稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究摘 要本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。以PbF2为基质材料,ErF3为激活剂,YbF3为敏化剂,采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中,制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明,在1064nm激光激发下,材料可以发射出绿色和红色荧光,是一种新型的红外激光显示材料。关键字:1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+AbstractThis paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed materials.Key Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+目 录摘要Abstract第一章 绪论 11.1 稀土元素的光谱理论简介 11.1.1 稀土元素简介 11.1.2 稀土离子能级 11.1.3 晶体场理论 21.1.4 基质晶格的影响 21.2 上转换发光材料的发展概况 31.3 上转换发光的基本理论 41.3.1 激发态吸收 41.3.2 光子雪崩上转换 41.3.3 能量传递上转换 51.4 敏化机制与掺杂方式 61.4.1 敏化机制 61.4.2 掺杂方式 71.5 上转换发光材料的应用 81.6 本论文研究目的及内容 8第二章 红外激光显示材料的合成与表征 102.1 红外激光显示材料的合成 102.1.1 实验药品 102.1.2 实验仪器 102.1.3 样品的制备 112.2 红外激光显示材料的表征 122.2.1 XRD 122.2.2 荧光光谱 12第三章 结果与讨论 143.1 基质材料的确定 143.2 助熔剂的选择 153.3 烧结时间的确定 153.4 烧结温度的确定 163.5 掺杂浓度的确定 17结 论 21参考文献 22致 谢 23第一章 绪论1.1 稀土元素的光谱理论简介1.1.1 稀土元素简介稀土元素是指周期表中IIIB族,原子序数为21的钪(Sc):39的钇(Y)和原子序数57至71的镧系中的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素[1]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态,因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射。稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。稀土发光材料具有许多优点:(1)与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具有多种荧光特性;(2)稀土元素由于4f电子处于内存轨道,受外层s和P轨道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱,发光的色纯度高;(3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级;(4)吸收激发能量的能力强,转换效率高;(5)物理化学性质稳定,可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。1.1.2稀土离子能级稀土离子具有4f电子壳层,但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒,不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除,可以产生f-f跃迁,4f轨道的主量子数是4,轨道量子数是3,比其他的s,p,d轨道量子数都大,能级较多。除f-f跃迁外,还有4f-5d,4f-6s,4f-6p电子跃迁。由于5d,6s,6p能级处于更高的能级位置,所以跃迁波长较短,除个别离子外,大多数都在真空紫外区域。由于4f壳层受到5s2,5p6壳层的屏蔽作用,对外场作用的反应不敏感,所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此,f-f跃迁的光谱为锐线,4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱,因为其他组态是外壳层,受环境影响较大。稀土离子在化合物中一般出现三价状态,在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁,在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项,但这种方法在电子数多,量子数大时,相当麻烦且容易出错。所以,对稀土离子不太适合。利用群论方法,采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项,通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量子数的数目,如S,P,D,F,G,H,I,K,L,M,N,O,Q……分别表示总轨道角动量的量子数为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,……,25+l表示光谱项的多重性,S是总自旋量子数。在光谱学中,用符号2S+1L表示光谱项。1.1.3 晶体场理论晶体场理论认为,当稀土离子掺入到晶体中,受到周围晶格离子的影响时,其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场,通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中,参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子,电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身,而基质晶格的影响是次要的。稀土离子的4f电子能量比5s,5p轨道高,但是5s,5p轨道在4f轨道的外面,因而5s,5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用,使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用,也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用,4f电子能级用2J+I LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂,分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂,对周围环境(配位情况、晶场强度、对称性)非常敏感,可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构,且2J+I LJ能级重心在不同的晶体中大致相同,稀土离子4f电子发光有特征性,因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。1.1.4 基质晶格的影响基质晶格对f→d跃迁的光谱位置有着强烈的影响,另外其对f→f跃迁的影响表现在三个方面:(1)可改变三价稀土离子在晶体场所处位置的对称性,使不同跃迁的谱强度发生明显的变化;(2)可影响某些能级的分裂;(3)某些基质的阴离子团可吸收激发能量并传递给稀土离子而使其发光,即基质中的阴离子团起敏化中心的作用。特别是阴离子团的中心离子(Me)和介于中间的氧离子O2-以及取代基质中阳离子位置的稀土离子(RE)形成一直线,即Me-O-RE接近180°时,基质阴离子团对稀土离子的能量传递最有效。1.2 上转换发光材料的发展概况发光是物体内部以某种方式吸收的能量转换为光辐射的过程。发光学的内容包括物体发光的条件、过程和规律,发光材料与器件的设计原理、制备方法和应用,以及光和物质的相互作用等基本物理现象。发光物理及其材料科学在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和环境科学技术中的应用必将促进光电子产业的迅猛发展,这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技的发展起着举足轻重的推动作用。三价镧系稀土离子具有极丰富的电子能谱,因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,为多种能级跃迁创造了条件,在适当波长的激光的激发下可以产生众多的激光谱线,可从红外光谱区扩展到紫外光谱区。因此,稀土离子发光研究一直备受人们的关注。60年代末,Auzel在钨酸镱钠玻璃中意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+稀土离子在红外光激发下可发出可见光,并提出了“上转换发光”的观点[5&4]。所谓的上转换材料就是指受到光激发时,可以发射比激发波长短的荧光的材料。其特点是激发光光子能量低于发射光子的能量,这是违反Stokes定律的。因此上转换发光又称为“反Stokes发光”。从七十年代开始,上转换的研究转移到单频激光上转换。到了八十年代由于半导体激光器泵浦源的发展及开发可见光激光器的需求,使其得到快速发展。特别是近年来随着激光技术和激光材料的进一步发展,频率上转换在紧凑型可见激光器、光纤放大器等领域的巨大应用潜力更激起广大科学工作者的兴趣,把上转换发光的研究推向高潮,并取得了突破性实用化的进展。随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展,人们在考虑拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品。1996年在CLEO会议上,Downing与Macfarlanc等人合作提出了三色三维显示方法,双频上转换三维立体显示被评为1996年物理学最新成就之一,这种显示方法不仅可以再现各种实物的立体图像,而且可以随心所欲的显示各类经计算机处理的高速动态立体图像,具有全固化、实物化、高分辨、可靠性高、运行速度快等优点[15]。上转换发光材料的另一项很有意义的应用就是荧光防伪或安全识别,这是一个应用前景极其广阔的新兴研究方向。由于在一种红外光激发下,发出多条可见光谱线且各条谱线的相对强度比较灵敏地依赖于上转换材料的基质材料与材料的制作工艺,因而仿造难、保密强、防伪效果非常可靠。目前,研究的稀土离子主要集中在Nd3+,Er3+,Ho3+,Tm3+和Pr3+等三价阳离子。Yb3+离子由于其特有的能级特性,是一种最常用的敏化离子。一般来说,要制备高效的上转换材料,首先要寻找合适的基质材料,当前研究的上转换材料多达上百种,有玻璃、陶瓷、多晶粉末和单晶。其化合物可分为:(1)氟化物;(2)氧化物;(3)卤氧化物;(4)硫氧化物;(5)硫化物等。迄今为止,上转换发光研究取得了很大的进展,人们已在氟化物玻璃、氟氧化物玻璃及多种晶体中得到了不同掺杂稀土离子的蓝绿上转换荧光。1.3 上转换发光的基本理论通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换,其特点是吸收光子的能量低于发射光子的能量[2&8]。稀土离子上转换发光是基于稀土离子4f电子能级间的跃迁产生的。由于4f外壳层电子对4f电子的屏蔽作用,使得4f电子态间的跃迁受基质的影响很小,每种稀土离子都有其确定的能级位置,不同稀土离子的上转换发光过程不同。目前可以把上转过程归结于三种形式:激发态吸收、光子雪崩和能量传递上转换。1.3.1激发态吸收激发态吸收(Excited Stated Absorption简写为ESA)是上转换发光中的最基本过程,如图1-1所示。首先,发光中心处于基态能级E0的电子吸收一个ω1的光子,跃迁到中间亚稳态E1上,E1上的电子又吸收一个ω2光子,跃迁到高能级E2上,当处于能级E2上的电子向基态跃迁时,就发射一个高能光子。图1-1 上转换的激发态吸收过程1.3.2 光子雪崩上转换光子雪崩上转换发光于1979年在LaCl3∶Pr3+材料中首次发现。1997年,N. Rakov等报道了在掺Er3+氟化物玻璃中也出现了雪崩上转换。由于它可以作为上转换激光器的激发机制,而引起了人们的广泛的注意。“光子雪崩”过程是激发态吸收和能量传输相结合的过程,如图1-2所示,一个四能级系统,Mo、M1、M2分别为基态和中间亚稳态,E为发射光子的高能级。激发光对应于M1→E的共振吸收。虽然激发光光子能量同基态吸收不共振,但总会有少量的基态电子被激发到E与M2之间,而后弛豫到M2上。M2上的电子和其他离子的基态电子发生能量传输I,产生两个位于M1的电子。一个M1的电子在吸收一个ω1的光子后激发到高能级E。而E能级的电子又与其他离子的基态相互作用,产生能量传输II,则产生三个为位于M1的电子,如此循环,E能级上的电子数量像雪崩一样急剧地增加。当E能级的电子向基态跃迁时,就发出能量为ω的高能光子。此过程就为上转换的“光子雪崩”过程。图1-2 光子雪崩上转换1.3.3能量传递上转换能量转移(Energy Transfer,简写成ET)是两个能量相近的激发态离子通过非辐射过程藕合,一个回到低能态,把能量转移给另一个离子,使之跃迁到更高的能态。图1-3列出了发生能量传递的几种可能途径:(a)是最普通的一种能量传递方式,处于激发态的施主离子把能量传给处于激发态的受主离子,使受主离子跃迁到更高的激发态去;(b)过程称为多步连续能量传递,在这一过程中,只有施主离子可以吸收入射光子的能量,处于激发态的施主离子与处于基态的受主离子间通过第一步能量传递,把受主离子跃迁到中间态,然后再通过第二步能量传递把受主离子激发到更高的激发态;(c)过程可命名为交叉弛豫能量传递(Cross Relaxation Up-conversion,简称CR),这种能量传递通常发生在相同离子间,在这个过程中,两个相同的离子通过能量传递,使一个离子跃迁到更高的激发态,而另一个离子弛豫到较低的激发态或基态上去;(d)过程为合作发光过程的原理图,两个激发态的稀土离子不通过第三个离子的参与而直接发光,他的一个明显的特征是没有与发射光子能量匹配的能级,这是一种奇特的上转换发光现象;(e)过程为合作敏化上转换,两个处于激发态的稀土离子同时跃迁到基态,而使受主离子跃迁到较高的能态。(a)普通能量传递 (b)多步连续能量传递(c)交叉弛豫能量传递 (d)合作发光能量传递(e)合作敏化上转换能量传递图1-3 几种能量传递过程的示意图稀土离子的上转换发光都是多光子过程,在多光子过程中,激发光的强度与上转换荧光的强度有如下关系:Itamin ∝ Iexcitationn其中Itamin表示上转换荧光强度,Iexcitation表示激发光强度,在双对数坐标下,上转换荧光的强度与激发光的强度的曲线为一直线,其斜率即为上转换过程所需的光子数n,这个关系是确定上转换过程是几光子过程的有效方法。1.4 敏化机制与掺杂方式1.4.1 敏化机制通过敏化作用提高稀土离子上转换发光效率是常用的一种方法[9]。其实质是敏化离子吸收激发能并把能量传递给激活离子,实现激活离子高能级的粒子数布居,从而提高激活离子的转换效率,这个过程可以表述如下:Dexc+A→D+AexcD表示施主离子,A是受主离子,下标“exc”表示该离子处于激发态。Yb3+离子由于特有的能级结构,是最常用的也是最主要的一种敏化离子。(1)直接上转换敏化对与稀土激活中心(如Er3+,Tm3+,Ho3+)和敏化中心Yb3+共掺的发光材料,由于Yb3+的2F5/2能级在910-1000nm均有较强吸收,吸收波长与高功率红外半导体激光器的波长相匹配。若用激光直接激发敏化中心Yb3+,通过Yb3+离子对激活中心的多步能量传递,可再将稀土激活中心激发至高能级而产生上转换荧光,这类过程会导致上转换荧光明显增强,称之为直接上转换敏化。图1-4以Yb3+/Tm3+共掺杂为例给出了该激发过程的示意图。图1-4 直接上转换敏化(2)间接上转换敏化由于Yb3+离子对910-1000 nm间泵浦激光吸收很大,泵浦激光的穿透深度非常小,因此虽然在表面的直接上转换敏化能极大的提高上转换效率,但它却无法应用到上转换光纤系统中。针对这种情况,国际上与1995-1996年首次提出了“间接上转换敏化”方法[7]。间接上转换敏化的模型首先在Tm3+/Yb3+双掺杂体系中提出的:当激活中心为Tm3+时,如果激发波长与Tm3+的3H6→3H4吸收共振,激活中心Tm3+就被激发至3H4能级,随后处于3H4能级的Tm3+离子与位于2F5/2能级的Yb3+离子发生能量传递,使Yb3+离子的2F5/2能级上有一定的粒子数布居。然后处于激发态2F5/2的Yb3+离子再与Tm3+进行能量传递,实现Tm3+的1G4能级的粒子数布居,这样就通过Tm3+→Yb3+→Tm3+献的能量过程间接地把Tm3+离子激发到了更高能级1G4。从而导致了Tm3+离子的蓝色上转换荧光。图1-5给出了间接上转换敏化的示意图。考虑到稀土离子的敏化作用与前述的上转换机理,在实现上转换发光的掺杂方式通常要考虑如下几点:(1)敏化离子在激发波长处有较大的吸收截面和较高的掺杂浓度;(2)敏化离子与激活离子之间有较大的能量传递几率;(3)激活离子中间能级有较长的寿命。图1-5 间接上转换敏化1.4.2 掺杂方式表1-1给出了当前研究比较多的掺杂体系,表中同时列出了某一掺杂体系对应的激发波长、基质材料、敏化机制等。表1-1 常见的掺杂体系稀土离子组合 激发波长 基质材料 敏化机制单掺杂 Er3+ 980nm ZrO2纳米晶体 —Nd3+ 576nm ZnO–SiO2–B2O3 —Tm3+ 660nm AlF3/CaF2/BaF2/YF3 —双掺杂 Yb3+:Er3+ 980nm Ca3Al2Ge3O12玻璃 直接敏化Yb3+:Ho3+ 980nm YVO4 直接敏化Yb3+:Tm3+ 800nm 氟氧化物玻璃 间接敏化Yb3+:Tb3+ 1064nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Eu3+ 973nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Pr3+ 1064nm LnF3/ZnF2/SrF2 BaF2/GaF2/NaF 直接敏化Nd3+:Pr3+ 796nm ZrF4基玻璃 直接敏化三掺杂 Yb3+: Nd3+ :Tm3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Nd3+ :Ho3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Er3+ :Tm3+ 980nm PbF2:CdF2玻璃 直接敏化1.5 上转换发光材料的应用稀土掺杂的基质材料在波长较长的红外光激发下,可发出波长较短的红、绿、蓝、紫等可见光。通常情况下,上转换可见光包含多个波带,每个波带有多条光谱线,这些谱线的不同强度组合可合成不同颜色的可见光[7]。掺杂离子、基质材料、样品制备条件的改变,都会引起各荧光带的相对强度变化,不同样品具有独特的谱线强度分布与色比关系(我们定义上转换荧光光谱中各荧光波段中的峰值相对强度比称为色比,通常以某以一波段的峰值强度为标准)。因而上转换发光材料可应用到荧光防伪或安全识别上来。上转换发光材料在荧光防伪或安全识别应用上的一个研究重点是制备上转换效率高,具有特色的防伪材料,实现上转换荧光防伪材料能够以配比控制色比;也就是通过调整稀土离子种类、浓度以及基质材料的种类、结构和配比,达到控制色比关系。1.6 本论文研究目的及内容Nd:YAG激光器发出1064nm的激光,在激光打孔、激光焊接、激光核聚变等领域具有广泛的应用价值,是最常用的激光波段。然而,由于人眼对1064nm的红外光不可见,因此,需要采用对1064nm激光响应的红外激光显示材料制备的显示卡进行调准和校正。本论文采用氟化物作为基质,掺杂稀土离子,通过配方和工艺研究,制备对1064nm响应的红外激光显示材料。研究组分配比、烧结温度、气氛和时间等对粉体性能的影响。并采用XRD和荧光光谱分析等测试手段对粉体进行表征。确定最佳烧结温度、组分配比,最终获得对1064nm具有优异红外转换性能的红外激光显示材料。第二章 红外激光显示材料的合成与表征经过多年研究,红外响应发光材料取得了很大进展,现已实现了氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及多种晶体中不同稀土离子掺杂的蓝绿上转换荧光。然而上转换荧光的效率距离实际实用还有很大的差距,尤其是蓝光,其效率更低。因此,寻找新的红外激光显示材料仍在研究之中,本文主要研究对1064nm响应的发光材料。本章研究了双掺杂Er3+/Yb3+不同基质材料的蓝绿上转换荧光,得到了发光效果较好的稀土掺杂氟化物的红外激光显示材料,得到了一些有意义的研究结果。2.1 红外激光显示材料的合成2.1.1 实验药品(1)合成材料所用的化学试剂主要有:LaF3,BaF2,Na2SiF6,NaF,氢氟酸,浓硝酸等。稀土化合物为Er2O3、Yb2O3,纯度在4N以上。(2)ErF3、YbF3的配制制备Yb3+/Er3+共掺氟化物的红外激光显示材料使用的ErF3,YbF3是在实验室合成的。实验采用稀土氧化物,称取适量的Er2O3,Yb2O3放在烧杯1和烧杯2中,滴加稍微过量的硝酸(浓度约为8mol/L),置于恒温加热磁力搅拌器上搅拌,直至烧杯1中出现粉红色溶液、烧杯2中出现无色溶液停止。其化学反应如下:Er2O3+6HNO3→2Er(NO3)3+3H2OYb2O3+6HNO3→2Yb(NO3)3+3H2O再往烧杯1和烧杯2中分别都加入氢氟酸,烧杯1中生成粉红色ErF3沉淀,烧杯2中生成白色絮状YbF3沉淀,其化学反应如下:Er(NO3)3+3HF→ErF3↓+3HNO3Yb(NO3)3+3HF→YbF3↓+3HNO3生成的ErF3、YbF3沉淀使用循环水式多用真空泵进行分离,并多次使用蒸馏水进行洗涤,将从溶液中分离得到的沉淀倒入烧杯放入电热恒温干燥箱,在100℃条件下保温12小时,得到了实验所需的ErF3、YbF3,装入广口瓶中备用。2.1.2 实验仪器SH23-2恒温加热磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司)PL 203电子分析天平(梅特勒一托多利仪器上海有限公司)202-0AB型电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)SHB-111型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)WGY-10型荧光分光光度计(天津市港东科技发展有限公司)DXJ-2000型晶体分析仪(丹东方圆仪器有限公司)1064nm半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司)4-13型箱式电阻炉(沈阳市节能电炉厂)2.1.3 样品的制备(1)实验方法本实验样品制备方法是:以稀土化合物YbF3、ErF3,基质氟化物为原料,引入适量的助熔剂,采用高温固相法合成红外激光显示材料。高温固相法是将高纯度的发光基质和激活剂、辅助激活剂以及助熔剂一起,经微粉化后机械混合均匀,在较高温下进行固相反应,冷却后粉碎、筛分即得到样品[8]。这种固体原料混合物以固态形式直接参与反应的固相反应法是制备多晶粉末红外激光显示材料最为广泛使用的方法。在室温下固体一般并不相互反应,高温固相反应的过程分为产物成核和生长两部分,晶核的生成一般是比较困难的,因为在成核过程中,原料的晶格结构和原子排列必须作出很大调整,甚至重新排列。显然,这种调整和重排要消耗很多能量。因而,固相反应只能在高温下发生,而且一般情况下反应速度很慢。根据Wagner反应机理可知,影响固体反应速度的三种重要因素有:①反应固体之间的接触面积及其表面积;②产物相的成核速度;③离子通过各物相特别是通过产物相时的扩散速度。而任何固体的表面积均随其颗粒度的减小而急剧增加,因此,在固态反应中,将反应物充分研磨是非常必要的[6]。而同时由于在反应过程中在不同反应物与产物相之间的不同界面处可能形成的物相组成是不同的,因此可能导致产物组成的不均匀,所以固态反应需要进行多次研磨以使产物组成均匀。另外,如果体系存在气相和液相,往往能够帮助物质输运,在固相反应中起到重要作用,因此在固相反应法制备发光材料时往往加入适量助熔剂。在有助熔剂存在的情况下,高温固相反应的传质过程可通过蒸发-凝聚、扩散和粘滞流动等多种机制进行。(2)实验步骤根据配方中各组分的摩尔百分含量(表3-1,表3-2,表3-3中给出了实验所需主要样品的成分与掺杂稀土离子浓度),准确计算各试剂的质量,使用电子天平精确称量后,把原料置于玛瑙研钵中研磨均匀后装入陶瓷坩埚中(粉体敦实后大概占坩埚体积的1/3),再放入电阻炉中保温一段时间。冷却之后即得到了实验所述的红外激光显示材料样品。图2-1为实验流程图:图2-1 实验流程图2.2 红外激光显示材料的表征2.2.1 XRDX射线衍射分析是当今研究晶体精细结构、物相分析、晶粒集合和取向等问题的最有效的方法之一[10&9]。通常采用粉末状晶体或多晶体为试样的X射线衍射分析被称为粉末法X射线衍射分析。1967年,Hugo M.Rietveld鉴于计算机处理大量数据的能力,在粉末中子衍射结构分析中,提出了全粉末衍射图最小二乘拟合结构修正法。1977年,Malmros等人把这个方法引入X射线粉末衍射分析中,从此Rietveld分析法的研究开始迅速发展起来[16&10]。本实验采用丹东方圆仪器有限公司生产的DXJ-2000型晶体分析仪对粉末样品进行数据采集,主要测试参数为:Cu靶Kα线,管压45kV,管流35Ma,狭缝DSlmm、RS0.3mm.、SS1 mm,扫描速度10度/min(普通扫描)、0.02度/min(步进扫描),通过测试明确所制备的材料是否形成特定晶体结构的晶相,也可以简单判断随着掺杂量的增加,是否在基质中有第二相形成或者掺杂的物质同基质一起形成固溶体。
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光合作用的意义:
①提供了物质来源和能量来源。
②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。
③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
影响光合作用的因素:有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。
扩展资料:
光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给 ,使它还原为 。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度驱动 磷酸化生成 。
反应式:
光合作用电子传递链Z+再从放氧复合体上获取电子;氧化态的放氧复合体从水中获取电子,使水光解。2H₂O→O₂+2(2H)+4e
在另一个方向上去镁叶绿素将电子传给D2上结合的QA,QA又迅速将电子传给D1上的QB,还原型的质体醌从光系统Ⅱ复合体上游离下来,另一个氧化态的质体醌占据其位置形成新的QB。
质体醌将电子传给细胞色素b6/f复合体,同时将质子由基质转移到类囊体腔。电子接着传递给位于类囊体腔一侧的含铜蛋白质体蓝素中的Cu,再将电子传递到光系统Ⅱ。
P700被光能激发后释放出来的高能电子沿着A0→A1→4Fe-4S的方向依次传递,由类囊体腔一侧传向类囊体基质一侧的铁氧还蛋白(FD)。最后在铁氧还蛋白-NADP还原酶的作用下,将电子传给NADP,形成NADPH。失去电子的P700从PC处获取电子而还原。
以上电子呈Z形传递的过程称为非循环式光合磷酸化,当植物在缺乏NADP时,电子在光系统Ⅰ内流动,只合成ATP,不产生NADPH。
参考资料来源:百度百科——光合作用
光合作用的意义:①提供了物质来源和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。影响光合作用的因素:有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。如:在大棚蔬菜等植物栽种过程中,可采用白天适当提高温度、夜间适当降低温度(减少呼吸作用消耗有机物)的方法,来提高作物的产量。再如,二氧化碳是光合作用不可缺少的原料,在一定范围内提高二氧化碳浓度,有利于增加光合作用的产物。当低温时暗反应中(CH2O)的产量会减少,主要由于低温会抑制酶的活性;适当提高温度能提高暗反应中(CH2O)的产量,主要由于提高了暗反应中酶的活性。
(一)光照光是光合作用的动力,也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件,光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度,因此光直接制约着光合速率的高低。光照因素中有光强,光质与光照时间,这些对光合作用都有深刻的影响。1、光强(1)黑暗中叶片不进行光合作用,只有呼吸作用释放CO2。随着光强的增高,光合速率相应提高,当到达某一光强时,叶片的光合速率等于呼吸速率,即CO2吸收量等于CO2释放量,表观光合速率为零,这时的光强称为光补偿点(lightcompensationpoint)。在低光强区,光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段,直线A);当超过一定光强,光合速率增加就会转慢(曲线B);当达到某一光强时,光合速率就不再增加,而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点(lightsaturationpoint),此点以后的阶段称饱和阶段。比例阶段中主要是光强制约着光合速率,而饱和阶段中CO2扩散和固定速率是主要限制因素。用比例阶段的光强光合速率的斜率(表观光合速率/光强)可计算表观光合量子产额。不同植物的光强光合曲线不同,光补偿点和光饱和点也有很大的差异。光补偿点高的植物一般光饱和点也高,草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物;阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物;C4植物的光饱和点要高于C3植物。光补偿点和光饱和点可以作为植物需光特性的主要指标,用来衡量需光量。光补偿点低的植物较耐阴,如大豆的光补偿点仅0.5klx,所以可与玉米间作,在玉米行中仍能正常生长。在光补偿点时,光合积累与呼吸消耗相抵消,如考虑到夜间的呼吸消耗,则光合产物还有亏空,因此从全天来看,植物所需的最低光强必须高于光补偿点。对群体来说,上层叶片往往接受到的光强会超过光饱和点以上,而中下层叶片的光强仍处在光饱和点以下,如水稻单株叶片光饱和点40~50klx,而群体内则为60~80lx,因此改善中下层叶片光照,力求让中下层叶片接受的光照是高产的重要条件。植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值,它们会随外界条件的变化而变动,例如,当CO2浓度增高或温度降低时,光补偿点降低;而当CO2浓度提高时,光饱和点则会升高。在封闭的温室中,温度较高,CO2较少,这会使光补偿点提高而对光合积累不利。在这种情况下应适当降低室温,通风换气,或增施CO2才能保证光合作用的顺利进行。在一般光强下,C4植物不出现光饱和现象,其原因是:①C4植物同化CO2消耗的同化力要比C3植物高②PEPC对CO2的亲和力高,以及具有"CO2泵",所以空气中CO2浓度通常不成为C4植物光合作用的限制因素。(2)强光伤害-光抑制光能不足可成为光合作用的限制因素,光能过剩也会对光合作用产生不利的影响。当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时,光会引起光合活性的降低,这个现象就叫光合作用的光抑制(photoinhibitionofphotosynthesis)。晴天中午的光强常超过植物的光饱和点,很多C3植物,如水稻、小麦、棉花、大豆、毛竹、茶花等都会出现光抑制,轻者使植物光合速率暂时降低,重者叶片变黄,光合活性丧失。当强光与高温、低温、干旱等其他环境胁迫同时存在时,光抑制现象尤为严重。通常光饱和点低的阴生植物更易受到光抑制危害,若把人参苗移到露地栽培,在直射光下,叶片很快失绿,并出现红褐色灼伤斑,使参苗不能正常生长;大田作物由光抑制而降低的产量可达15%以上。因此光抑制产生的原因及其防御系统引起了人们的重视。2、光质在太阳幅射中,只有可见光部分才能被光合作用利用。用不同波长的可见光照射植物叶片,测定到的光合速率(按量子产额比较)不一样。在600~680nm红光区,光合速率有一大的峰值,在435nm左右的蓝光区又有一小的峰值。可见,光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体吻合。图4-28表示的是在比例阶段弱光下光质与光合速率的关系,在这种情况下光质对光合的影响实际上是通过光化学反应起作用的。近年来采用强的单色光研究光质对植物叶片光合速率的影响,发现蓝光下的光合速率要比红光下的高,这可能与蓝光促进气孔开启有关。也有报道蓝光下生长的植物,其PEPC的活性高。在自然条件下,植物或多或少会受到不同波长的光线照射。例如,阴天不仅光强减弱,而且蓝光和绿光所占的比例增高。树木的叶片吸收红光和蓝光较多,故透过树冠的光线中绿光较多,由于绿光是光合作用的低效光,因而会使树冠下生长的本来就光照不足的植物利用光能的效率更低,"大树底下无丰草"就是这个道理。水层同样改变光强和光质。水层越深,光照越弱,例如,20米深处的光强是水面光强的二十分之一,如水质不好,深处的光强会更弱。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分,深水层的光线中短波长的光相对较多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层;而含有藻红蛋白、吸收绿、蓝光较多的红藻则分布在海水的深层,这是海藻对光适应的一种表现。3、光照时间对放置于暗中一段时间的材料(叶片或细胞)照光,起初光合速率很低或为负值,要光照一段时间后,光合速率才逐渐上升并趋与稳定。从照光开始至光合速率达到稳定值这段时间,称为"光合滞后期"(lagphaseofphotosynthesis)或称光合诱导期。一般整体叶片的光合滞后期约30~60min,而排除气孔影响的去表皮叶片,细胞、原生质体等光合组织的滞后期约10分钟。将植物从弱光下移至强光下,也有类似情况出现。另外,植物的光呼吸也有滞后现象,在光呼吸的滞后期中光呼吸速率与光合速率会按比例上升。产生滞后期的原因是光对酶活性的诱导以及光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程,而光诱导气孔开启所需时间则是叶片滞后期延长的主要因素。由于照光时间的长短对植物叶片的光合速率影响很大,因此在测定光合速率时要让叶片充分预照光。(二)CO2CO2光合曲线CO2光合曲线与光强光合曲线相似,有比例阶段与饱和阶段。光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸释放CO2。图中的OA部分为光下叶片向无CO2气体中的CO2释放速率(实质上是光呼吸、暗呼吸、光合三者的平衡值),通常用它来代表光呼吸速率。在比例阶段,光合速率随CO2浓度增高而增加,当光合速率与呼吸速率相等时,环境中的CO2浓度即为CO2补偿点(CO2compensationpoint);当达到某一浓度(S)时,光合速率便达最大值(Pm),开始达到光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点(CO2saturationpoint)。在CO2光合曲线的比例阶段,CO2浓度是光合作用的限制因素,直线的斜率(CE)受Rubisco活性及活化Rubisco量的限制,因而CE被称为羧化效率(carboxylationefficiency)。从CE的变化可以推测Rubisco的量和活性,CE大,即在较低的CO2浓度时就有较高的光合速率,也就是说Rubisco的羧化效率高。在饱和阶段,CO2已不是光合作用的限制因素,而CO2受体的量,即RuBP的再生速率则成为影响光合的因素。由于RuBP再生受ATP供应的影响,所以饱和阶段光合速率反映了光合电子传递和光合磷酸化活性,因而Pm被称为光合能力。比较C3植物与C4植物CO2光合曲线,可以看出:(1)C4植物的CO2补偿点低,在低CO2浓度下光合速率的增加比C3快,CO2的利用率高;(2)C4植物的CO2饱和点比C3植物低,在大气CO2浓度下就能达到饱和;而C3植物CO2饱和点不明显,光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而提高。C4植物CO2饱和点低的原因,可能与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关,即CO2浓度超过空气水平后,C4植物气孔开度就变小。另外,C4植物PEPC的Km低,对CO2亲和力高,有浓缩CO2机制,这些也是C4植物CO2饱和点低的原因。在正常生理情况下,植物CO2补偿点相对稳定,例如小麦100个品种的CO2补偿点为52±2μl·L-1,大麦125个品种为55±2μl·L-1,玉米125个品种为1.3±1.2μl·L-1,猪毛菜(CAM植物)CO2补偿点不超过10μl·L-1。有人测定了数千株燕麦和5万株小麦的幼苗,尚未发现一株具有类似C4植物低CO2补偿点的幼苗。在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下,CO2补偿点也随之上升。2.CO2供给CO2是光合作用的碳源,陆生植物所需的CO2主要从大气中获得。CO2从大气到达羧化酶部位的途径和所遇的阻力。CO2从大气至叶肉细胞间隙为气相扩散,而从叶肉细胞间隙到叶绿体基质则为液相扩散,扩散的动力为.CO2浓度差;凡能提高浓度差和减少阻力的因素都可促进.CO2流通而提高光合速率。空气中的CO2浓度较低,约为350μl·L-1(0.035%),分压为3.5×10-5MPa,而一般C3植物的CO2饱和点为1000~1500μl·L-1左右,是空气中的3~5倍。在不通风的温室、大棚和光合作用旺盛的作物冠层内的.CO2浓度可降至200μl·L-1左右。由于光合作用对.CO2的消耗以及存在.CO2扩散阻力,因而叶绿体基质中的.CO2浓度很低,接近.CO2补偿点。因此,加强通风或设法增施.CO2能显著提高作物的光合速率,这对C3植物尤为明显。(三)温度光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应,因而受温度影响。在强光、高.CO2浓度时温度对光合速率的影响要比弱光、低.CO2浓度时影响大,这是由于在强光和高.CO2条件下,温度能成为光合作用的主要限制因素。光合作用有一定的温度范围和三基点。光合作用的最低温度(冷限)和最高温度(热限)是指该温度下表观光合速率为零,而能使光合速率达到最高的温度被称为光合最适温度。光合作用的温度三基点因植物种类不同而有很大的差异。如耐低温的莴苣在5℃就能明显地测出光合速率,而喜温的黄瓜则要到20℃时才能测到;耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近;而起源于热带的植物,如玉米、高粱、橡胶树等在温度降至10~5℃时,光合作用已受到抑制。低温抑制光合的原因主要是低温时膜脂呈凝胶相,叶绿体超微结构受到破坏。此外,低温时酶促反应缓慢,气孔开闭失调,这些是光合受抑的原因。C4植物的热限较高,可达50~60℃,而C3植物较低,一般在40~50℃。乳熟期小麦遇到持续高温,尽管外表上仍呈绿色,但光合功能已严重受损。产生光合作用热限的原因:一是由于膜脂与酶蛋白的热变性,使光合器官损伤,叶绿体中的酶钝化;二是由于高温刺激了光暗呼吸,使表观光合速率迅速下降。昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度高,日光充足,有利于光合作用的进行;夜间温度较低,降低了呼吸消耗,因此,在一定温度范围内,昼夜温差大有利于光合积累。在农业实践中要注意控制环境温度,避免高温与低温对光合作用的不利影响。玻璃温室与塑料大棚具有保温与增温效应,能提高光合生产力,这已被普遍应用于冬春季的蔬菜栽培。(四)水分水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料,没有水不能进行光合作用。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%,因此缺水影响光合作用主要是间接的原因。水分亏缺会使光合速率下降。在水分轻度亏缺时,供水后尚能使光合能力恢复,倘若水分亏缺严重,供水后叶片水势虽可恢复至原来水平,但光合速率却难以恢复至原有程度。因而在水稻烤田,棉花、花生蹲苗时,要控制烤田或蹲苗程度,不能过头。水分亏缺降低光合的主要原因有:(1)气孔导度下降叶片光合速率与气孔导度呈正相关,当水分亏缺时,叶片中脱落酸量增加,从而引起气孔关闭,导度下降,进入叶片的.CO2减少。开始引起气孔导度和光合速率下降的叶片水势值,因植物种类不同有较大差异:水稻为-0.2~-0.3MPa;玉米为-0.3~-0.4MPa;而大豆和向日葵则在-0.6~-1.2MPa间。(2)光合产物输出变慢水分亏缺会使光合产物输出变慢,加之缺水时,叶片中淀粉水解加强,糖类积累,结果会引起光合速率下降。(3)光合机构受损缺水时叶绿体的电子传递速率降低且与光合磷酸化解偶联,影响同化力的形成。严重缺水还会使叶绿体变形,片层结构破坏,这些不仅使光合速率下降,而且使光合能力不能恢复。(4)光合面积扩展受抑在缺水条件下,生长受抑,叶面积扩展受到限制。有的叶面被盐结晶被绒毛或蜡质覆盖,这样虽然减少了水分的消耗,减少光抑制,但同时也因对光的吸收减少而使得光合速率降低。水分过多也会影响光合作用。土壤水分太多,通气不良妨碍根系活动,从而间接影响光合;雨水淋在叶片上,一方面遮挡气孔,影响气体交换,另一方面使叶肉细胞处于低渗状态,这些都会使光合速率降低。(五)矿质营养矿质营养在光合作用中的功能极为广泛,归纳起来有以下几方面:1.叶绿体结构的组成成分如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少.2.电子传递体的重要成分如PC中含Cu,Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含Fe,放氧复合体不可缺少Mn2+和Cl-。3.磷酸基团的重要作用构成同化力的ATP和NADPH,光合碳还原循环中所有的中间产物,合成淀粉的前体ADPG,以及合成蔗糖的前体UDPG,这些化合物中都含有磷酸基团。4.活化或调节因子如Rubisco,FBPase等酶的活化需要Mg2+;Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成;K+和Ca2+调节气孔开闭;K和P促进光合产物的转化与运输等。肥料三要素中以N对光合影响最为显著。在一定范围内,叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。叶片中含N量的80%在叶绿体中,施N既能增加叶绿素含量,加速光反应,又能增加光合酶的含量与活性,加快暗反应。从N素营养好的叶片中提取出的Rubisco不仅量多,而且活性高。然而也有试验指出当Rubisco含量超过一定值后,酶量就不与光合速率成比例。重金属铊、镉、镍和铅等都对光合作用有害,它们大都影响气孔功能。另外,镉对PSⅡ活性有抑制作用。(六)光合速率的日变化一天中,外界的光强、温度、土壤和大气的水分状况、空气中的.CO2浓度以及植物体的水分与光合中间产物含量、气孔开度等都在不断地变化,这些变化会使光合速率发生日变化,其中光强日变化对光合速率日变化的影响最大。在温暖、水分供应充足的条件下,光合速率变化随光强日变化呈单峰曲线,即日出后光合速率逐渐提高,中午前达到高峰,以后逐渐降低,日落后光合速率趋于负值(呼吸速率)。如果白天云量变化不定,则光合速率会随光强的变化而变化。另外,光合速率也同气孔导度的变化相对应。在相同光强时,通常下午的光合速率要低于上午的光合速率,这是由于经上午光合后,叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制的缘故。当光照强烈、气温过高时,光合速率日变化呈双峰曲线,大峰在上午,小峰在下午,中午前后,光合速率下降,呈现"午睡"现象(middaydepression),且这种现象随土壤含水量的降低而加剧。引起光合"午睡"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午,叶片蒸腾失水加剧,如此时土壤水分也亏缺,那么植株的失水大于吸水,就会引起萎蔫与气孔导性降低,进而使.CO2吸收减少。另外,中午及午后的强光、高温、低.CO2浓度等条件都会使光呼吸激增,光抑制产生,这些也都会使光合速率在中午或午后降低。光合"午睡"是植物遇干旱时的普遍发生现象,也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是"午睡"造成的损失可达光合生产的30%,甚至,所以在生产上应适时灌溉,或选用抗旱品种,增强光合能力,以缓和"午睡"程度。
植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题,也是当前生物学的前沿之一,因为它不仅在农业,能源,生态等问题中具有重大实际意义,而且在生命起源,进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来,光合作用的原初过程仍不很清楚,而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲,绿色植物(尤其是高等植物)在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性,而且表现光合作用方式的多样性。1.光合作用的多种途径据目前所知,所有绿色植物光合作用的原初反应(包括光物理和光化学)都是通过捕获光能产生ATP和NADPH(即同化力),但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明,所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式,即著名的卡尔文循环(因其发现者M.calvin而得名)或光合碳还原循环,亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂,在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式,通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区,其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢(CAM)途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区,其同化CO2的最适温度是25-35℃,光合效率显著提高,称为C4植物;具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区,且白天进行光反应,晚上固定CO2合成有机酸,使有机酸含量表现明显的日变化,称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外,C4植物的光合作用还有三种变式,即PEP-CK型C4植物,NAD-ME型C4植物和NADP-ME型C4植物,这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构,即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘,其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸,然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞,经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧,其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞;NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞,然后转化为苹果酸.并在线粒体内脱羧,其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞;NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸,而后转化为苹果酸,并被输送到维管束鞘细胞中,在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧,产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后,产生的CO2最终还是通过C3途径被还原,C4途径实际上只起“CO2泵”的作用,以增加反应位置CO2的浓度,从而显著提高光合效率。2.不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3,C4和CAM植物,但由于光合作用主要是生化反应过程,因此时有例外发生。鉴于此,目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法,如δ13C(13C/12C同位素比),光呼吸,光照后CO2的猝发以及相对光合效率等,其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术,主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性,即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2,因此,C4植物有机质中的13C/12C要比C3植物有机质中的13C/12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样(即普通石灰岩CaCO3)为对照,通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C(‰)值,即:从上式可以看出,如果在光合作用的碳固定期间13C/12C没有变化,δ13C(‰)将等于零;如果对13CO2有排斥,δ13C(‰)将是一个负数,排斥能力愈大,δ13C(‰)负值也越大。实验证明,在25℃和pH8.5条件下,PEP羧化酶的δ13C(‰)是-3‰,而在24℃和pH8.2条件下,RuBP羧化酶的δ13C(‰)是-33.1%,这清楚地表明,RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高(37℃,pH8.2)时,RuBP羧化酶的δ13C(‰)显著变负的程度要小一些(-18.3‰),这与C3植物光合作用的最适温度偏低(15-25℃)相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C(‰)在-23到-34‰之间,C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间,并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3/C4中间类型植物。对于CAM植物来说,得到的δ13C(‰)在-14到-33%之间,显然较低的值落在C4植物的δ13C(‰)范围内,而较高的值则落在C3植物的δ13C(‰)范围内。对此种情况的解释是,许多CAM植物在变化着的环境条件中,能够从光合作用的C3方式转变到CAM,反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C(0/00),都在现代典型的C3植物范围内,并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在,这表明植物自来到陆上以来,C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚,是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中,要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外,唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为,太古代和元古代是细菌,蓝藻繁生的单细胞生物时代;右碳纪是羊齿植物隆盛的时代,三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代;被子植物的出现则更要晚得多。显然,在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整,其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物,其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言,C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的,后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程,但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径,如目前人所供知的C4,CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群,其适应性特强,分布极广是众所周知的。研究表明,该科差不多存在几乎所有的光合作用类型,并且公认较原始的竹亚科只有C3型,而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型,有些亚科如芦竹亚科等既有C3型,又有C4型。因此,在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料,地球自形成以来,在漫长的演变过程中,地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象,定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步,大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久,全球气温升高也成为一种必然趋势,面临种种变化,尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变,绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应?对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的,不仅在理论上对生理学工作者将有所启示,并可能对现代农业的增收提供有益的指导。
可以分为以下几部分:课题的背景 研究的目的与意义 国内外研究现状与存在问题 研究的内容与方法
一、课题来源及研究的目的和意义1、课题来源建设工程质量关系到工程项目的投资效益、社会效益和环境效益,低劣的工程质量危及国家和人民生命财产的安全,直接影响国民经济的发展和社会的安定。为加强对建设工程质量的监督管理,根据国务院1984年《关于改革建筑业和基本建设管理体制若干问题的暂行规定》的精神,我国从八十年代中期开始逐步建立了政府建设工程质量监督制度,各地、各部门相继成立了建设工程质量监督机构。十几年来,这些工程质量监督机构为提高建设工程质量发挥了重要作用。但是,随着社会主义市场经济体制的建立和不断完善,随着城市化进程的加快,随着工程建设规模的不断增大,目前的监督制度已不能完全适应社会发展的要求,暴露出诸多的矛盾和问题,如:政府监督机构应在监督制度中扮演什么角色、第三方监督机构如何有效发挥其作用、建设工程质量法规如何做到与时俱进且易于执行等。因此,为保证工程质量监督工作健康发展,急需进一步探索工程质量监督管理工作的新思路、新制度。作为一名从事了建设工程质量监督十多年的专业技术人员,笔者在开展监管工作中遇到了许多问题,也产生了不少想法,在此,有意利用相关的理论并结合自己的工作经历,对我国建设工程质量监督实践和改革进行分析和研究。以期探索新时期合理的建设工程质量监督管理体系。2、研究的目的和意义 笔者对政府建设工程质量监督体制和模式进行研究和探索,目的是寻求行之有效的质量监管新体制、新模式,为改革和完善政府监管职能提供依据。该课题具有较强的社会价值和意义,主要表现为以下几点:(1)改革完善政府质量监督是提高建设工程质量,维护公众利益的需要。目前广州市,乃至我国在建设质量监督的管理、作用方面,还不能适应建筑业高速发展和政府职能转变的需要,还不能达到社会和人民群众对建设质量监督工作的要求和期望,“豆腐渣”工程时有出现,建筑安全事故时有发生,损害了公众利益,影响了社会和谐。(2)改革完善政府质量监督是适应社会主义市场经济体系的需要。近年来,城市建设日新月异,经济快速发展,随着经济体制改革的不断深化,建筑业也呈现出新的特点:一是建设生产经营单位的经济成分发生了变化。单位的经济成分、组织形式、承包方式日趋多样化,由国有、集体经济成分,变为国有、股份制、私营、外商投资、个体工商户并存的形式。二是建设工程投资主体发生了变化。投资主体日趋多元化,私人和外商投资越来越多。三是建设工程的市场化程度越来越高,市场竞争越来越激烈。四是企业的组织结构形式发生了变化,原先的施工企业从人员到设备都是自己的,现在的人员通过劳务分包的形式解决,设备通过租赁的形式解决。五是技术水平越来越高,很多新技术在建设工程上得到了应用,建筑业的发展提出了安全技术、劳动技能、安全意识、安全生产科学管理方面的新要求。六是新材料的应用越来越广泛,施工难度不断加大,引发了新的危险因素,提出了新的质量控制要求。这些都要求加快监督工作改革进程,探索更有效的质量管理体系,更有效地开展工程质量监督工作,以适应市场经济体制的要求。(3)改革完善政府质量监督是建筑行业管理国际化的需要。国际经济一体化的发展趋势日益明显,加入WTO后的国际市场竞争日益激烈,与国际化接轨要求我们改变、完善现有模式,确立符合国际惯例、法治健全的游戏规则。二、与本课题有关的国内外研究状况(一)国内对该课题的研究和应用情况在1984年以前,国内在建设工程质量监督领域方面的研究可以说基本上是空白的,随着改革开放的深化和推进,以1984年国务院颁发的《关于改革建筑业和基本建设管理体制若干问题的暂行规定》作为标志,国内在该课题的研究与应用上进入了快速发展的阶段。从我国建设工程监督机制的建立和实施情况来看,受两种主流思想的影响较大。1、第一种思想是:强化政府职能,用“有形的手”对建设工程质量和安全进行监管。这种思想在1984年——2000年间起主导作用,在这一阶段,各级政府的建设工程质量监督机构如雨后春笋般建立起来,国家相关政府统一制定相关监管条例和规定,由这些机构强制执行,政府的监管机构通过深入到建设工程的每一个工作细节来保证质量;在安全监督方面,实行施工许可证制度,由各地建设行政主管部门直接向施工队发放施工许可证,要求监督员定期、不定期地开展各专项安全整治活动。这种思想带有一定的计划经济体制的痕迹。2、第二种思想是:强调政府的宏观管理和立法职能,充分利用市场力量对建设工程质量和安全进行监管。这一思想在2000年以后,特别是中国加入WTO后起主导作用。这种思想的主要观点是,转化政府监管机构的职能,强调政府的立法职能和宏观管理职能,建立良性的市场机制,用市场力量对建设行业进行规范和监督。这种思想受市场经济体制的影响较大。这一阶段的具体表现是:在建筑质量监管方面,2000年1月30日,国务院发布施行《建设工程质量管理条例》(第279号令),明确了在市场经济条件下政府对建设工程质量监督管理的基本原则。政府建设工程质量监督的主要目的是保证建设工程使用安全和环境质量,主要依据是法律、法规和工程建设强制性标准,主要方式是政府认可的第三方强制监督,主要内容是地基基础、主体结构、环境质量和与此相关的工程建设各方主体的质量行为,主要手段是施工许可制度和竣工验收备案制度。(二)发达国家的主要经验和成果 发达国家建设工程质量政府监督管理现状对建设工程质量实施政府监督管理是国际惯例,发达国家市场经济较成熟,经济体制较完善,积累了建设工程质量政府监督管理的丰富经验,基本形成了与市场经济体制相适应相关法律、法规和监督管理制度,建立了较为完善的管理体系,有效地保证了建设工程质量,维护了国家和公众的利益。对发达国家建设工程质量政府监督管理现状的了解和研究,可以给我们提供有益的借鉴,结合我国的国情,取长补短,提高我们的监督管理水平,发达国家的监督管理也不是完全一致的,美国与德国不同,英国和法国不一样,但它们有共性和共同的特点。1、 管理思想发达国家政府对建设工程质量的监督管理是基于建设工程质量形成的内在规律和工程质量管理的特点,建立和完善一套高效的管理制度,以规范的法制化管理来保证建设工程质量,其管理思想的实质有以下几点:①坚持“谁设计谁负责,谁施工谁负责”的质量责任思想,质量到位,责任到人,质量责任终身制。②建立和健全与市场机制相适应的法律和法规体系,规范建设工程的各方责任主体的质量行为,保证工程质量。③重视质量观念的建立,使质量管理成为工程项目参与各方的自觉行为。政府通过立法和严格的执法检查监督来引导和规范各行为主体的质量行为和活动。④全过程、全方位控制管理的思想,尤其强调和重视对投资前期和设计阶段的质量控制。⑤建立健全建设工程质量管理的三大体系:质量监督体系、质量保证体系和质量评价体系,以规范,完整的质量管理体系保证工程质量。2、管理模式大多数的发达国家,政府建设主管部门的组织机构设置比较精简,管理集中,建立环境、交通、建筑集成化的政府建设主管部门,建设主管部门把制定住宅、城市、交通、环境建设和建筑业质量管理的法规和监督执行作为主要任务,把大型项目和政府投资项目作为质量管理监督的重点,政府部门非常重视发挥社会上各种专业人士、组织和行业协会在建设市场中的专业管理作用,政府部门通过审核和认可,授权或委托这些组织和机构,将相应的政府职能向民间和非官方机构转移。实行对专业人士教育培训、考核注册制度,充分发挥专业人士对建设工程质量的直接监督管理。美国:政府建设主管部门直接参与工程项目的质量监督和检查,监督检查人员可以是建设主管官员,也可以是政府临时聘请或者委托业主聘请的、经政府认可的外部专业人员。监督检查严格,而且涉及面广,从设计图纸、建筑规范、消防防火、卫生环保、到抗震措施、残障人通道等,每一道工序都必须经过审核检查,任一项变更都必须经过批准并记录在案,每天的检查都是根据流程由电脑安排。对于大型项目如会展中心、体育馆等要派人专驻现场检查指导,特殊项目要请专家督促检查,专家检查后要签名盖章以示负责。通过严格的检查和层层严格地把关,从而保证建设工程的质量。德国:政府部门对工程质量的监督实行间接管理,主要采取由政府建设主管部门委托和授权,由国家认可的质监工程师组成的质量监督审查公司,代表政府对建设工程质量实行强制性监督审查,在工程质量检查中,对工程材料的检测,一般由承包商负责送到国家认可的工程质量检测机构检测。法国:政府部门不直接参与工程项目的质量监督检查,而是主要运用法律和经济手段,促使建筑企业提高工程质量。法国实行强制性的工程保险制度,按照《建筑职责与保险》的规定,凡涉及工程建设活动的所有单位,均须向保险公司投保,保险公司则要求每项工程在建设过程中必须委托一个质量检查公司进行质量检查,质量检查公司必须取得由政府相关委员会审批颁发的证书,并 2 至 3 年复审一次,质量检查公司在接受工程项目的质量检查任务后,从工程的设计、施工招标阶段开始,直至工程竣工,最后提交工程质量评价报告给工程建设的有关各方。3、管理法规体系发达国家的建设工程质量管理是建立在严格、完善的法制基础上的,建立健全建设工程质量管理法规体系是政府主管部门的主要工作。(1)增强服务意识,改善政府职能。政府管理不是站在企业的对立面,不是“领导”,而是“服务”,无论是法规的制定和实施、国内建筑市场的管理,还是国外市场的开拓,无不体现政府的服务职能。(2)监督管理机构社会化,民营化,充分发挥专业人士和专业机构的作用,以更科学、更客观、更专业的方法,组织建设工程的质量管理,提高管理的透明度和管理效率。(3)完善建设工程质量保险制度,提高抵抗风险的能力,对建设过程中潜在的风险进行评估,预防和控制,实行风险管理,进行工程质量保险和担保是保证工程顺利实施,实现建设工程质量、安全、健康等目标的必要措施。(4)利用现代化的管理手段提高建设工程质量管理工作的效率,研究基于控制论、信息论、价值工程理论等现代管理学理论之上的新的管理方法,增加建设工程质量管理的科学性。(5)坚持“以人为本”的质量监督管理方针。质量的创造者是人,质量的控制者也是人。建设过程中主体和监督人员的素质是实现质量的核心,把对各层次人员培训评价作为有效落实质保体系的重要环节,高度重视建设主体和监督主体,质量人员的培训,通过提高人的素质,保证工程质量。三、主要研究内容本项研究主要内容包括以下几部分1、建设工程质量管理体系的建设分析影响工程质量的主要因素,探讨建设项目可行性论证中质量与寿命评价指标体系的设置方案,建立与应用项目法施工中的质量管理体系,同时分析某建筑工程项目质量管理体系的建设案例。 2、 建设工程项目质量监督管理论述建设工程的概念及其特性,建设工程项目质量监督的概念及监督的主要内容;探讨工程项目质量控制与进度控制的协调性;研究基于复杂性大型集群工程项目质量管理。3、发达国家建设工程质量监管模式与借鉴查阅资料,分析论述目前国外工程项目管理的主要形式,国外项目管理组织机构的设置、职能及手段,发达国家质量监督管理思想和模式,并分别总结呈现美国、德国、法国的质量监督管理模式;分析我国工程项目管理与发达国家的主要差距;并在此基础上,思考发达国家的质量监督管理模式对广州市建设工程项目质量监督的启发。论文的主要框架如下: 第l章绪论 l.1 课题的背景 1.2 国内外研究现状 1.3 研究的目的和意义 1.4 研究的内容与方法 第2章 建设工程质量管理体系的建设 2.1 影响工程质量的主要因素2.2建设项目可行性论证中质量与寿命评价指标体系的设置 2.3项目法施工中的质量管理体系的建立与应用2. 4 某建筑工程项目质量管理体系的建设 2.5 本章小结 第3章 建设工程项目质量监督管理3.1 建设工程的概念及其特性 3. 2 建设工程项目质量监督的概念及监督的主要内容3.3 工程项目质量控制与进度控制的协调性3.4 基于复杂性大型集群工程项目质量管理3.5 本章小结 第4章 发达国家政府建设工程质量监管体制与借鉴4.1国外工程项目管理概况4.1.1 目前国外工程项目管理的主要形式4.1.2 发达国家质量监督管理思想4.1.3 国外项目管理组织机构的设置、职能及手段4、2 发达国家质量监督管理模式 4、2、1美国的质量监督管理模式 4、2、2德国的质量监督管理模式4、2、3法国的质量监督管理模式4.3、发达国家的质量监督管理模式对广州市建设工程项目质量监督的启发2 我国工程项目管理与发达国家的主要差距 4、3、1建立与广州实际相符的建设工程质量监督模式 4、3、2完善处罚细则,加大执法处罚力度 4、3、3规范质量监督行为,完善监督方法 4.4 本章小结第5章 质量监督实例分析5、1 某私有制房地产开发公司商品房的质量监督存在问题分析5、2 某国有企业办公楼的质量监督存在问题分析 5、3 完善广州市建设工程质量监督管理的意见5、3、1广州市建设工程质量监督机构的发展方向及定位5、3、2改革广州市建设工程质量监督工作内容、工作方式5、3、3对国有企业和私有企业的建设工程项目建立不同的质量监督模式5、4 本章小结第6章 结论与展望四、研究方案及进度安排,预期达到的目标1、研究方案作为一名从事了建设工程质量监督十多年的专业技术人员,笔者在开展监管工作实践中遇到了许多问题,也产生了不少想法,与导师就有关问题进行商讨并接受指导,确立研究课题,运用相关理论,并结合自己的工作经历,对我国建设工程质量监督实践和改革进行分析和研究。以期探索新时期合理的建设工程质量监督管理体系。研究方法:阅读文献,数据统计分析,考察访谈,归纳综合,思考创新研究对象:我国建设工程质量监督管理实践和改革实地访谈:工程师专家2名、技术人员2名、主管单位2名文献、资料、数据来源:数据库、图书馆、网络、科研机构、企业年鉴等2、研究步骤本研究在导师悉心指导下,进展比较顺利,基本步骤如下1、从工程质量监督管理实践中发现问题,确定课题2、查阅文献,了解该课题的研究现状和需要进一步解决的问题3、与导师就有关问题进行商讨并接受指导,确立研究课题4、确定研究方法,寻找研究材料5、进行实地访谈和文献、资料、数据搜索收集6、阅读文献,统计分析,归纳综合,思考创新7、总结研究成果,撰写论文8、在导师指导下修改完善论文3、进度安排(1)2007年11月完成开题报告(2)2008年5月完成论文写作交导师审查(3)6月根据导师意见修改定稿3、预期达到的目标构建工程质量管理体系,探索更有效的建设工程项目质量监督管理模式。五、预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施 预计在课题研究过程中可能主要遇到以下几个方面的团难: 1、国内外相关研究资料收集、尤其是对国外现行建筑管理研究方面的最新资料收集可能不够全面,分析可能具有一定的局限性。 2、由于我国建筑业面临的很多问题,政府建设工程质量监督管理是一个非常复杂的问题,自己水平有限、时间有限,资料的收集和分析上存在能否全面合理的问题。 解决的主要措施: 1、多请教导师,得到导师的指导; 2、充分利用网络、图书馆等资源,多查、多阅读相关的资料。 3、利用自己从事建设工程监督管理掌握的信息,多思考、多分析。 4、多向身边的同行学习,吸取一些实践中的有用的信息。六、主要参考文献:1、陈友芳 《警惕滑入坏的市场经济》2003年3月2、斯蒂格利茨 《经济学》2000年3、彭明 《加强建设工程质量监督管理,完善工程竣工验收备案工作》2004年4月4、关于建设工程质量监督机构深化改革的指导意见 建[2000]151号5、徐波 《徐波同志在全国建设工程质量监督管理工作研讨会上的讲话》2006年1月13日6、香港公开大学《经济理论与实务》 2002年10月7、Avinash K. Dixit,Barry J. Nalebuff 《THINKING STRATEGICALLY》20028、徐波 《徐波同志在全国建设工程质量监督管理工作研讨会上的讲话》2005年2月21日9、徐波 《徐波同志在全国建筑安全生产联络员第三次会议暨安全生产标准化管理现场会上的讲话》2005年8月11日10、贾留福 《浅析建设工程质量监督模式的转变》 建筑时报 2004年11月11日11、张艳海.建筑施工项目进度、成本和质量综合控制与优化的理论和应用研究[D].天津:天津大学,1999. 12、黄金枝编著.工程项目管理——理论与应用[M].上海:上海交通大学出版社,1995. 13、成思危.复杂科学与管理[J].南昌大学学报(社科版),2000,31(3):1—6.14、高齐圣,张嗣瀛.复杂科学与质量管理研究[J].管理工程学报,2005,19(4):130—131. 15、王祖和.工程质量持续改进[J].山东科技大学学报(自科版),2002,21(3):58—62. 16、余立中.大型项 目建设“独立第三方综合考评”制度和模型的研究与实践[J].建筑经济,2005,(274):39-41.17、 李定荣.李开孟.建设项 目可行性研究[M]天律:天津大学出版社.1994. 18、罗福午 建筑结构缺陷事故的分析及防治[M].北京:清华大学出版社,1996 19、橱伟军.赵传智.土木工程结构可靠度理论与设计[M]北京:人民交通出版社.1999 20、赵国藩.工程结构可靠性理论与应用[M]大连:大连理工大学出版社.1996 21、何水清,王 善, 结构可靠性分析与设计[J]北京国防工业 出版社,1993 22、李晓梅 既有混凝土房屋的使用寿命和完损程度评价[D]上海:同济大学,1996 23、李田.刘西拉.混凝土结构耐久性设计方法的研究[J]建筑结构学报.1998,(4):40-45 24、 贡金鑫.赵国藩 考虑抗力随时间变化时结构可靠度分析[J].建筑结构学报.1998.(5):43—51.25、赵挺生 现存建筑物可靠性评价[U].建筑结构,1998.(10):41—4526、国家科委政策法规司编.中国大型工程项目管理.华中理工大学出版社,1993 27、诸大健.20世纪科技革命与社会发展.同济大学出版社,1997 28、刘兴东,高拥民.建设监理理论与操作手册.宇航出版社,1993 29、宋子良.理论科技史.湖北科学技术出版社,198930、亚洲企业应当为管理风险补课.参考消息,2004,02-24(4)
酒店服务质量管理的最终目标就是酒店通过让广大顾客对其服务质量满意来实现酒店的长远成功。下面是我为大家整理的酒店服务质量管理研究论文,供大家参考。
酒店服务质量管理研究论文摘要
[摘要] 在服务经济时代,酒店服务成为酒店之间竞争的焦点,提供顾客满意的优质服务便成为酒店成功的关键。针对国内酒店业服务质量管理的不足,在对全面质量管理的核心认识上,提出了加强酒店服务质量管理的途径和 方法 。
酒店服务质量管理研究论文内容
[关键词] 酒店服务 质量管理 理论
一、我国酒店业服务质量现状
我国加入WTO后,旅游市场开始全方位对外开放、旅游消费趋于成熟,市场竞争也越来越激烈,不少企业力图通过增加服务项目和提高服务质量来改善酒店经营绩效。随着《中国旅游饭店行业规范》的出台,以及旅游局相应的星级酒店评定标准,许多酒店都制定了规范的服务操作程序,有不少高星级酒店还通过了ISO9000质量管理认证,在服务质量上有了长足的进步。但与国外酒店业相比,国内酒店服务质量在服务态度、工作效率、服务技巧等方面在竞争优势上落下了一段距离。例如,服务人员缺乏热情,不积极主动,表现为“机械”式的微笑和“无感情”化的言谈;客房服务不及时,餐厅就餐等待时间长;员工无法识别个别客人的特别需要(如客人对所提供香水过敏)造成服务缺陷。而我国历来就有轻视服务工作的传统思想,很少有人把“服务”当作自己的“事业”,甚至有些管理人员都不能以正确态度看待员工,这也导致我国酒店服务总是不尽如人意。
二、全面质量管理的核心及其相关重要理论
1.全面质量管理的核心原则
最早提出全面质量管理概念的是美国通用电气公司质量经理菲根堡姆,他给全面质量管理所下的定义:为了能够在最经济的水平上,并考虑到充分满足顾客要求的条件下进行市场研究、设计、制造和售后服务,把企业内各部门的研制质量,维持质量和提高质量的活动构成为一套有效的体系。至20世纪90年代末,全面质量管理(TQM)成为许多“世界级”企业获得核心竞争力的管理战略,质量的概念也从狭义的符合规范发展到以“顾客满意”为目标,它更集中反映了现代经济生活中人们所追求的价值观,通过以下三个原则可以体会到全面质量管理的精髓:
(1)以顾客为导向。任何组织都要依存于他们的顾客,管理必须始于识别顾客的需求,满足并超越他们的需求,才能获得继续发展下去的动力和源泉。与过去相比,顾客们有更明确的质量期望值,正确理解顾客需要和识别潜在的顾客需要成为搞好质量管理的关键。
(2)全员参与。一个酒店的运作相当于一部机器的运转,任何一个零件出现质量问题,都会影响到产品整体的质量输出。组织内全体员工,从总经理层到员工层,都必须参与到质量管理的活动中来,其中,最为重要的是企业的决策层必须对质量管理给予足够的重视。
(3)持续改进。这是全面质量管理的核心思想和目标。顾客需求的迅速变化,酒店必须要持续改进才能持续获得顾客的支持,才能获得不断的利润进而持续发展。全面质量管理不只是一种管理方法,更是一种主动寻求不断和系统融合的改进理念。
2.顾客价值和顾客感知价值
全面质量管理的最终目标是通过顾客满意使该组织全体成员和社会受益,以达到长远成功。对顾客价值的研究是从最初的以产品为中心,单纯注重产品质量,到以顾客为导向争取顾客满意和忠诚的新发展。
伍德洛夫从顾客的角度对顾客价值定义如下:顾客价值是顾客对产品属性、属性效能以及使用结果的感知偏好和评价。载瑟摩尔认为,在企业为顾客设计、创造、提供价值时应该从顾客导向出发,把顾客对价值的感知作为决定因素。他通过调查 总结 出四种感知价值的涵义,全面概括为:顾客感知价值就是顾客所能感知到的利益与其在获取产品或服务时所付出的成本进行权衡后对产品或服务效用的总体评价。
很多酒店经理已经认识到,酒店从固定顾客获得的收入和利润远远高于首次和一次性光顾的顾客,且获取一个新顾客的成本是保留一个老顾客成本的5倍。而顾客购买你的服务并再次光临的真正原因,不是因为你提供了优质服务,而是因为顾客感知到了这种优质服务。一旦他感知到了,才会真正认可他的付出是物有所值,从而认可酒店,才能走向每个酒店所期待的忠诚之路。反之,若顾客感知不到这种优质服务,或甚至感知到的是一种劣质服务,酒店的代价可想而知,酒店声誉受损,失去一大笔未来的生意,给竞争对手送去了一批原本可以属于自己的顾客。
3.员工价值和员工不满意代价
酒店的服务过程和消费过程基本是同时发生的,酒店的员工作为服务的生产者和传递者,在决定服务质量高低上起着决定性作用。从优质服务的角度,员工在工作中的工作绩效决定了酒店业员工的价值。酒店的组织资源本身不能为顾客创造价值,能否利用这些资源给顾客创造价值的决定因素是员工的工作绩效。
越来越多的企业已把企业员工纳入到“内部顾客”之列,要取得顾客忠诚,员工也必须忠诚于企业。研究者已经多次证明,服务人员的工作满意度与顾客的满意度成正比关系。酒店业中顾客与员工有着大量的直接接触,顾客对服务质量的感知往往首先来源于对这种接触的感知,员工不满意,第一个代价就是损失生意,不满意的员工无法提供达到顾客期望值的服务,甚至于顾客发生服务方面的纠纷,从而导致顾客不再光顾。第二个代价便是员工的 离职 成本。员工不满意的最终表现便是离职,其个人的解雇费、招募费、培训费等直接成本,对每个企业都会是不小的损失。而离职带来的附加成本或间接成本,也不容忽视,如新员工的工作效率通常很低,使浪费增加,还会增加工作中的事故等。
三、新型全面质量管理之路
1.满足顾客需求,提高顾客感知价值
面对顾客不断成熟的消费观念和需求,只有及时了解顾客的需求变化,才能在目标中有的放矢,针对顾客的需求,开发出符合市场和顾客满意的服务项目。比如在客房中增加网络设备,以提高顾客对信息需求的方便性。酒店业中顾客的消费习惯和消费心理千变万化、各有不同,要求有更多个性化的服务,在满足顾客多层次的需求的基础上,提高顾客感知价值,提高顾客满意度。针对酒店服务,在伍德洛夫的顾客层次模型基础上可建立顾客价值的层次模型。顾客在入住酒店之前对自己即将享受的服务都会有一定的期望,在接收服务之中或之后,顾客往往把自己感知到的服务与期望的服务作比较,只有当感知的服务达到或超过期望的服务时,顾客才会满意。
2.加强员工质量 教育 ,培养员工忠诚
要想提高员工的价值,就必须在提高员工个人能力的基础上让员工的个人资源被充分利用。对员工的质量教育,主要包括意识教育和技能教育。通过意识教育,让员工了解熟悉酒店的质量管理政策和具体做法,使他们掌握酒店服务的深层知识,以更好地提供个性化、多样化服务,使顾客对服务质量形成正确的期望,甚至可以帮助顾客购买和消费服务,指导顾客配合服务工作,同时提高顾客价值和酒店价值。技能的加强,可以使员工准确熟练地提供和传递服务,随着酒店越来越多地采用高科技的发展成果,很多酒店服务也需要专业的技术人员。此外,技能教育可以提高员工自身能力和价值,让员工对工作本身有一种满意感而对企业忠诚。
3.采用目标管理,实行团队合作
目标管理的实质是强调组织成员亲自参与目标计划,实现自我控制,围绕目标展开工作。目标管理还能促使下放过程管理的权力,使员工在独立解决顾客的问题时不会有所顾忌,从而在保持整体有效控制的前提下,把酒店服务搞得更加人性化和个性化。由于酒店组织都划分了部门界限,严格规定了标准的操作程序,餐厅和厨房之间、会议销售部和客房部之间、客房部和工程部之间等都存在一种潜在的权责的竞争,传统的等级管理制度限制了酒店组织的决策能力,利用团队合作,如部门工作队、跨职能工作队、特派工作队等,打破了传统等级制度对决策能力的限制,能根据顾客不断变化的需要和期望快速反应,制定出有效的绩效目标,并达成目标。
4.控制关键时刻,持续改进
“关键时刻”是由斯堪的纳维亚航空公司总裁简・卡尔莱首次提出,而后卡尔・奥尔布雷克特和罗恩・泽门克将其定义为“顾客与组织的任何方面进行接触并对其服务质量产生一定印象的任何时刻”。如果“关键时刻”顾客的需求没有得到满足,酒店的服务得分就会大打折扣,即便别的方面都很好。为避免关键失误,林恩・舒期塔克提出使用“服务蓝图”的管理来解决。“服务蓝图”通过描绘出服务流程中的关键时刻,如客人登记入住、客人点餐、询问信息等步骤,现实动态的展现过程的瞬间状况,使管理人员直观地了解顾客的总体需求,以及酒店应该在时间和地点方面做出哪些安排来满足这些需求。对关键时刻的控制,可以促使酒店体系不断改进,日臻完善。
酒店服务质量管理研究论文文献
[1]贾依・坎达姆普利.服务管理――酒店管理新模式[M].旅游教育出版社.2006年
[2]何健民:提高我国饭店企业顾客价值与利润的方式[J].旅游科学.2004年1月
[3]田亚丽:中外饭店服务模式比较研究[J].北京第二外国语学院学报.2003年5月
[4]殷耀宁:试论体验经济时代的旅游酒店服务.科技经济市场.2006年10月
酒店服务质量管理研究论文摘要
摘 要:我国的高级酒店行业在近几年来伴随着全球经济一体化的发展国际交流的频繁进行得到了长足的发展,高级酒店个性化服务质量是未来酒店行业竞争的主导趋势。酒店根据每个顾客的特别需求,以变革的服务理念重新审视酒店服务,以顾客的个性化需求为出发点,深入细致地观察、恰到好处地把握顾客需求,尽量发挥酒店和服务人员的个性特点,以提高其服务水平和盈利能力。
酒店服务质量管理研究论文内容
关键词:高级酒店;个性化服务;提升;质量管理;对策
一.如何提升我国高级酒店个性化服务质量管理对策
(一)完善信息服务化,加强客户沟通
(1)优化组织效率,提高服务质量
加强员工的组织效率,重要的岗位聘请高素质人才,个性化服务是一个全新的服务理念,让员工利用自己的方法来增强企业的 文化 ,提高服务质量,使其内部管理更加灵活。
(2)利用网络,进行个性化服务
电脑系统已经在酒店中广泛运用,要完善服务信息网络,为提供有针对性的个性化服务,这是进一步提高个性化服务质量的基础。
(3)顾客信息的掌握量
酒店的增加与顾客的接触,员工迅速的做出反应。与顾客接触越多,获得信息量越大,维持好良好的宾客关系,所有环节在任何时间都有人负责,及时发现问题,纠正问题。顾客信息应该进行系统的统计,根据数据发现问题,解决问题,在各个环节都能提供及时的满足。
(4)推广员工参与管理,培养对酒店的忠诚度
采取各种 措施 让员工对企业的忠诚度提高,积极主动的加入到参与酒店的经营中来。管理层充分的挖掘员工内在的潜力,明确员工的权责划分,行使自我的参与管理权,让员工对酒店的业务更多地参与进来,让员工看到工作带来的成就感和激情,从而推广员工参与管理的策略。
1.树立正确的酒店理念,纠正服务人员偏差
个性化的酒店服务理念对酒店发展有重要的竞争力。个性化的服务应该以“顾客需要”为中心,要求服务人员从根本上消除对个性化服务的偏差。酒店管理的应该考虑服务质量的若干方案,纠正对个性化服务的 认识偏差,使个性化的服务理念深入每个员工的身心,让每个员工都从自身做起,产生强烈的责任感,满意的顾客才能给酒店带来营业经济收入,同时个性化的服务给酒店带来良好的口碑。
2.采取合理有效措施,提升员工综合能力
为了提高员工的综合素质,从以下几点措施可以做到:首先,酒店在招聘人员时应该按照实际需要和需求岗位进行招聘,选拔高素质人才。其次,酒店应该按照“一切从实际出发原则”,每个员工给予同样平等竞争机会,采取合理用人机制。最后,不同的员工在不同的岗位行使其职能,定期的进行系统化的培训(例如:服务培训,英语培训和管理能力培训),以便员工更好的掌握本岗位的工作技能。只有做到这三点才能从整体的角度提升员工的综合素质,只有这样才能更好地满足顾客对酒店的消费需求和期望值,也只有这样才能更好的提高酒店个性化服务质量管理,为酒店提供优质的个性化服务。
3.酒店管理层和员工素质不断强化
管理层的中心思想是提高酒店的服务质量。对于管理者来说,要员工树立服务意识和观念更需要做出表率。只有酒店员工在行动上认识到服务的重要性,才能正确的树立服务意识。所以,管理者必须才有有效的措施加强酒店员工的服务意识,平时多给员工加强学习和培训的机会,让每个员工思想都能深入到服务意识中去。这有这样才能提升酒店的整体服务的水平,保证顾客的满意度,真正的做到提高管理者和员工的素质。
二.提升我国高级酒店个性化服务的重要意义
1.增强企业竞争力,培养竞争优势。
我国国际化进程逐渐加快,高级酒店业的发展规模,投资,市场加大。地区产业的酒店竞争日趋激烈,跨国酒店的加入,从而导致了顾客流的竞争。
经济效益十分必要
2.树立酒店品牌,培养忠实顾客。
高品质的个性化酒店服务相比 广告 产品的包装形象更具有影响力。酒店采用多种形式的服务质量,才能保证顾客真正的信任你,突出服务的个性化和完美的结合,树立酒店品牌形象,具有竞争力。
3.提高酒店的经济效益,稳定支流
旅游企业提高经济效益,稳定企业内部采取节制,才能充分的挖掘出顾客的深层消费潜力,避免同行业竞争,顾客的流失,挖掘多的销售机会,提高企业市场竞争力,对我国星级酒店的提高得到帮助。
4.搞好高级酒店个性化服务,积累服务 经验
灵活运用个性化的服务,不断创新,不断发展,全面的满足顾客的需求,根据顾客的需求而改变服务,而不是一味的规范。随着酒店业的发展,工作范围的不断扩大,个性化的服务势必在发展的浪潮中立于不败之地。高级酒店为顾客提供个性化的超值服务,能够给他们留下深刻的印象,真正的实现服务的价值,全面满足不同类型顾客的个性化需求。一切从顾客的角度出发,考虑到顾客去酒店的目的,实现顾客的需求(自尊需求,安全归属感,友情归属感,气氛归属感),在实际工作积累经验,提高酒店个性化服务。
三.总结
综上所述:新时期下,酒店个性化服务的创新决定了企业的发展企业。提升了企业发展进程。酒店业的个性化服务的发展,是未来酒店业经营的重心点。因此,必须培养顾客的忠诚度,树立酒店的独有品牌,顺应酒店行业发展的潮流,为企业竞争赢得优势,稳步的提高企业的经济效益。酒店采取人性化的用人理念,推广以个性化服务为基础的酒店管理,不断提高客户满意度,使个性化服务真正的做到深度,系统和制度化,实现真正意义上的个性化服务质量管理,真正的做到促进酒店综合能力的竞争。
酒店服务质量管理研究论文文献
[1]张春琴,郭燕芝.大规模定制时代酒店产品特色构建探讨[J].江西科技师范学院学报.2008(08):10-11
摘要:近年来,随着人们生活水平的提高,旅游热有增无减。在旅游过程中,酒店服务质量毫无疑问的成为游客关注的焦点。提升酒店服务质量对于酒店来说意义重大。本文首先阐述了提升旅游酒店服务质量的意义,然后对酒店存在的问题予以剖析,最后提出了相应对策,期待能够对提升旅游酒店的服务质量起到一定的积极作用。
关键词:旅游酒店 ;服务质量 ;问题 ;对策
一.提升旅游酒店服务质量的重要意义
(一)激发员工主动性,提供酒店发展的力量源泉
员工是旅游酒店向前迈进的关键因素。提升酒店服务质量,本质上是在追求人人平等、人人奉献、人人受尊重的工作氛围。在这种氛围中,酒店领导会对员工的劳动给予高度的认可,并可能给予一定奖励,从此产生一种激励机制,使员工拥有归属感和成就感,激发其责任心和进取心,发挥其主观能动性,为酒店发展提供无穷的力量源泉。
(二)约束员工行为,弥足酒店 规章制度 的不足
提升服务质量本质上是员工行为规范的内在要求,这种无形力量能够制约员工的行为,弥补硬性规章制度的不足。提升服务质量能够使职工在心底形成为一种理念,产生一种响应机制。员工只有实现自律,才会形成稳定的群体意识,心存良好的职业操守,使酒店上下形成和谐默契的工作氛围。
(三)加强对外宣传,树立和巩固酒店的对外形象
酒店形象决定了酒店在游客心中的第一印象。酒店服务质量更是影响酒店对外形象的关键因素。提升服务质量,才能让游客真切地感受到酒店的魅力和丰厚的人文气息,从而提升酒店的形象,实现酒店预期效益和长远发展。
二.旅游酒店服务质量存在的问题
(一)部门之间缺乏协作精神,未能形成整体服务意识
旅游酒店的优质服务无法靠单个部门来实现,而是需要酒店各个部门的互相协作来实现。目前,我国酒店的部门协作精神较为欠缺,部门负责人往往看重本部门的服务质量和服务业绩,严重忽略了与其他部门在工作上的有效协调和衔接,最终使酒店整体服务出现环节断裂的现象,导致游客奔向其他酒店,各部门之间及员工之间则相互指责,使游客对酒店的形象大打折扣,影响酒店效益。
(二)员工个人素质较低,导致服务不规范
首先,员工服务不规范。有的服务员经常未经敲门就进入游客房间,并擅自移动游客物品,客房必备品空缺时不能及时补齐,甚至出现游客物品丢失现象,这些现象在旅游酒店中较为常见,降低了游客对酒店的信任度。
其次,员工服务态度差。在就餐时,员工经常表现出不耐烦的举动,对游客态度很生硬,动作缓慢,这些行为在星级酒店中更加明显,严重影响酒店现象。
(三)员工待遇保障系数不高,阻碍服务水平的提升
目前,我国旅游酒店提升服务质量所需要付出更多的努力,这是一项很繁重的管理任务。然而,旅游酒店员工的工资待遇很是有限,往往达不到所在城市的最低工资水平,这种现象严重制约了他们工作热情的释放,致使他们无法从容的面对工作,服务质量也就无从谈起。
(四)服务质量管理效率低下,影响酒店服务品质
首先,服务质量管理意识弱化。不少酒店的管理人员口头上承认服务质量的重要性,却不能在实际行动中表达出对服务质量的重视,这种只“言”不“行”的做法非常不利于酒店的发展。
其次,服务质量管理手段乏力。正因为管理者轻视服务质量的重要性,他们对组织机构设置、员工配置、管理方法及措施上未能做出应有的努力,无法对酒店服务质量实现全面科学的管理。
三.提升酒店服务质量的对策
(一)强化管理者服务质量意识,充分保障员工应有的待遇
服务质量是酒店工作的核心。需要全体人员的共同努力和付出。因此,酒店管理者更应当牢固树立服务意识,并时刻以身作则,带动其他员工向自己看齐,形成一个良好的工作氛围,把质量当成酒店发展的命脉,使酒店全体工作人员的思想与行动保持一致,实现酒店的服务质量管理目标。
此外,酒店应当对员工的薪资待遇予以充分保障,按时发放工资,对需要照顾的员工给予应有的照顾和帮扶,体现出酒店对内部员工的人文关怀,敦促他们更好的工作。
(二)加强酒店员工队伍建设,提高管理人员素质
目前,酒店员工过硬的素质往往要通过培训工作来实现。酒店管理组织应当注重对员工的培训工作。我国旅游区酒店应当投入足够的培训费用,加大培训力度,努力提升部门负责人及员工的业务素质,以利于酒店服务质量的提升。同时,还应当注重酒店员工职业道德的塑造和提升,获取游客的高度信任,以便更好地进行服务工作,博得游客的真正满意。
(三)制订服务质量标准和质量目标,使服务系统化规范化
首先,酒店应当明确自身的各个服务项目,并针对这些项目制定相应的质量标准和工作程序,督促员工严格按照标准和程序提供服务,使服务实现系统化规范化。
其次,部门负责人应当对各岗位个环节的服务过程予以记录,并认真进行分析研究,找出不足,拿出合理化措施,并形成书面资料,使酒店服务更加人性化科学化。
再次,酒店应当建立服务质量反馈系统,接受游客的意见或建议,及时改进服务措施。
总之,随着旅游业的兴起和繁荣,旅游区酒店服务质量提升成为酒店健康长远发展的关键途径。因此,酒店应当高度重视服务质量管理,将服务质量落到实处,促进酒店的可持续发展。
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(一)广义惯性使牛顿力学进化爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。(二)再看牛顿力学为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力 --惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。(三)再看广义相对论爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替核心命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的" 低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。 就这些了,
我最反感抄袭论文的人……希望楼主只是借鉴而已
摩擦力是物体与物体相接触时,在接触面上产生一种阻止它们相对滑动的作用力。摩擦是一种极为普遍的力学现象,在人类生活、生产中无处不在。不仅固体与固体的接触面上有摩擦(这类摩擦称为干摩擦),就连固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上都有摩擦(这两类摩擦称为湿摩擦)。在干摩擦中,摩擦力按其性质可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力三种。不同性质的摩擦力,影响其大小的因素亦不相同。 一、干摩擦力 (一)静摩擦力 只要两物体之间存在着相对滑动趋势,就会出现摩擦力。如果滑动趋势不太强,则由于摩擦力的作用,相对滑动不致真正实现,这时的摩擦力称为静摩擦力fS。可见静摩擦力产生的原因是因为物体间有相对运动的趋势。而相对运动趋势产生的原因是有外力作用,因此,产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力,还需要有外力作用。静摩擦力的大小与指向都取决于相对滑动趋势。既然摩擦力是阻止相对滑动的作用力,静摩擦力的指向自然与接触面上相对滑动趋势的指向相反。两物体都受静摩擦力的作用,其指向分别与各该物体在接触面上的相对滑动趋势的指向相反。静摩擦力的大小也取决于相对滑动趋势,没有相对滑动趋势,就没有静摩擦力,即摩擦力大小为零;一有相对滑动趋势,静摩擦力也随之出现。在一定条件下,物体之间相对滑动趋势一定,静摩擦力就具有与之相应的一定的大小,这一大小应当恰恰足以抵消相对滑动趋势,使相对滑动不致真正发生。因此,在具体问题中,静摩擦力的大小往往不能预先知道,需要根据“物体之间并不真正发生相对滑动”这一条件从动力学的运动方程计算出来。情况一旦变了,物体之间的相对滑动趋势变了,静摩擦力的大小也就随之自动调节,使相对滑动总是不能真的发生。但是静摩擦力的自动调节并不能无限度地进行,其最大限度称为最大静摩擦力。在不超出最大静摩擦力的范围时,外力越大,静摩擦力越大。一旦超出最大静摩擦力的范围,物体便开始滑动,静摩擦力转变为滑动摩擦力。那么最大静摩擦力与什么有关呢?实验查明,最大静摩擦力fmax与两物体之间的正压力N成正比,与接触面的面积无关,与接触面的性质有关(如接触面的材料、接触面的粗糙程度等)。即fmax=μSN,其中μS称为静摩擦因数,它取决于接触面的材料与接触面的表面状态等。实践证明fS≤fmax=μSN。 (二)滑动摩擦力 当外力超出最大静摩擦力的范围时,物体便开始滑动,摩擦力继续存在,只是静摩擦力转变为滑动摩擦力。物体沿着接触面相对滑动,接触面上阻止相对滑动的摩擦力称为滑动摩擦力。滑动摩擦力的指向自然是与接触面上相对滑动的指向相反。滑动摩擦力的大小随相对滑动速度而变,相对滑动速度从零逐渐增大,滑动摩擦力则相应地从最大静摩擦力fmax=μN逐渐减小。通常说滑动摩擦小于静摩擦,将静止着的物体推动比较费劲,既以推动之后维持匀速运动则较省力,就是指此而言。但相对滑动速度过分大的时候,滑动摩擦力又急剧增大。我们可以采取控制变量法,通过实验准确验证在动摩擦因数一定时,滑动摩擦力的大小正比于接触面上的正压力N。但因为动摩擦因数较难控制,只粗略验证了在正压力一定时,滑动摩擦力与动摩擦力系数成正比这一结论。由此,可得出公式:fK=μN,其中μ称为滑动摩擦因数,它取决于接触面的材料与接触面的表面状态及相对滑动速度(如图所示)等。在一些特殊情况下(例如材料的硬度保持一定,接触面经过一定加工等等),滑动摩擦 力几乎不随运动速度而变,并且差不多就等于最大静摩擦力,即μ=常数≈μS 当外力等于动摩擦力时,物体受力还是平衡的,要使物体运动,就必须增大外力。 二、湿摩擦力 物体相对于液体或气体(称为流体)而运动时,沿着接触面上也有阻止相对滑动的摩擦力,这种摩擦力称为湿摩擦。物体浸没于液体或气体中,运动时除了受到湿摩擦力外,同时还有另一种效应,即在接触面上,物体受到液体或气体的压力,这压力的指向垂直于接触面,而且迎面所受压力大于背面所受压力,因而物体所受压力的总效果也是阻止物体的相对运动。由此而引起的阻力称为介质阻力,并且一般来说,介质阻力远远大于湿摩擦力。介质阻力和湿摩擦力的本质完全不同,但在物体相对于液体或气体的运动中,它们起着同样的作用。一般就将介质阻力归到湿摩擦力中,不去追究它们的本质。湿摩擦力不同于干摩擦力,没有相对运动也就没有湿摩擦力。所以对于湿摩擦现象,谈不上静摩擦力。既然不存在静摩擦,不论多小的力都能推动物体使其在液体或气体中运动。在干摩擦的情况下,小于最大静摩擦力的力根本不能推动物体。可以用竹竿撑船使船前进,却从来没看见过用竹竿撑汽车使汽车前进,就是这个道理。 一旦发生相对运动,湿摩擦力也随之出现。湿摩擦力的指向自然与物体相对运动速度指向相反。至于湿摩擦力的大小则随着相对运动的加快而增大。当相对运动比较慢的时候,湿摩擦力的大小大致与速度成正比;当相对运动比较快的时候,湿摩擦力大致与速度的平方成正比。 物体浸于液体或气体中,如以一定大小的力去推物体,由于不存在静摩擦,物体将逐渐动起来。物体一开始运动,湿摩擦力也就出现。起初,湿摩擦力比较小,还小于所加推力,物体仍然继续加速。物体速度加快,湿摩擦力随之而增大。最后,物体达到某个速度,其相应的湿摩擦力与所加推动力相等,物体保持这一速度而作匀速运动,这一速度称为极限速度。如物体的初速度超过极限速度,则湿摩擦力大于所加推动力,运动变慢,最后也是达到极限速度而作匀速运动。极限速度的大小显然与所加推动力的大小有关。在力学中湿摩擦力一般不去分析与研究,主要考虑的是干摩擦力。 三、摩擦力带来的影响 推桌子时,如果没有推动,则桌子有一个向右的运动趋势,同时桌子会受到一个向左的静摩擦力的作用,阻碍它的这种运动趋势,使桌子处于相对静止状态。传递带把货物往上运的过程中,如果没有摩擦,则货物要沿斜面下滑,所以物体有沿斜面下滑的趋势,所以传送带给了货物一个沿斜面向上的静摩擦力的作用,以阻碍货物向下滑的运动趋势。假如没有摩擦力,我们就不能走路了。因为既站不稳,也无法行走。比如在冰上步行,由于冰滑,走不多远就累得满头大汗。如果没有摩擦力的话,道路比冰还滑,那时人们只有伏倒在地上才会觉得好受些。假如没有摩擦力,螺钉就不能旋紧,钉在墙上的钉子就会自动松开而落下来。根据万有引力定律得知,一切物体就会在万有引力的作用下,全部聚集在了一起。家里的桌子,椅子都要聚在一起。给一点推力就都会散开来,并且会在地上滑过来,滑过去,根本无法使用。。。 如果没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变。这就是摩擦力带来的影响。总之,影响摩擦力大小的因素是固定的,较少的,但其表现形式却十分多样化、复杂化、只有充分了解、控制这些因素,才能充分利用有益摩擦,避免有害摩擦,最大程度地改进生产,改善生活。 四、高端物理学中对摩擦力的产生的解释 至到今天,人们对摩擦力的本质认识得不是十分清楚。最早对摩擦进行实验研究的代表性人物是文艺复兴时期的达·芬奇。他对表面光滑程度不同的物质的摩擦作了比较,提出物体间的摩擦程度取决于物体表面粗糙程度的大小,表面愈粗糙,摩擦力愈大,即固体表面的凹凸程度是产生摩擦的根本原因。这一想法后来逐步被发展为一种学说——凹凸说。该学说认为:物体表面无论经过何种加工,都必然留下或大或小的凹凸,这种表面凹凸不平的物体相互接触,就必然产生摩擦。有人对此做过这样一个比喻:固体表面的接触,犹如把一列山脉翻过来盖在另一列山脉上一样。由于它们的相互咬合,所以只有把凸部破坏掉,才能使之滑动,这便是产生阻碍相对运动的摩擦力的基本原理。这种学说在很长一段时间里,受到许多人的支持。 对于摩擦力的另外一种看法是分子说。这是由英国的物理学家德萨古利埃提出的。他认为,摩擦力产生的原因是摩擦面上的分子力相互交错所致。该学说指出,物体表面愈是光滑,摩擦面愈是相互接近,表面分子力就愈大,这样摩擦力也就愈大。但是这种学说由于加工技术上的原因,一直没有得到实验的证实,因而入们对此很难接受。 进入20世纪以后,分子说逐渐得到很多人的支持。一个叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能量损失,是因固体表面分子引力场的相互干涉所致,与凹凸程度无关。而另一名著名的学者哈迪,他进行了大量的实验,从而证明了分子说的正确性。他首先把两个物体表面研磨得极光滑,然后来做摩擦实验,结果发现,两物体磨得越光滑,它们之间的摩擦力就越少,但是这种光滑水平达到一定程度时,摩擦力反而有所增加,甚至两个光滑的金属面能“粘”在一起。而这正好证实了分子说的观点:当两个表面的分子互相进入彼此的分子间的引力圈时,两者间就能产生强烈的粘合作用,并以摩擦力的形式显示出来。哈迪的实验为分子说提供了有力的证据,分子说因而获得了广泛的承认,并被进一步发展为“粘合说”。但是,凹凸说并没有因分子说和粘合说的进展而被完全废弃,它与对立的分子说和粘合说都持之有据,言之有理。有人在这两者的基础上提出了包含凹凸说内容的综合性的现代粘合论。 (一)凹凸啮合说 从15世纪至18世纪,科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论,啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时,接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动,两个接触面的凸起部分相碰撞,产生断裂、摩损,就形成了对运动的阻碍。 (二)粘附说 这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出,他认为两个表面抛得很光的金属,摩擦会增大,可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释。 上世纪以来,随着工业和技术的发展,对摩擦理论的研究进一步深入,到上世纪中期,诞生了新的摩擦粘附论。 新的摩擦粘附论认为,两个互相接触的表面,无论做得多么光滑,从原子尺度看还是粗糙的,有许多微小的凸起,把这样的两个表面放在一起,微凸起的顶部发生接触,微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙。这样,接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小,微凸起的顶部发生弹性形变;如果法向压力较大,超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿),超过材料的弹性限度,微凸起的顶部便发生塑性形变,被压成平顶,这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子(原子)引力发生作用的范围,于是,两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合。这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动,必须对其中的一个表面施加一个切向力,来克服分子(原子)间的引力,剪断实际接触区生成的接点,这就产生了摩擦。在现代摩擦理论中,还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷,它们之间的静电作用,也是摩擦力的一个原因。 综上所述,摩擦现象的机理是复杂的,是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性,摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。 上述理论,已经否定了“物体表面越光滑,摩擦力越小”的说法。在非常平滑的物体表面之间,摩擦力是存在的。在教学中经常使用“表面光滑”,其含义是指无摩擦或摩擦因数等于零的表面,即没有摩擦力。这是教学中的一种约定,而并非真的是说两个表面光滑。在平玻璃板上推木块很容易,而在平玻璃板上推与木块相同质量的玻璃时就不容易了,这说明摩擦力增大了。
大统一理论公式 现在,人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力,它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力.宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释.进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为大统一理论.爱因斯坦在提出相对论以后,从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,也就是解释一切物理现象,直到他1955年逝世.他几十年的努力虽未成功,但却激励了后人. 地球膨裂说认为,要想搞清大统一理论公式,必须首先搞清为什么万有引力公式和库仑力公式中的常数G和K互换万有引力和库仑力相等要想搞清这一问题,必须搞清万有引力就是磁力。现代科学证明:“任何物质都具有磁性,所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用”{1}。科学家们现已测出:“星际空间磁感应强度为10^-10(T)、原子核表面约10^12(T)、中子星表面 约10^8(T)、人体表面 3×10^(-10) (T){2}” 。连人体表面磁感应强度都 3×10^-10 (T),这说明铅球和苹果也必然具有磁力,所以苹果坠地并不是被万有引力吸落的,而是被地球磁力吸落的。因此万有引力是不存在的,万有引力就是磁力。我们以原子核和电子间的万有引力和库仑力对万有引力公式和库仑力公式中的常数G和K互换万有引力和库仑力相等进行验证。我们知道:G=6.67×10^-11、原子核质量为1.67×10^-27、电子质量为9.1×10^-31、原子核的电荷q1=1.6×10^-19、电子的电荷q2=1.6×10^-19、K=9.0×10^9。常数G和K互换后原子核和电子间的库仑力G q1q2/r^2=6.67×10^-11×1.6×10^-19×1.6×10^-19=1.7×10^-48/r^2;常数G和K互换后原子核和电子间万有引力KMm/r^2=9.0×10^9×1.67×10^-27×9.1×10^-31 =1.36×10^-47/r^2。因为原子不显电性(磁性)电子和原子核的距离的正常距离,和原子显电性(磁性)电子和原子核的的超正常距离二者的差别非常小,所以差别可以乎略不计。因此,常数G和K互换后的原子核和电子间的库仑力与常数G和K互换后原子核和电子间的万有引力二者基本相等。因此说库仑力就是万有引力就是磁力。 我们从G=6.67×10^-11、星际空间磁感应强度为10^-10(T),二者基本相等可以看出万有引力常数G就是星际空间磁感应强度;我们从K=9.0×10^9、原子核表面磁场强度约10^12(T)二者基本相等,可以看出库仑力常数K就是原子核表面磁场强度。因此计算万有引力和库仑力时,用的万有引力公式GMm/r^2和库仑力公式Kq1q2/r^2中的常数G和K应该换成磁场强度。为什么计算原子核和电子间的万有引力和库仑力时,万有引力公式和库仑力公式中的常数G和K应该互换呢?地球膨裂说认为,原子之所以不显电性(磁性)是因为电子和原子核的距离是正常距离,因为原子核和电子都有磁性,原子核和电子间的距离是正常距离,因此,原子和电子之间的磁场强度应为原子核表面磁场强度约10^12(T)。原子之所以显电性(磁性)是因为流动的电子数量会受外界作用增多或减小,这样宏观反映为带电体,流动的电子和原子核的距离超出正常距离,所以原子核和流动电子之间的磁场强度应为星际空间磁感应强度为10^-10(T)。因此,求宏观中的万有引力公式中的常数G应为空间磁感应强度;求微观中的万有引力公式中的常数G应为原子核表面磁场强度;求宏观中库仑力公式中的常数K应为原子核表面磁场强度,求微观中库仑力公式中的常数K应为星际空间磁感应强度。因此宏观中的磁场强度和微观中的磁场强度正好相反,万有引力和库仑力公式中的磁场强度正好相反。因为宏观中的磁场强度和微观中的磁场强度正好相反,因此计算原子核和电子间的万有引力和库仑力时,用的万有引力公式GMm/r^2和库仑力公式Kq1q2/r^2中的常数G和K应该互换。 为什么万有引力公式GMm/r^2和库仑力公式Kq1q2/r^2只适用于宏观,万有引力公式KMm/r^2和库仑力公式Gq1q2/r^2只适用于微观呢?这是因为万有引力公式GMm/r^2和库仑力公式Kq1q2/r^2是在宏观条件下求得的,宏观中的磁场强度和微观中的磁场强度正好相反,所以只适用于宏观。地球膨裂说认为,既然万有引力就是库仑力,万有引力就是磁力,所以库仑力也是磁力,这就是大统一理论。只要把万有引力公式F=GMm/r^2中的常数G换成磁场强度B(可变量),F=BMm/r^2就是大统一理论公式。因为微观和宏观中的库仑力等于常数互换后的万有引力,所以只要测出两个带电体的质量,求库仑力求常数互换后的万有引力就可以了。参考文献:{1}、百度搜索:百度百科,磁性。磁性概述:因为任何物质都具有磁性,所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。{2}、百度搜索:磁感应强度,4量纲,(单位:T),原子核表面 约10^12;中子星表面 约10^8;星际空间 10^(-10);人体表面 3*10^(-10)。作者:赖柏林
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一.能量、机械能1.能量:①定义:一个物体能够做功,这个物体就具有能量。 ②提示:第一,一个物体能够做功越多,表示这个物体的能量越大。第二,物体能够做功,是指有做功的本领,可以是正在做功,也可以是不在做功。第三,能量包括机械能、内能、电能等各种形式的能量。能量的单位都是焦耳。2.动能:①定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。 ②提示:物体的质量和速度决定其动能的大小,运动物体的质量越大,速度越大,动能就越大。一切运动的物体都具有动能。3.势能:重力势能:①定义:物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。 ②提示:物体的质量和高度决定其重力势能的大小,物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就越大。 弹性势能:①定义::物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 ②提示:物体的弹性势能跟物体的弹性形变的大小有关,物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。4.机械能:①定义:动能和势能统称为机械能。 ②提示:物体的动能和势能的和等于它的机械能,动能和势能可以相互转化,如果能量只在动能和势能之间相互转化,则机械能的总量保持不变,自然界可供人类利用的机械能源有水能和风能。二.分子运动论 内能及内能的利用1.分子运动论:①内容:物质是由分子组成的,一切物体的分子都在不停地做无规则的运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力。 ②提示:第一,分子是很微小的,分子直径以10-10米来量度。物体的分子可以互相进入对方,表明分子间有间隙。第二,不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体和固体的分子扩散现象表明了:一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。第三,分子间的引力和斥力是同时存在的。紧压在一起的两块铅块不易拉开,表明分子间有相互作用的引力。液体和固体不易压缩,表明分子之间有斥力。2.内能:①定义:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。 ②提示:一切物体都有内能。物体的内能跟物体的温度有关,温度升高,物体内部分子的无规则运动加剧,它的内能增加。反之它的内能减小,物体内能还和分子间的相互作用情况有关。改变物体内能的方法有两种:做功和热传递,外界对物体做功,物体的内能增加(常见的有克服摩擦做功和压缩气体做功);物体对外界做,本身的内能会减小(如气体膨胀做功)。热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体。温度高的物体放热,温度降低,内能减小,低温物体吸热,温度升高,内能增加。内能的利用有两种:利用内能来加热和利用内能来做功。3.热量、比热、燃烧值:①定义:在热传递过程中传递能量的多少叫热量。单位:焦耳;单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。单位:焦/(千克·℃);1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值。单位:焦/千克。 ②提示:热量表示在热传递过程中,物体的能量转移了多少,它与物理过程( 升、降温等)相联系,不能说物体具有多少热量;比热是物质的一种特性,每种物质有一定的比热,不同的物质比热不同,物质的比热跟物质的质量、体积、温度等因素无关;某种燃料的燃烧值跟这种燃料的质量多少无关。4.热量公式:Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cm△t;Q放=cm(t-t0)或Q放=cm△t;Q燃=qm。5.能量守恒定律:①内容:能量既不会消失,也不会创出,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。 ②提示:能量守恒定律,是自然界最普遍,最重要的基本定律之一,任何一种形式的能量在转化和转移过程中,都遵守能量守恒定律,是人们认识和利用自然有力的武器。三.电路:1.两种电荷:①两种电荷规定:人们把绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷;把毛皮摩擦过的电荷叫做负电荷。②电荷间的相互作用规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。③提示:检验物体是否带电可以利用带电体的性质(吸引轻小物体),电荷间的相互作用(同电相斥)及验电器。用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,摩擦起电并不是创造了电,只是电荷发生了转移。2.导体和绝缘体:①定义:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。 ②提示:导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷。金属靠自由电子导电,酸、碱、盐水溶液靠正、负离子导电。绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有自由电荷。常见的导体有金属、大地、人体、碳(石墨)以及酸、碱、盐的水溶液等。常见的绝缘体有橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等。3.电流:①电流定义:电荷的定向移动形成电流。②电流的方向:规定正电荷定向移动方向为电流方向。③持续电流存在的条件:有电源和闭合电路(通路)。④电源:把其它形式能转化为电能的装置。⑤提示:电流的方向除了规定以外,还要知道金属导体中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反及在电源外部,电流方向是从电源的正极流向负极。常见的电源有干电池、蓄电池等化学电池及发电机。电源的作用是在电源内部不断使正级聚集正电荷,负极聚集负电荷以持续对外供电,绝对不允许用导线直接把电源两极连接起来,否则会因电流过大而损坏电源。4.电路:①电路的组成:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径。②电路的基本连接方法:串联电路和并联电路。③电路状态分为通路、开路和短路。④提示:第一,要求会画各种电路元件规定的符号。画电路图的基本要求:导线是直线,弯折处一般成直角;各元件连接紧密,分布合理,无断离;导线交叉连接处要注意打上黑圆点。第二,按照电路图连接实物图时要求:把导线的两端接在相应的元件的接线柱上,避免导线交叉;认真检查,电路图和实物图表示电路的连接情况要一致,连实物时,可采用“先干路后支路法”或“先通一路后补充法”均可。四.电流强度 电压 电阻1.电流强度:①定义:1秒钟内通过导体横截面的电量。②单位:安培。1A=1C/s。其它单位有毫安和微安。③大小:。④测量仪器:电流表。实验室里常用的电流表有两个量程:3A和0.6A,最小刻度分别是0.1A和0.02A。用电流表测电流时,要把电流表串联在被测电路中,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱线出。被测电流不要超过电流表的量程。绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。⑤实验及结论:串联电路中I=I1=I2;并联电路中,I=I1+I2。2.电压:①定义:电压使电路中形成了电流。②单位:伏特。其它单位有千伏、毫伏和微伏。③常见电压值:1节干电池电压1.5伏,家庭电路电压220伏,安全电压为不高于36伏。④测量仪器:电压表。实验室里常用的电压表有两个量程:15伏和3伏。它们的最小刻度分别是0.5伏和0.1伏。使用电压表时必须把电压表并联在被测电路两端,必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。被测电压不要超过电压表量程,电压表可以直接接到电源的两极上,测出电源的电压值。⑤实验及结论:串联电路中U=U1+U2,并联电路中U=U1=U2。3.电阻:①定义:导体对电流的阻碍作用。②单位:欧姆。1Ω=1V/1A。其它单位有千欧和兆欧。③大小:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的长度、横截面积和材料,电阻的大小和温度有关。④电阻的测量:伏——安法测电阻。⑤滑动变阻器的原理是利用改变电阻线在电路中的长度来改变电阻,从而改变电流。使用滑动变阻器时要注意阻值范围及最大电流两个重要参数。使用前应将滑片调到电阻最大的位置。有四个接线柱的滑动变阻器,在金属棒的两端和电阻线圈两端各选取一个接线柱接在电路中,才能起到改变电路电阻大小的作用。五.欧姆定律:1.电流与电压、电阻关系的实验结论:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比;在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。2.欧姆定律:①文字叙述:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。②公式:。使用公式时注意公式中的I、U、R必须是同一导体(或同一电路)和同一时间的电流、电压、电阻。3.串联是路的规律:①I=I1=I2,②U=U1+U2③R=R1+R2,④几个R串联时R串=nR,⑤串联分压分式。4.并联是路的规律:①I=I1+I2,②U=U1+U2,③,④n个R并联⑤两个电阻R1、R2并联:,⑥并联分流公式:。5.利用欧姆定律可转化为,并由此做为测定电阻的方法。六.电动和电功率:1.电功:①定义:电流通过用电器所做的功。②单位:J和kWh,1kWh=3.6×106J.③计算式:。前二式为普遍适用公式,后二式适用于纯电阻电路。④测量:电能表。电能表的计数器上前后两次读数之差,就是这段时间内用户用电的度数。2.电功率:①定义:电流在单位时内所做的功。电功率表示电流做功快慢。②单位:W和KW。1KW=1000W。③公式:。前二式为普遍适用公式,后二式适用于纯电阻电路。④测量:用V—A法可测定用电器的电功率,P=UI。⑤额定功率:用电器铭牌上标出的功率值,是用电器在额定电压下的电功率值。⑥实际功率:用电器在实际电压下的功率值。一个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有无数个。3.焦耳定律:①文字叙述,电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。②公式:焦耳定律数学表达式:Q=I2Rt,导出公式有Q=UIt和。③注意问题:电流所做的功全部产生热量,即电能全部转化为内能,这时有Q=W。电热器和白炽电灯属于上述情况。④电热器利用电流的热效应来加热的设备。电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大,熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。【解题点要】例1.人造卫星沿椭圆轨道运行的过程中,发生动能和势能的相互转化,下面说法正确的是( ) A.卫星从近地点向远地点运动时,动能增大,势能减小。 B.卫星从远地点向近地点运动时,动能增大,势能减小。 C.卫星从远地点向近地点运动时,动能增大,势能增大。 D.卫星从远地点向近地点运动时,动能减小,势能减小。 解析:人造卫星沿椭圆轨道运行过程中,没有受到阻力,各位置的机械能总量保持不变。卫星运行到近地点时,离地面的高度最小,势能最小,动能最大;卫星运行到远地点时,离地面的高度最大,势能最大,则动能最小。也就是说卫星的势能增大时,动能必定减小。或势能减小,动能必定增大。正确答案选B。例2.下列关于内能的说法中,正确的是( ) A.两杯水中,温度高的杯中水的内能一定大 B.物体的比热越大,内能也越大 C.0℃的物体内能为零 D.做功和热传递都可以改变物体的内能解析:根据内能的有关概念,内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能,C项错误。同一物体的温度越高,它的内能就越大。在A项中两杯水的多少没有明确给出,就无法比较哪杯水的内能大小。物体的内能跟比热没有关系,改变物体的内能的方法有做功和热传递。答案应选D项。例3.如图1所示“用电流表测电流”的实验中,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮,某同学用一根导线去查找电路的故障,他将导线先并接在灯L1两端时,发现灯L2亮,灯L1不亮,然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮,由此可判断:( )A.灯L1断路 B.灯L2断路C.灯L1短路 D.灯L2短路 解析:电路的故障归纳起来一般有断路和短路两种情况,当电路断路时,电路无电流通过,串联在电路中的电流表无读数,用电器不工作(如电灯不亮,电铃不响),但电压表可能会有读数。发生短路或局部短路时,电流直接从导线或开关通过,不经过用电器。本题某同学有一根导线去查找电路的故障,把导线并接于灯L1两端时,发现灯L2亮,灯L1不亮,说灯L2不断路也不短路,故障出在灯L1,灯L1是断路还是短路呢?当导线并接于灯L2两端时,发现两灯均不亮;假若灯L1是短路,则题目一开始给出的开关S闭合时,灯L2就该亮了,由此可以判断电路的故障是L1断路。答案应选A项。例4.图2所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合后,若滑动变阻器的滑片P向A端移动,则( ) A.电压表的示数和电流表的示数都增大 B.电压表的示数和电流表的示数都减小 C.电流表的示数减小,电压表的示数增大 D.电流表的示数增大,电压表的示数减小 解析:图中的电阻R和滑动变阻器R¢是串联在电路中,电流表是测量电路中的电流,电压表是测量滑动变阻器R¢两端的电压,不要误认为是测量R两端的电压,也不是测量电源电压。电路中的电流和电压之所以会发生变化,是滑动变阻器的滑片移动引起,一般从电源——滑片开始分析:滑片向A端移动时,滑动变阻器R¢接入电路的电阻变小,电路的总电阻R总=R+R¢变小,欧姆定律,电源电压U不变,R总变小,电路中的电流变大,即电流表的示数增大。UR=IR,I增大,R不变,电阻R两端的电压UR增大,根据串联电路的特点,滑动变阻器两端的电压U¢=U-UR,得知U¢减小,即电压表的示数减小。答案选D。例5.如图3所示电路中,灯L1的电阻R1是灯L2电阻的(不考虑灯丝电阻随温度的变化),电源电压为10伏并保持不变,S1、S2为开关,闭合S1,断开S2时,灯L1正常发光,电阻R3消耗的电功率为2瓦,电压表示数为U1;当闭合S2,断开S1时,电阻R4消耗的电功率为瓦,电压表示数为U1。求:(1)灯L1的额定功率。(2)电阻R4的阻值。 解:当闭合S1,断开S2时,R1与R3串联,。当闭合S2,断开S1时,R1、R2、R4串联,I¢因而 I1∶I¢=2∶1,I3∶I4=2∶1,所以两次串联的电流之比I∶I¢=2∶1,即 ①又当闭合S1,断开S2时,电阻R3消耗功率为2瓦,即I2R3=2W。当闭合S2,断开S1时,电阻R4消耗功率为瓦,即I¢2R4=W。,即= ②由题目中,将其代入①中,得到,即2R3=R1+R4将②式代入得又因W=3WV=4V【同步练习】1.质量是0.5千克的铝壶里装了2千克的水,初温度为20℃,如果它们吸收了265.2×103焦耳的热量,温度升高到多少摄氏度[铝的比热为0.88×103焦/(千克·℃)]?2.甲、乙两物体的质量和温度都相同,把甲放入一杯热水中,搅拌后,当甲与水温相等时测得水温降低了了7℃,将甲取出,把乙放进去,搅拌后当乙与水温相等时测得水的温度也降低了7℃,(水的质量和热量损失不计)由此可知( ) A.甲物体的比热大 B.乙物体比热大 C.甲、乙两物体比热一样大 D.条件不足无法判断3.甲、乙、丙、丁都是带电体,已知甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁,则甲、乙和丁的相互作用是( ) A.甲吸引丁,乙排斥丁 B.甲排斥丁,乙吸引丁 C.甲、乙都吸引丁 D.甲、乙都排斥丁4.两个电阻R1=20欧,R2=30欧,串联后接入6伏电路中,它们消耗的电功率之比P1∶P2= ;它们并联后接入6伏电路中,它们消耗的电功率之比P1¢∶P2¢= ;串联时消耗的总功率与并联时消耗的总功率之比P串∶P并= 。5.两个定值电阻R1和R2(R1>R2)串联后接入一个电压为U的电源上,R1和R2消耗的功率分别为P1和P2;并联后仍接入在这个电源上,R1和R2消耗的功率分别为P1¢和P2¢(电源电压不变),那么( ) A.P1>P2 P1¢>P2¢ B.P1<P2 P1¢>P2¢ C.P1¢<P1 P2¢<P2 D.P1¢>P1 P2¢>P26.如图4所示,电源电压保持不变,S闭合时灯L的功率为100瓦,S断开时,电阻R的功率为9瓦,且RL>R。求:(1)S断开或S闭合时,通过灯L的电流强度之比。(2)S断开时灯L的实际功率。【同步练习答案】1.50℃ 2.B 3.A 4. 3∶2;2∶3;6∶25 5.D 6. 9∶10; 81W
电磁,物理概念之一,是物质所表现的电性和磁性的统称。如电磁感应、电磁波等等。电磁是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动,形成磁场,因此所有的电磁现象都离不开磁场。电磁学是研究电磁和电磁的相互作用现象,及其规律和应用的物理学分支学科。麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。电磁是能量的反应是物质所表现的电性和磁性的统称,如电磁感应、电磁波、电磁场等等。所有的电磁现象都离不开磁场;而磁场是由运动电荷产生的。运动电荷可以产生波动。其波动机理为:运动电荷e运动时,必然受到其毗邻e地阻碍,表现为运动电荷带动其毗邻1向上运动,即毗邻随同运动电荷e一起向上运动;当毗邻1向上运动时,必然受到其自身毗邻1地阻碍,表现为毗邻1带动其自身毗邻向上运动,即毗邻2随同毗邻1一起向上运动。这样以此向前传播,形成波动。显然,真空中这种波动的传播速度为光速。