源的不平衡性减少。第二，教育不但是国家的职责，幼儿园、家庭以及社区都需要创建一体化的教学模式，尽可能地确保幼儿能够获得更加完善和标准化的体育教育。
3.科学组织体育教育中幼儿的运动负荷。教师应当以人体生理机能获得的通常性规律“上升”，再到“稳定”最后到“下降”来组织体育活动。事实表明，通常幼儿的生理机能在一开始的时候有着比较快的上升趋势，然后在某个时间段内实现一个比较高的水平，然而这个时期的持续时间是非常短暂的，幼儿承担急剧改变的负荷能力比较低，最后的时候又慢慢地降低。其中，上升、稳定、降低这几个时期是互相联系的和密不可分的。对于幼儿来讲，因为幼儿的体育基础、身体健康状况、年龄特点以及气候条件、教学安排、体育项目的特点等的不一样，他们上升时期坡度和时间以及最高时期的持续时间和高度的不一样，再者，幼儿担负急剧改变负担量的能力也是不一样的。
结语：综上所述，幼儿体育教育具有重大的现实意义，作为广大的幼儿教育工作者们来讲，需要结合幼儿园的发展现状和幼儿的实际情况，有针对性和有目的性地实施体育教育，从而使得幼儿体会到一种愉悦感。
参考文献：
[1]周岩.幼儿园体育健康教育发展现状及对策研究[J].教学管理，2009，12(4)：71-73.
[2]温婷.幼儿园体育活动现状与改革的研究[D].内蒙古师范大学，2011.
[3]刘美奋，孙秀荣，张茂林，等.山东省幼儿园体育活动现状与对策研究[J].教山东体育学院学报，2009，25(10)：83-85.
[4]王岩.中原城市群区幼儿园幼儿体育现状与发展对策研究[D].河南大学，2011.
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随着幼儿体育教育的价值和地位的提升以及教学实践过程的不断深入，幼儿体育教育对提高幼儿综合素质发展的作用越来越明显。下面是我给大家推荐的幼儿体育教育论文，希望大家喜欢!
《论幼儿体育活动的教育价值》
摘 要：幼儿体育活动不仅能促进幼儿的生长发育，增强体质，它还能有效地促进幼儿的智力、个性、审美和劳技等方面的发展。因此，在组织幼儿体育活动中，除注重促进幼儿身体机能和基本动作的发展外，还应有意识地把体育与其它相关教育价值结合起来，促进幼儿身心全面发展。
关键词： 幼儿 体育活动 教育价值
在很多人的心目中，认为体育的价值只在于身体素质、运动技能的培养，通过锻炼身体，达到体质的增强。其实幼儿体育活动还蕴含着极为丰富的教育价值。幼儿体育活动的最终目的不仅仅是增强幼儿的体质，更大的价值在于通过体育锻炼，发展幼儿各方面的能力，促进其身心和谐发展。针对幼儿体育活动教育价值的体现，本文主要从幼儿的智能开发、个性发展、审美培育、劳技培养等四个方面进行论述。
一、幼儿体育活动的智能开发价
心理学家研究资料表明：“基本动作的发展对幼儿感知和思维发展有重大作用”。由此可见体育游戏可直接促进智力的开发。如：在游戏“接小足球”中，幼儿除了要观察，判断来球的方向、速度和力量，同时要根据判断不断调整角度，移动脚步，伸脚抬足，脚底触球后，根据来球力量屈膝缓冲，使球稳定置于脚底，在掌握这一环节中，不仅体能得到了的锻炼，还有助于幼儿识别和理解上下、前后、左右、高低、远近和先后、快慢等概念，从而能提高他们认识周围事物的能力。幼儿的观察力、运动感知、注意力、思维力都得到锻炼和发展。这一过程是绝对离不开智力的参与的。这就发展了幼儿的记忆力、注意力和辨别方向的能力等。在“纸儿真好玩”活动中让幼儿自由选择老师预先准备的挂历纸、报纸、皱纹纸、白纸、硬板纸等材料，幼儿在不同的区域中用来顶、跳、踩、跨、抛、在活动中，孩子们了解了纸有不同质地、不同颜色、很轻、易损坏的特点和可以折叠、撕碎、揉皱的性能。在做复杂的游戏时，幼儿要敏锐地观察瞬息多变的环境，独立地、快速灵活地、往往要创造性地处理当时所发生的问题，这对有效地发展幼儿观察力、注意力、思维力、想象力、记忆力等都具有明显的效果。这些游戏都恰当地溶进了知识、智力和创造力的内容，对培养幼儿思维能力、开发幼儿智力都有很大好处。
二、幼儿体育活动的个性发展价值
幼儿期是一个人社会性发展的关键时期，而幼儿体育活动蕴藏着个性发展的教育契机。心理学家指出：儿童社会化的发展终结表现为能在一定的社会秩序中达到相对自治。体育游戏比其它游戏具有自身的规则要求，幼儿知道规则建立能有助于游戏的开展时，也就愿意遵照规则的要求行事，使规则所依据的社会规范真正成为幼儿自身需要产生执行规则的内在动机，从而逐步形成稳定的个性特征。如：游戏“小飞行员”在游戏时必须沿“航线飞行”，防止碰撞……只有自觉遵守这些游戏规则，游戏才能进行下去。让幼儿从游戏中认识到：规则是游戏的保障，人人都必须遵守，从而培养幼儿遵规守纪的行为习惯。体育游戏也为幼儿的协作与交往提供了机会，能很好地促进幼儿协作能力的提高，更能培养幼儿的协作精神。如在“蜈蚣走路”游戏中，孩子们自由结伴排成纵队后套住左脚和右脚，前后相距一手臂，双手搭在前面幼儿的肩上，一起向前走。这个游戏对幼儿的团结协作的精神提出了更高的要求，只要一个人脚步不协调，就影响到前进的速度甚至会导致人仰马翻。最后幼儿在统一的“左、右、左、右”的口令下，“蜈蚣”的步伐越来越轻松。幼儿在游戏中感受到了集体的智慧力量，懂得了团结协作的重要性……在体育游戏中多提供需要幼儿协作交往的机会，激发幼儿的协作精神，让他们在游戏中体会到相互协作的乐趣，帮助幼儿逐步摆脱自我中心，逐渐懂得如何调整自己的情绪与行为去适应别人或集体的要求。
在体育游戏中创设能使幼儿充分表现自己和体验成功快乐的机会与条件，鼓励他们大胆实践锻炼，使他们在实践中感受自身的能力，从而培养幼儿的自信心。在幼儿体育活动中尽力做到既要设置情景，激发幼儿兴趣，又要鼓励幼儿大胆去尝试，在亲身体验中逐步认识自己，喜欢自己，欣赏别人。孩子们情绪高涨，积极探索，每人都充分体会到了成功和分享合作的快乐。当幼儿每次顺利完成动作或在游戏比赛中获得胜利，体验到愉快情绪的同时也增强了自信心。[1]
三、幼儿体育活动的审美培育价值
陈鹤琴先生说过“体育活动设计最好有音乐为之鼓兴，音乐是有节奏的，儿童素来喜欢听，假使体育活动同音乐结合起来，儿童的兴趣一定格外的浓厚。”所以，在组织体育游戏中，加上适当的背景音乐，有时是节奏鲜明的进行曲、现代节奏乐，有时是活泼诙谐的舞曲，让幼儿在音乐的伴随下运动，既健体又娱心。整个活动，不同的场景伴以不同的背景音乐，让孩子们在游戏中兴致盎然，孩子们在发展动作的同时受到音乐美的陶冶。同时，体育活动内容中也蕴藏着美的教育。在体育游戏中则可以对幼儿分辨善恶、美丑，进行美的教育。例如：体育游戏“喜羊羊和灰太狼”中幼儿懂得狼总是想办法捉羊，我们要尽量躲开它，培养了幼儿除恶扬善、喜善厌恶的情感，也让幼儿感受到“小羊们”一起开心玩耍文明礼让是充满友善的美;想出好办法、团结协作对付“灰太狼”是聪明勇敢、协作精神的美等等。早操也是幼儿进行欣赏美表现美的途径之一，幼儿园早操一般分律动、基本体操(徒手操或轻器械操)、自由游戏或队列队形等几部分。并且在整个早操活动中都贯穿着优美的音乐。所以，早操活动不仅能促进幼儿身体全面发育，培养正确的身体姿势，发展协调、灵敏、力量、柔韧等身体素质，发展幼儿的空间方位知觉，节奏感以及肌肉控制能力等，还能培养幼儿的美的欣赏能力和表现能力。比如;教师领操的优美姿势、自身及同伴优美协调的动作、老师精心制作的做操器械、优美的音乐、队列队形的变化等等都能使幼儿产生美感。
四、幼儿体育活动的劳技培养价值
前苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“儿童高尚的心灵是在劳动中逐渐培养起来的，关键是要使幼儿从小就参加劳动，使劳动成为人的天性和习惯。”[2]幼儿体育活动也蕴藏着劳动意识培养的教育价值，因此，在体育活动中对幼儿进行潜移默化的劳动习惯和劳动兴趣的培养，让幼儿在心灵里早早地播下爱劳动的种子。在组织体育游戏之前，根据游戏的需要，引导幼儿讨论，动脑筋想办法，并组织幼儿自己动手，用废旧物品制作体育游戏中所需的游戏材料。如：在“跨过障碍物”游戏中，幼儿用许多小铁罐的用胶带粘起来成了“独木桥”，又用几个小铁罐用胶带粘捆起来做成“小桥墩”，又用两个小铁罐做成“小高跷”。于是“跨过障碍物”的体育游戏中所需的游戏材料都齐全了。在活动中使用自己制作的游戏材料，这样做既培养了他们的动手动脑的能力，也激发了幼儿的游戏的兴趣，而且还能让幼儿感受到废旧物经过自己的“劳动”改造后，也能创造出游戏需要的玩具来，既省钱又好玩，从中潜移默化地让幼儿体会到了劳动创造财富的道理。在开展体育游戏前的场景材料的准备摆放及游戏后的场地收拾整理的环节中，也是对幼儿进行劳动意识培养的途径之一。在老师的引导下，让幼儿成为场地布置及收拾整理的主体，在活动中既得到了锻练，又感受到场景创设后及游戏后场地收拾后环境的优美，同时又体验到了劳动的快乐。
总之，幼儿园体育是对幼儿实施全面教育的重要手段，也是幼儿园全面教育的一个重要组成部分，幼儿的体育活动中，蕴涵着许多教育的契机，而这些隐藏着的教育契机也许会让孩子们终生受益。让我们蹲下来，挖掘体育活动的教育价值，关注体育活动中的每个细节，真正参与到孩子鲜活丰富的生活中去，用他们易懂、乐懂的形式去感染孩子，在点滴中教育孩子，培养幼儿的人格，在潜移默化中形成并一生受用不尽。
参考文献：
[1] 幼儿园教研组.通过体育游戏促进幼儿的社会性发展(摘录).
[2] 孙孔懿.追寻苏霍姆林斯基年12月13日南京师范大学紫金校区厦门市首届幼儿园学科带头人培养对象培训讲座.
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目录一、摘要二、现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康2、现代生物技术中糖类与健康3、现代生物技术中与健康4、现代生物技术中与健康三、总结四、后序五、鸣谢六、参考文献关键词：现代生物技术、蛋白质、糖类、脂肪、维生素、健康摘 要现代生物技术以其越来越重要的经济价值和科研价值而逐渐受到人们越来越多关注。据估计生物技术可以给人类创造数千亿美元的收入，但比这更重要的是现代生物技术挽救了数亿人的生命。最典型的例子就是青霉素的使用，因为青霉素的使用而使人类的平均年龄增加十几年。人类的生活条件也因生物技术的使用而大有改善。我国作为一个拥有十三亿人口大国，生物技术对保证国民的身体健康起着举足轻重的作用。那么现代生物技术与健康又有哪些连系呢？带着这些问题，我们小组对此进行了调查。希望通过我们的探究活动性报告，使您对现代生物技术与健康的关系有更深入的了解！现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康（1）蛋白质的定义及概述蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链。蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链二十～数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列，蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，从而发挥某一特定功能。产生蛋白质的细胞器是核糖体。蛋白质（protein）是生命的物质基础，机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体质量的％，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸，吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质，同时新的蛋白质又在不断代谢与分解，时刻处于动态平衡中。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿，都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。（2）蛋白质的生理功能1、构成蛋白质的身体。蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、骨骼、内脏、大脑、血液、神经等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。可见蛋白质对人的生长发育非常重要。2、修补人体组织。人的身体由百兆亿个细胞组成，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，若不能得到及时和高质量的修补，便会加速肌体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各种物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白一输送氧、脂蛋白一输送脂肪、细胞膜上的受体和转运蛋白等。4、白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白：有白蛋白、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体（免疫球蛋白）、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍.7、构成人体必需的各种酶。我们身体有数千种酶，每一种只能催化一种生化反应。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。激素可以调节体内各器官的生理活动。如胰岛素是由51个氨基酸分子组合成，生长素是由191个氨基酸分子合成的。9、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能：味觉、视觉和记忆。10、胶原蛋白：占身体蛋白质的 ，生成结缔组织，构成身体骨骼。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑（在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑）。11、提供生命活动的能量。（3）现代生物技术在蛋白质重点应用保持健康所需要的蛋白质含量因人而异。普通健康男性或女性每公斤体重大约需要克蛋白质。婴幼儿、青少年、怀孕期间的妇女、伤员和运动员通常每日可能需要摄入更多蛋白质。蛋白质缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血，严重者将产生水肿。未成年：成长发育停滞、贫血、智力发育差，视力差。蛋白质过量：蛋白质在体内不能贮存，多了肌体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。面对这些问题营养师根据人体对不同蛋白质的需要量进行膳食调配以及人工添加或减少蛋白质的方法来保证人体内蛋白质含量的相对稳定。而生物学家则通过生物制药技术研发出一些新型的药品，这些药品不仅能促进人体对蛋白质的运输和吸收，而且还能预防由于外界环境或病毒引起的蛋白质变性。当然在临床医学上，这些变性因素也常被应用来消毒及灭菌。对防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。此外在蛋白质领域运用的现在生物技术还有X线衍射技术和磁共振技术等。它们的应用都能有效控制和制备蛋白质，促进人们的身体健康。2、现代生物技术中糖类与健康（1）糖的定义及概述糖是一类化学本质为多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形成是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在肌体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体，包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。葡萄糖和糖原都能在体内氧化提供能量。食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他已糖代谢等。（2）糖的生理功能糖分是我们身体必不缺少的营养成分之一。人们摄入谷物、蔬菜等，经过消化系统转化为单糖（如葡萄糖等）进入血液，运送到全体细胞，作为能量的来源。血液中所含的葡萄糖，称为血糖。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。正常人在清晨空腹血糖浓度为80～120毫克％。空腹血糖浓度超过130毫克％称为高血糖。如果血糖浓度超进160～180毫克％，就有一部分葡萄糖随尿排出，这就是糖尿。血糖浓度低于70毫克％称为低血糖。可见于饥饿时间过长，持续的剧烈体力活动，严重肝肾疾病，垂体前叶机能减退、肾上腺皮质机能减退等。低血糖时，脑组织首先对低血糖出现反应，表现为头晕、心悸、出冷汗以及饥饿感等。如果血糖持续下降到低于45毫克％，就可发生低血糖昏迷。如果从食物中摄取的糖一时消耗不了，则转化为糖原储存在肝脏和肌肉中，肝脏可储存70～120克，约张肝重的6～10％。细胞所能储存的肝糖是有限的。如果摄入的糖分过多，多于的糖即转变为脂肪。当食物消化完毕后，储存的肝糖即成为糖的正常来源，维持血糖的正常浓度。在剧烈运动时，或者长时间没有补充食物情况，肝糖也会消耗完，此时细胞将分解脂肪来供应能量。人类的大脑和神经细胞必需要糖来维持生存，必要时人体将分泌激素，把人体的某些部分（如肌肉、皮肤甚至脏器）摧毁，将其中的蛋白质转化为糖，以维持生存。（3）现代生物技术在糖类中的应用由于血糖高和血糖低对人体来说都是有害的。为此，有关科学家为了保证人体内糖类的正常供应，对低血糖人群提供含有浓缩糖的含片和糖果。开发出浓缩糖技术，保证他们维持血糖浓度恒定。而对高血糖患者，则用降血糖药物加以控制。在临床上静脉滴注葡萄糖过快，也会出现血糖升高的现象。所以对于血糖过高的病人点滴速度不应过快，而这些也都基于一定生物技术基础上。从而保证了人们身体的健康。3、现代生物技术脂质与健康（1）脂质的定义及概述脂质（lipids）是脂肪及类脂的总体，是一类不溶于水而易溶于有机溶液，并能为机体利用的有机化合物。脂肪是三脂肪酸甘油或称甘油三酯。脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。类脂包括固醇及其脂、磷脂及糖脂等，是细胞的膜结构重要部分。（2）脂质的生理功能及影响脂肪是人体重要的储能物质，当人们摄食过足时，人体会将多余的能力主要以脂肪形成储存下来。过去的日子中，在旧的封建思想的影响下，人们总以“肥头大耳”为富贵的象征，甚至到当今社会。但肥胖并不是富，更是一种负担。肥胖会带来许多疾病，威胁健康，甚至造成死亡。当人们身体肥胖，自然他们的血液中脂质的含量升高，随着血液的全身巡回，使他们和心力衰竭的正常体重者多1倍；冠心病多2－5倍；高血压多2－6倍；糖尿病多4倍；胆石病多4－6倍。这些疾病都是人类健康的主要杀手。像正处于成长期的人来说，肥胖不仅带来的是智力上的影响，更有心理上的一系列影响。所以在平常生活中，合理的饮食显得异常重要。有人喜欢大鱼大肉，时常酒足饭饱之后修身养性，静如止水，像这种生活习惯，终有一天会猝死在饭桌之上。胆固醇是由体内储有的脂肪转化而来的，而胆固醇又能合成乳汁、皮脂以及类固醇激素，保证人们内、外分系统的正常运转。胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输。但是，胆固醇过多压迫血管，使血液的径流量减少，导致脑供血不足、淤血等，严重的会导致人死亡。性激素则是一种与性别决定有关的激素，它能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。乱食性激素会使人生殖器官发育不完全，会内分泌失调，严重的还会变成“双性“人，大大减少其自身的寿命。（3）现代生物技术在脂质中应用面对这些现象，生物学家采用现代溶脂技术除去多余脂肪。通过一种溶解药物，舒缓血管，溶解多余胆固醇。面对因肥胖而造成心力衰竭的病人，科学家还采用强心剂等生物化学药物经行急救，这些都在一定程度上减缓了发病率，降低了死亡率，使人们的健康得以延续。4、现代生物技术中维生素与健康（1）、维生素的定义和概述维生素是近百年才被陆续发现的一组营养素，是维持人体正常功能的一类有机化合物。其共同特点：它们都不供应热量，也不是有机体的构造成分，但却是维持身体的正常生长和发育，繁殖等所必需的有机化合物，起着调节身体各种功能的作用，身体对它们的需要量很少，但供应不足时会出现各种代谢障碍和症状，称为维生素缺乏病。（2）、维生素的种类及应用V—A：缺乏维生素A会造成皮肤老化，维生素A是丘脑、脑垂体等内分泌腺体活动所需要的极为重要的营养成分。想要保持年轻靓丽，尽量多吃些维生素A高的动物性食物，如：肝、瘦肉、卵黄等。V—B2：维生素B2会促进脂肪的分解。V—B6： 与氨基酸及代谢关系，能促进氨基酸的吸收和蛋白质的合成为细胞的生长所需，对脂肪代谢都会有影响，与皮脂分泌紧密相关。V—L： 维生素L缺乏会影响结缔组织中中股原纤维的形成。V—E：公认有抗衰老作用，能促进皮肤血液的循环和肉芽组织的生长。谷维素：是从米粮油中提取出来的一种天然物质，其成分为以三萜（稀）醇类主体的阿魏酸酯的混合物，它对植物中枢功能有调节和激活作用。它能降低毛细血管脆性，提高人的皮肤血管循环机能，会使皮肤温度升高，四肢皮肤表面血流？增加，被称为“美容素”此外，谷维素还能降血脂，并含强有力的生长促进因子，有助于我们的亲少年成长。（3）现代生物技术在维生素中的应用。针对现在人体内维生素缺乏现象，有关药剂师及营养师在食品及保健品中添加适量维生素。同时生物学家也在这方面进行了许多研究，通过生物制药技术，将大量维生素合成在一个小药片内，制造出补充维生素的药片，这在一定程度上补充了现在爱吃肉类而不爱吃蔬菜的都市人群体内的维生素，使人体内维生素含量保持在一个平稳水平上，使人们身体更加健康。总结：“身体是革命的本钱”健康的身体是我们一切生活的基础，但一个人要做到健康，是十分不易的，这与我们日常的饮食习惯和生活习惯都息息相关。更重要的是我们是否爱护自己的身体，是否决心要要做一个身体健康的人。糖类、脂肪、蛋白质等都是构成我们身体的重要物质，像维生素，各种无机盐等这样的物质在人类体内的含量虽然相对较少，但其作用也是不忽视的。上述物质共同维持我们的生命活动，前面已经提到了各种维生素、无机盐及糖类、脂肪、蛋白质等对人身体的具体作用，例如在对身体的生长，身体器官的功能的影响都一一列出，同时也告诫了我们如果缺少了这些物质，将会有什么严重的后果。然而这些物质都来源于我们日常的食物中，所以合理膳食是相当重要的，这也是维持我们身体健康的惟一路径。随着科学技术的发展，生物科学家已经将着眼点放在人的身体营养健康上，科学家研发新的生物技术来改善人们的身体状况，减轻许多人身体上的痛苦和伤害。作为青年的我们，正处于身体发育的黄金阶段，所以我们更应要注意自己的饮食习惯，养成良好的生活习惯，这对我们以后的生活起着决定性的作用。后 序如今，好好学习生物技术是很有必要的事。生物技术给人类的生活带来了无数变革。而“人类基因组计划”“克隆技术”都是当今最热门的生物技术项目。而我们生活中的大多数药物都是通过生物技术得到的。很难想象如果没有生物技术我们的生活究竟会怎样。我想一定非常糟糕，甚至我们的寿命将会变短，越来越多的问题都直接威胁着人们的生命。而如果没有生物技术对人体内蛋白质、维生素等重要物质的研究与应用，我们将会对自己一无所知，更提不上身体健康这些话，所以现代生物技术保护了我们自身的健康。现代生物技术不容忽视。而对现代生物技术的开发，我们责无旁贷。鸣 谢通过此次探究活动，大家分工明确，都不辞辛苦的完成了各自的工作任务。在此感谢本小组各位成员，以及为我们提供资料的各出版社，还有我们的指导老师。在大家共同合作下，本次探究活动终于圆满结束。再次由衷致谢！参考文献：1、《生物必修1》人民教育出版社2、《生物化学》 第六版 人民卫生出版社主编： 周爱儒副主编：查锡良3、《登上健康快车》北京出版社主编：关春若4、《高中生物基础知识手册》第七次修改 北京教育出版社主编：薛金星这是我们小组写的,网上绝对跟这一样的。
中学生饮食健康的调查研究在人民生活水平得到不断提高的今天，中学生饮食和健康问题已成为了现代人们一道难题。我们小组从当代中学生的饮食现状、饮食误区以及学校食堂的膳食搭配几个方面进行调查研究，以下是结题报告。（一）当代中学生的饮食现状及误区1、“饱比饿好。”基于本能需要，人们都认为“饱比饿好”，许多家长唯恐孩子挨饿，总是劝孩子多吃。有的孩子都上高中了，妈妈还端着饭碗，追着拒绝在进食的孩子，求他再多吃一点；在家中会客时，客人们已经吃得酒足饭饱，还要劝他们再吃一点，唯恐人家吃不饱。结果是顿顿吃饱，天天吃饱，吃得肚满肠肥，爷爷奶奶吃胖了，爸爸妈妈吃胖了，孩子也吃胖了。吃胖后，再减肥都很难，因为长期球吃饱的习惯已养成了。2、三餐不合理地搭配这是最应该引起家长和孩子们重视的现实问题，是造成学生健康状况逐年下降的主要原因。现在中学生是家中的“小皇帝”，他们想要得到什么就能得到，想吃什么就能吃到。但是对于一日三餐却缺乏科学的认识，在进餐方面存在许多不正确的做法，导致许多家庭的一日三餐的质量很不理想。一日之际在于晨。早餐质量直接影响到孩子们的健康成长，但是学生的早餐状况很不理想。有人曾对1000余名学生进行早餐状况调查，结果是60%~80%的学生吃不上合理的早餐；其中约有40%的学生不吃早餐；有些学生虽然吃了早餐，但多数早餐食品来源于街头早餐摊点上的油条、包子，品种单一，卫生质量很差。进食早餐对提高学生的血色素水平有较好的作用，早餐对孩子们太重要了，我们都应该重视起来，行动起来。午餐的问题也甚为严重。许多女孩子为了减肥，根本不吃午饭，而是到街上买油炸小食品或巧克力充饥；有的男同学不吃午饭，却用爸爸妈妈给的午餐钱买烟抽；有的学校饭菜质量不好，学生不爱吃，把学校的饭菜倒掉自己拿钱到校外摊上买东西吃；有的同学挑食，学校的饭菜不合自己口味，就送给别人吃……诸如此类的事实使我们看到普及学生营养午餐势在必行，这是保证学生身体健康的一件利国利民的大事。如果学校有营养午餐，家长应动员孩子坚持在校内食用营养午餐，不要到处乱买着吃。如果学校没有营养午餐，应尽快设法解决学生的午餐问题。晚餐是一天中全家人聚在一起吃的一顿饭。许多家长都认为，“一家人早饭没好好吃，午餐在外面瞎凑合，晚饭应该好好补一补。”于是，多数家庭晚餐比较丰盛，有鱼、有肉，四菜一汤。其实这样的晚餐是不合理的，按照营养科学的观点，晚餐要吃少，晚餐饭菜要清淡可口，才有利于晚饭几小时后的睡眠。如果晚饭吃得过饱过多，油腻过大，晚饭后食物来不及消化吸收，人就睡了。睡眠时，因胃肠系统仍要消化吸收食物而使大脑得不到完全休息。胃肠负担过重，夜里睡觉容易做噩梦，导致夜间睡眠不好。还有的家庭晚饭吃得太迟，孩子吃饭后没有什么活动就入睡了，这会使人因热能蓄积而发胖。3、“情感”消费许多家长对孩子的一日三餐的饮食习惯不太重视，而对孩子吃营养品、买进口食品，却毫不吝惜。孩子手中有了钱，饮食上的消费自然加大，于是出现了许多既超前消费又有害健康的做法。例如有些中学生过早的饮酒酗酒。学生们爱把洋餐确定为请客聚会的首选目标，家长们也以“带你去吃肯德基”、“得100分去吃麦当劳”等许诺作为奖励孩子的方式。洋快餐店高超的经营策略和促销手段，不断的诱导着中国孩子逐步由多次品尝发展到喜欢吃洋快餐。（二）合理膳食搭配1、蛋白质蛋白质对人的生命活动起着头等重要的作用。它是构成人体组织细胞的主要成分，可以修补和更新人体组织；蛋白质可以供给热能，从食物中摄取的碳水化合物和脂肪摄入不足时它可以被当作热能消耗利用；蛋白质可以调节生理机能，高蛋白的食物可以保护内脏，维持神经系统的正常功能，尤其是紧张学习的学生们，摄入的蛋白质数量足质量高，则他们的神经系统功能强，脑细胞活跃，理解力、记忆力都随之增强。另外，人体内酸碱平衡的维持、水分的正常代谢、遗传信息的传递、营养物质的运输等，无不与蛋白质有着密切关系。由于鱼类富含蛋白质，专家建议我们青少年多吃鱼。豆腐及豆制品的蛋白质含量高、质量好，因此我们还应多吃些豆腐和豆制品。2、脂质脂质是良好的储能物质。脂肪能供给人体热能，构成人体组织，可维持体温和保护内脏，还能促进人体生长发育，维持皮肤和毛细血管的健康，减轻由于放射线照射所造成的皮肤损伤，对皮肤有保护作用。胆固醇是合成胆汁酸的原料，是合成体内类固醇激素的原料，尤其是性激素，也是合成维生素D3的原料，还是人脑和神经组织的成分。它们主要指的是我们平时说的油，包括动物油和植物油。在日常膳食搭配中选择油脂时，营养学家建议要将动物油和植物油混合搭配食用，搭配的比例以1份动物油、2份植物油为宜。3、糖类糖类对人体主要的作用是提供热能，它是人体最主要的供能物质。在我们的调查中，许多中学生为了减肥而不吃主食，这样会使人的大脑因缺乏能量来源而变得迟钝，影响学习效果。糖类还具有节约蛋白质和保肝解毒的功用。有的中学生早饭只吃牛奶和鸡蛋，不吃主食，鸡蛋牛奶中的蛋白质在上午的学习和活动中被当作米饭馒头消耗掉了，不能起到构成和修补机体组织的作用，这其实是对蛋白质的浪费。如果在早餐中有主食，就会把这些作为热能消耗的蛋白质节约出来，让它在机体中发挥应有的作用。4、无机盐与中学生饮食密切相关的常量元素有钙、磷、钾、钠，微量元素有铁、锌、碘、硒。钙是动物骨骼的牙齿的主要成分，并对血液的凝固和肌肉收缩具有调节作用。奶和奶制品是最好的含钙食品，鲜奶中的钙在人体内的吸收率很高，因而我们提倡多喝牛奶。另外，蔬菜和豆类含钙也很丰富。磷在能量和物质代谢中起着重要作用。它与钙一起构成骨骼和牙齿。磷是人体中的高能物质——三磷酸腺苷的组成成分。磷还有一个作用是帮助营养素的吸收和转运。但是，过多的摄入磷是对身体有害的。我们在调查中发现，许多中学生喜欢喝饮料，经常以饮料带水，汽水、可口可乐等饮料含磷高，会引起人体内的钙丢失，这应该引起中学生和家长们的注意。铁——人体易缺乏的微量元素，却是不可或缺的。人体中的铁大部分存在于血红蛋白和肌红蛋白中。如何提高铁的消化吸收率呢？可以在补铁同时吃些富含维生素C的食物；用铁锅炒菜铁容易被吸收；食物中蛋白质的分解产物能和铁形成可溶性的化合物而使铁容易被吸收；高钙膳食有利于铁的吸收。碘在人体内的需要量微乎其微，但它参与甲状腺素的合成，是人生殖所必需的微量元素，与儿童的生长发育有密切的关系。如果缺碘，易患上地方性甲状腺肿等病症。海产品如龙虾、牡蛎、海带和紫菜是含碘最丰富的食物，植物性食物中菜叶含碘比菜根多，菠菜叶是植物中含碘最高的食物。锌是人体18种酶的组成部分，还与许多酶的活性有关。青少年若缺锌，会导致机体抵抗力下降，生长发育出现障碍。那么吃什么食物能补锌呢？牡蛎是含锌最高的食物，瘦肉、肝脏、蛋黄是孩子们从食物中获取新的主要食物来源，鱼类和海产品也含有丰富的锌。5、维生素维生素类型 维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素C 维生素D 维生素E主要存在的食物 动物肝脏、菠菜、胡萝卜等 粗粮、豆制品小麦胚芽等 动物内脏、奶类、蛋制品等 新鲜蔬菜和水果等 动物肝脏、海鱼、蛋类等 植物油、鱼肝油等6、水水是人体必需的营养素，如日常生活中饮水过多，会增加肾脏负担，造成水中毒，严重者会引起人体循环衰竭。我们的问卷中，发现有许多同学喜欢吃冷食，殊不知这些冷食中的水与食品添加剂混合在一起，溶解时需要更多的热能，过量的使用会造成脾胃虚寒，使人体代谢功能失调。据调查，近20%的学生在学校不喝水，50%左右的学生在学校饮用自来水，20%以上的学生每天以饮料代水。由此可见，饮水问题正严重威胁着孩子们的健康！7、膳食纤维膳食纤维是人类食物的重要组成成分。由于它对人体具有特殊的保健作用，被定为人体的第七类营养素。许多学生由于喝水少，吃动物性食物多，经常出现大便干燥的症状。应在一日三餐中适量增加膳食纤维的摄入，以保证大便通畅。膳食纤维虽不能被人体消化吸收，但它可以帮助胃肠蠕动，促进排泄。还能减缓食物中碳水化合物的吸收速度，对治疗糖尿病有一定辅助作用。它还能与胆汁酸结合，是胆盐排出而起到降低血脂的作用。（三）中学生参考营养食谱食谱一早餐：牛奶250ml、全麦面包、煮鸡蛋1个。午餐：米饭（粳米200克）、蘑菇炒肉片（鲜蘑菇50克、猪肉50克、植物油5克、料酒、淀粉、蛋清、味精）、炒青菜（青菜200克、植物油5克，味精、盐适量）。晚餐：馒头（面粉150克）、百合虾（虾仁50克、胡萝卜25克、柿子椒25克、植物油5克、百合、淀粉、味精、盐适量）、牛肉菜汤（卷心菜50克、豆腐干50克、胡萝卜50克、土豆50克、牛肉50克、植物油5克、番茄50克，味精、盐适量）。加餐：时令水果。食谱二早餐：小米粥（小米100克）、牛奶250ml、荷包蛋（鸡蛋1个）。午餐：米饭（粳米150克）、鱼香三丝（猪瘦肉50克、胡萝卜50克、土豆100克、植物油5克，姜丝、泡椒、酱油、醋、白糖、味精、盐适量）、香菇炒青菜（绿叶菜200克、香菇50克、植物油5克，味精、盐适量）、炝花菜。晚餐：金银卷（面粉100克、玉米粉100克，麻酱、盐适量）、清蒸鲜鱼（各种鲜鱼150克、植物油5克，葱段、姜丝、盐适量）、蒜茸茼蒿（茼蒿150克、植物油5克，大蒜、味精、盐适量）、青菜虾米汤（青菜50克、植物油5克、虾米，味精、盐适量）。加餐：时令水果。食谱三早餐：粳米发糕（面粉150克）、牛奶250ml、皮蛋拌豆腐（无铅松花蛋50克、内脂豆腐50克）。午餐：米饭（粳米150克）、蒜苗炒蛋（蒜苗100克、鸡蛋50克、植物油5克，调味品适量）、西芹牛柳（牛瘦肉50克、芹菜茎100克、植物油5克，调味品适量）、菠菜粉丝汤。晚餐：黑米粥（粳米40克、黑米10克）、馒头（面粉150克）、炒猪肝、猪肝50克、豌豆苗50克、植物油5克，胡椒粉、黄酒、味精、盐适量）、芸豆炖土豆（猪瘦肉25克、芸豆100克、土豆50克、植物油5克，味精、盐适量）。加餐：时令水果。食谱四早餐：虾肉馄饨（虾仁50克、菜100克、面粉100克，调味品适量）、牛奶250ml。午餐：米饭（粳米150克）、木须肉（猪瘦肉丝30克、鸡蛋50克、植物油5克，木耳、调味品适量）、酱焖茄子（猪瘦肉30克、茄子150克、植物油5克，大豆酱、调味品适量）、绿豆汤（绿豆、冰糖适量）。晚餐：黑米馒头（黑米面粉150克）、糖醋排骨（排骨300克、植物油5克，调味品适量）、海蛎子炖豆腐（海蛎子100克、豆腐100克、植物油5克，香菜、葱、姜、蒜、盐少许）、银耳蛋花汤（鸡蛋50克，银耳、调味品适量）。加餐：时令水果。（四）小结中学时代是长知识、长身体和增强体质的最重要、最有利的时期。良好的营养、适当的锻炼和合理的作息是影响其身心发育的三个重要因素。青春期体格发育极为迅猛，各个器官都在增大，脑、心、肝、肾等功能增强，加上学习紧张、活动量大，也需要更多的热量和营养素。 热量主要来自主食米、面和脂肪、蛋白质，因此中学生应首先吃好三顿正餐。要多吃鱼、瘦肉、蛋、牛奶和豆制品等蛋白质丰富的食物。同时要补充足量的维生素和矿物质。青少年代谢旺盛，骨骼生长快，肌肉组织细胞数量直线上升，要特别注意钙、磷、镁和维生素A、D的供给。大量组织的形成需要铁，供给不足则可发生贫血，特别是少女由于月经来潮，每次要损失一定量的血，因此铁质的补充更为重要。此外，随着甲状腺机能加强需要更多的碘；体格发育和性器官的逐渐成熟都需要锌；维持正常代谢和生长，离不开充足维生素的供给。我们应该从小养成良好的饮食习惯，保证各类营养素的均衡搭配。
皮下脂肪积累过多会导致肥胖，一血液中胆固醇的增高又会导致动脉硬化、冠心病等疾病。因此，常常一提到脂类，人们就会连连摇头。的确，体内脂肪过多是有害的，但脂类毕竟是人体必不可少的物质，对人体具有重要的生理意义。①体贮存能量和供给能量的主要场所。体脂主要分布于皮下、小肠膜、大肠膜及一些内脏器官的脂肪组织中，它为人体各种运动提供后备能量，所以通常被称作“脂库”。为什么说是提供后备能量呢？这是因为，人体消耗的能量首先来自糖元，只有当血液中的糖元容量减少到一定水平后，才开始利用体脂；但如肌肉和肝脏中的糖元已经能满足需要，则体脂是不轻易被动用的。②脂肪能保护内脏免受外界冲击。皮下和内脏器官周围都存在大量脂肪，这些脂肪成为内脏和外界的天然屏障，能缓解外界冲击。同时脂肪还可以起到固定内脏器官，防止其下垂的作用。③脂肪对保护人体体温有重要意义。人体体温必须常年维持在37℃左右，过高或过低的体温都会造成新陈化谢的紊乱，影响人体正常的生理功能。而脂肪传导热的能力非常弱，具有保持体温的作用。④一些人体必须的维生素和微量元素是非水溶性的，它们只有溶解在脂肪中才会被人体吸收利用。如果没有脂肪，这一些营养物质就得不到利用，只能白白浪费掉。⑤脂肪是人体各类腺体分泌物的重要源泉，特别是它能促进胆汁和腺岛素的分泌。为人体的正常生理功能作出重要贡献。⑥脂肪中所包含的类脂（胆固醇、磷脂）是人体细胞膜和大脑组织的重要组成成分，对人体细胞的正常功能和刺激的传递，都有重要意义。
自由电子在导体中1.要做不规则的热运动 2.如果形成电流了，还要参与速度极小的定向运动。电流大小与定向移动的速度有关，于热运动速度无关。仅仅给个参考，资料还是到图书馆找资料吧！
半导体中的电子状态 电子状态指的是电子的运动状态又常简称为电子态，量子态等。半导体之所 以具有异于金属和绝缘体的物理性质是源于半导体内的电子运动规律。 半导体内 的电子运动规律又是由半导体中的电子状态决定的。 晶体是由周期性地排列起来的原子所组成的。 每个原子又包含有原子核和电 子。本章的目的就是研究这些粒子的运动状态。 周期性势场 晶体中原子的排列是长程有序的，这种现象称为晶体内部结构的周期性。晶体内部 结构的周期性可以用晶格来形象地描绘。 晶格是由无数个相同单元周期性地重复排列组 成的。这种重复排列的单元称为晶胞。晶胞的选取是任意的，其中结构最简单，体积最 小的晶胞叫做原胞。三维晶格的原胞是平行六面体。二维晶格的原胞是平行四边形。一 维晶格的原胞是线段。原胞只含有一个格点，格点位于元胞的顶角上。 （例：二维晶格 和一维晶格的原胞） a r b Rm r′ a2 a1 c d 。。 二维晶格元胞 Rm=3a1+ a2 以任一格点为原点，沿原胞的三个互不平行的边，长度分别等于三个边长的一组矢 量称为原胞的基矢量，简称为基矢。记作 a1 , a2 , a3 。 晶格可以用基矢量来描述。矢量 1 Rm = m1a1 + m2 a2 + m3 a3 = ∑ mi ai i =1 3 ( m1，m2，m3 是任意整数 ) （1-1） 确定了任一格点的位置，称为晶格矢量。 r 和 r = r + Rm 为不同原胞的对应点。二者相 ' 差一个晶格矢量。可以说不同原胞的对应点相差一个晶格矢量。反过来也可以说相差一 个晶格矢量的两点是不同原胞的对应点。通过晶格矢量的平移可以定出所有原胞的位 置，所以 Rm 也叫做晶格平移矢量，晶体内部结构的周期性也叫做晶体的平移对称性。 晶体内部结构的周期性意味着晶体内部不同原胞的对应点处原子的排列情况相同， 晶体的微观物理性质相同。因此，不同原胞的对应点晶体的电子的势能函数相同，即 V (r ) = V (r ' ) = V (r + Rm ) （1-2） 式（1-2）是晶体的周期性势场的数学描述。图 1-1 给出一维周期性势场的示意图。 V1 , V2 , V3 …，分别代表原子 1，2，3，…，的势场，V 代表叠加后的晶体势场。周期性势场中的电子可以有两种运动方式，一是在一个原子的势场中运动，二是 在整个晶体中运动。比如具有能量 E1 或 E2 的电子在可以在原子 1 的势场中运动，根据 量子力学的隧道效应，它还可以通过隧道效应越过势垒 V 到势阱 2，势阱 3，…，中运 动。换言之，周期性势场中，属于某个原子的电子既可以在该原子附近运动，也可以在 其它的原子附近运动， 即可以在整个晶体中运动。 通常把前者称为电子的局域化运动 （相 应的电子波函数称为原子轨道） ，而把后者称为共有化运动（相应的电子波函数称为晶 格轨道） 。局域化运动电子的电子态又称为局域态。共有化运动的电子态又称为扩展态。 晶体中的电子的运动既有局域化的特征又有共有化特征。 如果电子能量较低， 例如图 1-1 中的 E2，在该能态电子受原子核束缚较强，势垒 V－E2 较大。电子从势阱 1 穿过势垒进 入势阱 2 的概率就比较小。对于处在这种能量状态的电子来说，它的共有化运动的程度 就比较小。但对于束缚能较弱的状态 E1，由于势垒 V－E1 的值较小，穿透隧道的概率就 比较大。因此处于状态 E1 的电子共有化的程度比较大。价电子是原子的最外层电子， 受原子的束缚比较弱，因此它们的共有化的特征就比较显著。在研究半导体中的电子状 态时我们最感兴趣的正是价电子的电子状态。 2 V1 V2 V1 V3 V2 V3 V E1 V V V E2 1 2 3 原子 图 周期势场示意图 -2 -a 0 a 2 图 周期为 a 的一维周期性势场 图 周期势场示意图 周期性势场中电子的波函数 布洛赫（Bloch）定理 布洛赫（ ） 布洛赫定理给出了周期性势场中电子的运动状态， 提供了研究晶体中电子运动的理 论基础。 单电子近似（哈崔 福克 Hartree-Fock 近似） 单电子近似（哈崔-福克 近似） 晶 体 是 由 规 则 的 ，周 期 性 排 列 起 来 的 原 子 所 组 成 的 ，每 个 原 子 又 包 含 有 原子核和核外电子。原子核和电子之间、电子和电子之间存在着库仑作用。 因 此 ，它 们 的 运 动 不 是 彼 此 无 关 的 ，应 该 把 它 们 作 为 一 个 体 系 统 一 地 加 以 考 虑 。也 就 是 说 ，晶 体 中 电 子 运 动 的 问 题 是 一 个 复 杂 的 多 体 问 题 。为 使 问 题 简 化 ，可 以 近 似 地 把 每 个 电 子 的 运 动 单 独 地 加 以 考 虑 ，即 在 研 究 一 个 电 子 的 运 动 时 ，把 在 晶 体 中 各 处 的 其 它 电 子 和 原 子 核 对 这 个 电 子 的 库 仑 作 用 ，按 照 它 们 的 几 率 分 布 ，平 均 地 加 以 考 虑 。也 就 是 说 ，其 它 电 子 和 原 子 核 对 这 个 电 子 3 的 作 用 是 为 这 个 电 子 提 供 了 一 个 势 场 。这 种 近 似 称 为 单 电 子 近 似 。单 电 子 近 似 方 法 也 被 称 之 为 哈 崔 -福 克 方 法 。 这 样 ， 一 个 电 子 所 受 的 库 仑 作 用 仅 随 它 自 己 的 位 置 的 变 化 而 变 化 。或 者 说 ，一 个 电 子 的 势 函 数 仅 仅 是 它 自 己 的 坐 标 的 函 数 。于 是 它 的 运 动 便 由 下 面 仅 包 含 这 个 电 子 的 坐 标 的 波 动 方 程 式 所 决 定 2 2 + V (r )ψ (r ) = E ψ (r ) 2m 式中 2 2 — 电子的动能算符 2m （ 1-3） V (r ) — 电子的势能算符，它具有晶格的周期性 — 电子的能量 — 电子的波函数 E ψ (r ) = h ， 2π h 为普朗克常数， 称为约化普朗克常数 布 洛 定 理 布 洛 定 理 指 出 ： 如 果 势 函 数 V (r ) 有 晶 格 的 周 期 性 ， 即 V (r ) = V (r + Rm ) 〔 公 式 （ 1-2） 〕则 方 程 式 （ 1-3） 的 解 ψ (r ) 具 有 如 下 形 式 ψ k (r ) = eik r uk (r ) 式 中 函 数 u k (r ) 具 有 晶 格 的 周 期 性 ， 即 （ 1-4） uk (r + Rm ) = uk (r ) 以上陈述即为布洛定理。 （ 1-5） 布 洛 定 理 中 出 现 的 矢 量 Rm 为 式 （ 1-1） 所 定 义 的 晶 格 平 移 矢 量 。 矢 量 k 4 称 为 波 矢 量 ，是 任 意 实 数 矢 量 。 k = 2π λ 称为波数， λ 为电子波长。 k 是标志 电 子 运 动 状 态 的 量 。 由 式 （ 1-4） 所 确 定 的 波 函 数 称 为 布 洛 赫 函 数 或 布 洛 赫 波。 由于 ψ k (r + Rm ) = eik (r +R )uk (r + Rm ) m = = 即 eik Rm eik r uk (r ) eik Rmψ k (r ) ψ k (r + Rm ) = eik R ψ k (r ) m （ 1-6） 式 （ 1-6） 是 布 洛 赫 定 理 的 另 一 种 表 述 。 式 （ 1-6） 说 明 ， 晶 体 中 不 同 原 胞 对 应点处的电子波函数只差一个模量为 1 的因子 e ik Rm 也就是说，在晶体中各 个 原 胞 对 应 点 处 电 子 出 现 的 概 率 相 同 ，即 电 子 可 以 在 整 个 晶 体 中 运 动 — 共 有 化运动。 我 们 现 在 考 察 波 矢 量 k 和 波 矢 量 k = k + Kn 标 志 的 两 个 状 态 。 ' 式中 K n = n1b1 + n2b2 + n3b3 = ∑ ni bi i =1 3 (1-7) 叫 做 倒 格 矢 （ reciprocal lattice vector） b1 ， b2 ， b3 叫 做 与 基 矢 a1 ， a 2 ， 。 a3 相 应 的 倒 基 矢 。 n1 ， n2 ， n3 为 任 意 整 数 。由 b1 ， b2 ， b3 所 构 成 的 空 间 称 为倒 空 间 (reciprocal space)或 倒 格 子 （ reciprocal lattice） b1 ， b2 ， b3 与 。 a1 ， a 2 ， a3 之 间 具 有 如 下 的 正 交 关 系 2π , i = j bi a j = 2πδ ij = 0, i ≠ j 且 （ i, j = 1， 2， 3） b1 = 2π (a 2 × a3 ) 5 b2 = b3 = 式中 2π (a3 × a1 ) 2π (a1 × a 2 ) = a1 ( a 2 × a 3 ) 为晶格原胞的体积。 （举例：晶格常数为 a 的一维晶格和它的倒格子： b = 2π / a 。 a ≈ , b ≈ 108 cm 1 ）晶 格 平 移 矢 量 Rm 和 倒 格 矢 K n 之 间 满 足 如 下 关 系 eiKn Rm = 1 利用上式，有 i k + K n Rm e ( ) = eiKn Rm eik Rm = eik Rm 由 于 波 矢 量 k 是 标 志 电 子 状 态 的 量 ，可 见 ，相 差 倒 格 矢 K n 的 两 个 k 代 表 的 是 同 一 个 状 态 。 举 例 ：倒 空 间 一 维 波 矢 量 ） （ 。因 此 ，为 了 表 示 晶 体 中 不 同 的 电 子态只需要把 k 限制在以下范围 0 ≤ k1 < 0 ≤ k2 < 0 ≤ k3 < 2π a1 2π a2 2π a3 即可。为对称起见，把 k 值限制在 6 或写作 π a1 ≤ k1 < ≤ k2 < ≤ k3 < π a1 π a2 π a2 π a3 π a3 π ≤ k i ai < π （ 1-8） 公 式 （ 1-8） 所 定 义 的 区 域 称 为 k 空 间 的 第 一 布 里 渊 （ 1st Brillouin Zone） 区。 布里渊区是把倒空间划分成的一些区域。布里渊区是这样划分的：在 倒 空 间 ，作 原 点 与 所 有 倒 格 点 之 间 连 线 的 中 垂 面 ，这 些 平 面 便 把 倒 空 间 划 分 成 一 些 区 域 ，其 中 ，距 原 点 最 近 的 一 个 区 域 为 第 一 布 里 渊 区（ 1stBZ）,距 原 点 次 近 的 若 干 个 区 域 组 成 第 二 布 里 渊 区 ，以 此 类 推 。这 些 中 垂 面 就 是 布 里 渊 区的分界面。 在 布 里 渊 区 边 界 上 的 k 的 代 表 点 ， 都 位 于 到 格 矢 Kn 的 中 垂 面 上 ， 它 们 满足下面的平面方程： k (Kn / Kn ) = 即 1 Kn 2 k Kn = 1 2 Kn 2 （ 1-9） k 取遍 k 空间除原点以外的所有所有 k 的代表点。可以证明，这样划分的布里渊区，具有以下特性： 1.每 个 布 里 渊 区 的 体 积 都 相 等 ， 而 且 就 等 于 一 个 倒 原 胞 的 体 积 。 7 2. 每 个 布 里 渊 区 的 各 个 部 分 经 过 平 移 适 当 的 倒 格 矢 K n 之 后 ，可 使 一 个 布 里 渊区与另一个布里渊区相重合。 3. 每 个 布 里 渊 区 都 是 以 原 点 为 中 心 而 对 称 地 分 布 着 而 且 具 有 正 格 子 和 倒 格 子的点群对称性。布里渊区可以组成倒空间的周期性的重复单元。 根 据 以 上 分 析 ，对 于 周 期 为 a 的 一 维 晶 格 ，第 一 布 里 渊 区 为 [ 第二布里渊区为[ π π 2π π π 2π , ）和[ , ） 余此类推。 。 a a a a , ） 。 a a 值得注意的是布里渊区边界上的两点相差一个倒格矢，因此代表同一个 状态。 常见金刚石结构和闪锌矿结构具有面心立方晶格，其第一布里渊区如图 1-2 所 示 。布 里 渊 区 中 心 用 Γ 表 示 。六 个 对 称 的 <100>轴 用 表 示 。八 个 对 称 的 <111>轴 用 ∧ 表 示 。 十 二 个 对 称 的 <110>轴 用 ∑ 表 示 。 符 号 X、 L、 K 分 别 表 示 <100>、 <111>、 <110>轴 与 布 里 渊 区 边 界 的 交 点 。 其 坐 标 分 别 为 X: 2π 2π 1 1 1 (1, 0, 0) , L: ( , , ) a a 2 2 2 K: 2π 3 3 ( , , 0) a 4 4 在六个对称的 X 点中，每一个点都与另一个相对于原点同它对称的点相 距 一 个 倒 格 矢 ，它 们 是 彼 此 等 价 的 。不 等 价 的 X 点 只 有 三 个 。同 理 ，在 八 个 对称的 L 点中不等价的只有四个。 L Γ Χ ky K kx 8 图 1-2 面 心 立 方 格 子 的 第 一 布 里 渊 区 图 下面我们来证明布洛赫定理。 引入电子的哈蜜顿算符 H=- 2 2 + V (r) 2m 则 波 动 方 程 （ 1-3） 可 以 简 写 成 Hψ (r) = Eψ (r) （ 1-10） 引 入 平 移 算 符 T （ Rm ， 其 定 义 为 ， 当 它 作 用 在 任 意 函 数 f（ r ） 上 后 ， 将 函 Rm） 数 中 的 变 量 r 换 成 （ r +Rm ,得 到 r 的 另 一 函 数 f（ r +Rm ,即 Rm） Rm） Rm Rm Rm)f(r )=f（ r +Rm Rm） T (Rm Rm r Rm (1-11) 平 移 算 符 彼 此 之 间 可 以 交 换 。 对 于 任 意 两 个 平 移 算 符 T (Rm Rm)和 T (Rn Rn)， Rm Rn 有 =T(Rm+Rn) T(Rm)T(Rn) =T(Rn)T(Rm) =T(Rm Rn) 证明如下： T(Rm)T(Rn)f(r)=T(Rm)f(r T(Rm)T(Rn)f(r)=T(Rm) (r＋ Rn) (r =f(r +Rn Rm r Rn Rm) Rn+Rm =T (r +Rn Rm T r Rn Rm)f（ r ） Rn+Rm (1-12) 9 =T (r +Rm Rn T r Rm Rn)f（ r ） Rm+Rn =T (Rn T Rn Rn)f(r ＋ Rm r Rm) ＝ T （ Rn T （ Rm f(r ) Rn） Rm） r 这 说 明 两 个 平 移 操 作 接 连 进 行 的 结 果 ，不 依 赖 于 它 们 的 先 后 次 序 ，即 平 移 算 符彼此之间是可以交换的。 在 周 期 性 势 场 中 运 动 的 电 子 的 势 函 数 V(r ) 具 有 晶 格 的 周 期 性 [ 公 式 r （ 1-2） ]因 而 有 2 2 T(R m )Hψ (r) = (∑ ) + V (r + R m ) ψ (r + R m ) 2 2m j ( x j + m j a j ) 2 2 = + V (r) ψ (r + R m ) 2m = HT(R m )ψ (r) 上 式 表 明 ， 任 意 一 个 晶 格 平 移 算 符 T (Rm Rm)和 电 子 的 哈 密 顿 算 符 H 彼 此 间 两 两 Rm 可交换，即 Rm)H HT Rm) HT(Rm T (Rm H =HT Rm Rm (1-13) 根据量子力学的一个普遍定理，这些线性算符可以有共同的本征函数。 或者说，存在这样的表象，在此表象中，这些算符的矩阵元素同时对角化。 容易说明，为了选择 H 的本征函数，使得它们同时也是所有平移算符的 本 征 函 数 ， 只 需 要 它 们 是 三 个 基 本 平 移 算 符 T (a 1 ) ,T （ a 2 ), T (a 3 )的 本 征 a T a 函 数 就 够 了 。 也 就 是 说 ， 如 果 ψ ( r ) 是 基 本 平 移 算 符 T （ a j ） ,T （ a 2 ), T (a 3 ) T a 的 本 征 函 数 ， 则 它 也 是 平 移 算 符 T (Rm Rm)的 本 征 函 数 。 证 明 如 下 ： 选 择 （ 1-3） Rm 10 的 解 ψ (r ) 是 基 本 平 移 算 符 的 本 证 函 数 ， 即 T(a1 )ψ (r) = ψ (r + a1 ) = C (a1 )ψ (r) T (a2 )ψ (r ) = ψ (r + a2 ) = C (a2 )ψ (r ) T (a3 )ψ (r ) = ψ (r + a3 ) = C (a3 )ψ (r ) 或 T (a j )ψ (r ) = ψ (r + a j ) = C (a j )ψ (r ), ( j = 1, 2,3) 其 中 C ( a1 ), C ( a2 ), C ( a3 ) 分 别 是 三 个 基 本 平 移 算 符 的 本 征 值 。 T ( Rm )ψ (r ) = m1a1 + m2 a2 + m3 a3 )ψ (r ) T( ＝ ψ ( r + Rm ) ＝ T ( a1 ) 1 T ( a2 ) 2 T ( a3 ) 3 ψ (r ) m m m ＝ C ( a1 ) 1 C ( a2 ) 2 C ( a3 ) 3ψ ( r ) m m m =λ ψ ( r ) （ 1-14） 可 见 ， 若 C ( a1 ), C ( a2 ), C ( a3 ) 分 别 是 三 个 基 本 平 移 算 符 的 本 征 值 。 则 λ = C ( a1 ) 1 C ( a2 ) 2 C ( a3 ) 3 就 是 平 移 算 符 T (Rm Rm)的 本 征 值 。 因 此 ， 若 ψ ( r ) 是 三 个 Rm m m m 基 本 平 移 算 符 T (a 1 ) ,T （ a 2 ), T (a 3 )的 本 征 函 数 ， 则 它 也 是 平 移 算 符 T (Rm Rm) a T a Rm 的 本 征 函 数 。 我 们 就 这 样 来 选 择 波 动 方 程 （ 1-3） 的 解 ， 使 它 们 同 时 也 是 所 有 平 移 算 符 的 本 征 函 数 。或 者 说 通 过 寻 找 平 移 算 符 的 本 征 函 数 去 找 到 波 动 方 程 （ 1-3） 的 解 。 11 由 于 平 移 算 符 T (Rm Rm)和 H 可 以 交 换 ，所 以 若 ψ ( r ) 是 H 的 本 征 函 数 ，则 经 Rm 过 平 移 后 的 函 数 ψ ( r + Rm ) 一 定 也 都 是 H 的 本 征 函 数 。 求 这 些 函 数 都 要 满 足 要 归 一 化 条 件 ， 因 而 它 们 之 间 的 比 例 系 数 的 绝 对 值 必 须 等 于 1， 即 C (a1 ) m1 C (a2 ) m2 C (a3 ) m3 该式成立的充分必要条件是 =1 （ m1 , m2 , m3 是任意整数） C (a1 ) = 1, C (a2 ) = 1, C (a3 ) = 1 。 即要求这三个常数只可能是模量为 1 的复数。它们一般可以写成 C (a1 ) = ei 2πβ1 ， C (a2 ) = ei 2πβ2 ， C (a3 ) = ei 2πβ3 或者 C (a j ) = e 这里 i 2πβ j （ j=1， 2， 3） （ 1-15） β1 , β 2 , β3 为 三 个 任 意 实 数 。 以 这 三 个 实 数 为 系 数 ， 把 三 个 倒 基 矢 线 性 组 合 起 来 ， 得 到 一 个 实 数 矢 量 K: k = β1b1 + β 2b2 + β 3b3 根据正基矢与倒基矢之间的正交关系 3 (1-16) k a j = ∑ βi bi a j = 2πβ j i =1 可 以 把 式 （ 1-15） 改 写 成 C (a1 ) = eik a1 ， C (a2 ) = eik a2 ， C (a3 ) = eik a3 或者 12 C (a j ) = e 代替 ik a j （ 1-17） β1 , β 2 , β3 ， 引 入 了 矢 量 K 。 在 量 子 力 学 中 ，如 果 算 符 代 表 一 定 的 物 理 量 ，其 本 征 值 是 实 数 ，相 应 的 算 符 为 厄 米 算 符 。平 移 算 符 只 是 一 种 对 称 操 作 ，不 代 表 物 理 量 ，不 具 有 厄 米 算 符的性质，因此其本征值可以是复数。 将 （ 1-17） 代 入 （ 1-14） 得 到 ， ψ (r + Rm ) = eik R ψ (r ) m （ 1-18） 式 （ 1-18） 即 为 式 （ 1-6） 是 布 洛 赫 定 理 的 另 一 种 形 式 。 ， 利 用 波 函 数 ψ ( r ) ， 可 以 定 义 一 个 新 的 函 数 u (r ) ， u (r ) = e ik rψ (r ) （ 1-19） 根 据 波 函 数 的 性 质 式 （ 1-18） 容 易 看 出 ， 函 数 u (r ) 具 有 晶 格 的 周 期 性 ： ， u (r + Rm ) = e ik ( r + Rm )ψ (r + Rm ) = e ik rψ ( r ) = u (r ) （ 1-20） 于 是 ， 由 式 （ 1-19） 可 以 将 周 期 性 势 场 中 电 子 的 波 函 数 表 示 为 ， ψ (r ) = eik r u (r ) 其 中 u (r ) 具 有 晶 格 的 周 期 性 。 根 据 以 上 分 析 ，周 期 性 势 场 中 电 子 的 波 函 数 可 以 表 示 成 一 个 平 面 波 和 一 13 个 周 期 性 因 子 的 乘 积 。 平 面 波 的 波 矢 量 为 实 数 矢 量 k， 它 可 以 用 来 标 志 电 子 的 运 动 状 态 。不 同 的 k 代 表 不 同 的 电 子 态 ，因 此 k 也 同 时 起 着 一 个 量 子 数 的 作 用 。 为 明 确 起 见 ， 在 波 函 数 上 附 加 一 个 指 标 k ,写 作 ψ k (r ) = eik r uk (r ) 至此，布洛赫定理得证。 相 应 的 本 征 值 — 能 量 谱 值 为 E=E（ k ） 。 根 据 公 式 （ 1-21） 可 以 看 出 : （ 1-21） 1. 波 矢 量 k 只 能 取 实 数 值 ,若 k 取 为 复 数 ,则 在 波 函 数 中 将 出 现 衰 减 因 子 , 这样的解不能代表电子在完整晶体中的稳定状态。 2.平 面 波 因 子 e ik r 与自由电子的波函数相同， 描述电子在各原胞之间的 它 运动—共有化运动。 3.因 子 uk ( r ) 则 描 述 电 子 在 原 胞 中 的 运 动 — 局 域 化 运 动 。它 在 各 原 胞 之 间 周期性地重复着。 4.根 据 式 (1-18), ψ k (r + Rm ) 2 = ψ k (r ) 2 (1-22) 这说明电子在各原胞的对应点上出现的概率相等. 需 要 指 出 的 是 , 由 于 晶 体 中 电 子 的 波 函 数 不 是 单 纯 的 平 面 波 ,而 是 还 乘 以一个周期性函数。 以它们的动量算符 所 与哈密顿算符 H 是不可交换的。 i 因 此 , 晶 体 中 电 子 的 动 量 不 取 确 定 值 。由 于 波 矢 量 k 与 约 化 普 朗 克 常 数 的 乘 积 是 一 个 具 有 动 量 量 纲 的 量 ， 对 于 在 周 期 性 势 场 中 运 动 的 电 子 ,通 常 把 14 p = k (1-23) 称 为 晶 体 动 量 crystal momentum） 或 电 子 的 准 动 量 (quasimomentum)” “ （ ” “ . 周 期 性 边 界 条 件 （ 玻 恩 - 卡 曼 边 界 条 件 ） 在 讨 论 电 子 的 运 动 情 况 时 ，我 们 没 有 考 虑 晶 体 边 界 处 的 情 况 ，就 是 说 我 们 把 晶 体 看 作 是 无 限 大 的 。对 于 实 际 晶 体 ，除 了 需 要 求 解 波 动 方 程 之 外 ，还 必 须 考 虑 边 界 条 件 。根 据 布 洛 赫 定 理 ，周 期 场 中 的 电 子 的 波 函 数 可 以 写 成 一 个 平 面 波 与 一 个 周 期 性 因 子 相 乘 积 。平 面 波 的 波 矢 量 k 为 任 意 实 数 矢 量 。当 考虑到边界条件后，k 要受到限制，只能取分立值。本节我们将根据晶体的 周期性边界条件，对 k 作一些更深入的讨论。 实 际 的 晶 体 其 大 小 总 是 有 限 的 。电 子 在 晶 体 表 面 附 近 的 原 胞 中 所 处 的 情 况 与 内 部 原 胞 中 的 相 应 位 置 上 所 处 的 情 况 不 同 ，因 而 ，周 期 性 被 破 坏 ，给 理 论 分 析 带 来 一 定 的 不 便 。 为 了 克 服 这 一 困 难 ， 通 常 都 采 用 玻 恩 -卡 曼 的 周 期 性边界条件。 玻 恩 -卡 曼 的 周 期 性 边 界 条 件 的 基 本 思 想 是 ，设 想 一 个 有 限 大 小 的 晶 体 ， 它 处 于 无 限 大 的 晶 体 中 ，而 无 限 晶 体 又 是 这 一 有 限 晶 体 周 期 性 重 复 堆 积 起 来 的 。由 于 有 限 晶 体 是 处 于 无 限 晶 体 之 中 ，因 而 ，电 子 在 其 界 面 附 近 所 处 的 情 况 与 内 部 相 同 ，电 子 势 场 的 周 期 性 不 致 被 破 坏 。假 想 的 无 限 晶 体 只 是 有 限 晶 体 的 周 期 性 重 复 ，只 需 要 考 虑 这 个 有 限 晶 体 就 够 了 ，并 要 求 在 各 有 限 晶 体 的 相 应 位 置 上 电 子 运 动 情 况 相 同 。或 者 说 ，要 求 电 子 的 运 动 情 况 ，以 有 限 晶 体 为 周 期 而 在 空 间 周 期 性 地 重 复 着 。于 是 ，问 题 便 得 到 了 解 决 。这 就 是 所 谓 周 期性边界条件。 设 想 所 考 虑 的 有 限 晶 体 是 一 个 平 行 六 面 体 ， 沿 a1 方 向 有 N1 个 原 胞 ， 沿 a2 方 向 有 N2 个 原 胞 ， 沿 a3 方 向 有 N3 个 原 胞 ， 总 原 胞 数 N 为 N=N 1 N 2 N 3 . （ ） 15 周 期 性 边 界 条 件 要 求 沿 aj 方 向 上 ， 由 于 以 N ja j 为 周 期 性 ， 所 以 ψ k (r + N j a j ) = ψ k (r ). （ j=1， 2， 3） （ ） 将 晶 体 中 的 电 子 波 函 数 公 式 （ ） 代 入 这 一 条 件 后 ， 则 要 求 e ik ( r + N j a j ) uk (r + N ja j ) = eik r uk (r ). 考 虑 到 函 数 uk ( r ) 是一个具有晶体周期性的函数，因而，要上式成立，只需 ik N j a j e =1 即要求 k N j a j 为 2π的整数倍。 将波矢量 k 的表示式 k = β1b1 + β 2b2 + β 3b3 代入上式， 并利用正交关系 biaj=2πδij ，上面的条件可改写为 k N j a j = β j N j 2π = l j 2π , (l j 为任意整数）或者 β j = l j / N j , ( j = 1, 2, 3) 即 β1 = l1 / N1 , β 2 = l2 / N 2 , β3 = l3 / N 3 ，（ l1 l2 l3 为任意整数） （） 由于 l j 为整数，所以 β j 只能取分立值。将式（）代入式（） ，则发现在周期性 边界条件限制下，波矢量 k 只能取分立值， 3 l l l1 l j b1 + 2 b2 + 3 b3 = ∑ b j N1 N2 N3 j =1 N j k= （） 16 （ l1 l2 l3 为任意整数） 。 而与这些波矢量 k 相应的能量 E （k）也只能取分立值，这给理论分析上带来很大 的方便。 在倒空间中每个倒原
半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明，使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器，60年代早期，很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面，以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上，美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯（Keyes）和奎斯特（Quist）报告了砷化镓材料的光发射现象，这引起通用电气研究实验室工程师哈尔（Hall）的极大兴趣，在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后，哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划，并与其他研究人员一道，经数周奋斗，他们的计划获得成功。像晶体二极管一样，半导体激光器也以材料的p-n结特性为敞弗搬煌植号邦铜鲍扩基础，且外观亦与前者类似，因此，半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制，例如，只能在77K低温下以微秒脉冲工作，过了8年多时间，才由贝尔实验室和列宁格勒（现在的圣彼得堡）约飞（Ioffe）物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小，最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料，一般为～微米，由于多种应用的需要，更短波长的器件在发展中。据报导，以Ⅱ～Ⅳ价元素的化合物，如ZnSe为工作物质的激光器，低温下已得到微米的输出，而波长～微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域，一方面是世界范围的远距离海底光纤通信，另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言，激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示，及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属，如铜是电的好导体，因为它们的电子没有紧密的和原子核相连，很容易被一个正电荷吸引。其它的物体，例如橡胶，是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体，正如它们的名字暗示的那样，处于两者之间，它们通常情况下象绝缘体，但是在某种条件下会导电。
地质工程是社会发展所依赖的一项基础工程,其已成为国民经济目标设计及社会进步的关键技术支撑。下文是我为大家搜集整理的关于地质工程师发表论文的内容，欢迎大家阅读参考!地质工程师发表论文篇1 浅析隧道与地下工程施工技术与管理 摘要：地下工程以及隧道建设施工一直以来都受到广泛的关注，本文首先通过对于我国的施工技术水平进行 总结 ，然后就隧道与地下工程施工技术与管理工作进行简单的探讨，并对于未来技术 方法 的发展方向进行展望。 关键词：隧道;地下工程;技术管理 绪论 随着我国的不断发展，各行各业的也在进步着，科技也是如此。地上建筑行业正在如火如荼的发展比拼，而相对的低下建筑也在进行的，对于地下工程的建设也成为近几年来的热门，在中国随着一批大型建设工程的成功落地，引发了一股设计施工的热潮，比如青藏铁路等项目的顺利开展，也为我国相关施工科研技术的水平提高，提供了良好的实验条件。对于大型隧道等地下工程的进一步开展，我国地下隧道等相关工程的施工技术水平的要求也越来越高，对于技术的完善和总结是未来发展的必备因素，同时也是安全施工提高保障的有利条件，这些都要求着我国隧道与地下工程施工技术与管理工作必须不断地发展。 中国地下工程现状 改革开放迎来了我国地下工程建设技术的春天，同时相关的配套的开发技术也去得了令人瞩目的成功。特别是近几年的发展更是如此，从隧道铁路、公路、城市地铁等等都取得了重大的发展，同时设计技术与施工技术也得到了很大的提高。 交通隧道 隧道属于地下工程，主要是指铁路、公路以及地铁隧道的建设。目前在我国，铁路的隧道不论是在长度、设计技术还是施工技术都处于我国地下工程建设的领先地位，地铁方面的建设目前运行中的城市并不多，长度也不长，在建的工程相对较多，在地铁已经开通的城市也正在进行扩建工程建设。上个世纪八十年代，我国就有公路隧道的建设，但是由于那个时代的各方面技术受到限制，所以公路隧道的发展规模并不大，大多数都是集中在短小的隧道建设，很难出现较长较大规模的隧道设计，在改革开放后，为了有效提高我国运输行业快速安全的发展，开始投建了一批公路隧道，其中有辽宁八盘岭双线公路隧道，总长达到了1600m，这些年来我国高速公路的迅猛发展，使得我国拥有隧道近两千座，有很多隧道长度都超过了10km。 水利水电隧洞 水利水电隧洞工程是指水工隧洞和地下厂房，其中隧洞是指包含引水隧道、导流隧洞等等，而地下厂房指包含电站主副厂房在内的相关不过水的洞室。我国水利水电隧洞在上世纪七十年代中后期开始大力发展，并且小有所成，建立了一批著名的水电工程项目。 地下工程 作为我国地下工程主要是包括市政管线工程，地下商场等等地下建筑。随着我国经济的不断发展，城市规划也不断的发展，由于城市化的发展造成了城市密度增大，为了保证居民生活水平的稳步提高，各种设施的需求也不断的增加，比如电气等等，这就要求管线需要进行更加优化的设计，以及对于旧有的管线进行完善的改建，对于这一问题的解决是建立在城市地下隧道建设上的，目前对于城市地下空间的使用已经越来越多，很多城市都建设了地下商场等项目，由于地下工程防灾抗灾能力强，且受干扰小，所以越老越受到关注，同时，一些地下储库也不断发展。 我国地下施工技术现状 新奥法 我国目前地下施工方式主要采取的有新奥法，所谓新奥法主要是指新奥地利隧道施工技术，而在我国我国经常称之为锚喷构筑法。对于该法主要是利用于地下隧道的建设，新奥法的主要优势是施工时对于地面上的干扰很小，同时建设的投资成本较低，而且由于在我国长期的使用和发展，使得其运用技术 经验 也比较成熟。新奥法在使用中，对于岩石地质主要是通过分布或者全断面的开凿，而对于土质地址层，会通过先加固然后再开始开凿的方式，对于有地下水的工程中会采取先降水然后在施工的方案。新奥法主要针对的工程项目是岭隧道、地铁以及地下厂房等。目前是我国主要采用的施工方法。 新奥法在世界地下工程领域也得到广泛的运用，同时也取得了很大的成绩和发展和，很多国家的项目都采取了新奥法进行施工。根据我国特有的地质状况，新奥法也不断发展创新，开发了新型的浅埋暗挖法，其优势主要是对于特殊地质层的适应度灵活度比较高，目前我国地铁施工项目多采取新奥法进行开发。 盾构法 盾构法的使用要追述到上世纪五六十年代的上海，那时候上海需要进行城市低下排水系统的建设，采取的是传统的盾构机进行施工。随着时间来了八九十年代，我国对盾构法进行了更多的创新比如采取的方式有压气式、网格式等转换成泥水式、土压式。盾构法主要的优势是施工过程安全、快速且不会给环境造成过大的压力比较环保。目前我国很多地铁等工程都适用该方法。随着盾构法在施工项目中的长期使用和发展和，其施工技术水平等也得到了更快的提高，新兴技术的改变使得盾构法的使用范围更加广泛，同时也适用于各种地质项目。 盾构法的改善还包括了四点：首先参与盾构机的设计，使其更加适合项目的开展，同时也提高了我国相关的设计制造水平。其次更加熟悉的使用盾构隧道的技术方法和计算技术。再次掌握了相关的技术，使得工程的建设更加的安全和高效。最后，关于不用地质条件的施工经验都不断的提高。 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法是从新奥法延伸出来的，这主要是是1986年北京地铁项目的建设中，中国设计师创新了修建方法，其主要是针对新奥法不适用与松散土介质围岩条件地质。其主要的优势在于不会产生污染，同时适合各种大小隧道洞室。浅埋暗挖法主要是通过对于土层开挖短时间的自稳能力，采取的支护 措施 ，由于浅埋暗挖法能够节省很多拆迁掘路等工序，所以被普遍采用。 钻爆发 我国幅员辽阔，地质类型也繁多，对于地质比较坚硬的岩层更加适合钻爆发的使用。钻爆法的使用有很多开挖方式，比如正台阶法、反台阶法等等，对于爆破，初期支护等都有更多方式的选择。其采取的防水方式被认为是一种良好的防渗漏措施。 我国的研发通过多年的施工经验，总结出来很多更加适合各种地质的新技术，比如冻土区的施工工艺，比如过江隧道施工中的水平冻结法等等。 隧道及地下工程的发展 地下工程发展趋势 在我国地下隧道工程的不断发展，是与国家城市的发展和规划同步的，可以说想两者是相连的，地下工程的发展提高了我国经济的发展，我国经济的腾飞也提升了施工技术发展。我国西部大开发中，对于隧道交通、水电工程都有更高的要求，这是为了提高当地的经济发展建设的必要条件，而对于沿海城市，地下连接等工程也都在迅速的发展。我国在各种交通隧道以及水电方面都有了很大的发展，并且建设了一大批大型的工厂项目，使得我国地下工程建设走入了一个更加繁盛的发展时期。 地下工程发展前景 由于有巨大的财力支持，很多地下工程都得到了支持和发展，而针对不断开发的城市，以及人口密度大的问题，使得地下工程的需求更加大，近十年来，我国的城市规划发展提高到了一个新的阶段，地下资源的使用和建设城市发展的条件，而城市的告诉发展也给我国带来了更快的经济发展高潮。使得一些城市成为发达城市。 结束语 我国的经济发展也带动了地下工程的不断发展，在不断的累计经验和建设的过程中，地下工程建设也取得了相应的成就。由于很多城市响应国家经济发展的新策略，更加需要地下工程的建设，这对于相关的施工技术的要求也更加的高，相信在未来，我国的隧道地下工程会拥有更美好的前景，同时也一定会取得更大的成就。 参考文献 [1]张晋毅.中洞法开挖的地铁车站施工力学分析[J].地下空间与工程学报.2010 [2]王明远,马保国,高延继,周庆.武汉长江隧道盾构管片混凝土渗透性能研究[J].地下工程与隧道.2009 [3]康立清.深埋隧洞围岩稳定性研究[J].山西建筑.2008 [4]陈竹涛,刘新荣,梁宁慧,朱泽兵.大跨浅埋城市轻轨车站隧道施工力学数值分析[J].地下空间与工程学报.2008 [5] __厚.云南山岭公路隧道修筑技术研究[D].长安大学.2009 地质工程师发表论文篇2 浅谈工程地质勘察 【摘要】工程地质勘察是进行工程建设的前提和基础，本文以下内容将对工程地质勘察进行简要的分析，仅供参考。 【关键词】工程;地质勘察;调查;地貌;水文 1. 前言 改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的基础设施迎来了建设的高潮，工程地质勘察是为查明影响工程建设的地质因素而进行的地质调查研究工作，其作为基础设施建设的必要前提和基础，也得到了很大的发展。本文以下内容将对工程地质勘察进行简要的分析，仅供参考。 2. 工程地质勘察的内容 工程地质勘察是研究、评价建设场地的工程地质条件所进行的地质测绘、勘探、室内实验、原位测试等工作的统称，其为工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。工程地质勘察是为了查明影响工程建设的地质因素而进行的地质调查研究工作，所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，自然(物理)地质现象和天然建筑材料等，这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后，需根据建设项目的结构和运行特点，预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模，并作出正确的评价，为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。根据笔者多年的实践经验，认为地质勘察的内容主要包含如下几个方面内容： (1)搜集研究区域地质、地形地貌、遥感照片、水文、气象、水文地质、地震等已有资料，以及工程经验和已有的勘察 报告 等。 (2)工程地质勘察与测绘。 (3)工程地质勘探见工程地质测绘和勘探。 (4)岩土测试和观测见土工试验和现场原型观测、岩体力学试验和测试。 (5)资料整理和编写工程地质勘察报告。 工程地质勘察通常按工程设计阶段分步进行，而对于不同类别的工程项目，阶段划分也不一样。对于有一定工程资料的中小型工程和工程地质条件简单，勘察阶段也可适当合并。 3. 工程地质勘察的方法 根据笔者多年的实践经验，并参考了 其它 资料，认为工程地质勘察方法主要有如下几个方面： 工程地质测绘，在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件，测制成一定比例尺的工程地质图，分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响，并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据，其是工程地质勘察的基础性工作。比例尺的选择和测绘范围，既取决于已有研究程度和建筑区地质条件的复杂程度，也取决于建筑物的规模、类型和设计阶段。规划选点阶段，区域性工程地质测绘用小比例尺(1:10万，1:5万);设计阶段，水库区测绘大多用中比例尺(1:万，1:1万)，坝址、厂址则用大比例尺(1:5000，1:2000，1:1000，1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地质构造、地层岩性、地貌及第四纪地质、天然建筑材料、水文地质条件、自然(物理)地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究，都必须以预测或论证地质条件与工程活动的相互制约或相互作用为目的，紧密结合该项工程活动的特点。当这些条件在深部分布不明或露头不好时，需配合以探槽、试坑、平洞、钻孔、竖井等勘探工作进行必要的揭露。工程地质测绘通常是以仪器测量方法来测制，以一定比例尺的地形图为底图，采用航空像片、卫星像片和陆地摄影像片，通过室内判读调绘成草图，到现场有目的地进行复查，进一步的与照片判读反复验证，可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的效率和精度，减少地面调查的工作量。 工程地质勘探，其主要包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。下面将分别进行简要的分析： (1)工程地球物理勘探，简称工程物探，其目的是利用专门仪器，测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别，通过分析解释判断地面下的工程地质条件，其是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为井下物探(测井)和地面物探;按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法，地震勘探中的浅层折射法，声波勘探等;测井则多采用综合测井。物探的优点在于通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的，且能经济而迅速地探测较大范围。以这些资料为基础，在异常点和控制点上试验工作、布置勘探，既可提高精度，又可减少盲目性。测井不仅可以提高其质量而且还可以增补钻探工作所得资料。通过开展多种方法综合物探，并根据综合成果进行对比分析，可以显著的提高地质勘察的质量，扩大物探解决问题的范围，缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释，所以只有某种物理性质有显著差异或地质体之间的物理状态(如含水率、破碎程度、喀斯特化程度)，才能取得良好效果。 (2)钻探和坑探，采用钻探机械钻进或矿山掘进法，直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件，为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是查明建筑物影响范围内的地质构造，了解岩层的破坏情况或完整性，为建筑物探寻良好的持力层和查明对建筑物稳定性有不利影响的结构面(如软弱夹层、断层与裂隙)或岩体结构，揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样;为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。钻探比坑探工效高，受地下水、地面水及探测深度的影响较小，故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品，钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此，有时需在钻孔中运用钻孔摄影，或采用大孔径钻探技术，采用综合物探测井或孔内电视以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。坑探和钻探的工作成本高，故应在物探工作和工程地质测绘的基础上，根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题，合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构，以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料，并保证必要的精度。 实验室试验及现场原位测试，获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段，是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括：岩、土体样品的物理性质、力学性质参数和水理性质的测定。现场原位测试包括：原位直剪试验、触探试验、承压板载荷试验以及地应力量测等。，大型建筑物的早期设计阶段或设计项目规模较小，且易于取得岩、土体试样的情况下，往往采用实验室试验。但室内试验试样小，难以保持天然结构，且缺乏代表性。因此，为了给建设项目的初步设计至施工图设计提供各种参数，必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数，必须进行现场原位测试。 长期观测，用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化，进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有：岩、土体内地下水位变化;岩、土体位移范围、方向、速度;岩体内破坏面上的压力;爆破引起的质点速度;峰值质点加速度;人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建设项目施工图设计的详细勘察阶段进行，工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经过整理分析以后，可直接用于工程地质评价，以检验工程地质预测的准确性，对不良地质作用及时采取防治措施，确保工程安全。 4. 结尾 工程地质勘察作为工程建设所必需的技术条件，对保证工程建设的安全和降低工程造价也具有非常重要的意义，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为提高工程地质勘察质量做出应有的贡献。 猜你喜欢： 1. 关于地质工程毕业论文 2. 地质工程论文 3. 地质工程施工技术论文 4. 工程地质论文 5. 工程地质勘查论文
工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文，供大家参考。
工程地质论文 范文 一：隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用，介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中，证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道，按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571～ZK21+091，长1520m，揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高，惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高，坡高～，隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599～ZK21+081，长1482m，揭阳端洞口采用削竹式，洞口设计标高，惠来端洞门采用削竹式，洞口设计标高，坡度～，隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区，山体地形陡峭，山体植被较发育，山体发育花岗岩孤石，大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩，局部见辉绿岩岩脉，覆盖层由粘土、全～强风岩组成，基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ，含水层主要为第四系松散层的孔隙及中～微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展，有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用，重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达，隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测，因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多，而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察，但是在隧道实际的开挖施工当中，还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明，在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况，并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后，应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性，不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量，需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测，例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明，地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在，地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达，其工作的频率在50到2G赫兹，最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达，结合地下工程的超前预报的特点，采用的是脉冲调制式，这个的探测距离非常大，而且分辨率也非常高，其工作的频率大约在160到220兆赫兹，其探测的距离可以达到40到60米，可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作，其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查，对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测，对隧道围岩的级别进行分析，并列出一些施工的建议，确保隧道施工的安全，减少一些不必要的损失，为动态的设计提供所需要的地质参数，从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统，运用了空气耦合型100兆赫兹的天线，结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件，对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方，使用一些点测的方式，使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析，再结合现场的岩性所具体的实际情况，选择一个比较适合的相对介电常数，进而得出来一些成果，在成果的解释当中，开始的时候，假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话，就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话，就应该是岩层岩性变好的一个表现，结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果：(1)掌子面为强风化花岗岩，上方自稳能力差，中部伴随严重掉块，局部潮湿明显，推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈，同相轴紊乱，推测此区域与掌子面情况类似，有明显破碎带，围岩完整性差，推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定，同相轴平稳但仍存在断开处，推测此区域岩性略微好转，但依旧破碎且含水，推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱，加大增益后发现同相轴较为连续，推测此区域岩性好转，级别应为IV级。依据结果给出的建议：(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩，自稳能力差，局部潮湿明显，中部掉块严重，应严格控制进尺，加强支护，预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似，稳定性差，破碎带明显，容易坍塌。严格控制进尺，及时做好初期支护工作并保证强度，防止掉块与坍塌，同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后，岩性有所好转。建议采用上下台阶方法，并严格控制进尺，及时做好初期支护工作并保证强度，防止掉块与坍塌，同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中，可以很好地对工程的质量进行详细地检测，可以更严格地控制工程的质量，更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响，而地质雷达在对介质参数的探测当中，还存在很多的争议，那么经过不断地完善以及发展，地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述，应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷，可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据，这样就可以提高工作的效率，并且节省一些资金。
工程地质论文范文二：福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区，位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带，内部组成与构造变形十分复杂，工程地质现象较为特殊，具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设，设计时速250公里每小时，功能以客运为主，从西安出发，穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内，经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都，预计线路通车后，将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成，全长660公里，项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里，建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段，正线全长。该标段主要包括：罗曲隧道进出口路基工程，隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度，桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区，隧道范围平均海拔1200m，最高海拔为，洞身地表起伏较大，地表自然坡度为30°~40°，分布有众多基岩“V”形侵蚀谷，多为南北展布，隧道区域山高坡陡，基岩裸露，沟壑纵横，地形复杂，植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝，出口位于酉水河宋家堰，最大埋深929m，最小埋深46m，洞身均位于直线以上，隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上，隧道中含有一座斜井，为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸，隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓，轨面有效面积为92m2，隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽，施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护，二次衬砌及时跟进，以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候，特点是温暖湿润，四季分明，降水量多集中在夏秋季节，常有暴雨灾害，年平均气温℃，极端最高气温℃，极端最低气温℃，年平均降水量，年平均蒸发量，最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4)，志留系下统(S1)，元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括：膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18)，多为灰黄色，粒径小于或等于2-60mm的约占10%，大于60-100mm的约占25%，大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1)：片岩夹大理岩(S1Sc+Mb)，大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构，片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3)：变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色，浅灰色，风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar)：片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb)，灰褐色，浅灰色粒状变晶结构，块状结构，风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括：碎裂岩，多为青灰色、灰褐色，宽度约20-65m，工程地质较差。
地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带，相当于秦岭造山带的蜂腰部位，隧道主体位于佛坪窟窿的南半部，历经多次地质构造活动的影响，其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括：f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2，其中f66为逆断层，产状N65°-N80°W(65°-N75°)，破碎带宽约为10-30m，断层带物质成分为碎裂岩，局部夹断层角砾岩，断裂带内部岩体较为破碎，隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层，产状N60°-N80°W(50°-N65°)，断裂带宽30~40m，内部成分为断层角砾，洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外，隧道段还发育两处背斜及一处向斜，背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062，岩体破碎，节理发育，向斜核部未穿过洞身，富水，岩体破碎，节理发育，由于隧道区各地质体的发育时代，构造运动强烈，区域性大断裂贯穿东西，发育数条低序次断裂，岩石节理裂隙较发育，分布较多节理密节带，岩体较破碎-较完整。
不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶，岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中，以溶洞形式发育，溶洞直径约1-3m，可见延伸深度大于10m，不完全填充，充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土，具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点，施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上，制定了较为科学合理的设计方案：(1)洞口工程采用斜切式洞门，并设置明洞段，出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟，边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓，轨面有效面积为92m2，隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土，锚杆，钢筋网，钢架，二次衬砌等，各衬砌类型预留变形量，特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚，小导管等措施进行了加强。
参考文献：
[1]王毅才.隧道工程[M].北京：人民交通出版社,2013.
[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京：人民铁道出版社,1977.
[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.
[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.
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