高一物理科技小论文

在现代社会进步的历程中，基础性很强的物理学和应用性很强的工程技术扮演着不同的角色，但它们之间却存在着紧密的联系和相互作用。物理学对许多工程技术领域的开创起着先导、引领的作用，工程技术不仅直接创造生产力，反过来也开拓、深化了物理学研究的疆域。能源工程技术与物理学的关系就具有这方面典型的代表性。中国的可持续发展有赖于能源的可持续发展。我国能源可持续发展的战略思路已逐渐明朗，它包含以下4个要素，而在这4个方面，物理学与工程技术的结合都可以做出重要的贡献。 首先，要大力节能，以控制能源的总量。这是我国能源可持续发展的必然战略选择。除经济结构节能和管理节能外，技术节能的潜力也很大。比如建筑节能：建筑耗能是我国能源消耗的大户，约占总量的30％，现有建筑的绝大多数是高耗能建筑。许多物理方法有助于建筑节能，通过改进建筑材料和结构设计，利用太阳能发电、供暖(冷)，就是很有实效的节能办法。再如交通节能：汽车在中国的能源消耗中占有相当的比例，且呈不断增长势头，必须限制汽车总量，同时用先进的清洁、低耗能汽车取代高耗能的大排气量汽车。为此，需要研究不同燃料的燃烧学，发展减排降污技术、燃料电池技术，开展氢能利用、摩擦学与磨损学等与物理学息息相关的有关研究。三如照明节能：全球电力约22％消耗在照明上，故照明节能是节能的一个重要方面。以化合物半导体材料为发光元件的半导体固态发光二极管(LED)是一种新型照明光源，正引发人类照明史上的一次革命。这其中需要研究解决的物理和技术问题主要有：提高半导体芯片的发光效率，提高单管最大可发光通量，延长发光二极管的使用寿命等。 第二，要大力发展洁净新能源，以改善能源结构。可再生能源如水电、风能、太阳能和生物质能是具有广阔发展前景的洁净新能源。爱因斯坦提出的光电效应的概念，是光伏发电的理论基础。中国的太阳能资源非常丰富，有必要且有可能大力发展，但需要在科学技术上取得重大突破，大幅度提高光热和光电转换效率，降低成本。薄片太阳能电池可能是一个出路，其中使用对光吸收性能更好的半导体材料，进一步提高光电效率的多种途径也在探索中。中国的风电资源丰富，是最有希望实现产业化的新型可再生能源。降低风能成本推进国产化，需要解决一系列物理上的和技术上的问题。中国生物质能资源量极大，利用生物质可生产气态、液态和固态的能源，如沼气、生物乙醇和生物柴油、固化成型燃料等。在生物质能的产业链条中，也有一系列物理问题需要解决，如生物质燃烧过程中锅炉受热面的腐蚀性机理和防治措施的研究，垃圾燃烧发电过程中对不可燃物的处理及有害物的处理等。洁净能源的另一个重要发展方向是核能。原子核物理的发现，奠定了裂变核能和聚变核能的基础，目前已做出实际贡献的核能是基于核裂变反应堆的核电站。基于核聚变反应堆的聚变电站是解决人类未来能源问题的一个希望，它既要实现热核燃料的“点火”并有净能量输出，还必须控制热核能聚变反应的速率，其中高温等离子体物理的研究具有重要意义。这是一项有难度的大科学工程，目前还处于前期实验研究阶段。 第三，推进煤的洁净化技术，以减少污染。煤是我国能源中的大户，今后相当长的时期内仍将如此，但目前燃煤给环境带来的污染已到了使人不能容忍的地步。因此，必须提高燃煤的效率，发展煤的洁净化技术，加强超临界发电技术，控制污染物的排放。多联产技术是利用物理化学方法达到煤的高效、洁净利用的途径。它以煤气化为中心，可以将95％以上的煤转换成一种称之为合成气的可燃气体。将合成气用于联合循环发电，可以获得比常规燃煤发电高的能源利用效率。多联产、洁净化技术是实现煤基洁净能源的有竞争力的途径。 第四，加强能源资源勘探，以开发潜在能源。地球物理勘探是寻找各种有用矿藏的。例如，石油、煤炭、天然气水合物、铁矿、重金属矿、铀矿等。精密的“三维地震勘探技术”就像“CT”一样对地下各断面做成解剖，因而成为寻找石油的有力武器。原子分子物理学方法对于探测开发能源资源(如利用痕量样品通过高灵敏度的原子分子光谱分析探测海底石油等)也将发挥重要作用。 还有一些物理学的新成果将为未来的能源发展做出有分量的贡献。如低温物理的一个光辉篇章是超导体的研究，20世纪以来，从低温超导到高温超导都取得了迅速发展，并开始得到多方面的应用。在能源领域，超导将在电能输运、储能等方面产生显著的效益。 总之，中国能源可持续发展是有路可走的，但走好这条路并不容易，需要付出巨大的创造性的努力。物理学基础研究与应用的深入发展，可为能源可持续发展做出多方面的贡献，也只有为可持续发展做出贡献的物理学才更能显现出它的价值和光辉。在这个历史发展过程中，应该在全民族大力提倡科学的发展观和节约型社会的消费观、文明观。实际上，建设节约型社会是一场深刻的思想观念和社会风气的革命，树立崇尚质朴、适度的物质生活消费观和丰富的精神追求的人生观、价值观，不仅对能源的可持续发展具有实际意义，而且对建设和谐社会、实现中华民族的伟大复兴同样具有重要意义。

妈妈曾给我出过这样一个谜语：“南阳诸葛亮，稳坐中军帐。排下八卦阵，单捉飞来将。”这则迷语告诉我们：蜘蛛专吃活的东西，难道它不吃死的东西吗？这引起了我的兴趣，我做了实验。 我从墙角处捉来一只小蜘蛛，把它放进一个盒子里（四周扎有小洞，上面盖有玻璃，便于观察）。没等蜘蛛织网，我又捡来一只死的小虫、一只死苍蝇，放在蜘蛛的前面，蜘蛛置之不理，随即用手碰撞盒子，蜘蛛就向其他方向爬去了。 为了彻底弄懂蜘蛛吃不吃死苍蝇，第二天，我又来到盒子前观察，看到死昆虫、死苍蝇还在原来的地方，可盒子角处多了一个网，蜘蛛在网上安静地趴着。这时，我想：昨天死苍蝇、死昆虫没被吃掉是不是因为没有网呢？于是，我又将死苍蝇拿起来轻轻地放在网上，可蜘蛛还是一动不动，紧接着，我又用笔轻轻地触动了一下网的边缘，咦，蜘蛛好像有了反应，开始向颤动的方向爬去，我把笔收回，网停止了颤动，信号断了，它就停了下来，不一会儿，蜘蛛又向网中心爬去。我又用笔尖触动网上死苍蝇的身体，网开始颤动，蜘蛛就开始向这边爬来，我又把笔尖收回，蜘蛛就停了，像上次那样，过了一会儿，蜘蛛又向网中心爬去。噢！我终于明白了：原来蜘蛛是靠网的颤动来产生感觉的，靠织网而捕食的。于是，我把实验结果记录下来。 为了证实蜘蛛靠网的颤动产生感觉，我又做了实验。将笔尖放在网上死苍蝇的身上，长时间的颤动，网的震动越来越大，蜘蛛产生的感觉好像也越来越强烈，蜘蛛便匆匆地赶过来，等蜘蛛碰到苍蝇，我将笔尖收回，只见蜘蛛尾部很快喷出黏乎乎的丝将苍蝇捆住，接着又看着蜘蛛的背一动一动的，好像在吸食苍蝇，不一会儿，网上就剩下一个完整的空壳了。这个实验证明蜘蛛吃动的昆虫。 我们探密小组又到图书馆、书店查阅了大量有关蜘蛛的书籍。其中《普通动物学》一书中写道：蜘蛛为食肉性动物，其食物大多数为昆虫或其他节肢动物。但口无上颚，不直接吞食固体食物，而是慢慢地吸食。当昆虫等动物触网时，会用力在网上挣扎，使网丝颤动而使蜘蛛很快发觉，蜘蛛便顺着纵向丝向猎物爬去，用蛛丝包裹猎物，固定于网上，先用螯肢内的毒腺分泌毒液注入捕获猎物体内，将其杀死，再由中肠分泌的消化酶灌注在被螯肢撕碎的捕获物的组织中，很快将其分解为液汁，然后吸进消化道内，最后吃剩下的体壳，就被完整的弃留在蛛网上了。这些充分证明：飞来的昆虫使蜘蛛网颤动，网颤动会使产生感觉，蜘蛛产生感觉就会将猎物捕获，因此，证实了蜘蛛只吃活动物，而不吃死的昆虫

不知不觉，我已经成了没有数码不能活的怪家伙了…… 故事是这样开始的，清晨，我高高兴兴地从床上爬起来，打开笔记本电脑，HP的大字闪亮登场，我等着输入我的密码进入XP系统。突然，屏幕一黑，左上角出现数行小字：系统文件缺失，请通过软盘或CD-ROM插入原始安装盘进行修复……我狂Faint！倒霉的并不止这些，手机没电了，Mp3正在维修，Discman电池找不到了，Walkman放在家里了，饭卡电话卡里都没钱。一瞬间，我的世界停滞不前了。 OH， MY GOD！别搞垮我的数码生活！ 我原打算开机，看看BBS上有什么新帖被顶上十大，贴图版有什么超赞的照片值得下载。然后，在图书馆网页上检索一下我预约的那本《狱中札记》还了没有。之后，再到我们学院版上看看最近有什么新鲜的讲座不容错过。这时候，我的QQ应当会一直开着。我一直不明白，我的好朋友用Q为什么从来都是隐身，据说他们是太忙了，同时开着YAHOO通、MSN。我才不把自己往死里逼呢，偶最“稀饭”在班里的群上潜水。所以，这些闲杂的事情半个小时就都搞定啦，剩下的计划：我将会开始写论文。论文嘛，无非是天下文章一大抄，看你会抄不会抄。先上期刊网看看名家学者都说过什么格言警句，再看看最近有什么相关的新闻可以举举例子，最后，在IPTV上打开CHANNEL V听听歌，放松一下精神，拓宽一下思路。我的论文思路就基本OK啦。快到中午的时候，我的论文已经有了雏形，我可以挂着我的MP3去食堂吃个饭还可以玩会儿VOS作为给自己的奖励…… 天啊，为什么要搞垮我的数码生活，我还有很多事情要做！ 但当我的数码世界停止的一瞬间，我的RL(real life)重新回到了我的眼前。我听见同学的交谈，看见了老师的板书，闻见了树木的气息。天呀，这些东西都曾经与我的数码生活同时存在么？ 我看过一个西方学者的著作，他们在上个世纪就开始担忧数码会搞垮我们的现实生活，似乎比我们的老爸老妈有远见多了。“老爸老妈只会一味搞垮我们的数码生活！”可是，等等，亲爱的孩子，你自己对这个问题清楚么？很多孩子太沉迷于数码的一个或几个功能了。是的，游戏确实有娱乐性，QQ确实改变了我们与人交往的方式，可是，数码生活它和你的现实生活一样，也是全方位的。所以，别只盯着游戏，只懂得玩OICQ，那样你的数码生活简直是残缺不全的。体验是全方位的，如果你能在数码生活里如鱼得水，就不怕谁再来搞垮它…… 是的，电脑坏了可以重装，手机没钱可以充值。而你自己被搞垮了，却没人来帮你。记住数码是一种生活方式，你要用自己来证明，它是很健康很积极的。 3月14日 星期一 今天还是像往常一样，依旧升旗，经历过十年的寒窗我，每当看见鲜红的五星红旗 冉冉生起。心中的斗志就不会破灭，胜利的各声在耳旁荡漾。不愿意学习的时候，反省一下自己今天的高中岁月是多么来之不易，如果不去珍惜，它将会一去不复返。高一的生活让我我更加热爱读书。读书是一种沉淀，写作是一种升华。读出人生的真谛，写出生命的价值。生命喜欢不向困难低头的人，永远有一份倔强勇于向极限挑战的心。失败了并不可怕，可怕的是被打倒好一厥不振。孤独的我充满了无助与无何奈何。虽然我已不在完美，但能在缺陷中做得最优秀。 3月18日 星期五 今天是体育训练的最后一天，运动量大些。早晨起的还是有些晚，到了学校将近6点，匆匆忙忙的跑了5圈热身。也许每个人都有自己的强项，而我的自信更是对我莫大的荣耀。体育老师对我们班几个更是有很大的期望。人生的经历中，无论做什么事，只要尽自己的最大努力，即使是失败了，也无怨无悔。一个人在孤独寂寞的时候，走到人群拥挤的街头，是在抗议过分自由？还是申诉这荒谬的地球？一个人遇到伤痛的时候，按着难已痊愈的伤口。究竟应该拼命奋斗，不应默默溜走。没人理解我的忧愁。更多的期待有一个人，让我紧紧握住你的手，一起去流浪，一样幻想美好的时光，一样的流水年长。虽然与你远隔海角天边，可你知我的迷茫。从回忆中找不到天真的笑声，曾留不住新中失意的斗争。过年很长以后，蓦然回首，依然风采依旧。 1月28日 星期六 冷 过去的喜怒哀乐不再那么重要了，因为新的一年即将到来。今天是除夕夜，不管走到哪儿，都可以感觉到浓浓的温馨的气氛。 春节是合家欢乐的一天，之所以我的亲戚们也都匆匆来到奶奶家里，给二位老人家拜个年。今天的饭菜可是豪门盛宴阿！好酒好菜全都有，要啥就有啥。一边收看春节晚会，一边品尝着美味佳肴，还有我的爷爷讲给我们听过去的值得记住的一些事情。这种合家团圆的气氛当然和您的感受是一样的。女人们收拾饭桌其他的都出去方鞭炮。回到家里我们举行了家宴。分成两批，一批是玩扑克，另一批玩画图。爷爷的手可是幸运手阿，他要什么就来什么，我们的钱一分一分的往爷爷奶奶的裤兜里近。就一会儿的功夫，我们这些败将的钱输光了，但最后又全分给我们了。 我口口声声地大声地向大人们说今天谁都不许睡，谁睡谁就是大懒猪。可没过多久把握给睡着了，就进入了梦乡，把刚才的诺言望的一干二净。最可惜的是错过了好吃好吃得的年夜饭———饺子。 3月14日 星期一 今天还是像往常一样，依旧升旗，经历过十年的寒窗我，每当看见鲜红的五星红旗 冉冉生起。心中的斗志就不会破灭，胜利的各声在耳旁荡漾。不愿意学习的时候，反省一下自己今天的高中岁月是多么来之不易，如果不去珍惜，它将会一去不复返。高一的生活让我我更加热爱读书。读书是一种沉淀，写作是一种升华。读出人生的真谛，写出生命的价值。生命喜欢不向困难低头的人，永远有一份倔强勇于向极限挑战的心。失败了并不可怕，可怕的是被打倒好一厥不振。孤独的我充满了无助与无何奈何。虽然我已不在完美，但能在缺陷中做得最优秀。 3月18日 星期五 今天是体育训练的最后一天，运动量大些。早晨起的还是有些晚，到了学校将近6点，匆匆忙忙的跑了5圈热身。也许每个人都有自己的强项，而我的自信更是对我莫大的荣耀。体育老师对我们班几个更是有很大的期望。人生的经历中，无论做什么事，只要尽自己的最大努力，即使是失败了，也无怨无悔。一个人在孤独寂寞的时候，走到人群拥挤的街头，是在抗议过分自由？还是申诉这荒谬的地球？一个人遇到伤痛的时候，按着难已痊愈的伤口。究竟应该拼命奋斗，不应默默溜走。没人理解我的忧愁。更多的期待有一个人，让我紧紧握住你的手，一起去流浪，一样幻想美好的时光，一样的流水年长。虽然与你远隔海角天边，可你知我的迷茫。从回忆中找不到天真的笑声，曾留不住新中失意的斗争。过年很长以后，蓦然回首，依然风采依旧。 一个人在家 10月28日 星期一 晴 哎，真倒霉！今天晚上爸妈都有事出去了，家里只剩我一个人。虽然我已经不小了，但是就是天生胆小，每到晚上，爸妈必须有一个陪我才行，否则我就会像“小尾巴”似的，他们走到哪里，我就跟到哪里。今天实在没办法了，他俩人一致讲不能带着我，而且一致讲我应该锻炼了。我一赌气，声明从今天起我自立了，决不依赖他们了。爸妈见我如此豪情，对视一笑，又嘱咐了一些注意事项，关上房门走了。 天公真不作美，偏偏今天刮起了风，门窗不停地响。我越来越害怕，想到了电影中那些鬼怪，那些令人恐怖的坏蛋，感觉心脏剧烈地跳动，好象他也在喊：“快放松，我快要蹦出来了！”大脑也在抗议：“别想那么多了，我这里都要发生交通事故了！”我再也无心写作业了，便走到客厅，打开电视，并且把声音调得很大，坐在沙发上看起电视来。眼虽盯着电视，耳朵却警惕地听着外面的动静，我索性捂上耳朵，心里默念着：“我不害怕，就是不害怕！”我看着时间一秒一秒地走过，盼这爸妈快点回来。 终于，我听到了楼道的脚步声，紧接着是钥匙开门的声音，我心里一阵欢呼，赶快跑出去真诚地迎接仅一个多小时不见的爸妈。他俩见到我，满脸的笑容。爸爸说：“感觉怎么样？没害怕吧？”我骄傲地一仰脸：“你们怎么这么快就回来了？我的自娱自乐节目还没完呢！”他们也许没想到，这么英雄的我，正感谢上帝呢！

骨笛遐想——浅析小提琴发声、调音的物理原理一．选题意义据我国最早的物理史学家吴南薰先生考证，世界上第一个人工制作的物理仪器就是在兽骨或竹管上挖孔并能吹出声音来的笛子。这既是一种乐器，也是一种声学仪器；我国古代对共鸣、弦的振动、管的音调的研究等都是通过乐器来进行的；希腊哲学家毕达哥拉斯发现了琴弦的长短与音高有一定的关系；从近代物理学发展来看，声学依旧占据着相当重要的部分，且与我们的生活息息相关；……许多同学都会演奏一些乐器，但对于弦乐器的调试却无从下手。我们结合已经学过的振动学知识，浅析西洋擦弦乐器——小提琴的发声原理，并为演奏者检音、调试提供理论依据和实验结果参考。二．相关物理知识实际的乐音由基频、谐波（泛音）、分音三部分组成。每一个乐音即周期性的振动都可以分解为许多不同频率、不同相位、不同振幅的简谐振动的叠加。简单的简谐振动即正弦振动或余弦振动的传播产生的声波叫做纯音，实际的乐音如歌唱声、乐器声等都不是简单的纯音，而是许多的纯音的叠加。在这些简谐振动中，频率最低的叫做基频，基频的能量往往是最大的。频率是基频整数倍的叫做谐波，其余的高频振动叫做分音。现代的分析中表明，还有低于基频的次声。因此，从物理上讲，音乐声应由三部分组成：乐音、在音乐中使用的噪声（如锣、鼓、沙锤、梆子等没有固定音调的打击乐器和海涛、流水、风声等效果声音）以及对音色有影响的在谐波中存在的一部分超声。一般来说，发生体振动的频率越高，人们听起来音调也越高；发生体的振动频率越低，人们听起来音调就越低。但音调与频率之间并不是严格按比例对应的。一般认为，频率每增高一倍，音调听起来就高一个八度，这仅仅限于中频段。在高音部分，听感偏低，即频率增加一倍，听起来不到高八度，而是偏低，于是要把频率调高些，以适应人的听觉。低音段则听感偏高，于是需要把频率调低些。乐音听起来有一定的强弱，即音的响度，这是乐音的第二个主观量。声音的能量越大，声强越大，听起来响度就越大。但是，这二者也不是按比例一一对应的。至于音色，更是一种主观感觉了。从传统来讲，决定音色的主要因素是频谱，所以常常根据频谱模仿各种音色。但据资料显示，实践表明：音的起始与结尾的瞬间状况，即“音头”和“音尾”，也同音色大有关系。音色不仅与频谱的组成（即基频、谐波和分音的数目、长短、相对强度、分音的不谐和程度及瞬态）有关，还与基频和谐波在听音区的位置有关，这是由于人耳对于多种频率的响度反映不同。音色也与听者距声源的距离有关，这是因为一个音中的各种成分的衰减不同。三．相关音乐知识音程，就是两个音音高之间的距离。在音乐上，音程用“度”表示。几度就是把起始音算在内，沿着音阶数有几个音名。钢琴上相邻两个键（包括黑键）之间差半音，两个半音等于一个全音。这也是一种表示音程的方法。音程与频率基本上是一一对应的关系。把两个相差八度音程之间的音顺次排列，就成为音阶。规定音阶中各个音的由来及其精确音高的数学方法叫做律制。最常用的三种律制是十二平均律、五度相生律和纯律。音阶中的各个音都有音名，由于生律的方法不同，不同律制生成音律中的同名音（例如都是 ）其频率是不一样的。十二平均律是我国明代科学家朱载堉最先发明的，比西欧早了几十年。他将一个八度音程（频率比为2）按等比数列均分为十二份，得十二律。当前的钢琴和所有键盘乐器以及带“品”的弦乐器等，用的都是这种律制。数学表示：相邻两音之间的频率比均为： 即从任何一个音开始，比该音高半音的音，其频率是该音的频率乘 ；比该音低半音的音，其频率是该音的频率乘 ；以此类推，可得出所有音的频率。十二平均律有许多优点，比如它易于转调，简化了不同调的升、降半音之间的关系。在小提琴中，假如以 音的弦长为基准，那么小字一组（其中的 比 高两个八度） 、 、 、 、 、 、 对应的弦长之间按照十二平均律可由频率关系确定一组固定比值。四．研究与实验小提琴的弦是一根两端固定的细钢丝。在拨、擦弦线时产生的波列经两固定端反射，叠加后形成驻波，但其中包含有许多频率的波。在这里，我们只对决定音调高低的基频振动做出分析研究。驻波的基频振动所对应的为波长最长的振动，即弦长 。提琴弦线与指板之间的距离很小，用手指在指板上压紧琴弦不同位置而使得弦产生的形变量很小，可以忽略不计。则可认为弦上张力 ，及弦的质量线密度 保持不变，可得弦线中波速 近似恒定。因此，可认为有如下比例关系成立： 实验过程：一把小提琴，经专业乐师调音后，定下 音，再由一位有多年演奏经验的同学拨奏单音，多位乐感敏锐、受过专业训练的同学一起听辨，配合其他乐器校对各音高。记录及计算数据如下表。表中的k值定义如下：相差一个半音的两个音高对应 相差一个全音的两个音高对应 序号n 音高音名 比下音程差 弦长/mm 总长：320.0mm 上述k值 第一次 第二次 第三次 平均值 计算值 理论值 误差率1 全音 243.0 243.8 243.7 243.5 1.11 1.12 1.39%2 全音 220.0 220.9 219.2 220.0 1.13 1.12 0.25%3 半音 195.5 196.1 195.0 195.5 1.07 1.06 1.11%4 全音 182.5 181.9 183.1 182.5 1.12 1.12 0.18%5 全音 162.5 162.0 162.3 162.3 1.13 1.12 0.48%6 全音 143.8 143.8 144.2 143.9 1.11 1.12 1.00%7 半音 130.0 129.8 128.7 129.5 1.05 1.06 0.79%8 124.0 122.4 123.2 123.2 其中弦长一栏为小提琴 弦（四根弦由粗到细依次叫作 、 、 、 弦，指的是该弦的空弦音）上对应各音高压指与琴码两固定点之间的距离，即参加振动的部分弦长。如上数据显示，平均误差率为0.74%，基本符合前文理论分析。五．结论我们总结出对于一把小提琴（邻弦相差五度）的自我调试方法：以一根弦，例如 弦，的空弦音 为标准，按音高关系计算出同一根弦上 所对应的弦的长度。取 音高即与 弦空弦音等高（这是小提琴的制作要求）。依次调整 弦的松紧、长度后，再算出 弦上 的音高，作为 弦的空弦音。……同理进行下去。此种方法适用于各类提琴及吉他等擦、拨弦乐器，但须注意：①对于比空弦音高出许多的音，计算方法误差较大。实验中在一根弦上进行多组数据测量只是为了便于计算、对比，得出结论；实际操作中应对各相邻琴弦依次校对。②大提琴与吉他相邻的弦空弦音相差四度，计算时应注意数据与小提琴不同。希望我们的研究能够对广大演奏弦乐器的音乐爱好者提供帮助。