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bluesky588
首页 > 期刊论文 > 原子分子科技论文范文

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e元素789

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科技小论文-煤气灶为什么会出现红色的火焰 我只知道煤气灶会喷出蓝色的火焰和红色的火焰,总觉得是一件天经地义的事情,但科学事实证明,这小小的两个火焰还有一番大学问呢!你不信?那就瞧瞧看吧!暑假的一天早上,我在刷牙洗脸,妈妈在一旁煮早餐:两个香肠包、两个煎蛋和一瓶蛋奶。在无意中,我发现,那锅下面蓝色的火焰中不时会闪现出红色的火焰。这是为什么呢?事后,我便向妈妈请教,谁知妈妈也不知道为什么。于是我便向家里的“博士”爸爸请教,爸爸听了我的疑问,笑了,便把我领到灶台边,开始解答我的疑问。 “首先,先说说红色火焰出现的原因。”爸爸说。“一个原因是煤气灶的风口关得太严了,进到灶里的空气太少了。顺便说一句,风口也不能开的太大,要不然红色的火焰还是会出现。”边说,边用手指着煤气灶底下的一个地方,这个地方就是控制风口开关大小的地方。“还有另一个原因,就是出火口的灰尘太多了。”这时,我又问爸爸:“爸爸,这种火红色的火焰有什么危害吗?”爸爸回答道:“这火焰会使锅底结起一层黑糊糊的东西,这东西会影响传热,那我们就得花更多的煤气和更多的火把东西做熟,造成浪费。为了杜绝这种现象,儿子,我要教你‘消灭’这种红色火焰。”我听了,有点晕晕的感觉。 “把煤气灶打开。”于是,我便把煤气灶的打火钮按了下去,并往左扭了一下。顿时,蓝色的火焰升了起来。爸爸说:“这种情况说明恰到好处了。”接着,他又说:“你把风口的开关向左扭到尽头试试。”谁知,我刚照办,一些红色的火焰便取代部分蓝色火焰,出现在我们眼前。爸爸说:“这种情况就说明要调整了。把开关扭回刚才的位置。”果然,我一照办,所有的火焰立刻又都是蓝色的了。哇!真不愧是“博士”爸爸,一下把我还不懂的事情全都解决了,真厉害!姜还是老的辣!

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杜小样丶

化学是自然科学的一种,在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律;那你知道化学科技论文怎么写吗?下面是我整理的化学科技论文怎么写的方法,希望你能从中得到感悟!

1、科技论文的选题

科技论文的选题一方面要选择本学科觅待解决的课题,另一方面要选择本学科处于前沿位置的课题。选题有大有小,有难有易。太大了,由于学力不足,无法深人;太小了轻而易举。写作时要确定科技论文的具体题目和论证角度,应该量力而行,实事求是。

2、选题确定后,就要确定题目

题目要求准确恰当、简明扼要、醒目规范、便于检索。

常见的繁琐题名如:"关于饮用水中所含化学成分的快速分析方法的研究"。在这类题目中,像"关于"、"研究"等词汇如若舍之,并不影响表达。凡是论文,总包含有研究及关于什么方面的研究,所以上述题目便可精炼为:"饮用水化学成分的快速分析法"。这样一改,读起来觉得干净利落、简短明了。

若简短题名不足以显示论文内容或反映出属于系列研究的性质,则可利用正、副标题的方法解决,以加副标题来补充说明特定的实验材料,方法及内容等信息,使标题成为既充实准确又不流于笼统和一般化。

3、 科技论文的准备

确定科技论文的题目和论证角度后,就要做搜集材料的工作,尽可能了解前人对于这个问题已经发表过的意见以及取得的成果。汲取前人已有的经验,解决前人没有解决的新问题。在搜集有关材料的过程中,应该时刻以自己论题为中心去思考这些材料,区别其正确、错误,找出其论证不足与需要增补、发挥之处,在此过程中逐渐形成自己论文的观点。搜集材料的过程,就是调查研究、思考钻研、形成论点的过程。

制定提纲可以帮助我们树立全局观念,从整体出发,去检验每一个部分所占的地位,所起的作用,相互间是否有逻辑联系,每部分所占的篇幅与其在全局中的地位和作用是否相称,各个部分之间的比例是否恰当和谐,每一个字、每一句、每一段、每一部分是否都为全局所需要,是否丝丝 入扣,相互配合,都能为主题服务。

4、 科技论文的撰写

科技论文提纲确定了,就要撰写初稿。原则上要简明扼要,指出问题,说明问题,分析问题。提纲只是预拟一个轮廓,不可能对每一细部都考虑周密完善。在写作时,顺着写作思路而作,对于论点、例证和论证步骤等等细部,很可能发现原来提纲中某些设想计划是不恰当的,就应该加以修改和调整;临时发现某些论点、例证和论证理由不确切,还应该重新查书、思考、斟酌和推敲,给予增补,使之完善。

初稿写成以后,应再三修改,审查是否符合要求。

一篇好的科技论文不光主题突出,论点鲜明,还应结构严谨,层次分明。要安排好结构,一般应遵循以下5个原则:

一是围绕主题,选择有代表性的典型材料,根据需要,加以适当安排,使主题思想得到鲜明突出的表现。

二是疏通思路,正确反映客观事物的规律,就是说,必须反映客观事物的实际情况,内部联系,符合人们的认识规律。

三是结构要完整而统一,符合客观事物的实际情况;客观事物的发展必然经过开始、中间、结尾3个阶段,同样每篇文章也必然经过3个阶段。

四是要层次分明,有条不紊。文章结构中最重要的是层次。层次就是文章中材料的次序。写文章时把所选材料分成若干部分,按照主题思想的需要,适当安排,分出轻重缓急,依次表达,前后连贯,充分而鲜明地把主题思想表达出来。

五是要适合文章体裁。体裁不同,结构也不会完全相同。各种文体都有自己的结构特点。一般说来论说文是以事物的内部逻辑关系来安排结构层次,因此论说文以说理论证为主,同记叙文以“事”为主不同。

5、 科技论文撰写的格式

6、摘要

摘要是对论文的内容不加注释和评论的简短陈述,是文章内容的高度概括。主要内容包括:

1)该项研究工作的内容、目的及其重要性。

2)所使用的实验方法。

3)总结研究成果,突出作者的新见解。

4)研究结论及其意义。

7、关键词:包括叙词和自由词。

1) 叙词--指收入《汉语主题词表》、《mesh》等词表中可用于标引文献主题概念的即经过规范化的词或词组。

2) 自由词--反映该论文主题中新技术、新学科尚未被主题词表收录的新产生的名词术语或在叙词表中找不到的词。

8、引言的主要内容

1)简要说明研究工作的主要目的、范围,即为什么写这篇论文和要解决什么问题。

2)前人在本课题相关领域内所做的工作和尚存的知识空白,即作简要的历史回顾和现在国内外情况的横向比较。

3)研究的理论基础、技术路线、实验方法和手段,以及选择特定研究方法的理由。

4)预期研究结果及其意义。

引言的写作要求

(l)引言应言简意赅,内容不得繁琐,文字不可冗长,应能对读者产生吸引力。学术论文的引言根据论文篇幅的大小和内容的多少而定,一般为200~600字,短则可不足100字,长则可达1000字左右。

(2)比较短的论文可不单列“引言”一节,在论文正文前只写一小段文字即可起到引言的效用。

(3)引言不可与摘要雷同,不要写成摘要的注释。一般教科书中有的知识,在引言中不必赘述。

(4)学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的理论基础和系统的专门知识,具有开阔的科研视野,对研究方案作了充分论证,因此,有关于历史回顾和前人工作的综合评述,以及理论分析等,则可将引言单独写成一章,用足够的文字详细加以叙述。

(5)引言的目的应是向读者提供足够的背景知识,不要给读者悬念。作者在引言里不必对自己的研究工作或自己的能力过于表示谦意,但也不能自吹自擂,抬高自己,贬低别人。

9、正文

科技论文是用论据经过论证证明论点而表述科研成果的核心部分。主要包括以下部分或内容:调查对象、基本原理、实验和观测方法、仪器设备、材料原料。实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。

正文可分作几个段落来写,每个段落需列什么样的标题,没有固定的格式,但大体上可以有以下几个部分(以试验研究报告类论文为例)。

1)理论分析。包括论证的理论依据,对所作的假设及其合理性的阐述,对分析方法的说明。其要点是,假说、前提条件、分析的对象、适用的理论、分析的方法、计算的过程等。写作时应注意区别哪些是已知的(前人已有的),哪些是作者首次提出来的,哪些是经过作者改进的,须交待清楚。

2)实验材料和方法。材料的表达主要始对材料的来源、性质和数量,以及材料的选取和处理等事项的阐述。方法的表达主要指对实验的仪器、设备,以及实验条件和测试方法等事项的阐述。写作要点是:实验对象,实验材料的名称、来源、性质、数量、选取方法和处理方法,实验自的,使用的仪器、设备(包括型号、名称、量测范围和精度等),实验及测定的方法和过程,出现的问题和采取的措施等。材料和方法的阐述必须具体,真实。如果是采用前人的,只需注明出处;如果是改进前人的,则要交待改进之处;如果是自己提出的,则应详细说明,必要时可用示意图、方框图或照片图等配合表述。由于科学技术研究成果必须接受检验,介绍清楚这些内容,目的在于使别人能够重复操作。

3)实验结果及其分析。这是论文的价值所在,是论文的关键部分。它包括给出结果,并对结果进行定量或定性的分析。写作要点是:以绘图和(或)列表(必要时)等手段整理实验结果,通过数理统计和误差分析说明结果的可靠性、再现性和普遍性,进行实验结果与理论计算结果的比较,说明结果的适用对象和范围,分析不符合预见的现象和数据,检验理论分析的正确性等。给出实验结果时应尽量避免把所有数据和盘托出,而要对数据进行整理,并采用合适的表达形式如插图或表格等。在整理数据时,不能只选取符合自己预料的,而随意舍去与自己料想不符或相反的数据。有些结果异常,尽管无法解释,也不要轻易舍去,可以加以说明;只有找到确凿证据足以说明它们确属错误之后才能剔除。结果分析时,必须从辩证唯物主义的认识论出发,以理论为基础,以事实为依据,认真、仔细地推敲结果,既要肯定结果的可信度和再现性,又要进行误差分析,并与理论结果做比较(相反,如果论题产生的是理论结果,则应由试验结果来验证),说明存在的问题。分析问题要切中要害,不能空泛议论。要压缩或删除那些众所周知的一般性道理的叙述,省略那些不必要的中间步骤或推导过程,突出精华部分。此外,对实验过程中发现的实验设计、实验方案或执行方法方面的某些不足或错误,也应说明,以供读者借鉴。

4)结果的讨论。对结果进行讨论,目的在于阐述结果的意义,说明与前人所得结果不同的原因,根据研究结果继续阐发作者自己的见解。写作要点是:解释所取得的研究成果,说明成果的意义,指出自己的成果与前人研究成果或观点的异同,讨论尚未定论之处和相反的结果,提出研究的方向和问题。最主要的是突出新发现、新发明,说明研究结果的必然性或偶然性。论文正文的写作必须做到实事求是、客观真切、准确完备。合乎逻辑、层次分明、简练可读。

具体要求有如下几点:

(1)论点明确,论据充分,论证合理;

(2)事实准确,数据准确,计算准确,语言准确;

(3)内容丰富,文字简练,避免重复、繁琐;

(4)条理清楚,逻辑性强,表达形式与内容相适应;

(5)不泄密,对需保密的资料应作技术处理。

正文写作时主要注意下述2点:

(l)抓住基本观点。正文部分乃至整篇论文总是以作者的基本观点为轴线,要用材料(事实或数据)说明观点,形成材料与观点的统一。观点不是作者头脑里固有的或主观臆造的,正确的观点来自客观实际,来自对反映客观事物特征的材料的归纳、概括和总结。在基本观点上,对新发现的问题要详尽分析和阐述,若不能深入,也要严密论证,否则得不出正确的、有价值的结论,说服不了读者,更不会为读者所接受;而对一般性的问题只需作简明扼要的叙述,对与基本观点不相干的问题则完全不要费笔墨,哪怕只有一句一字。

(2)注重准确性,即科学性。对科学技术论文特别强调科学性,要贯串在论文的始终,正文部分对科学性的要求则更加突出。写作中要坚持实事求是的原则,绝不能弄虚作假,也不能粗心大意。数据的采集、记录、整理、表达等都不应出现技术性错误。叙述事实,介绍情况,分析、论证和讨论问题时,遣词造句要准确,力求避免含混不清,模棱两可,词不达意。给出的式子、数据、图表,以及文字、符号等都要准确无误,不能出现任何细小的疏漏。

10、结论

科技论文一般在正文后面要有结论。结论是实验、观测结果和理论分析的逻辑发展,是将实验、观测得到的数据、结果,经过判断、推理、归纳等逻辑分析过程而得到的对事物的本质和规律的认识,是整篇论文的总论点。读者阅读论文的习惯一般是首先看题名,其次是看摘要,再次看结论,读完结论后才考虑这篇论文是否有阅读价值,决定是否看全文。结论既是能引起读者阅读兴趣的重要内容,又是文献工作者作摘要的重要依据,因此,写好论文的结论很重要。结论的内容主要包括:研究结果说明了什么问题,得出了什么规律,解决了什么实际问题或理论问题;对前人的研究成果作了哪些补充、修改和证实,有什么创新;本文研究的领域内还有哪些尚待解决的问题,以及解决这些问题的基本思路和关键。

对结论部分写作的要求是:

1)应做到准确、完整、明确、精练。结论要有事实、有根据,用语斩钉截铁,数据准确可靠,不能含糊其辞、模棱两可。

2)在判断、推理时不能离开实验、观测结果,不作无根据或不合逻辑的推理和结论。

3)结论不是实验、观测结果的再现,也不是文中各段的小结的简单重复。

4)对成果的评价应公允,恰如其分,不可自鸣得意。证据不足时不要轻率否定或批评别人的结论,更不能借故贬低别人。

5)写作结论应十分慎重,如果研究虽然有创新但不足以得出结论的话,宁肯不写也不妄下结论,可以根据实验、观测结果进行一些讨论。

11、参考文献

在科技论文中,凡是引用前人(包括作者自己过去)已发表的文献中的观点、数据和材料等,都要对它们在文中出现的地方予以标明,并在文未(致谢段之后)列出参考文献表。这项工作叫做参考文献著录。

参考文献著录的目的与作用

对于一篇完整的论文,参考文献著录是不可缺少的。归纳起来,参考文献著录的目的与作用主要体现在以下5个方面。

1)录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据,也反映出该论文的起点和深度。

2)录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。论文报道的研究成果虽然是论文作者自己的,但在阐述和论证过程中免不了要引用前人的成果,包括观点、方法、数据和其他资料,若对引用部分加以标注,则他人的成果将表示得十分清楚。这不仅表明了论文作者对他人劳动的尊重,而且也免除了抄袭、剽窃他人成果的嫌疑。

3)著录参考文献能起索引作用。读者通过著录的参考文献,可方便地检索和查找有关图书资料,以对该论文中的引文有更详尽的了解。

4)著录参考文献有利于节省论文篇幅。

5)著录参考文献有助于科技情报人员进行情报研究和文献计量学研究。

参考文献著录的原则:

1) 只著录最必要、最新的文献。

2) 一般只著录公开发表的文献。

3) 采用标准化的著录格式。

12、科技论文写作应注意的问题

对于初写科技论文的人来说,论文题目不宜太大,篇幅不宜太长,涉及问题的面不宜过宽,论述的问题也不求过深。应尽可能在前人已有知识的基础上提出一点新的看法。

在第二步时,论文的题目可大一点、深一点。论文题目可以是着重谈某一点,如某个重要问题的某一个重要侧面或某一当前疑难的焦点,解决了这一点,有推动全局的重要意义。

在第三步时,对某专业的基本问题和重要疑难问题有独到的见解,对这个专业的学术水平的提高有推动作用。

第四步时,对某一学科有关的领域有深邃广博的知识,并能运用这些知识对某学科提供创造性见解,对此学科的发展有重要的推动作用,或对此学科水平的提高有重要的突破。

注意不必要去追求写全面论述性的大问题,所写的主题,可以很小,却又是重要的。其实选题很多,选自己熟悉和所从事的工作,并对今后工作有益的选题,既能总结工作的得失又能促进工作。

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cestlavie88

静电的原理人可以在灯光的照耀下,在舞台上翩翩起舞.那小纸屑又能不能在乐曲的伴奏下,在塑料板上跳起舞来呢 让我们来做一个小实验.首先,我们准备一些小纸屑和一根塑料棒,把小纸屑放在桌子上,再把塑料棒在身上来回摩擦多次,然后马上用摩擦过的塑料棒去吸小纸屑.这时候,奇迹出现了,小纸屑穿着美丽的衣裳,开始翩翩起舞了.这是为什么呢 其实这就是静电产生了作用,静电是怎么来的,原来物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成.在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象.但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的A原子而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子,B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子.造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能热能,化学能等),任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,这就是所谓摩擦起电了. 日常生活中,干燥和多风的秋天我们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常"飘"起来,越理越乱;拉门把手,开水龙头时都会"触电",时常发出"啪,啪" 的声响,这就是发生在人体的静电,有些还对人体造成危害. 了解了静电的原理,我们就可以想方设法避免它对人们的伤害,还可以利用这个原理制造机器设备来服务人们.

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casa1363007

范文1:树干为什么是圆的 在观察大自然的过程中我偶然发现,树干的形态都近似圆的——空圆锥状。树干为什么是圆锥状的?圆锥状树干有哪些好处?为了探索这些问题,我进行了更深入的观察、分析研究。 在辅导老师的帮助下,我查阅了有关资料,了解到植物的茎有支持植物体、运输水分和其他养分的作用。树木的茎主要由维管束构成。茎的支持作用主要由木质部木纤维承担,虽然木本植物的茎会逐年加粗,但是在一定时间范围内,茎的木纤维数量是一定的,也就是树木茎的横截面面积一定。接着,我们围绕树干横截面面积一定,假设树干横截面长成不同形状,设计试验,探索树干呈圆锥状的原因和优点。 经过实验,我们发现:(1)横截面积和长度一定时,三棱柱状物体纵向支持力最大,横向承受力最小;圆柱状物体纵向支持力不如三棱柱状物体,但横向承受力最大;(2)等质量不同形状的树干,矮个圆锥体形树干承受风力最大;(3)风是一种自然现象,影响着树木横截面的形状和树木生长的高矮。近似圆锥状的树干,重心低,加上庞大根系和大地连在一起,重心降得更低,稳度更大;(4)树干横截面呈圆形,可以减少损伤,具有更强的机械强度,能经受住风的袭击。同时,受风力的影响,树干各处的弯曲程度相似,不管风力来自哪个方向,树干承受的阻力大小相似,树干不易受到破坏。 以上的实验反映了自然规律、自然界给我们启示:(1)横截面呈三角形的柱状物体,具有最大纵向支持力,其形态可用于建筑方面,例如角钢等;(2)横截面是圆形的圆状物体,具有最大的横向承受力,类似形态的建筑材料随处可见,如电视塔、电线杆等。 在我的观察、试验和分析过程中,逐渐解释、揭示了树干呈圆锥状的奥秘,增长了知识,把学到的知识联系实际加以应用,既巩固了学到的知识,又提高了学习的兴趣,还初步学会了科学观察和分析方法。范文2:皮鞋为什么越擦越亮 每到星期天,我总要完成妈妈交给我的擦鞋任务。告诉你,这可是我一星期零花钱的来源哦!拿到沾满灰尘的皮鞋后,我先把鞋面的灰尘擦掉,然后涂上鞋油,仔仔细细地擦一擦,皮鞋就会变得又亮又好看了。可这是为什么呢 我找了同样牌子同样款式的新旧两双皮鞋进行对比观察。我先用手触摸两双皮鞋的鞋面,发现新皮鞋的表面比旧皮鞋的表面光滑得多。旧皮鞋涂上鞋油,仔细擦过后,虽然亮了许多,但仍无法与新皮鞋相比。皮鞋的亮度是否与鞋面的光滑程度有关呢? 我取来一双没擦过的旧皮鞋,在放大镜下鞋面显得凹凸不平的。然后,我再在皮鞋上圈出两块表面都比较粗造的A区和B区,A区涂上鞋油并仔细擦拭,B区不涂鞋油作空白对照。我发现A区擦拭后,表面明显变光滑了许多,而且放在阳光下也比B区有光泽。为什么两者会产生这样的差别呢? 我想到在物理课上老师曾经讲过:影剧院墙壁的表面是凹凸不平的,这样可以使声音大部分被吸收掉,让观众不受回声的干扰。同样道理,光线照到任何物体的表面都会产生反射,假如这个平面是高低不平的,光线就会向四面八方散射掉;假如这个平面是光滑的,那么我们就可以在一定的方向上看到反射光。 皮鞋的表面原来就不是绝对的光滑,如果是旧皮鞋,它的表面当然更加的不平,这样它就不能使光线在一定的方向上产生反射,所以看上去没有什么光泽。而鞋油中有一些小颗粒,擦鞋的时候这些小颗粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦,让鞋油涂得更均匀些,就会使皮鞋的表面变得光滑、平整,反射光线的能力也加强了。 通过实验,我终于知道了皮鞋越擦越亮的秘密啦!范文3:醋对花卉有什么影响 醋是生活中常用的调味品,花卉则能净化生态环境,并美化我们的生活。 你是否想到过,醋和花卉有什么关系呢?我们怀着好奇心,开展了这个课题的探究。据富有种花经验的人告诉我们,对盆栽花卉施些醋溶液,可改善盆花的生长,增加花朵,而且花艳叶茂。这一点我们在实验中很快就证实了。 浓度不同的醋溶液,对花卉有不同的影响吗?这是我们第二阶段的实验。我们选取长势相同的满天星、报春花、月亮花各四盆,分为四组,每组(三盆)各有三种花卉,分别编号、贴上标签。同时,我们取食用白醋配制成1%(pH值为2~3)、0.01%(pH值≈4)、0.0001%(pH值≈6)三种浓度不同的溶液,每天分别给三组盆花固定喷洒一种醋液,第四组盆花洒不含醋的清水。每五天观察记录花卉的生长情况。 这项实验的结果是:喷洒低浓度醋液(pH值≈6)对这几种花卉没有明显影响;喷洒中等浓度醋液(pH值≈4)的花卉明显长得比其他几组好,花苞多,开花期提前,而且花色较浓艳,花期也延长了;喷洒pH值2-3的高浓度醋液后,反而使花朵过早凋萎。 通过这次实验,我们可以告诉你:种花时适当喷洒一些醋液,可使花卉长得更好。不过要掌握好醋液的浓度,醋酸过浓则会伤害花卉

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king独秀

物理学给人类提供了大量的物质财富,同时也提供了精神财富。物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。下面是我为大家整理的物理学论文,供大家参考。

摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.

关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理

1引言

物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照教育部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程报告论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.

2物理学是科技创新的源泉

且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=×10-31kg,电子荷电e=×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.

1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现笔记本电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.

20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.

1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.

2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].

2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.

3结语

论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.

参考文献:

〔1〕祝之光.物理学[M].北京:高等教育出版社,.

〔2〕马文蔚,周雨青.物理学教程[M].北京:高等教育出版社,.

〔3〕倪致祥,朱永忠,袁广宇,黄时中,大学物理学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005.前言.

〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(5)

〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(4):1-3.

〔6〕姚启钧,光学教程[M].北京;高等教育出版社,.

〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京:人民教育出版社,.

〔8〕孙阳(导师:张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学,.

一、全息教学在初中物理教学中运用的策略

1.运用全息理论,对初中物理教学课型进行合理选择与搭配

新课改以后,物理课堂教学由传统的讲授内容方面转变到物理的过程方面,其核心是给学生提供机会、创造机会。因此,在物理教学中,教师要善于运用全息教学理论,并根据学生的生活经验和已有的知识背景,对课型合理地选择与搭配,带领学生运用多种方法对物理知识进行重演在现,激励学生发现并提出问题,进而激发学生学习物理的兴趣,培养学生创新和探究能力。例如:在讲静电屏蔽时,首先带领学生对静电屏蔽进行了实验,并得到了正确的结果。突然有一个学生提出问题“:用电吹风吹头时,电吹风其对电视信号有影响,那么是不是静电屏蔽不完全成立?”于是带领学生们又做了如下实验:将一个手机放在一个密闭的纸盒内,用另一部手机呼叫,学生们听到了响声。再让同学思考,如果将手机放在前面做过实验的金属笼内,是否能听到铃声?多数学生根据静电屏蔽原理猜测肯定不能。然而将手机放进铁笼后,仍能听到铃声。学生们都感到疑惑,难道静电平衡理论有误?针对这种现象让大家思考了“静电”二字,然后向学生们解释手机信号是一种电磁波而不是静电,其属一种交变的电磁场,遇到金属网时,金属网会感应出同频率的电磁波,只是强度变小,因此在仍能听到笼中手机铃声,也解释了,也就解释了为什么吹风机对电视信号有影响。这样通过对物理知识重演再现与对比的方式,加深了学生对物理知识的理解,从而提高了教学质量。

2.运用全息理论,根据物理教材和学情选择合适的教学方法

在进行物理教学时,物理教材中的安排的知识点难易程度不同,如果各个知识点都按照相同的教学方法去讲解,容易理解的知识点学生会掌握的相对熟练,而对于相对较难的知识点,就可能会导致学生对其似懂非懂,这样就会不利于学生的学习。这样物理教师在运用全息理论时,不要一味的按照一个教学方法进行讲解要注意对教学方法的改变,使学生能够熟练地掌握知识点。另外,每个学生对于知识点的掌握情况不同,有些学生可能掌握的好一些,有些学生掌握的差一些,因此物理教师要根据学情来选择教学方式,既要照顾那些掌握知识差的同学,也要让掌握较好的同学能够学到更多的知识。例如,在向同学讲解“测量”的知识点时,对与学生来说这个相对知识点相对容易,在日常生活中很容易接触到,因此教师在运用全息教学论时,可以先向学生对所要内容的主旨,主要思路进行讲解,然后对主要知识点进行仔细讲解,经过这样的讲解,学生会很容易对测量知识进行掌握。而在向学生讲解“光学规律”时,学生对其中的规律和容易混淆,如果物理教师还按照讲解“测量”方法向学生进行讲解,学生就很难掌握。因此,教师要改变教学方法,既要向学生进行理论讲解,也要带领学生对个规律进行实验,通过实验加深学生对光学规律的理解,使学生对知识点能够更好地掌握。3.运用全息理论,根据知识内容和特点选择合适的评价方式在物理教学中,物理教师对学生的评价方式非常重要,有的评价方式会激发学生学习物理的知识的兴趣,而有的评价方式可能使学生受到打击,从而失去学习物理的兴趣。因此教师要合理的运用全息理论,并且根据知识内容和特点选择合适的评价方式,激发学生学习物理的兴趣。例如,在课堂上让学生回答问题时,学生回答对了要给与肯定的评价,而如果学生回答错了,要用积极的评价方式去评价,用全息理论去告诉他,其在探讨知识的过程中,没有选择正确的方式方法,让其用正确的方式再去进行探讨,这样既让学生知道了自己了不足,也对学生进行了鼓励学生,这样学生就会乐意去学习,从而大大地提高物理教学质量。

二、结束语

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