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物理学毕业论文题目
1、物理学史与物理教学结合的理论与实践研究
2、二氧化碳深含水层隔离的二相渗流模拟与岩石物理学研究
3、二十世纪中国原子分子物理学的建立和发展
4、普通高中物理课程内容与大学物理课程内容的适切性研究
5、从现代物理学理论发展探讨孙思邈修道养生观
6、地震岩石物理学及其应用研究
7、碎屑岩地震岩石物理学特征研究
8、信息技术支持下的物理学与教的研究
9、物理学中对称现象的语境分析及其意义
10、本质直观视域下的量子引力学困境
11、复杂金融系统的相互作用结构与大波动动力学研究
12、大小细胞视觉通路在早期开角型青光眼和双眼竞争中作用的功能磁共振成像及视觉心理物理学研究
13、经济物理学中的金融数据分析:统计与建模
14、农村高中物理学困生的差异教学研究
15、基于PD控制的拟态物理学优化算法的研究
16、多目标拟态物理学优化算法解集分布性研究
17、利用物理学史 教育 资源优化中学物理教学的研究
18、中学生与物理学家共同体概念形成过程的对比研究
19、物理学专业师范生PCK研究
20、物理学史融入高中物理教学的实践研究
21、莱布尼茨物理学哲学思想研究
22、运用高中物理教材栏目开展物理学史教育的实践
23、新课程下 高一物理 学困生转化策略
24、运用高中物理“学案教学”提高学生问题意识的实践
25、基于书目记录的《中图法》物理学类目调整 方法
26、物理学专业师范生教学技能训练现状调查与对策研究
27、高中物理学困生成因及转化策略研究
28、从物理学家的研究方法看物理学的进展
29、高中物理学困生学习动机的实证调查与影响因素分析
30、食管癌调强放疗物理学参数对放射性肺炎的评估价值
31、近代物理学史在高中物理教学中的应用
32、提升物理学困生自主学习能力的教学策略研究
33、物理学史在高中物理教学中的应用研究
34、关于培养学生物理学科素养的教学实践研究
35、高一物理学困生学习效率低下成因及转化策略
36、校本课程《生活中的物理学原理 DIY 》的开发与实践
37、高中物理教学中物理学史教育现状调查与研究
38、高中物理学困生学业情绪现状及影响因素的调查研究
39、利用物理学史促进高中生理解科学本质的实践研究
40、物理学史融入中学课堂教学的实践研究
2021中学物理论文题目
1、 中学物理教材的重难点内容表达方式的研究
2、 关于中学物理学习中学生素质培养之设想
3、 中学物理学习中互动作用的深入研究
4、 通过力学教学实现中学物理到大学物理的良好过渡
5、 一类变分问题在中学物理课外教学中的尝试
6、 在中学物理知识结构化中锻造学生核心素养
7、 浅谈中学物理探究教学的策略
8、 物理模型在中学物理教学中的作用研究
9、 浅谈中学物理学习中创造性思维的障碍与对策
10、 中学物理知识在甜樱桃保鲜中的应用
11、 浅谈中学物理教学中的“骆驼教学法”
12、 中学物理良性学习习惯的现状调查及分析
13、 函数图像法在中学物理中的应用
14、 中学物理异课同构教研活动设计研究
15、 中学物理教学中缄默知识的应用研究
16、 中学物理教学对大学物理教学的影响——以安阳师范学院为例
17、 物理实验在中学物理教学中的地位和作用
18、 中学物理活动教学的设计研究
19、 中学物理课堂环境评价量表的实证检测
20、 中学物理教学中概念的教学策略研究
21、 几何画板在中学物理教学中的应用
22、 引导式 反思 :将HPS教育融入中学物理教学的方式
23、 中学物理实验课堂环境的测评研究——以北京地区为例
24、 我国中学物理教育研究的进展与趋势——基于中国知网的文献计量学研究
25、 国际科学教育坐标中的我国中学物理教育研究:基于文献计量学的国际比较研究
26、 中学物理实验技能的评价研究
27、 中学物理教学中激发学生学习动机的策略研究
28、 突破中学物理教学难点的策略
29、 探究中学物理课堂的实际案例中如何引入新的教学模式
30、 中学物理“微实验”创设的价值思考
31、 中学物理实验教学的新思考
32、 提高中学物理教师信息技术应用技能的策略
33、 高师本科物理专业中学物理教学能力培养目标体系的研究
34、 刍议中学物理教科书中的举例说明题
35、 中学物理教学的问题情境创设
36、 3D虚拟增强现实技术在中学物理教学中的应用研究
37、 以藏族 文化 生活为例,开发藏区中学物理课程实验资源
38、 贯通大中学物理综合能力培养的物理学术竞赛教学模式
39、 中学物理在教学内容上的改革思考
40、 我国中学物理“时间观”课程教学的现实与改进
41、 中学物理教学中演示实验的应用策略
42、 中学物理教学中学生动手能力的培养
43、 新课程背景下农村中学物理实验教学的探索
44、 浅谈提高中学物理低成本实验教学的有效性
45、 浅谈中学物理“生活化”教学的策略
物理教学论文题目
1、 高中物理教学中常见电学实验问题分析
2、 以生活化教学模式提高初中物理教学的有效性
3、 工科专业大学物理教学现状与改革方向研究
4、 大学物理教学中创新型人才的培养与实践
5、 教学新范式下大学物理教学的几点思考
6、 基于翻转课堂理念的独立学院大学物理教学模式研究
7、 基于CDIO理念的大学物理教学改革探索
8、 统计物理教学中引入Jarzynski等式的必要性
9、 物理教学融入工匠精神的思考与实践
10、 让“陶花”在物理教学实践中绽放——浅议过程性评价和物理教学实践
11、 高中物理教学中培养学生的思维
12、 “蜂窝视频元”在高中物理教学中的应用实践研究
13、 中学物理教学中缄默知识的应用研究
14、 提高大学物理教学质量的 措施 与对策
15、 高分子物理教学中关于链段概念的讲解
16、 以提高人才培养质量为目标,探索新形势下大学物理教学策略
17、 基于翻转式课堂模式的大学物理教学研究
18、 中学物理教学对大学物理教学的影响——以安阳师范学院为例
19、 高分子物理教学中“结晶”概念的讲解
20、 引导式反思:将HPS教育融入中学物理教学的方式
21、 高中物理教学核心素养:演示实验创新
22、 数形结合思想在高中数学与物理教学中的应用研究
23、 浅析信息技术在初中物理教学中的应用——以欧姆定律学习为例
24、 新工科背景下大学物理教学研究
25、 地方本科院校大学物理教学改革模式探究
26、 高师本科物理专业中学物理教学能力培养目标体系的研究
27、 高中物理教学使用 思维导图 的几个误区
28、 中学物理教学的问题情境创设
29、 3D虚拟增强现实技术在中学物理教学中的应用研究
30、 MATLAB的可视化在物理教学中的应用
31、 案例教学法在“半导体器件物理”教学中的尝试与反思
32、 新工科背景下“类像思维”在半导体物理教学中的应用
33、 核心素养下的高校半导体物理教学改革路径研究
34、 材料专业大学物理教学内容的改革与实践
35、 为提高大学物理教学的学术水平而努力
36、 材料学专业固体物理教学中的抽象与形象思维转化
37、 大学物理教学研究现状与展望——基于10年核心期刊论文分析
38、 高考3+3新模式下中学与大学物理教学的衔接性校本研究:热学部分
39、 浅析STS教育在职业学校物理教学中的有效渗透
40、 智慧教育理念在大学物理教学改革中的应用研究
41、 混合教学模式在固体物理教学中的应用
42、 物理学思维方法在大学物理教学中的应用
43、 多媒体在应用型本科院校大学物理教学中的应用
44、 在物理教学中渗透生涯教育的探索——由新高考选考物理遇冷说开去
45、 浅谈初中物理教学中“弱势学生”激励策略
46、 “物理教学论实验”课程的“课例化”教学模式研究
47、 提高大学物理教学效果的策略
48、 利用虚拟实验改进物理教学
49、 基于建筑学学生思维特点的实践性建筑物理教学初探
50、 核心素养视角下初中物理教学的方法
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一、热力学基本规律
1、空气状态的变化和大气中所进行的各种热力过程都遵循热力学的一般规律,所以热力学方法及结果被广泛地用来研究大气,称为大气热力学。
2、开放系和封闭系
(1) 开放系:一个与外界交换质量的系统
(2) 封闭系:和外界互不交换质量的系统
(3) 独立系:与外界隔绝的系统,即不交换质量也不交换能量的系统。
3、准静态过程和准静力条件
(1)准静态过程: 系统在变态过程中的每一步都处于平衡状态
(2) 准静力条件:P≡Pe 系统内部压强p 全等于外界压强Pe
4、气块(微团)模型
气块(微团)模型是指宏观上足够小而微观上含有大量分子的空气团,其内部可包含水汽、液态水或固态水。 气块(微团)模型就是从大气中取一体微小的空气块,作为对实际空气块的近似。
5、气象上常用的热力学第一定律形式 δQ=cdT -αdp=cdT-pp
【比定压热容cp和比定容热容cv的关系cp= cv+R,(R比气体常数)】
6、热力学第二定律讨论的是过程的自然方向和热力平衡的简明判据,它是通过态函数来完成的。
7、理解熵、焓(从平衡态x0开始而终止于另一个平衡态x的过程,将朝着使系统与外界的总熵增加的方向进行;等焓过程: 绝热和等压;物理意义:在等压过程中,系统焓的增加值等于它所吸收的热量)
8、大气能量的基本形式:(1)内能;(2)势能;(3)动能;(4)潜热能
9、大气能量的组合形式(1)显热能:单位质量空气的显热能就是比焓。(2)温湿能:单位质量空气的温湿能是显热能和潜热能之和。(3)静力能: 对单位质量的干(湿)空气,干(湿)静力能:(4)全势能: 势能和内能之和称全势能
10、大气总能量
1干空气的总能量: Ed=U+Φ+Ek=cpT+gz+V2
212湿空气的总能量: Em=U+Φ+Ek+Lq=cpT+gz+V+Lq2二、大气中的干绝热过程
1、系统(如一气块)与外界无热量交换(δQ=0)的过程,称为绝热过程。 1dpρ Tpp () d ()(对未饱和湿空气κ= κd=R/Cp=计算大气的干绝热过程)T0p0p0
例:如干空气的初态为p=1000hpa ,T0=300K,当它绝热膨胀,气压分别降到900hpa和800hpa时温度分别为多少?
2、干绝热减温率
定义:未饱和湿空气块温度随高度的变化率的负值为干绝热减温率γv,单位°/100m
g d 1oC/100m cpd
3、位温θ
定义: 把空气块干绝热膨胀或压缩到标准气压(常取1000hpa)时应有的温度称位温。
1000 ) T() T()未饱和湿空气大小: T( ppp
【位温在干绝热过程中保持不变,称为在干绝热过程中具有保守性。】
4、抬升凝结高度Zc(LCL): 湿空气块因绝热抬升而水汽达到饱和并开始凝结的高度。 Rd(z) T0 10(z z0) 123(T抬升凝结的估算公式 z c T 0 d 0 ) (T0和Tdo分别为地面的气温和露点) 2(z) Td0 10(z z0) 三、可逆的饱和绝热过程和假绝热过程
1、假如空气块在上升过程中是绝热的,全部凝结水都保留在气块内,气块在下沉时凝结的水分又会蒸发,仍然沿绝热过程回到原来状态,这个过程湿绝热过程。又称可逆的饱和绝热过程、可逆的湿绝热过程。
2、空气块在上升过程中是绝热的,当饱和气块在上升过程中,水汽凝结释放潜热。凝结物一旦形成,随即全部脱离原上升气块,气块做湿绝热上升;当气块转为下降运动时,因无水汽凝结物供蒸发,气块呈未饱和状态,做干绝热下降。这种过程假绝热过程。又称不可逆的湿绝热过程。自然界的焚风是最常见的假绝热过程例子。
3、焚风:气流过山后在背风坡形成的干热风,称为焚风。
试计算在山麓处温度为25oC气流,翻越一座4000米的高山,到达山脚时的温度变为多少?(设凝结高度为1000米,γs =米)
有一气流,温度为15℃,越过高度为2000米的山脉。设凝结高度为800米,凝结物全部降落,若湿绝热减温率为γs=℃/100米,问气流翻越高山后温度变为多少?
4、湿绝热方程(饱和湿空气的热力学第一定律) cdT RTdlnp Ldr 0pdddvs
5、湿绝热减温率γs为饱和湿空气随高度的变化率的负值:rs
湿绝热减温率与干绝热减温率及饱和比湿垂直分布的关系: dT dz
rs drLdrdT rd Vs 因饱和比湿通常随高度减少,s 0 所以可知rs rd dzdzcpddz
6、假相当位温θse :θse就是湿空气通过假绝热过程把它包含的水汽全部凝
结降落完后,降落到1000hpa的温度称为假相当位温。
假湿球位温θsw : θsw 就是湿空气通过可逆的饱和绝热过程降落到1000hpa
的温度,称为假湿球位温。 同样可以证明, θse 和θsw 无论是干绝热过程还是湿绝热过程,其值保持不变,具有保守性。
H m1 h1 m2 h2 0
h1 cp1(T T1) cpd1(1 )(T T1)
h wcp T2T)e cpdT(1和 )(T T 各温湿参量关系:Tsw2T2(T2sesw2m1T1 m2T2四、大气热力学图解(见附加资料) 由上两式可得:m五、绝热混合过程 m1T1 m2T2 (mT1 q2T2)me me22m11qT1mm1 2T1122T ):两个温度和湿度各不相同的空气块绝热等压混合的情况。1、绝热等压混合(水平混合 T e m(1 )m混合结果:混合后的T 、q 、e、θ都可由初值的质量加权平均得到。 m
mq mqm1e1 m2e2m1 1 m2 2m1T1 m2T2e q T mmmm实例:湿度较大的未饱和空气块混合后,有可能发生凝结。(见p145图) m me me112 21122【冬季水面上的蒸汽雾; 飞机云迹 ; 开水壶口喷出的雾】 e mm六、大气的静力稳定度
1、判别大气稳定度的基本方法一气块法 m1 1 m2 2 在气层中任意选取一空气块,使其上下移动。根据该气层对空气块的垂直运动的影响情况mT T 2)se 来判断气层的稳定度。这种方法称为气块法。
大气层结稳定度判据:(1)当Γ>γ时,为不稳定大气层结(2)当Γ=γ时,为中性大气层结(3)当Γ<γ时,为稳定大气层结
特别地, 对于未饱和气块, γ= γd ; 对于饱和气块, γ= γs
大气层结稳定度总判据
当Γ>γd时,绝对不稳定
当γd >Γ>γs时,条件性不稳定
当Γ<γs时,绝对稳定
如大气层结分布与烟云扩散形态的关系:扇型; 熏烟型; 环链型 ; 锥型 ; 屋脊型
2、判别条件性不稳定大气稳定度的基本方法二 不稳定能量法
净浮力将单位质量气块从z0移到z所作的功:
z 12T Tve12w w0 Ek gvdzz 202Tve
利用静力学方程可得:
ppp00 E R(T T)d( lnp) R(T T)d(ln) kdvvedvvep0p0p可见,
大气层结的能量由状态曲线、层结曲线、等压线p0和p所包围的面积确定: 当 Tv > Tve,即状态曲线在层结曲线的右边面积A为正;(图见p156) 当 Tv < Tve ,即状态曲线在层结曲线的左边面积A为负。
3、条件性不稳定的类型 (图见P157)
层结曲线和状态曲线的第一个交点F为自由对流高度(LFC)
第二个交点D为平衡高度(此处速度最大,加速度为零)
对流有效势能(CAPE)为F和D之间的正面积区
对流抑制能量(CIN)为LFC以下的负面积区(大气底部的气块要达到LFC至少需从其他途径获得的能量下限)
温度层结曲线与低层等饱和比湿线的交点为对流凝结高度(CCL)
状态曲线的第一个折点为抬升凝结高度(LCL)
4、大气三种基本类型:(1)潜在不稳定型;(2)绝对稳定型;(3)绝对不稳定型。
其中(1)真潜在不稳定型:正面积大于负面积;(2)假潜在不稳定型:正面积小于负面积 因此,在相同的温度层结下,湿度愈大,愈有利于垂直运动的发展。
5、热雷雨是指气团内因下垫面(森林、沙地、湖泊)受热不均,由热力抬升作用形成的雷雨。 CCL即为温度层结曲线和低层等饱和比湿q0线的交点。要预测当天可能发生热雷雨的可能性,需从对流凝结高度沿干绝热线下延至地面,以确定当天可能发生热对流的下限温度Tt ,一般认为,如果几天来天气条件没有太大变化,且前几天地面最高气温接近或接近Tt,那么当天气温就可能达到或超过Tt,产生热雷雨的可能性就比较大。
七、整层气层升降时稳定度的变化
1、整层气 层升降会导致大气温度递减率和湿度垂直分布的变化,从而使气层的稳定度发生变化,导致强烈对流或者使气层更稳定。
稳定度讨论 【Γv2将如何变化,取决于(1-p2A2/P1A1)】
(1) 当Γv1<γd,如果气层下沉且伴随有横向扩散,有p2A2> P1A1 则Γv2 <Γv1 ,气层稳定度将趋向更稳定,甚至出现逆温。
如果气层被抬升且伴随有水平辐合时,有p2A2< P1A1 则Γv2 >Γv1 ,导致气层的稳定性减少。如果 P2/P1和 A2/A1两者的变化趋势相反(即上升辐散,下降辐合),
(2)当Γv1=γd, 则Γv2=Γv1=γd, 原气层在升降过程中保持干绝热减温率不变。
(3)当Γv1>γd, 所得结论与(1)相反。但这种处于绝对不稳定状态的气层在实际大气中是极少见的。
2、对流性不稳定:
上干下湿气层 :整层气层上升并先后凝结后,饱和气层的垂直减温率将变得大于γs,成了不稳定层结,称对流性不稳定。
上湿下干气层:气层的垂直减温率将变小甚至为零或逆温,成了稳定层结,称对流性稳定。
第十一章 云雾形成的宏观条件及一般特征
一、1、云 云和降水的分类和生成条件
2、云雾生成的宏观条件
水汽由未饱和达到饱和而生成云雾有两途径:(1)增加空气中的水汽(2)降温(*绝热上升冷却凝结、等压冷却凝结、绝热混合凝结)【上升气流和充足的水汽是云生成的必要条件】 上升运动的形式不同,形成不同的云型:
1) 大范围辐合抬升:锋面云系(图),低压、冷涡、切变线产生辐合抬升
2) 局地不稳定层结的对流运动:局地不稳定
3) 地形抬升: 暖湿气流被山地抬升
4) 波动: 高空稳定层下的风速切变
5) 湍流: 大气边界层的湍流使热量、动量和水汽的重新分布
3、对流云一般分为形成Cu Cu cong (上升气流为主、提供丰富的水汽,10-15min)
cong 成熟 Cu Cb (出现降水,10-30min)消散Cb Sc, Ci not(云下出现下沉气流,几min) 单个气团雷暴的生命期约为1-2小时
二、局地强风暴天气系统
1、飑线定义:集合成带状排列的雷雨云,宽数公里,长可达一二百公里。
2、超级单体风暴定义:由一个庞大的单体构成,尺度可达50km寿命长达7-8h。
3、多单体风暴和传播式单体风暴定义:由许多个单体所组成的风暴云。
4、降水的宏观特征(1)水平范围变化较大(2)一次降水,降水量一般大于云中总含水量,(3)对于一次降水,降水量一般小于入云水汽量
三、云雾降水的微观 特征
1、云和降水是由大量离散的液态或固态粒子所构成的包括云滴、雨滴、冰雪晶、雪花、霰、冰雹等。它们的微观特征主要指粒子的大小及其数密度(或称浓度)。
2、云雾滴谱分布特征:(1)不同云云滴谱差异较大;(2)积状云比层状云滴谱宽;(3)对流强的浓积云的云滴谱较宽,云滴数密度较小而尺度较大。
3、冰雪晶微观特征——
(1)粒子分类:冰晶、雪晶、雪花、霰粒或雪丸、小雹粒和冰雨
冰晶的基本形状是对称的六角棱柱状。(2)冰雪晶的尺度:柱状冰晶的长度和板状冰晶的直径范围在10 m和1mm之间,最大可达几毫米。
4、降水粒子的谱分布:雨滴在空气中降落时,其形状由大小决定【了解】
第十二章 云雾降水形成的微物理过程
(云雾降水粒子的生成、增长,直到形成降水的微物理过程。)
一、云粒子的均质核化
1、作为新的相态中出现的初始胚胎,应为稳定存在的最小新相元素,它是物态的一种转变过程,称为核化。
核化分为两类:均质核化和异质核化:
均质核化指单一相态中的分子中某些分子组成以聚合形式出现的纯初相胚胎,无其他物质参与。
异质核化指有其他物质参与核化作用,正是由于其他物质的存在,为新相产生提供基底,构成核心,才利于新相的产生。(所谓的其他物质就是大气气溶胶粒子。)
2、弯曲液面(胚滴)上平衡水汽压与温度和曲率的关系
er es(T)2 1)(er和es(T)分别为半径为r,温度为T时的水滴和平水面的饱和 wRvTr水汽压,σ是水的表面张力系数,ρw是液水的密度,Rv为水汽比气体常数。)
3、新相胚滴的临界半径:(生存的尺度)r*=2 /ρwRvTln(e/es) s r t 温度越低,饱和比越大,越易形成同质核化。 【自然条件下不可能出现水汽同质核化。】
4、水滴同质核化冻结——说明在自然界存在水滴同质核化冻结现象。
二、云粒子的异质核化
1、云凝结核(CCN)——是指在s=,即f=的水汽条件下能凝结核的核。包括可溶性核(主要尺度范围r=μm)和不可溶性核(尺度范围r≥μm的核相对有效)。 crcne=e(1+-3)2、溶液滴表面的平衡水汽压en公式(寇拉方程) nsrr可见,en由温度效应、曲率效应、溶液效应三因素决定。
3、冰晶的异质核化(冰核通常是不可溶的,其结晶结构类似于冰,而且尺度越大越有效。)
三、冰晶的凝华增长 dm 4 CD( v w)1、水汽扩散方程(麦克斯韦公式) dt冰晶的三种基本形态:针状、平面状、六角柱状
2、蒸—凝过程(冰晶效应)——在-12 ℃增长最快。
3、在重力作用下,水滴的下降速度不断提高,与此同时,阻力也随之增加,当水滴受力达到平衡时,水滴匀速下降,此时的下降速度称为下降末速度。
(1)r 50 m取斯托克斯近似CD 24/Re
(2)50 m r 500 m
(3)r 500 mCD 12/Re
CD Ar2vw Br
vw Cr
分别求出半径为40μm,500 μm ,1000 μm的水滴的下落末速度。 并对照p333表。
四、云滴和雨滴的碰并增长
1、重力碰并:是指水滴之间在重力场中因下降末速度不同而导致的碰并现象。
qwEvw1则云滴半径随高度的增长率为: dr1 dZ4 ( vw1)
云厚2km,具有均匀的液态水含量,云顶有半径为的云滴穿云下落,已知平均碰并系数为,计算:(1)忽略云中气流,计算云滴从云底落出时的尺度。(2)云滴穿过云层所需的时间。(3)设云中上升气流为20cm/s,计算云滴长到直 径时所需的最小云厚。
2、云滴的随机碰并增长(云滴通过随机碰并增长模式增长,可以出现少量的大雨滴,增长速度较快。)
例:有1000个小云滴通过随机碰并增长,概率是1/20,两个时间段后,大中小尺度的云滴各为多少个?
五、冰雪晶的碰并增长
1、碰冻增长(冰晶凇附增长)指冰晶与过冷水滴碰撞并冻结的增长过程,也称凇附增长。 这就是霰形成增长的基本过程,也是冰晶碰并云滴产生碰冻增长的基本特征。
2、丛集增长过程(冰晶碰连增长) 丛集增长指通过冰晶之间的相互粘连作用而增长的过程,这也是雪花的形成过程。
3、冰晶的繁生 由冰晶的异质核化推理:一个冰核最多只能产生一个冰晶胚胎。
六、层状云降水的形成
1、暖性层状云的降水 由水滴组成的暖云主要是通过云滴的重力碰并过程而长大成降水粒子的,这就是所谓的暖云过程。
2、混合层状云降水:冰晶层(<-20—-5℃)→冰晶、过冷水滴层(-5℃ <温度< 0℃)→ 水滴层(温度>0℃)
3、暖云降水的重要机制:云粒通过凝结、碰并增长→小雨,毛毛雨(雨层云例外)
4、冷云(混合云)的降水机制:云粒→(凝华)→雪花松附→(碰连,聚集增长)→大雪 播种→供水(混合云可降大暴雨,大暴雪)
七、冰雹的形成
1、冰雹包括三种降水物:霰、冰粒和雹
霰:凇冰,结凇形成的冰,松散,不透明
冰粒:水滴冻结形成的透明冰,坚硬,不易碎
雹:是以霰、冰粒为核心,外部是透明层不透明层的分层结构,3-5层,最多28层。
2、构成冰雹明暗层次的有三种冰:
疏松冰(密度低,不透明,冻滴和大量小气泡)
结实冰(密度高,透明,冰晶和小量气泡)
松软冰(密度很高,透明,冰和水混合物)
3、冰雹生成的微物理过程: 全部过冷水滴在冰晶上冻结称为“干增长”,仅有一部分过冷水滴在冰晶上冻结称为“湿增长”。
4、冰雹的形成机制
循环增长理论 :在超级单体中,形成有组织的上升气流和下沉气流,组成一对互不干扰的气流场,长时间维持。(强风暴云)可以使降水粒子在其中上下往返多次而循环增长。 该理论解释了干湿增长、分层结构、冰雹分选等现象。缺点是:缺乏量化计算,仅对超级单体适应,而其他局地强风暴不适合。
云雾降水粒子生成和演化规律示意图
第十七章 大气层的光学现象
一、虹和霓
1、结构:在太阳对面的雨幕背景上,有时可看到以对日点为中心的鲜艳彩色园弧,其视半径约为42°,色彩排列为内紫外红,称为虹(又称主虹或一次虹)。
有时在虹的外侧,另有一个与虹同心的彩色园弧,其视半径约为52°,色彩排列为内红外紫,称为霓(又称副虹或二次虹)。霓比虹亮度弱,色彩淡,色带宽。
二、成因 :太阳光线穿过大水滴(雨滴)经过两次折射,一次内反射而形成虹;经过两次折射,二次内反射而形成霓。
二、晕
1、当天空中有冰晶云时,由于云中大的冰晶对日(月)光线的折射、或反射、或折射反射相结合,常在日(月)周围出现以日(月)为中心的光圈、光弧、光柱、光斑,统称为晕。 2、22°晕 透过高空薄的冰晶云层看日(月),常可见以日(月)为中心,视半径为22°,色彩排列为内红外紫的彩色光圈,称之。
成因: 若光线从棱角为60°的冰晶一个侧面进入,从另一个面射出,其D小约为22°。 3、46°晕 若光线从冰晶的一个顶角(或侧面)射入,经过棱晶角为90°的侧面(或底面)射出时,其D小约为46°,就可形成46°晕。
三、华
1、当天空有薄的高积云、层积云和卷积云时,在日(月)周围,以日(月)为中心,会出现小的彩色光环称华。华的大小不等,视半径为1-5°,最大10°,色彩排列是较淡,内紫外红。
2、成因:华是日(月)光通过微小水滴(或冰晶)时发生衍射所形成的。
上个星期,妈妈给我买了一个小巧玲珑的指南针。我把指南针转来转去,不明白为什么,它的指针总是指着南面。晚上,爸爸回来,他看见我在摆弄指南针,就问:“遇到什么问题啦?”我说:“爸爸,为什么指南针总是指着南面呢?”爸爸说:“指南针是我们的祖先发明的,我们祖先知道磁石能够吸铁,并且制成了可以自由移动的指南针。为什么指南针可以指出方向呢?原来,地球是一个非常大的磁体,它和磁铁一样,也有两个极,一个叫地磁北极,一个叫地磁南极。因为指南针是一个磁体,并且可以移动,而磁铁是同性相排,异性相吸,所以地球上的指南针就总是一头朝着地磁北极,一头朝着地磁南极。”“噢,原来是这么回事啊,太有趣了!”我说。爸爸还告诉我,指南针还是我国古代的四大发明之一,最早的指南针称为罗盘。我问爸爸:“那么,这个指南针怎么用呢?”爸爸说:“把它放平,之后指针会受到地磁影响而旋转,等它停下来的时候,其中一头指的是南方,另外一头指的是北方。指南针主要是在方向不明的时候,用来分辨方向的,但某些地磁不稳定的地方是不能使用指南针的,比如沙漠中和某些峡谷中。”轮船在大海上航行,飞机在天上飞行,都需要指南针指明方向;我们到郊外旅行时,指南针也会给我们带来很大的帮助……指南针真是我们的好帮手!
生活中的物理 摘要;物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域; 物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边;在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。 关键词:物理 渗入 人类生活 各个领域 存在 物理学家 同学们 身边 科学意识 科学学习方法 科学思维方式 物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点: 1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜 利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。 2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜 它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩 汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。 4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔 茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。 5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的 当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。 再如下面一个例子: 五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。 一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。 另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。 这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。 谈到物理学,有些同学觉得很难;谈到物理探究,有同学觉得深不可测;谈到物理学家,有同学更是感到他们都不是凡人。诚然,成为物理学家的人的确屈指可数,但只要勤于观察,善于思考,勇于实践,敢于创新,从生活走向物理,你就会发现:其实,物理就在身边。正如马克思说的:“科学就是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科,更重要的,它还是一门科学。 物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。 物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“、”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。 身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结物理规律,学生听起来熟悉,接受起来也就容易了。只要时时留意,经常总结,就会不断发现有利于物理教学的事物,丰富我们的课堂,活跃教学气氛,简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。” 今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础。
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