小发明科技论文范文 小学生科技小发明活动研究初探 摘 要:小发明是要求运用科学知识和科学规律,是对日常生活中、学习中或劳动时遇到的不方便、不顺手和不称心的事物,进行改进和创造性地设计制造的新产品。这类活动使学生手脑并用,而且容易激发学生的科学实践兴趣,开发学生的潜能,培养他们的实践能力和创造精神。 关键词:提出问题;自主创造;制作 一、提出科技创新问题 在科技教育活动过程中,学生是活动的主体。他们用课本上和通过其他途径学到的文化知识和科学技术,像科学家那样去探索和实验,获得创造知识。在科技创新活动中,在教师的辅导下,发现问题,查找资料,制订计划和亲身实践,在实验中积累数据,在研究中分析数据,直至撰写科技小论文或创造出有价值的科技作品。每当学生完成一个研究课题,他们就经历了一个完整的科学研究过程,从而学会了一定的科学研究方法,在解决实际生活、学习和工作中的问题的过程中,提高了他们的思考能力。 在科技创新活动时,学生提出一些研究问题或研究方法,教师要给予肯定和积极引导。我校是农村学校,夏季学生家里苍蝇很多,胡婷玉同学在灭蝇时发现问题:用苍蝇拍虽能打死苍蝇,但会留下死苍蝇的内脏污点,很不卫生;如果用粘苍蝇纸,只等苍蝇 “自投罗网”,不能主动出击,效果不佳。在教师的指导,从研究苍蝇拍开始,直至设计制作卫生灭蝇兜。卫生灭蝇兜不但能灭停着不飞的苍蝇,而且还能逮住在空中乱飞的苍蝇;还会让苍蝇“自投罗网”。这个小发明获得嘉兴市第二十二届青少年科技创新大赛二等奖。 学校图书室是学生的第二课堂,学生借书后,借书证放在图书室内。当学生到图书室还书时,图书管理员要在一个班的借书证中,找到还书学生的借书证,不是件容易事。来还书借书的人多时,学生要排着长队等候。为此,一对同胞姐妹郭婴�、郭婴霞动起了脑筋,想了很多办法,经过反复尝试,动手实践,不断改进,每一次的改进,都向前跨了一步,终于设计制作出“寻找方便的借书证”。这个小发明获浙江省第二十三届青少年科技创新大赛一等奖。 二、探究科技自主创造 自主创造是素质教育的培养目标,是学生探究科技自主创新的重要途径。在科技教育实践中,要使学生发展个性,激发学生自身的创造,促进创造力的开发,就必须让学生自己主动大胆地去设计,突破原有的知识圈,打破常规,而产生新的设想。特别是对那些有新意、有创见的方面,哪怕是星星之火,也要给予肯定和鼓励,以增强学生的自信心和积极性,进而发展学生的创造性。 如,朱懿超同学发现:不少人爱用一次性杯子,尤其是用一次性杯子招待客人,而客人也喜欢用一次性杯子喝水喝茶,认为这样干净卫生。但是,目前的一次性杯子都存在着一个共同问题,一袋一次性杯子中的杯子是一模一样的。在人多的场合,杯子放手后,往往由于认不准自己喝过茶水的那个杯子,而再用新杯,造成严重浪费,污染环境。 怎样来解决这个问题,减少一次性杯子的浪费呢?朱懿超同学进行了研究,想到了多种方法,最后设计了:“有编号的一次性杯子”。有编号的一次性杯子,是把一袋一次性杯子中,给每个杯上分别印上不同的编号:1、2、3……,再在杯上写上“用杯记号,再喝找它,减少用杯,环保第一”的字样。 用简单的编号来区分一次性杯子,避免人们在一个场合用两个以上的杯子,减少一次性杯子的使用,减少“白色污染”,增强环保意识,发扬勤俭节约优良传统。这个“有编号的一次性杯子”小发明,获得嘉兴市第二十三届青少年科技创新大赛二等奖。 三、实践科技制作活动 培养学生自主创新能力,教师必须更新教育理念,转变教育观点,牢固树立以学生为主的思想,努力营造学生主动求知的学习氛围,充分挖掘学生的创新潜力,激发学生创新思维,大胆放手让学生自主探究,做科技创新的主人。 如,在船模活动中,船模制作完毕,要进行试航。船模试航是调整船模的稳性、航向、航速和航程的重要措施。但是,绝大多数学校没有船模试航活动的水域,校园内没有供学生船模活动的水域,妨碍学生船模活动正常展开。以前,我校船模活动只能组织学生跑到校外的池塘边去试航,要花很多的时间,又不安全,特别危险。 在船模活动中,李伟同学想到,学生中午洗饭碗的地方,有个长方形的水槽,只要堵住出水洞,在水槽中可做船模试航,这样既方便又安全。 李伟同学的船模在水池内试验中发现:船模的航行方向,当船艏前面顶住池壁,船艉向左摆动,船艏是向右偏航,船艉向右摆动,船艏是向左偏航,只要调整到船艉不摆动,船模的方向就准了。 船模的航行方向解决了,航行速度怎样测试?李伟同学想到了科学课上做实验时的测力器,把测力器钩船模的尾部,拉力大,就是航行速度快。通过用测力器,试验船模的航行速度果然很好。 实践证明,船模试航用仪器在水池中可以进行水密性、稳性、航向、航速和航程测量得到正确的数据。这样既节省时间又十分方便,更安全,可以边做边试验,大大提高了研制船模的工作效率。我校船模选手在我的指导下,参加桐乡市、嘉兴市、浙江省比赛取得了好成绩。我们研制船模活动不仅是为了获奖,更重要的是在研制船模活动中培养学生的创新精神,提高了创新能力、树立了创新观念! 这个小发明为广大船模活动爱好者解决了没地方试航的问题。这篇《船模在普通家用水池中试航的研究报告》科技小论文获得桐乡市青少年科技创新大赛一等奖。 我们的船模活动,不但与课本知识、科技创新、技能技巧相结合,而且把这个科技创新活动的收获经验上升为理论。通过学生自己设计活动内容,他们将不断地开拓思路,不断有新的尝试,新的创造,不断进入自身理想驰骋的新境界。 总之,在新理念指导下,开展培养小学生科技小发明活动的研究,促进小学生在家庭里、校园内、生活中、社会上,学习运用科学知识,发挥每一位小学生各自的潜力和创造性,是我们要培养的目的。 (作者单位 浙江省桐乡市崇福镇留良中心小学) 看了“小发明科技论文怎么写”的人还看: 1. 初中发明创造科技论文 2. 科技小发明制作方法 3. 有关企业科技创新论文3篇 4. 科技小发明制作方法 5. 科技论文的格式(2)
初中科学教学的目的是提高学生的科学探索观念和逻辑思维能力,丰富科学知识基础,奠定探索科学观念,提升观察力。下文是我为大家搜集整理的关于初一科学小论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 初一科学小论文范文篇1 浅谈初中科学实验优化 摘 要:对于初中科学这样具有实践性的课程,实验在课堂教学中的地位和作用是毋庸置疑的,但在教学实践中,因学校条件和学生素质的限制,很多实验无法按照“预期计划”进行,这就需要教师在教学中从学校和学生实际出发,对实验进行改进,从而达到增强实验效果和培养学生的创新性思维的目的。在本文中笔者讲述了通过一系列的实验改进来提高初中实验教学。 关键字:科学实验;优化 一、引语 布鲁纳曾经说过:“一个人要想使现有的知识成为自己的知识,他必须亲自从事‘发现的行动’。”初中科学正是以学生观察、分析、实验、发现为基础的一门学科,而实验作为一项集观察、分析、创新等为一体的活动,随着课程改革的不断深化,对之要求也是越来越高。因此,在科学教学中,我们应重视实验教学,尤其是优化学生实验教学,从而更有效地培养学生的创新精神和实践能力。 二、实验教学优化操作实施 1.巧妙指导预习实验,提高课堂准备性 所谓实验预习就是做好实验的前提,提高了学生课堂的准备性。通过预习,学生可充分理解和熟悉实验的基本原理、方法、步骤,仪器的使用及实验注意事项,明确实验目的,能够带着问题进入课堂,从而极大提高实验课堂的质量与效率。因此,实验前我们应指导学生预习,每做一个实验前,我都明确提出以下几点:(1)本实验的原理是什么;(2)要达到什么目的;(3)实验分几个步骤;(4)操作过程有哪些具体要求和注意点。同时教师需要提醒学生理清实验步骤,因为实验步骤是学生动手规范操作的要领,只有理解、掌握才能规范操作,实验才能成功。预习时可以提示学生将实验步骤由繁化简,抓住每一步的关键词语串起来作为步骤,能收到较好的实验效果。 如:八年级下册第二章第3节“化学反应与质量守恒”这一课中,关于氧气的制取和性质的研究实验。我们可以让学生通过预习来找出不同的原理,应该使用怎么样的反应装置,收集氧气该用什么方法,这是根据什么性质。还可以将实验室制氧气的步骤可归纳为:查、装、定、点、收、离、熄(谐音:茶庄定点收利息)。这样,学生在做实验时思路就非常清晰,有条不紊,使实验取得更好的效果。 2.合理改进演示实验,培养学生创造性 实验教学能让学生的思维活跃起来,是培养学生创新思维和创新能力的重要途径。结合科学实验的特点,让学生从多角度、各方面去观察、思考,从而提出多种设想和解决问题的方法,可以培养学生的求异创新思维。现行的教材中的有些演示实验,存在着这样或者那样的一些缺点,但是经过我们的合理的改进后,就会大大提高演示的效果,同时也可以培养学生的创新精神。 如:八年级上册第二章第3节“大气的压强”这一课中,有一个这样的活动:在玻璃杯里盛满水,在杯口覆盖一张硬纸片。先用左手托住纸片,将杯子倒转过来。当左手拿开后,水是否会流出来?为什么?这个实验的本意是要告诉我们,大气压强把纸给托住了。但是很多学生认为纸片是被水给黏住了,教师为了验证水是被大气压托住而不是被水黏住,往往会把里面的水倒掉,再把纸片扣上去做一次,很不巧的是,由于纸片很轻巧,很容易在这次实验中被水黏住了。虽然教师会给予解释,但学生往往不是很信服。怎么解决这个问题呢,师生之间通过讨论想到了玻璃钟罩和抽气机。具体的做法是:把杯子的底部穿过一根线,用蜡做好密封,然后装满水,放上纸片,然后倒扣过来,在绳子的另一端系上吸盘,吸盘倒吸在玻璃钟罩的顶部。纸片没有掉下来。然后用抽气机给玻璃钟罩抽气,随着里面气压的降低,纸片就会掉了下来。这样就可以充分的证明纸片是被大气压托住的,而不是被水黏住的。 3.充分利用趣味实验,激发学习积极性 “兴趣是最好的老师”,学生的兴趣一旦被激发,教学的进展将大大提高。而实验课上能引起学生学习兴趣的方法很多,只要我们教师时刻想到要引导学生的兴趣,挖掘教材中的实验趣味因素,不难设计出巧妙的趣味实验。在课堂教学中引入趣味实验,有利于控制学生的注意力,激发学生的学习兴趣。 如:八年级上册第一章第2节“水的组成”这一课中,有一个水的电解实验。在一般情况下,这是一个演示实验,由老师用水电解器做给学生看,然后再告诉学生哪个是氧气,哪个是氢气,以及区分它们的方法。实际上对于这个实验,我们只要稍微加以改进是可以把它做成趣味实验的,而且还能做成学生实验,让学生分组来完成。改进的实验用到这些器材:干电池四节、输液软管一条、大头针两枚、开关一个、培养皿一个、水、导线若干,依次连接在一起。闭合开关后,输液管中的水就会开始电解,产生氧气和氢气,将输液管另一端放在装有水的培养皿中,就会看到大量的气泡产生,这样就可以解释水电解生产了气体。同时,如果把燃着的火柴放在气泡上方的话,还会产生爆鸣声,这就是氢气不纯燃烧的现象。这样的实验,充满了趣味性,同时又可以对学生进行安全教育。 4.适当拓展课外实验,提高学生实践性 美国教育家杜威就曾提出这样的观点:“‘从做中学’也就是‘从活动中学’‘从经验中学习’,它使得学校里知识的获得与生活过程中的活动联系了起来。由于儿童能从那些真正有教育意义和有兴趣的活动中进行学习,那就有助于儿童的生长和发展。”科学中的概念、原理都比较抽象枯燥。但是,如果我们能启发学生把理论知识升华,并运用到现实生活中,将能起到更好的教学效果,也能激起学生强烈的求知欲望,而且还可培养学生的创造性思维。 如:八年级下册第二章第3节“化学反应与质量守恒”这一课中,有这样一个问题:“蜡烛燃烧完后,什么都没有了,难道这符合质量守恒定律吗?”如果教师仅仅从口头上分析一下质量守恒的原因,学生肯定是不感兴趣也是不深刻的。我就根据这个问题,组织学生讨论:蜡烛燃烧后真的什么都没有了吗?然后从生活的经验出发,让学生说说是否观察到蜡烛燃烧有没有什么现象,会不会蕴含着哪些科学原理,最后布置学生设计一个课外小实验,把蜡烛燃烧后的产物收集起来,并设计实验判断产物,根据产物推断蜡烛由哪些元素组成的。通过这一课外实验,使学生理解了如何用质量守恒定律来分析蜡烛燃烧现象,体会到学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系,激发了学生的学习兴趣,增强了学习的积极性和主动性。 还比如说,在八年级上册第三章第1节“环境对生物行为的影响”这一课中,有一个植物的向性实验。由于实验的时间较长,我们是没有办法在课堂上完成的。学到这里时,教师可以布置这样的课外实验,让学生来做,来研究玉米的生长情况。当然,为了取材的方便,我们是可以把它换成黄豆来做的。让学生从实践中观察根是向地生长、茎是背地生长;同时,我们还可以对这个实验做下扩展,让学生研究下种子萌发的条件,做到一举两得。 三、结语 优化初中科学实验教学,使学生像科学家发现真理一样,通过动手和动脑去获取知识,这样既培养了学生的兴趣爱好和特长,也有利于开发学生的智力。因此,我们教师要不断研究实验课的教法和学法,培养学生的兴趣,发挥学生的主体作用,使实验课成为培养学生创新意识的重要场所。学生在实验活动中启动了思维,激发了学习的主动性,而教师则真正成为学生学习的引路人。 参考文献: 1.中华人民共和国教育部制定.国家科学课程标准(实验)[S].北京:北京师范大学出版社,2001. 2.朱清时.科学第3册课本[M].浙江:浙江教育出版社,2006(6). 3.朱清时.科学第4册课本[M].浙江:浙江教育出版社,2005(11). 4.郑康春.谈初中科学实验教学的优化[J].中学课程辅导.教学研究,2009(8). 初一科学小论文范文篇2 浅论初中科学概念教学策略 [摘要] 科学概念教学对于科学教学具有重要意义。当前,科学概念教学过程中还存在一些不符合科学课程理念的教学方法、策略,影响教学质量。本文以文献研究成果为基础,依据概念转变学习理论提出了提高科学概念教学有效性的具体操作策略:(1)探测前概念,制造认知冲突;(2)“架桥”前概念,切合科学概念;(3)加强实验创新,推动概念转变。 [关键词] 前概念 概念转变 科学概念 教学策略 一、问题的由来 科学概念是自然界客观事物的本质属性在人脑中的反映,不仅包括一般的科学事实和概念,还包括科学的观念和对科学的看法。科学概念是科学思维的基本单位,学生掌握科学概念是发展科学能力的必要前提。科学概念教学是形成学生科学概念的基本途径,也是科学教学的基本环节,提高科学概念教学的有效性至关重要。目前,科学概念教学主要存在以下问题: 1.受教学评价体制、落后教学观念等因素的影响,教师喜欢以自身概念体系为标准,运用机械训练的策略,导致学生概念学习水平停留在陈述性知识层面,对概念缺乏实质的理解,无法实际应用。 2.科学教材中许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动。但有些教师不了解学生科学概念形成的心理机制,缺乏多样化的教学策略,科学概念探究只注重结论而不是有意义的探究过程,缺乏对科学概念本质内涵的揭示,学生无法真正建构概念。 以上第2个问题的解决对于教学更具有现实意义,本文着重探讨如何运用教学策略提高基本探究的科学概念教学有效性。 二、概念转变学习理论 认知心理学研究表明,科学概念学习之前学生已形成许多日常概念,称为前概念,有些前概念近似科学概念,而有些却是“错误概念”或“相异概念”,与科学概念不相容。以建构主义为基础的概念转变学习理论认为科学学习就是学生原有概念的改变、发展和重建过程,是学生前概念向科学概念的转变过程;强调学生对科学新概念同化、顺应式“自我建构”,重视学生情感态度和元认知等因素在概念学习中的作用。基于这种观点,科学概念教学要以前概念为前提,以小组合作学习为基本组织形式,以科学探究为基本方式,以促进概念转变为根本目的。 三、促进科学概念转变的教学策略 教学策略是为了达成教学目的、完成教学任务,而在对教学活动清晰认识的基础上,对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程。科学概念教学是一场发生在有限时间、空间里的师生互动,有效组织承载概念内涵的活动,帮助学生从活动中整理获取重要信息,促进学生思维的活跃等都要依赖教学策略合理运用。下文以文献查阅为基础、结合案例分析的形式,探讨提高科学概念教学过程有效性的教学策略,这些教学策略都基于“概念学习就是概念转变”这一观点。 (一)探测前概念,引发认知冲突 前概念泛指学生原有经验基础上的一些观点和看法,因人而异植根于学生原有的认知结构中,具有隐憋性、长期性、稳定性、缺乏概括性、牢固性等特点,师生都不易察觉。概念转变的起点是前概念,教师要借助一些方法了解学生的前概念,借机引发学生认知冲突,提升探究动机,进入意义建构概念的状态。 策略分析: 1.教师可以利用学生原有经验匹配的熟悉情景来“唤醒”前概念,再设置挑战性问题,激发学习兴趣,提高参与动机; 2.借助概念图、概念层、关健概念、连接、层级、连接词关系来探测学生的前概念,暴露学生学习相关前概念; 3.利用学生不同背景差异这种宝贵的学习资源,引导加强协商对话的小组合作,让学生不同的观点自由碰撞,自行暴露“错误概念”并意识到原有的认知结构与现有情景存在冲突,产生进一步探究的动机,进入有意义的学习状态。 概念图是探测前概念和评价概念转化的知识管理工具,适用于概念层级联系比较明显的知识章节。教师还可以通过提问、课前调查、访谈等方法了解学生的前概念。 (二)“架桥”前概念,切合科学概念 布朗和克莱门特提出并验证了“架桥”策略在概念转变教学的应用问题。“架桥”策略是通过生活事例与目标概念之间做出明确类比建立类比关系。初中学生思维抽象逻辑思给尚未发展完善,具体的形象成分在思维过程中仍起着重要作用,难以直接理解许多抽象科学概念。抽象的科学概念需要通过“架桥”类比策略帮助学生建立前概念与科学概念之间的关系,促成概念理解。“架桥”策略符合维果斯基的“最近发展区”理论观点,能有效得促成概念的转变。 策略分析: 1.学生对于抽象科学概念缺乏感性认识,教师直接介入教学,学生的兴趣与注意程度难以保证,需要一些熟悉情境来激活学生的有用经验,提取与科学概念学习相关的前概念。 2.学生难以由当前情境建构科学概念时,教师可以利用生活事例进行类比铺垫激活学生形成相似前概念情景,促进情景迁移,理解科学概念。 3.选择的事例与科学概念的内部逻辑关系必须一致,否则会让学生思维陷入混乱。 (三)加强实验创新,推动概念转变 新概念的可理解性、合理性、有效性是实现概念转变的条件。在科学教材中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,但不一定符合学生的认知能力水平。教师要根据学生实际能力水平,利用现有实验设备、器材,组织安排实验探究的顺序,精巧设计成本低、趣味浓、创意新的“差异性实验”,有违学生“常识”的实验,吸引学生的注意力,激活学生的思维。注重掌握科学方法、发展科学能力的同时体验科学概念的合理性、有效性,从根本上动摇并推翻学生错误的前概念,为科学概念的建构奠定坚实基础。 策略分析: 1.在开展探究之前,教师利用相关事例,暴露学生前概念的同时,又造成学生原有经验和实验结果相违背的认知冲突,增强了学生自主探究的欲望,明确了探究的定向目标。 2.学生感受到进行了“有意义”的自主探究,同时自主讨论、汇报、分析、比较得出的结论所建立的密度概念合情合理,更为有效; 3.实验创新不是要求追求科学家探究的精度,而主要是指实验组织出现的排序,还有尽量充分地利用生活的实验素材,会让学生觉得科学就在身边。 本文对于科学概念教学策略的探讨局限于教学实施过程中,要更加有效地促进概念转变需要结合概念教学前的准备策略和教学后的评价策略进行系统思考,我们期待更多相关的研究。 参考文献: [1]胡卫平,刘建伟.概念转变模型:理论基础、主要内容、发展与修正[J].学科教育,2004,(6):34. [2]袁维新.科学概念的建构性教学模式与策略探析[J].教育科学,2007,23(1):25. [3]和学新.教学策略的涵义、结构及其类型[J].教学与管理,2005,(2):5-7. [4]李高峰,刘恩山.前科学概念的研究进展[N].内蒙古师范大学学报(哲学社会科学版),2007-7 (46). [5]唐小俊.促进概念转变的教学策略研究[J].教育探索,2008,(6) :12. [6]袁维新.西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展[J].比较教育研究,2004,(3):35. 猜你喜欢: 1. 初中科技小论文范文 2. 初一科学论文范文 3. 初一科学论文800字范文 4. 初中科学教育小论文 5. 初中科学论文格式范文
摩擦是一种极为普遍的现象,摩擦在实际生活中的例子也很多,如抓住物体需要摩擦,皮带传动需要摩擦,铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等。但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦。例如:机器开动时,滑动部件之间因摩擦而浪费动力,还会使机器的部件磨损,缩短寿命。我们有时希望地球上从来就没有摩擦力,但如果真的没有摩擦力,人们的生活又会发生什么样的变化呢? 首先,也是最基本的,我们无法行动,脚与地面没有了摩擦,人们简直寸步难行。自行车车轮与地面间光滑,怎么才能开动呢?汽车还没发动就打滑,要么就是车子开起来了就停不下来,没有阻碍它运动的力,就只能无限滑下去最后与其它车相撞造成一起又一起的交通事故。飞机无论是活塞发动机或者涡轮喷气发动机都无法启动。第二,我们无法拿起任何东西,我们能拿东西靠的就是摩擦力,摩擦力来自于物体本身的凹凸和我们手上的指纹,这下好,物体光滑,我们也没有了指纹,想拿东西却和它作用不上,只能干着急,不仅拿不起东西,拧盖子扭把手,一系列的力的作用都无法进行;生活处处困难重重。想写字却拿不起笔,笔又不能和纸产生摩擦写字,想吃饭碗筷却拿不住,筷子怎么也夹不住菜,想喝水又提不起杯子;想穿衣服却拿不起穿不上;想工作劳动,但任何工具都一次次从手上滑落……这样的话,人安会多么无助。如果没有了摩擦,那么以后我们就再也不能够欣赏美妙的用小提琴演奏的音乐等,因为弓和弦的摩擦产生振动才发出了声音。总之,假如没有摩擦的存在,那么人们的衣、食、住、行都很难解决。如果衣食住行、学习、生活、工作、劳动等所有方面人们都因拿不起东西这个小小的因素困扰,人们还怎么有最基本的生存,更别提发展了。有资料说,某国家已研制出所谓的“超润滑材料”,可将它用到军事上,一旦战争暴发,将这种超润滑材料洒到对方的公路上、铁路的铁轨上和飞机起飞的跑道上,使对方的战车、运兵车、火车无法运行,军用物资无法运送;飞机不能起飞,失去制空权……用以谋求战争的胜利,这种超润滑材料所起的作用还真有点战略意义呢!我们可能幻想过如果没有摩擦,干什么事情都将不会有阻力,可等我们真正到了没有摩擦力的世界,才感受到摩擦力的重要。摩擦力有利也有蔽,我们应该尽量减少那些有害摩擦,学会利用摩擦造福人类。
牛顿第一定律的教学研究,在中学物理教学研究中早已不是一个新问题了.许多物理教育工作者对于这一定律的教学发表了自己颇有见地的教学见解,并且得到了满意的教学效果. 当我们在教学实践中运用这些教学策略时,我们发现,确实可以取得如同一些文献中所述的预期效果.然而,当我们设计一些新的情境让学生运用牛顿第一定律去解决问题时,令我们十分吃惊的是:学生对于牛顿第一定律的掌握程度却又非常之差.这使得我们困惑不解.为何对同一教学策略教学的结果的评价出现如此之大的偏差?是教师教的原因,还是学生学的原因,抑或两者兼而有之.这促使我们对牛顿第一定律的教学进行深层次的理性思考,进一步,我们从学生的认知心理上,对这一规律的教学进行了深入的研究. 1 通常牛顿第一定律的教学,一般是按教材编排顺序,先进行演示实验引出课题,然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论,消除“力是维持物体运动原因”的错误观念,进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性,最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象,从而完成整个教学过程. 为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况,我们曾用这样一道题目来检测学生.题目如下.你坐在向前匀速直线运动的汽车里,将手中的钥匙竖直上抛,问当钥匙落下来时是落在手里,还是落在手后面.全班56名同学在试卷上皆答:落在手后面.问其原因,皆曰:汽车在走,而钥匙抛出后不再向前走了. 2 怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果,使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足.我们认为,囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒,而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源. 认知心理学的理论告诉我们,学生学习物理概念、规律时所形成的错误,常常是由于其头脑中的前科学概念的影响. 所谓前科学概念,是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中,对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念.比如牛顿第一定律就是如此.在物理教学中,那种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,如果他们仍不理解,可以多讲几遍就能达到目的的想法,实践证明是过于天真了.因为在有些学生的经验中,早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因“的理论类似的观念.这样,当他们学习了牛顿第一定律之后,就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中,牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词.让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时,他们也能解释得头头是道.但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时,他们却又运用亚里士多德的理论去解释,其错误观念暴露无遗.这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在. 3 研究和改进牛顿第一定律的教学,应当了解学生头脑中前科学概念的特点. 第一,学生头脑中的前科学概念是自发形成的. 过去,我们在教学中,常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”,教师可以在上面任意涂画,事实并非如此.学生在长期的生活实践当中,逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法.他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动,而在力停止作用时物体静止,于是主观地断言:有力,则物体运动;无力,则物体静止.这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论. 第二,学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性. 由于学生头脑中前科学概念都在潜移默化中形成的,所以它以潜在的形式存在.这包含两方面的意义.其一是学生自己并没有意识到它的存在,因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念.其二是前科学概念平时并不表现出来,但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来.比如前述测验表明,许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念,然而他们自己却并不知道. 第三,学生头脑中的前科学概念具有顽固性. 由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念,且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念.因此,学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的. 国内外物理教育界近年来的一些研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念,要想加以转变是极其困难的.尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念,更是如此. 按照皮亚杰的理论,学生认识什么和如何行动,主要决定于他们所具有的认知图式(思维模式),而不完全取决于教师所讲述的内容.他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息.在有错误认识存在的情形下,就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西.
假如世界没有摩擦力 在我们的世界中,处处都有摩擦力存在,而我们的衣、食、住、行都离不开摩擦力,大家可以想象一下,没有摩擦力的世界是什么样子的。 假如地球上没有摩擦力,将会变成什么样子呢 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.家里的桌子,椅子都要散开来,并且会在地上滑过来,滑过去,根本无法使用.…… 推桌子时,在没有推力时,如果没有摩擦力,则物体要向右运动,所以物体有一个向右的运动趋势,所以物体会受到一个向左的静摩擦力的作用,阻碍它的这种趋势. 又如,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. 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. 这就是没有摩擦力带来的影响 在穿的方面,假如没有摩擦力,会怎样呢?我们将会穿不上鞋子,穿不上裤子,皮带会扣不住,衣服在穿上后滑落下来,纽扣也会扣不住,女的脸上画的妆也会因为没有摩擦力而脱落,就是帽子戴上后也会因为没有摩擦力而滑下来 在吃的方面,如果没有摩擦力,又会怎样呢?我们的筷子,勺子,锅铲就都报废了,没有用了。我们不能一任何方式弄起我们的食物,就算放在嘴里的东西也会无法控制地到处乱窜,吃下去的东西会直接排出,没有吸收的时间,因为没有了摩擦力,食物的残渣也不会在体内停留,大家想象得到,这样的话,可想而知,人体的废物也会这样没有节制地排出...... 在住的方面,如果没有摩擦力,被子不能被拿起来,也盖不到背上,盖上了之后也不能随意的调整被子的位置,起床时会因为没有摩擦力而起不来。 在行的方面,没有摩擦力,我们将会寸步难移,圆珠笔会写不出字,墨也会流出来,而且我们也拿不起笔。我们不能开车,上了车以后油门踩不下去,刹车踩不动,离合也不动了,就算踩了油门车也动不了。我们还面临着上不了楼的问题,因为没有摩擦力,我们爬不了楼梯,电梯的传动轴也带不动电梯。 在工地,没有摩擦力就不能将土挖出工地并运出工地,也就是说我们也不能兴修建筑。 在工厂,机器不运转了,因为没有摩擦力使轴不能带动齿轮,一个齿轮也不能带动另一个齿轮,火箭再也不能立着发射。 当然了,没有摩擦力也有好的一面,牙齿上不会再有任何细菌,牙缝中也不会再塞上东西,头屑不会再落在衣服上,也不会夹在头发里,拉又大又重的东西也不会觉得费力,火箭在发射时的速度可以变得很快。在火箭返回舱穿越大气层世界不会与空气摩擦而产生高温,手也不用再洗,因为上面很干净,细菌都没有一个。而磁悬浮列车也可以开得很快。打火机也会打不着,从而会少许多抽烟的人。没有摩擦力的世界我们很难接受,因为它改变了很多平时我们所熟知的东西。
初中物理论文 通过初中的学习,我发现物理是一门很广阔的学科,它首先是拥有基本概念,然后到探究实验,最后应用到生活中,解释生活中的现象。下面有几个例子:例如, 一个物体在另一个物体表面运动时, 在两个物体接触面会产生一种阻碍运动的力叫摩擦力。例如:日常生活中汽车在公路上行驶是靠汽车轮胎与地面的摩擦力向前行进的。摩擦通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦几种。 我们知道踢出去的足球会慢慢停下来,是由于受到摩擦力的作用。木匠在把木板磨光滑的工作中,是用砂纸在木板上靠砂纸和木板产生的摩擦力将木板打磨平滑的; 汽车发动机靠与皮带的摩擦力将动能传给发电机发电;人们洗手时双手摩擦把手上的灰尘洗掉;洗衣机洗衣时转动使衣服和水产生摩擦;吃东西时牙齿和食物发生摩擦;用拖把擦地;用布擦桌子;用板擦擦黑板都会产生摩擦力。在我们的生活中只要物体相互接触且有相对运动或有相对运动趋势都会产生摩擦力。 影响摩擦力大小的两个因素: 1. 摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。生活中我们有这样的常识,当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。 2. 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。 如何增大摩擦力和减少摩擦力: 1. 物体的接解面越粗糙,摩擦力越大。比如鞋底和轮胎的花纹。汽车在路面行驶时,轮胎与粗糙的柏油路面接触,这样摩擦力就能增大。汽车行驶在雪、水的路面,摩擦力就会减小。所以雨、雪天就要注意安全。 2. 减小接触面间的粗糙程度; 风扇转轴要做得很光滑。钟表加油可以减少摩擦力,使走时更准确。滑冰场上,工作人员经常打扫冰面使它平整,可减少摩擦,加快滑冰的速度。 拔河比赛比的是什么?很多人会说:当然是比哪一队的力气大喽!实际上,这个问题并不那么简单。 对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。 另外,在拔河比赛中,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力,等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。 通过以上的学习观察总结出,摩擦力的大小取决两物体压力和表面的粗糙程度。 又例如,有关光的反射,光是通过平面镜或其他不规则物体改变光的传播路径实现的, 光反射原理和规律:参考书本详细说明 应用:汽车后视镜、太阳灶、遥控器、自行车后灯可以参考上面两个例子,再举例子。 这是我学习初中物理所总结出的经验 ,它可能也高中物理学习必不可少的环节。相信我在物理学能越学越好,越学越有兴趣。
一、化学的来由 化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 二、化学的几个发展阶段 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。 燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。 这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。 三、化学学科在探索中成长 化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。 燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。 施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程: 可燃物==灰烬+燃素 金属==锻灰+燃素 如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。 空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。 富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。 燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。 舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。 到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。 在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气: 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气: 2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。 拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式: 葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。 拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。 拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。 拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类: 简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。 四、化学学科的发展前沿 中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。 20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......
在古代,炼金家们用瓦器或玻璃瓶烧水时,发现水经过烧煮之后,总会出现一些沉淀。于是,他们便提出这样的“理论”:火跑到水中,转变成土。那沉淀,就是土。 然而,法国着名化学家拉瓦锡却是一个善于独立思考的人。他并不轻信那流传了几千年的“理论”。 拉瓦锡做了这样一个实验:在一个玻璃瓶中倒进水,再装上一套循环装置,使水在加热时变成水蒸气经过冷凝管,重新回到瓶子里。事先,拉瓦锡称了一下玻璃瓶和水的重量。加热100天之后,水中出现不少沉淀,拉瓦锡重新称了玻璃瓶和水的重量,结果发现总重量不变。 拉瓦锡还查明,那些沉淀——也就是“土”的重量,几乎正好等于玻璃瓶本身减轻了的重量。他对那些“土”进行了化学分析,表明“土”的成分跟玻璃相似。 拉瓦锡把自己的实验结果写成论文——《论水的性质兼论“证明”水可能变为土的实验》,指出那些“土”是玻璃溶解于水沉淀出来形成的,并不是什么火跑进水中变成土。 拉瓦锡推翻了那流传多年的“理论”,指出:“……由于人工的或天然的操作不能无中生有地创造任何东西,所以每一次操作中,操作前后存在的物质总量相等,且其要素的质与量保持不变,只是发生更换和变形,这可以看成为公理。”这段话,便是“物质不灭定律”。用现代科学的语言表达,就是:“物质虽然能够变化,但是不能消灭或凭空产生。” 拉瓦锡不仅注意了物质在化学反应中性质的变化,而且注意了数量上的变化。这样,他的思想就超过了同时代的化学家,在化学上做出许多新贡献。 拉瓦锡在1743年8月26日,生于法国巴黎。他的父亲是一个律师,家境富有。尽管他父亲希望他也成为一个律师,而他却爱上了自然科学。 拉瓦锡小时候为了研究各种光线,竟然把自己关在一个黑暗的房间里达6个星期之久,为的是使自己的眼睛变得敏锐,能够在暗处看出光线的微弱的变化。 拉瓦锡21岁时,写出了一篇关于城市燃灯最好方法的论文,受到法国科学院的赞许,给他颁发了金质奖章。 拉瓦锡博学多才,研究过炸药,在农业上提倡种麻、种山芋和种胡萝卜,改良过养牛法、养羊法,制订过开河、筑路、开矿的计划。他的主要贡献在于化学和物理学方面。 拉瓦锡的特点是擅长思索。他一生中发表过200多篇论文,这些论文很少是写他自己直接发现什么科学现象,而是把别人的发现加以归纳,摸索其中的规律,提出一种新的理论。正因为这样,他使近代化学系统化、理论化,被誉为“近代化学之父”。 1794年5月8日,拉瓦锡被指控为“在士兵的烟草中掺水”,而被残暴地杀于断头台,终年51岁。在临死前,拉瓦锡曾要求:“情愿被夺一切,只要让做一名普通的药剂师,做一点化学实验,就心满意足了。”然而,他的要求没有得到同意。当时,他正在进行一项化学实验,要求缓刑两个星期,让他做完这个实验,也未获准。 拉瓦锡死后,人们痛惜道:“他们割下拉瓦锡的头,只不过是一刹那之间的事,但是不知在100年之内,世界上还能不能再长出一个那样的头?” 微信公众号:My故事站 上分是微信公众号,请大家点点关注,谢谢,多多支持。
本人从智网上找的 有PDF格式 这是从上面转下来的 统磁体以单原子或离子为构件,三维磁有序化主要来自通过化学键传递的磁相互作用,其制备采用冶金学或其一、引 言他物理方法;而分子磁体以分子或离子为构件,在临界 作为一种新型的软材料,分子基材料(molecule2based温度以下的三维磁有序化主要来源于分子间的相互作materials)在近年来材料科学的研究中已成为化学家、物用,其制备采用常规的有机或无机化学合成方法.由于理学家以及生物学家非常重视的新兴科学领域[1].分子在分子磁体中没有伸展的离子键、共价键和金属键,因基材料的定义是,通过分子或带电分子组合出主要具有而很容易溶于常规的有机溶剂,从而很容易得到配合物分子框架结构的有用物质.顾名思义,分子基磁性材料的单晶,有利于进行磁性与晶体结构的相关性研究,有(molecule2based magnetic materials) ,通称分子磁性材料,利于对磁性机制的理论研究.作为磁性材料,分子铁磁是具有磁学物理特征的分子基材料.当然,分子磁性材体具有体积小、相对密度轻、结构多样化、易于复合加工料是涉及化学、物理、材料和生命科学等诸多学科的新成型等优点,有可能作为制作航天器、微波吸收隐身、电兴交叉研究领域.主要研究具有磁性、磁性与光学或电磁屏蔽和信息存储的材料.导等物理性能相结合分子体系的设计、合成.我们认为, 分子磁性研究始于理论探索.早在 1963 年McCo2分子磁性材料是在结构上以超分子化学为主要特点的、nnel[2]就提出有机化合物可能存在铁磁性,并提出了分在微观上以分子磁交换为主要性质的、具有宏观磁学特子间铁磁偶合的机制.1967 年,他又提出了涉及从激发征并可能应用的一类物质.态到基态电子转移的分子离子之间产生稳定铁磁偶合 分子铁磁体是具有铁磁性质的分子化合物,它在临的方法[3].同年,Wickman[4]在贝尔实验室合成了第一个界温度(Tc)下具有自发磁化等特点.分子磁体有别于传分子铁磁体.之后,科学家们相继报道了一些类铁磁性统的不易溶解的金属、金属合金或金属氧化物磁体.传质的磁性化合物,但直到1986年前,这些合成的磁性化·15 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 专题综述Ziran Zazhi 合物没有表现出硬铁磁所具有的磁滞特征.1986 年,材料理论的精确预言和计算是相当困难的,而且,分子Miller等人[5]将二茂铁衍生物[Fe(Cp3)2](Cp3为五甲基磁性材料中包含的原子和分子基团更多,空间结构的基环戊二稀)与四氰基乙烯自由基(TCNE)经电荷转移合对称性更复杂,局部的磁交换的途径也体现出多样性,成了第一个分子铁磁体[Fe(Cp3)2]+[TCNE] ,其转换温使得目前的研究还处于实验经验的积累和定性的解释度 T上.尽管如此,科学家们对分子磁交换的机制进行了大c= K.与此同时,Kahn 等人[6]报道了具有铁磁性的MnCu(pbaOH)·(H量的研究,提出了许多近似理论模型,并基于这些模型2O)3分子化合物.从此,分子磁体的研究引起了人们的广泛关注,分子基磁性材料也应和大量的实验数据,在磁性与结构的关系研究中取得了运而生.一定的进展.对于一些对称性较高的体系,根据自旋相 开始,由于分子间的磁相互作用较弱,分子磁体的互作用的 Hamilton可由量子力学求出磁化率的解析形转换温度式T,然后根据实验数据计算出磁偶合系数 J 值,探索随c通常远远低于室温,难于达到应用的要求.结构的变化关系.对于对称性较差及组成较为复杂的体但是,第一个室温分子磁体V(TCNE)2·xCH2Cl2在1991系,自旋 Hamilton 的解析解很难求出.此时可用 Monte年由Manriquez[7]报道出后,虽然是一个不稳定的电荷转Carlo方法对物理过程进行模拟,求出磁偶合系数 J[10].移钒配合物,但近年来,分子磁性的研究已取得了令人 根据产生磁性的具体类型,磁交换机制主要通过以鼓舞的进展,Verdauger[8,9]报道了 Tc高达340 K的稳定下途径来实现:类普鲁士蓝的分子铁磁体. (1) 磁轨道正交 根据 Kahn等人的分子轨道理论,顺磁离子A与B之间的磁相互作用(J)由两部分贡献组二、分子磁性中的物理基础成,即铁磁贡献和反铁磁贡献,J = JF+ JAF.当A中未成对电子所占据的磁轨道与B中未成对电子所占据的磁 分子磁体的磁性来源于分子中具有未成对电子离轨道互相重叠时,它们之间的相互作用为反铁磁偶合,子之间的偶合,这些偶合相互作用既来自分子内,也可重叠积分越大,反铁磁偶合越强;当A与B中未成对电来自于分子间.分子内的自旋- 自旋相互作用往往通过子所占据的磁轨道正交时,它们之间的相互作用为铁磁“化学桥”来实现磁超相互作用.所以,分子磁性材料兼偶合.如图(1)中(a)、(b)所示.如果铁磁偶合与反铁磁偶具磁偶极- 偶极相互作用和超相互作用,故该类材料的合同时存在,通常反铁磁偶合强于铁磁偶合,因此只有磁性比常规的无机磁性材料表现出更丰富多彩的磁学当 JAF为零时,A与B间才为铁磁偶合.如在CsNiⅡ[CrⅢ性质.(CN)6]·2H2O[9]中,CrⅢ的磁轨道具有t2g对称性,而NiⅡ 根据铁磁体理论,要使材料产生铁磁性,首先体系的磁轨道具有e的原子或离子必须是顺磁性的g对称性,二者互为正交轨道,因而呈现,其次它们间的相互作用铁磁性偶合( T是铁磁性的.对于分子磁性材料,一个分子内往往包含c=90 K).当磁轨道正交时,铁磁偶合的一个或多个顺磁中心,即自旋载体,按照 Heisenberg 理大小依赖于轨道间的距离.论,两个自旋载体之间的磁交换作用可用以下等效Ham2 (2) 异金属反铁磁偶合 对于两个具有不同自旋的ilton算符来表示:顺磁金属离子,SA≠SB若A与B间存在磁相互作用,有^H两种情况:当A与B 间的磁相互作用为短程铁磁偶合ex= - 2J^S1^S2(1)其中时,总自旋 SJ 为交换积分,表示两个自旋载体间磁相互作用的T= SA+ SB;当A与B间的磁相互作用为反类型和大小. J 为正值时为铁磁性偶合,自旋平行的状态铁磁偶合时,总自旋 Sr=| SA- SB| (如图1中(c) (d)所为基态;J 为负值时为反铁磁性偶合,自旋反平行为基示).顺磁离子A和B间的磁相互作用大多为反铁磁偶态.如对分子磁性材料:A- X- B 体系(A,B 为顺磁中合.当为反铁磁偶合时,若 Sr= SB,则 Sr=0;若 SA与心,X为化学桥) ,X作为超交换的媒介使A和B发生磁SB不相等,则有净自旋,当在转换温度以下,净自旋有性偶合,设 SA= SB=1P2,则当反铁磁偶合时,分子基态序排列,使体系呈现亚铁磁性.因此,利用异金属之间反用单重态和三重态的能量差来表示:J = E铁磁偶合是构建高自旋分子的另一条有效途径.如CsMnS- ET. 磁相互作用研究的目的在于了解磁交换的机理,寻[Cr(CN)6] ,Mn2+的自旋为 SA=5P2,而Cr3+的自旋为 SB找磁性与结构之间的关系,并反过来指导分子磁性材料=3P2,二者之间产生反铁磁偶合,净自旋 ST= SA- SB的设计和合成.和通常的磁性材料一样,对分子基磁性=1P2,在低于转换温度( Tc=90 K)时,配合物表现为亚1·6 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 自 然 杂 志 24卷1期专题综述铁磁性[11].以分为下面几类:1. 有机自由基分子磁体 化合物中不含任何带磁性的金属离子,大多由 C,H,O,N四种有机元素组成的磁体材料.其自旋载体为有机自由基,如氮氧自由基.McConnel 早在1963 年就提出有机化合物内存在铁磁偶合的机制[2].制备方法采用有机合成方法.由于它们具有有机材料特殊的物理、化学图性能,因而是更具应用前景的分子铁磁材料.但直到今1 相同自旋之间的偶合:(a) 铁磁偶合;(b) 反铁磁偶合; 不同自旋之间的偶合:(c) 铁磁偶合;(d) 亚铁磁偶合日,纯有机分子磁体的转换温度仍极低,和有机超导材料一样,在小于50 K的低温区.日本科学家在这方面的 (3) 电荷转移 对给体- 受体电荷转移类配合物,工作做得很好.目前,得到广泛研究并进行了结构标定如[FeCp32]+[TCNE]-,基态时,[FeCp32]+的自旋为1P2,的有机铁磁体主要有氮氧自由基及其衍生物[14]、C60[TCNE]-的自旋也为1P2.在这样一个系统中,由于电荷(TDAE)(TDAE为四(二甲胺基) - 1,2- 亚乙基)[15]等.转移,形成激发三重态.在[FeCp32]+与[TCNE]-交替排列形成的链中,阳离子与前后两个[TCNE]-等距离,它2. 金属- 有机自由基分子磁体的e2g电子可向前后两个[TCNE]转移,形成 S =1的激发 化合物中含有带磁性的过渡金属或稀土金属离子,态.基态激发态混合后,降低了体系能量,使自旋取向沿同时也含有机自由基的基团,故有两种以上的自旋载体着一条链形成.如果每个链的取向都是平行的,且链间存在,并发生相互作用,由这种金属或金属配合物与自和链内[FeCp32]+与[TCNE]-位置相当,那么e2g电子可由基两种自旋载体组装的化合物,也可以构建分子铁磁以在链间传递,从而进一步稳定了体系,导致了相邻链体.其中有些是有机金属与自由基形成的电荷 转移盐的自旋平行取向,产生宏观的铁磁性现象[12].体系. (4) 有机自由基与多自由基 自从1991 年日本京 美国的Miller和Epstein教授在这个体系中作出了卓都大学的 Takahashi 等[13]成功地合成了基于 C、H、O、N越的贡献,首先他们发现了[M(Cp32][TCNZ](Z=Q或四种元素组成的有机铁磁体,使人们认识到含有氮氧自E,TCNE为四氰基乙烯,TCNQ为四氰代对苯醌二甲烷,M由基的有机化合物也是制备分子铁磁体的一条有效途(C3p)2为环戊二烯金属衍生物)[12]. 如,[Fe(Cp3)2]径.氮氧自由基与金属配合物形成的磁偶合体系已成为[TCNZ]为一变磁体(它有一反铁磁基态,但在临界外场分子铁磁体研究领域的一个重要方面.为1500Oe时,转变为具有高磁矩的类铁磁态) ,它由[Fe(Cp3)2]+阳离子与[TCNQ]-阴离子交替排列形成平行三、分子基磁性材料的分子设计和目的一维链,每一个离子均有一未成对的电子自旋[16].磁 前热点研究体系有序要求在整体上的自旋偶合,因此,直径较小的[TC2NE]-将比[TCNQ]-有较大的电子密度,预期将有利于 分子磁体的设计与合成实质上是一个在化学反应自旋偶合.实际情况证明了这一点,[Fe(Cp3中分子自组装的过程.选择合适的高自旋载体(砖头) ,2)]+[TC2NE]-由阳离子与阴离子交替排列构成一维链,在 K这可以是金属离子或具有自旋不为零的有机自由基,通以下表现为磁有序过非磁性的有机配体等桥梁基团作为构筑元件(石灰),在 T=2 K时,其矫顽力为1 000Oe,,超过了传统磁存储材料的值[17]以一定的方式无限长地联接起来.为了提高磁有序温度,,如通过脱溶剂法处理、改变抗衡离子或改变配体等途径他们又开创了M[TCNE],形成分子内部间x·yS(M=V,Mn,Fe,Ni,Co;S为的强相互作用和单元间弱相互作用的超分子结构.通过溶剂分子) 另外一类电荷转换盐分子磁体的研究工调控无限分子P分子单元(或链、层)间磁相互作用的类型作[18].并发现第一个室温以上的分子磁体V[TCNE]x·和大小,组装成低维或三维铁磁体.但就目前来说,除选yCH2Cl2,其 Tc高达400 K.值得一提的是,在常温下它显择合适的高自旋载体和桥联配体外,控制分子在晶格中示出矫顽力超过无机磁体,薄膜材料也在积极的研究堆砌方式也十分重要.中,已接近应用.遗憾的是,这类化合物的结构至今仍是 按照自旋载体和产生的磁性不同,分子磁性材料可不清楚.近年来,Miller等对[MnⅢTPP]+[TCNE]-(H2TPP·17 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 专题综述Ziran Zazhi 为中心四苯卟啉)类分子磁体也进行了广泛的研究.有物在低温下,能够被光激发而发生从铁磁体到顺磁体的关的综述论文可参考文献[12]和[19].可逆转跃迁,是非常有实际应用的特性. Mn( Ⅱ) - 氮氧自由基链状配合物Mn(hfac)2(NIT2 草酸根桥联的双核或异双核金属配位物分子磁体Me)[20](hfac是六氟乙酰丙酮,NITMe 为2- 甲基- 4,4,一直吸引着人们的注意.具有D3对称性的[MⅢ(ox)3]3-5,5- 四甲基咪唑啉- 1- 氧基- 3- 氧化物自由基,Tc是一个非常有用的建造单元.它在3个不同的方向上都=7. 8 K) 及 Cu ( Ⅱ) 自由基配合物 [Cu (hfac)2]有“钩子”,能轻而易举地把别的金属离子拉进来而形成(NIT[21]多维的金属离子交替排列,从而成为二维或三维分子磁pPy)2(NITpPy为2- (2’吡啶 - 4,4,5,5- 四甲基咪唑啉- 1- 氧基- 3- 氧化物)是另一类的金属- 有体.如A[MⅡMⅢCr(ox)3](A =N(n - C4H9)+4、N( n -机自由基分子磁体.近年来,这类分子铁磁体的研究进C6H5)+4等) ,当MⅢ=Cr( Ⅲ) ,MⅡ为Mn(Ⅱ) ,Cu( Ⅱ) ,Co展很大,已由单自由基- 金属配合物扩展到多自由基-(Ⅱ) ,Fe( Ⅱ)和Ni( Ⅱ)时,其 Tc分别为6,7,10,12,14金属配合物.由于多自由基较单自由基有更多的自旋中K[26];当MⅢ=Fe( Ⅲ) ,MⅡ为Fe(Ⅱ) ,Ni(Ⅱ) ,Co( Ⅱ)时,心和配位方式,并且与金属配位更易形成多维结构的优Tc=30~50 K[27].点,多自由基—金属配位物的研究已成为分子磁体研究 草胺酸根合铜[Cu(opba)]2-、[Cu(pba)]2-及[Cu的热点之一[22].(pbaOH)]2-含有未配位基团,可作为形成多核配合物的前体.此前体具有两个桥基,易与Mn2+、Fe2+等阳离子3.金属配合物的分子磁体形成异双金属链而构成一维链状配合物,链内通过铁磁 金属配合物分子磁体是目前研究得最广泛、最深入或反铁磁偶合得到铁磁链或亚铁磁链,链间的铁磁或反的一类分子磁体,其自旋载体为过渡金属.在其构建单铁磁偶合导致材料的宏观磁性表现为铁磁或反铁磁性.元中,可以形成单核、双核及多核配合物.由这些高自旋这类分子磁体转变温度低,如由双草酰胺桥联的锰铜配的配位物进行适当的分子组装,可以形成一维、二维及合物MnCu(pbaOH)(H2O)3,Tc= K[28].三维分子磁体,可以形成链状或层状结构.根据桥联配 除此之外,近十年来化学家们对由三叠氮(N3)配体位体的不同,这类分子磁体主要包括草胺酸类、草酰胺桥联的多维化合物产生了极大的兴趣,这是因为三叠氮类、草酸根类、二肟类、氰根类等几种类型.配体主要以两种方式连接金属离子,见图2,分别对应反 报告的第一个这种类型的分子磁体是中间自旋 S =铁磁偶合和铁磁偶合,便于对分子磁性的设计.单独由3P2的FeⅢ(S2CNEt2)2Cl[4],在温度为 K以下表现为三叠氮配体桥联或混入其他有机桥联配体,可构成一磁有序,但无磁滞现象.接着便是基于双金属的低温铁维,二维和三维的配位聚合物,形成独特的磁学性质并磁有序材料[CrⅢ(NH3)6]3+[FeⅢCl6]3-( Tc= K和在一定温度下构成分子磁体[29].这方面,我国的南京大亚铁磁有序材料[CrⅢ(NH3)6]3+[CrⅢ(CN)6]3-( Tc=2.学和南开大学也做出了很好的工作[30,31].85 K) ,它们同样不具有磁滞现象[23,24]. 近年来,由法国科学家Verdaguer发现普鲁士蓝类配合物所表现出的较高的转换温度,大的矫顽力,使得普鲁士蓝类磁性配合物越来越吸引人们的注意[25].普鲁士蓝类分子磁体是基于构筑元件M(CN)k-6与简单金属离子通过氰根桥联的类双金属配合物,双金属离子均处于八面体配位环境,并通过氰桥连接成三维网络.其组成形式为 Mk[M’(CN)6]l·nH2O 或 AMk[M’(CN)6]l·nH2O(M和M’为不同的顺磁性,化合物为铁磁体,如图2 三叠氮配体和金属离子以及对应的磁交换Cu3[Cr(CN)6]2·15H2O( Tc= 66 K) 、Cu3[Fe(CN)6]2·12H4. 单分子磁体(Single2Molecular Magnets)2O(Tc=14 K) 、Ni3[Cr(CN)6]2·14H2O( Tc=23 K)均为铁磁体.若两个金属离子磁轨道重叠,它们之间的磁 以上情况都是分子被连接成聚合物后产生非常强偶合为反铁磁性,化合物为反铁磁体或亚铁磁体,如的分子间相互作用.从另一个角度,若分子间相互作用(Net4)[V(CN)6]·2H2O( Tc=230 K) 、CrⅡ3[CrⅢ很小可忽略,则分子被隔离成一个个独立的磁分子.当(CN)6]2·10H2O( Tc=240 K)[25].有价值的是,这类化合分子内含有多个自旋离子中心并发生磁偶合时,则总分1·8 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 自 然 杂 志 24卷1期专题综述子的磁矩决定于磁偶合后的最低能态,这时就可能出现域.如在本文中提到的:转换温度超过室温的分子基铁基态为自旋数较高的稳定态,在磁场的作用下产生准连磁和亚铁磁体材料的发现;具有高自旋的多核配合物在续的激发态能级.所以整个分子的磁矩在外场下,沿外低温下表现出磁性的单分子磁体的发现;在室温以上具场的方向偏转时需要克服一个较大的势垒,这种势垒来有大的磁滞现象的自旋交叉配合物的发现;分子基磁体自零场分裂的磁各向异性.有时也称这种现象为自旋阻的光磁、热磁效应;以及分子基磁体的 GMR、CMR效应挫(spinfrustration)[32].这种依赖于外磁场的双稳态(bist2等.所有这些成果都预示着分子磁性材料光明的未来.ability)被看作是新一代信息材料应用的基础.目前所发 相比于传统的磁性材料,由于广泛的化学选择性,现的单分子磁体主要包括Mn12和Mn14离子簇、Fe8离子可以从分子级别上对分子磁性材料进行修饰和改良;作簇和 V为磁性材料4离子簇等三类,如基态为 S = 10 的 Mn12O12,分子铁磁体具有体积小、相对密度小、能耗(O[33]小及结构的多样化等优点,其制备的方法大多为常规的2CMe)16(H2O)4.有意义的是,当这种单分子体积大到一定值时,可被认为是一种尺寸单一的可磁化的纳化学方法,便于做成各种形态的产品,所体现的性质有米材料,具有不可估量的应用前景.些是传统的磁性材料不可替代的.已发现这类新物质可能成为各类高科技材料,特别是新一代的信息存储5. 自旋交叉配合物材料. 众所周知 当然,当配合物分子内的自旋离子中心减少到,作为一种新生的材料,有很多方面仍需要进仅一个时一步研究和改进,这也是我国科学家在基础研究和应用,分子间的相互作用又很小,配合物显示出独立离子的特性科学走向世界前列的良机.可以预见,在未来的发展中,,为近似理想的顺磁性.具有3d4- 3d7电子配置的过渡金属配合物分子基磁性材料将可能在:①高,在八面体配位结构下,电子Tc温度的分子磁体;②在五个d电子轨道上的排布,可能会受到配位场e提高材料的物理稳定性;③透明的绝缘磁体;④易变、易g和t2g加工的分子磁体轨道之间的能隙Δ大小的影响;⑤和其他物理性能结合的复合磁性材,当Δ平均电子对能p相料近时;⑥超硬和超软磁体; ⑦液体磁体等方面着重探索和,化合物的自旋态可能由于某些外界条件的微扰,得到发展可呈现高自旋态与低自旋态的交叉转变[34].(.最典型的是2000年8月29日收到)一些Fe(Ⅱ)配合物,发生高自旋态5T1 Alivisatos A. P. ,Barbara P. F. ,Castleman A. W. ,et. al. Adv. Ma22(S =2,顺磁性)与ters. ,1998;10:1297低自旋态1A1(S =0,抗磁性)的转变,伴随自旋相变,化2 McConnel . J. Chem. Phys. ,1963;39:1910合物可能有结构甚至和颜色的变化.有一些的转变温度3 McConnel . Proc. . Welch Found. Chem. ;11:144还在常温区,如[Fe(Htrz)4 Wickman . ,Trozzolo . ,Williams . ,et. al. Phys. Rev. ,3- 3x(NH2trz)3x](ClO4)2·H2O1967;155:563(trz=1,2,4 三唑类) ,在常温下从紫色(低自旋)随温度5 Miller . ,Calabrese . ,Epstein . ,et. al. J. Chem. Soc. ,上升转为白色(高自旋).成为另一种新的可利用的双稳Chem. Commun,1986;10266 Pei Y. ,Verdauger M. ,Kahn O. ,et al. J. Am. Chem. Soc. ,1986;态现象[35].1984年,Decurtins等人首次观察到光诱导自108:7428旋交叉效应[36],并随后在低温下利用光对自旋态的激发7 . ,Yee . ,Mclean . ,et al. Science,1991;252:和调控进行了深入研究,期望能用作纳秒级的快速光开14158 FerlayS. ,Mallsah T. ,Ouahes R. ,et al. Nature,1995;378:701关和存储器[34].我国在自旋交叉研究方面也取得了可喜9 Mallah T. ,Thiebaut S. ,VerdaguerM. ,et al. Science,1993;262:1554的成绩[37],如发现温度回滞宽度近55 K的自旋交叉化10 Zhong . ,You X. Z. ,Chen T. Y. Annual Sci Rept—suppl of J of合物[Fe(dpp)Nanjing Univ. ,, Nov19942(NCS)2]py(dpp =二吡嗪(3,2,2-,3-)邻11 Griebler . ,Babel . ,NaturforschB. Anorg. Chem. ,1982;37B菲罗啉,py=吡啶)[38],而且首次发现在快速冷却下仍保(7) :832持高自旋亚稳态,实现了不通过光诱导也能得到低温下12 . ,. Chem. Int. Ed. ,1994;33:38513 Takahashi M. ,Turek P. ,NakazawaM. ,et al. PhysLett,1991;67:746的双稳态[39].14 Chiarelli R. ,. ,Rassat A. ,et al. Nature,1993;363:14715 Allemand . ,Khemani . ,Koch A. ,et al. Science,1991;254:301四、展 望16 . ,. ,Reiff . ,et al. J. Phys. Chem. ,1987;91:4344 分子基磁性材料作为一种新型的材料,近十年来,17 . ,. ,. ,et. al. J. Am. Chem. Soc. ,1987;109:769在化学家和物理学家的努力下,在很多方面已经取得了18 Zhou P. ,. ,. ;181:71突破性的进展,迅速发展成为一门材料学科的前沿领19 . Inorg. Chem. ,2000;39:4392估计效果很不好 如果想要的话,留个邮箱,给你发过去
年轻科学家格塔尔与拉瓦锡交往密切,他们常常在一起,长时间地讨论有关化学和地质方面的各种问题,并很快在实验工作中取得了进展。1765年,拉瓦锡发表了第一篇化学方面的研究论文“关于石膏的分析”。从这篇论文中,可以看出拉瓦锡与其他研究者的不同之处,他特别注重准确的测量。拉瓦锡把石膏加热除去水分,然后用天平准确地称量,以测出水分的质量。通过反复研究,拉瓦锡得出结论:硬硬的石膏中含有一定量的水分,它是由硫酸和石灰化合而成的。
浅谈国标舞的中段力量一般选手跳摩登舞的时候,都缺乏舞蹈所要求的中段力量,但又往往大谈中段力量,只是人云亦云,不知其义。就以摩登舞的迈步来说,开步时,腰部往往是“塌腰”、“死腰”,只能依靠腿部的力量来带动身体,腰部没有起到主要动力作用。只是当步子迈开的时候,才利用腰部力量来帮助推动身体,腰部只是起着一种助动 作用,未能起到主要的作用。跳拉丁舞时,其动作也是如此,身体的移动只是依靠腿部力量,不是由腰脊来带领,同时腰胯的扭动是直着脚的的摆动力量。综观上述情况,摩登舞与拉丁舞两者的动作的力量,都是腰不离腿,腰的力量如推车一样,不能起到带领下肢的作用,这显然不是舞蹈中所要求的中段力量,只有身体的力量全部来自中腰,才称得上中段力量。世界优秀的职业选手,由于能够利用丹田内气和腰腹力,把下肢半提吊起来,尽量减少与地面的摩擦力,籍着呼吸的运用,做到蓄而后发,在松腰松胯的情况下,由身体带动下肢移动,腰胯是起着主要的动力作用。迈步与动作时,虽然足部着地,但重心脚毫不用力;腰部发出的力量并非来自腿部,而是腰脊带动的弹性, 并且 ,以此来带动身体和四肢,这才算得上真正的中段力量。不单是舞蹈需要中段力量,很多运动也同样需要中段力量,只是表现形式不一样。如篮球的跑篮时在空中的左右盘旋,体操、跳水和杂技的空中翻腾,民族舞和芭蕾舞的大跳,所有这些动作,都是来自中段腰腹力量,只不过做动作时,双腿离开了地面而已。摩登舞正确手架的基本条件任何运动都离开不了几何力学原理,缺乏了合理的力学,做不出准确的动作来.舞步的运行,两足的交替是一个直角三角形,到另一个直角三角形的互相交替,只不过两腿膝盖不一定垂直而已.跳摩登舞的时候,除了身体竖直之外,“架”的摆正被视为首要条件;任何步型和动作都离不开“手架”,离开了固定“手架”的舞蹈就不是摩登舞的范畴,所以,学习舞步之前就得学好摆“架子”。我们摆“手架”时,不仅要注意它的外型,而且,要注意它的内涵。一位老一辈的世界冠军在黑池(UK)讲学中,要我们不光是注意外形,还要注意它的力学结构,只有掌握其结构的内在特征,在运动时,我们才能把身体各部控制得稳妥,否则,“手架”容易产生或多或少的不同情度的变形。说到“手架”的力学结构,可以分成A、B、C三组六个三角形。.头顶至左右手的手肘是“上边”等边三角形。2.中腰至左右手的手肘是“下边”等边三角形。.左肘至头顶及大椎是“左上”对称直角三角形。4.右肘至头顶及大椎是“右上”对称直角三角形。.左肘至大椎及中腰是“左下” 对称直角三角形。6. 右肘至大椎及中腰是“右下” 对称直角三角形。运动时,保持外表的几何图形固然重要,但是,维持内在的力学结构更是必不可少;有了内外的结合,才可以使外形美观大方,又可以维持力量的均衡和姿态的稳定。如果改变了力学结构,就会破坏了协调性,就会力不从心。手架的稳定,没有肌肉的力量的支持是不成的,但在移动步法中,先靠肌肉的支持,会做成不同程度的僵硬,因此,必须 熔入意念,使内气运行贯通全身,这样,就不会因为身体某部肌肉“固定”,而影响了其它肌肉的工作。用意念的方法,在头顶通过脊椎的连结,把两肘轻轻吊起,就像上海的浦东大桥的钢索,由于,头顶有一种意念的反作用力,头颈就能自然直竖,不会僵硬,同时,“手架”的手臂又能紧中得到适当的放松,另外,两手肘通过脊椎的连结,可使中腰往上拉起,不至于为了把身体拉长腰部往上挺,做成腰部紧张,这样,在互相连结下,就能一气贯通。迈步与动作,又须注意由腰脊发力,只是腿部带动身体移动,就会或多或少破坏了平衡,虽然手架的外表不一定会产生变形,但身体的重心就不能垂直,左右就不能对称,最明显的表现是肘下这一对三角形产生了变形,所以,发力时要注意身体中正不偏,力由脊发,这样,才能确保力学结构的完整性和合理性。漫谈升降技巧正确的升降动作能增加辛辣度与表现力,因而更具竞争优势。认真研究升降的舞步技术,开发此项技巧要素完全的艺术潜能,将能使您从中得到最大的收益。到底什么是[升降)(rise&fall)技巧,我个人比较喜欢用[放Lowering)来形容标准舞技巧中控制良好的下降动作,它是较具艺术性的舞蹈技巧要素之一。透过技巧来表现升降,能够增强体态、(表现力)与优雅,并将它本身的特色加诸於舞蹈上。升降技巧后来因为不同目的而逐渐发展出几种变化。每种摆荡身体的舞蹈,基本的升降型态与特色的表达也都各不相同。3/4拍的华尔兹是以一小节音乐所做的摆荡弧形(swing-arc)动作为基础,与钟摆动作所产生的轮廓线类似。如果没有使用旋转(或线条动作),则基本的升降动作就是摆荡弧形动作。4/4拍狐步舞的典型美感也可透过升降动作来提升,它是以统一的波浪式动作为基础,是狐步舞的特色,即舞步有两拍在波顶,两拍在波谷。动作的轻盈感是基本重点,后退时一定要避免鞋跟重重地在地板上做出拖曳的动作。快步舞也是4/4拍的舞蹈,舞步基础大部分为狐步舞式的升降,但有些基础动作如四分之一转(Quarter Turn) 、前进追步(Progressive Chasse)与锁步(Lock Step),则是以华尔滋式的舞步为基础,即在第一拍结束时开始上升,持续至第二与第三拍,到第四拍时保持在第三拍的高度。必须注意的重点是,上述舞步的第四拍,在上升动作最大时,必须是『完成』结束步(Closing Step)或锁步(Locking Step)之后的那一拍。如何能在最正确时刻使升降动作达到最大高度?受过此 种训练的舞者,将最能吸引有经验的评审注意。不幸地是,大部分舞者都太早下降,即在结束步或锁步出来后立刻开始做下降步。再者,很多舞者似乎都无法控制下降步,因此看起来就像『往下掉』一样。探戈没有上升,不管是在技术上或过去的历史中都一样!舞者的身体必须像其它舞蹈一样延伸,但是膝盖必须更明确地放松。探戈舞在此方面与其它标准舞不同的特殊原因,就是因为它是以足跟领导常步(Walk)的原则为基础,其身体重量必须集中在每一次迈步时的双脚之间,因此没有身体摆动的动作,而升降的基本原则却是必须以摆动为基础,所以不管是一般舞蹈运动(DanceSport)或阿根廷式的探戈舞,都是平式(flat)的舞蹈,迈出每一步时,双脚都必须施压於地板上。升降技术的文字描述:许多书上对升降技术定义都不同。在A1eX Moore的书上,它说升降是“身体向上伸展及腿部肌肉提起”。最新出版的《英国皇家园丁荟萃协会(ISTD)标准舞技巧》对升降的定义为:利用脚、腿与身体所做出的上升与下降动作,此定义中多加了“脚”一项。 国际园丁荟萃协会(1DTA)舞蹈技巧书中则说得更详细:“上升是由腿部肌肉提起、膝盖伸直及身体向上伸展而提升高度,通常脚跟会随著上升动作而提起或离开地面:下降是支撑的那脚从脚趾到脚跟的放低,而且在做下一步时膝盖会接着放松。”此处多加了一项要素,即“膝盖的运用”。膝盖的动作绝对是非常必要的要素,特别是在华尔兹中。在Henry Jacques的书中,它将升降分成三段来解释:(a)身体与腿部正确的举止与肌肉的紧绷(b) 膝盖的运用(c) 脚的运用。他在为NATD所备制的技巧书中,用了一整页来说明升降技术,并用了将近三页来解释升降各种不同的应用方式。再者,他还在其中加入详细的膝盖动作分解说明图示。范例:华尔滋右旋转步(Waltz Natural Turn) ,男士的动作:1.弯曲右膝,重量置於右脚上。2.膝盖稍微弯曲,重量置於两脚间。将重量转至左脚上,右脚靠近左脚时,透过上升渐渐伸直膝盖(弯曲右膝,重量置於右脚上,当左脚预备向后移做出下一步时,右脚跟放低)。4.弯曲左膝,重量置於左脚上。5.膝盖稍微弯曲,重量置於两脚6.将重量转至右脚上,左脚靠近右脚时,透过上升渐渐伸直膝盖(弯曲左膝,重量置於左脚上,当右脚预备向后移做出下一步时,左脚跟放低)。这就是训练良好的舞者应该做到的动作,虽然在运用上述各种细节於每一步时可能不会意识到,但园丁荟萃或教练应该完全认知此项技术细节。另一方面,我在伪科学式、冗长又令人费解的文章中,也看过大量对升降动作的分析。其中有一种迂回的解释,将华尔滋基本的小节动作分成六个半拍(l-and-2-and-3-and)。华尔滋并不像伦巴舞那么容易按照韵律节奏来分析,因此按节拍来分析华尔滋真是愚蠢的做法! 对一般非专业的用途,以口令动作(word-picture)来解释华尔滋的升降就简单多了,它就类似钟摆摆动的升降弧线一般。以花园秋千或马戏团高空秋千来说明可能容易理解,每一次的前后摆荡就像华尔滋音乐每小节的节拍。当您听到喜欢的华尔滋音乐时,心里可能会“看到”身体随著音乐在高空秋千上摆荡。这就是英式华尔滋升降弧线的基础,随著音乐每小节,身体就会做出像花园秋千或高空秋千的动作。 摇摆的节奏!在心里将花园秋千或高空秋千摆荡的速度特色画成一幅图画,将您听到华尔滋时身体与腿的摆荡描绘出来。在摆荡到最高点时有一瞬间的暂停,然后再开始下降的动作,刚开始是慢慢的,在到达摆荡最低点前累积速度,之后在脚部动作渐渐静止并结束前再逐渐减缓腿部速度。停留的些微片刻是一种愉悦的感觉,它是完美制造华尔滋摆动的基本要素。 不幸地是,今日有许多舞者使用的华尔滋编舞,倾向於抗拒正确的秋千动作。他们做出太多的切分音、追步与锁步等等,在三拍子的小节中做出四步,因此舞蹈中秋千摆荡的特色几乎丧失。但有好的教练与练习,即使是切分音也能够做出秋千摆荡的特色。 维也纳华尔滋右旋与左旋摆荡动作的升降特色,与“英国”华尔滋相似。最重要的一点就是维也纳华尔滋的摆荡动作比较“浅”。脚的提起保持在最小的幅度,实际上在旋转第六步时,男土是以“平的”姿势将脚带到结束位置。为详细说明此点,此种舞蹈中的升降几乎完全是透过膝盖的动作来表现。摘要:探戈是标准舞中最特别、没有上升动作的舞蹈,最初之所以会被纳入标准舞的比赛舞蹈之一,我认为那是因为二十世纪初当它刚出现时,只有标准舞比赛而尚未有拉丁美洲舞比赛的缘故。在其它舞蹈中·正确的升降动作能增加辛辣度与表现力,因而更具竞争优势:认真研究升降的舞步技术。开发此项技巧要素完全的艺术潜能·将能使您从中得到最大的收益。----摘自《舞蹈家》59期四大技巧四大技巧在国标舞的现代舞特别是华尔兹中得到 全面和充分的体现。(l)反身动作左脚前进时,右肩和右胯前送;右脚前进时,左肩和左胯前送;左脚后退时,右肩和右胯后让;右脚后退时,左肩和左胯后让:这样使身体和舞步形成反向配合,这就叫反身动作。反身动作主要用在左转或右转的第一步,既便于 男女腰胯相贴地侧身转体,又增加了舞姿的优美。(2)升降动作各种舞步,都有身体上升和下降的变化,只是升降程度和要求不一。一般地说,起步身体必稍降,并步身体必稍升。起步时屈膝,并步后提踵,则有明显的升降变化。拿升降技巧得到充分体现的华尔兹来说,第一拍出步时屈膝降体,第二拍运步时平中有升,第三拍并步时提踵体,当升至最高处后又下降,这样形成一条有如波浪起伏的曲线。显示出华尔兹的轻盈和飘逸。(3)摆荡动作摆荡动作是指舞者身体在前进和后退时好像荡秋千一样地摆荡:起步前进时,如同秋千前荡,有自下而 上地荡起来的感觉;移步后退时,如同秋千后摆,有自上而下地荡回来的感觉。(4)倾斜动作倾斜动作是指舞者在左右横步和左转右转第一步中的身体左右倾斜。舞者大步横移时,总是腰胯连同脚步横移,然后腰跨以上部分为保持重心平稳而逐渐跟上去,这样就形成一个符合物理规律的自然倾斜动作。 舞者进左脚左转或退左脚右转时,身体顺势左倾,进右脚右转或退右脚左转时,身体顺势右倾,这也是合乎自然的倾斜动作。但要注意,舞者此时的身体有如钟摆的倾斜,脊椎始终直而不弯,不能将左右倾斜错误地理解为左腰或右腰的故意下弯。
"无论舞蹈还是武术,抑或歌唱训练,都需要气沉丹田"气沉丹田就是一种幻象相似思维,即意想着气已深至丹田部位,又经过身体各部位肌肉的传送,形成各种舞姿"动作速度的变化也是如此"如发射卫星,地面基地的动力越强大,发射出的运载物体的速度就越快,穿透力就越强,到达目的地的准确性就越高"舞蹈时把腰腹的运动幻想为发射基地,呼吸运动越积极主动,人体重力越给地板以压力,地板的反作用力就越大,动作效果就越轻松!集中"在跳舞蹈时,可意想为脚作用给地板的力如同粘在地板上,每一步都扎实而稳定,每一个定型动作都快捷而准确"这些都是幻象相似思维,它所诱导出的都是舞蹈动作的到位速度和完成动作的准确性"因此,在舞蹈教学中,首先要使学生的思维发生变化,要求学生的肢体跟上思维"思维方式改变了,再经过努力练习,学会自如地支配自己的身体,学好舞蹈这门课程的难题就迎刃而解了"另一个相似点是人的精神"体力随着幻象思维作相似的努力,以达到人体内部运动状态的和谐,从而产生表现舞蹈动作的最佳效果"这一思维方式在拉丁舞教学中尤为重要"拉丁舞是一种来自拉美地区的舞蹈,是由本土!欧洲和黑人舞蹈融合而形成的一种艺术形式"它广泛地吸收了现代舞!古典舞蹈中的一些节奏感强!有力度的动作,加之有优美!欢快的音乐伴奏,极富艺术感染力"又因其舞蹈风格人性化!情感化的表现直接而富有戏剧性,所以为世界人民所喜爱"拉丁舞风格奔放,特别具有节奏感,所展现的女性优美线条柔中有刚!刚中有柔,男性舞姿骠悍刚强!气宇轩昂"它一般分为竞技和表演两种类形,前者以竞技为主,包括临场发挥!基本技术技巧的完成!对音乐的诠释!舞伴之间的默契配合以及体能的考验等"后者突出其舞蹈性,包括舞蹈动作的编排!创意,舞蹈风格的把握,对音乐的选择,服装与舞蹈内容的搭配等,要求舞蹈具有较强的表演性"在拉丁舞教学过程中,首先要把以上这些理论常识融入课堂,让学生了解其文化背景,引导学生从有关拉美文化的书籍!影片以及与舞蹈相关的其他资料中寻找相似的感觉,在思维形式的运用上就是幻象相似思维"如跳/斗牛舞0,要求学生幻想斗牛场上舞动着红斗蓬的情形,用心塑造一个阳刚聪慧的斗牛士形象"女孩则幻想自己时而是一头野性十足的斗牛,时而是斗牛士手中的红披风,时而是美丽!高贵而又性感!不易被征服的西班牙女郎"同时需要舞伴之间的情感融于一体,设法达到引带者与被引带者在思维上同步"例如男士作射花镖刺牛的造型时,女士就应俯身弓背,张开后背肌作被刺状;当男士作舞动红披风造型时,女士则机敏地跟随,就像是男士手中的红斗蓬;当斗牛士凯旋时,女士则是西班牙女郎,动作性感而富有挑逗性"这些感觉的出现,无疑都是相似思维诱导的产物,即意象!情象!境象!舞蹈语言象的多元融合"此外,在拉丁舞教学中还存在着对情感思维的相似诱导"一个好的舞蹈作品,从动作到音乐都有创编者的情感蕴含其中"无论你做什么动作,用什么样的节奏处理,只有一个/爱0,爱自己的舞伴!爱亲人!爱生活!爱大自然"他和他的舞伴作了精彩的示范表演,感染了我们每一个学生"就是在这堂课上,我学会了用爱去舞蹈,用心灵去舞蹈,在舞蹈中塑造人物形象" 简而言之,相似思维在拉丁舞教学中的运用有以下几种方式"(1)兴趣法,通过观看教师的示范或录像资料,让学生对拉丁舞感兴趣,想象着自己会像老师或录像中的艺术家一样优秀"(2)模仿法,通过观摩对要学习的舞蹈动作进行模仿练习"在教学中,教师的示范动作要准确而美观,能使学生产生跃跃欲试的愿望"(3)助力法,借助外力使学生通过肌肉的本体感觉直接领会动作要领,辨别空间与时间关系以及对身体的影响,从而形成完整!正确的概念"例如双人舞的较难动作,仅靠模仿是达不到要求的"在作男士引带女士快速旋转造型动作时,教师可一面做女士动作,给男士身体重心以及完成动作的本体感觉,用身体告诉男士应如何引带;一面做男士动作引带女士,给她一个适度的力点,让学生知道如何完成动作"(4)呼吸法,通过合理调节呼吸来提高动作的质量,使内外力和谐统一,达到舞蹈动作的舒展!飘逸效果"舞蹈运动中的呼吸是自然呼吸和控制呼吸相配合,呼气大多是由完成动作的需要来决定,将气慢慢呼出,吸要快而多,呼时慢而少"这都要求思维来准确控制"(5)情感调动法,通过教师示范或有关资料来调动学生对内心情感的表达要求"舞蹈是一种舞台艺术,情感的表达应直接!夸张而不能藏在心里"这就需要教师运用情感相似思维启发诱导学生,从而达到完成舞蹈动作的目的"
别找人代写,很不负责任的,完整的搞定不太可能,但是可以给你点建议,目的、意义、价值、现状应该很好就解决了,研究内容就围绕对象的基本情况,地址、规模、作息、还有他们的价位和招收学员数量,你需要跑一跑各个培训班掌握更多信息,当然还有就是培训情况的调查,质量如何,群众反映等等,尽量找里面的学员家长问,还有就是你的切入点是什么?也就是目的,比如消费观念,或者是教学质量,也可以是人民生活的提高等等,研究的对象不要拘泥于一个,而要把眼光放远,这样才能说更多的题材发现更多的问题,研究方法可以是:数据统计、消费水平规划、满意程度调查等等,进度的话,一般看你交论文的时间了,周期长点比较好,参考文献就从网上找链接,或者相关书籍名称就行了,写论文不要怕,一天写500字十几天也就完成了,重点要把自己的写作大纲列好,然后充实它们,一点一点的就完成了,还有就是信心,遇到事情不要依赖太多,看着巨大的高山一步一步也就上来了,如果你不试着去做那你永远就是停滞不前,鼓起勇气希望你能自己完成这篇论文,自信和勇气是成功的开始!顺便祝大家新年愉快!
开头: 现时,社会艺术多集中在舞蹈与绘画上,而国标舞更是在短短时间风靡世界。拉丁,作为国际标准 舞蹈,便是不可不提的。第二段:其实,有很多人对拉丁并不是很了解,那就先让我来说明一下吧(这段资料蛮好找的,你自己找着 看,是介绍拉丁的基础知识就行)。基于拉丁的神秘背景,与少数人精于此的特点,多数对子女抱 莫大希望的家长们也就不在乎金钱,纷纷将子女送入拉丁大门… 可是,拉丁的莫大魅力会将成为 孩子们将来的发展么??当下所花费的精力与时间,在将来真的会给予孩子美好的未来么??那所 谓的投资,真的会有回报么??本人对此有些小小见解,请诸位加以评价。第三段:浅谈中国少年拉丁舞的发展前景……后面的本人实在想不出什么了。。毕竟鄙人只有初二的国文水准,所以不敢多加胡言了。。。。。。希望以上。。能对楼主有所帮助吧(注:文中也许有错别字。。因为打字系统的关系。。所以希望您不要直接复制黏贴。。。最好加以检查。。)谢谢o(∩_∩)o..
浮力的应用 孔明灯“孔明灯”,是以蜀汉刘备军中,足智多谋的军师诸葛亮(孔明)命名的,算起来已有一千七百多年的历史了。当年,诸葛孔明被司马懿围困於平阳,无法派兵出城求救。孔明算准风向,制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的讯息,其后果然脱险,於是后世就称这种灯笼为孔明灯。另一种说法则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子,因而得名。 最早的孔明灯的作法是:用很细的竹篾做成灯笼架,四周和顶上都用薄纸糊严,只在底部留个圆口。在灯笼下面挂上松脂,点燃松脂后,灯笼就会升上空中。由于灯笼里有火光,古代战争中,曾经把它作为夜间军事行动的信号,如同现代所用的信号弹一样。 清朝年间,汉民族不满清政府的统治,纷纷起来开展“反清复明”斗争。为成义举,把放“孔明灯”作为统一行动的指挥信号。 过去,汉人们把“孔明灯”作通信联络使用,而后来人们把放“孔明灯”作为一种民间娱乐,现代人放孔明灯多作为祈福之用。男女老少亲手写下祝福的心愿,象徵丰收成功,幸福年年。孔明灯的结构可分为主体与支架2部份,主体大都以竹篦编成,次用棉纸或纸糊成灯罩,底部的支架则以竹削成的篦组成。孔明灯可大可小,可圆形也可长方形。一般的孔明灯是用竹片架成圆桶形,外面以薄白纸密密包围而开口朝下。欲点灯升空时,在底部的支架中间绑上一块沾有煤油或花生油的粗布或金纸,放飞前将油点燃,灯内的火燃烧一阵后产生热空气,孔明灯便膨胀,放手后,整个灯会冉冉飞升空,如果天气不错,底部的煤油烧完后孔明灯会自动下降。 孔明灯的原理与热气球的原理相同,皆是利用热空气之浮力使球体升空。然而为何热空气会飘浮呢?我们可用阿基米德原理来解释它:当物体与空气同体积,而重量(密度)比空气小时就可飞起,此与水之浮力的道理是相同的。将球内之空气加热,球内之一部份空气会因空气受热膨胀而从球体流出,使内部空气密度比外部空气小,因此充满热空气之球体就会飞起来。生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答。现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时,不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答。现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近,用力的吹,我们并不能将纸吹开,反而出现被“吹拢”的情况。现象三:,对于相同流量的水而言,口径大的水龙头,水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头,可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢?总结来看,空气和水都是流体,在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质,在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很简单的解释上面三个现象。首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量。P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度,v指流体的速度。在上述但现象中,可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动。在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的,所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个现象作出具体的解释。解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外。为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走。解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时,使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起。解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知,当我们将口径边小时,必然导致流速加快。根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪,对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快,所含动能极大,在生产上有很大的运用。最后,要介绍一个很实用的方法:取水。在家中,看到大人用一根管子插到水里,用嘴在管口吸气,水就会自己流出来,我也试过,但没有成功,现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端,为什么呢?这是利用了大气压的原理。当吸气后管子里成为真空,水就被外界大气压压倒了出水端。物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活。
实验名称:影响滑动摩擦力大小的因素 实验目的: 验证滑动摩擦力大小与压力大小、接触面积大小、接触面粗糙程度的关系(抄书上的实验目的,如果用到DIS系统,有的时候还要加上这样的目的如:练习使用DIS系统进行线性拟合、练习使用秒表 等,不过这些不是主要实验目的啦~) 实验器材:弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。 实验原理: 1. 二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。 2. 在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态。 3. 两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。 4. 弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,拉力的大小就等于摩擦力的大小,拉力的数值可从弹簧测力计上读出,这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。 实验步骤: 用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。 实验数据: 1. 用弹簧测力计匀速拉动木块,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: 2. 在木块上加50g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: 3. 在木块上加200g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: 4. 在木板上铺上棉布,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: 5. 加快匀速拉动木块的速度,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: 6. 将木块翻转,使另一个面积更小的面与长木板接触,测出此时木块与长木板之间的摩擦力: (如果是验证欧姆定律这样的给出试验数据后根据数据画图像,并用计算器拟合算出斜率。) 实验结论: 1. 摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大。 2. 摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大。 3. 摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关。 4. 摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。
世界上有确定的东西吗?正如大家所知,1927年3月,海森堡在《量子论的运动学与动力学的知觉内容》论文中,提出了量子力学的另一种测不准关系,海森堡认为,科学研究工作宏观领域进入微观领域时,会遇到测量仪器是宏观的,而研究对象是微观的矛盾,在微观世界里,对于质量极小的粒子来说,宏观仪器对微观粒子的干扰是不可忽视的,也是无法控制点额,测量的结果也就同粒子的原来状态不完全相同。所以在微观系统中,不能使用实验手段同时准确的测出微观粒子的位置和动量,时间和能量。由数学推导,海森堡给出了一个测不准关系式: 。对于微观粒子一些成对的物理量,在这里指位置和动量,时间和能量,不能同时具有确定的数值,其中一个量愈确定,则另一个就愈不确定。所谓测不准关系,主要是普朗克常量h使量子结果与经典结果有所不同。如果h为零,则对测量没有任何根本的限制,这是经典的观点;如果h很小,在宏观情况下,仍然能以很大的精确性同时测定动量与位置或能量与时间的关系,但是在微观的场合就不能同时测定。实验表明,决定微观系统的未来行为,只能是观察结果所出现的概率,测不准关系已经被认为是微观粒子的客观特性。海森堡提出了测不准关系后,立即在哥本哈根学派中引起了强烈的反响,泡利欢呼“现在是量子力学的黎明”,玻尔试图从哲学上进行概括。1927年9月,玻尔在与意大利科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的“互补原理”,用以解释量子现象基本特征的波粒二象性,它认为量子现象的空间和时间坐标和动量守恒定律,能量守恒定律不能同时在同一个实验中表现出来,而只能在互相排斥的实验条件下出来不能统一与统一图景中,只能用波和粒子这些互相排斥的经典概念来反映。波和粒子这两个概念虽然是互相排斥的,但两者在描写量子现象是却又是缺一不可的。因此玻尔认为他们二者是互相补充的,量子力学就是量子现象的终极理论。“互补原理”实质上是一种哲学原理,称为量子力学的“哥本哈根解释”。30年代后成为量子力学的“正统”解释,波恩称此为“现代科学哲学的顶峰。”1927年10月在布鲁塞尔第五届索尔卡物理学会议上,量子力学的哥本哈根解释为许多物理学家所接受,同时也受到爱因斯坦等一些人的强烈反对。爱因斯坦为此精心设计了一系列理想实验,企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森堡等人则把量子理论同相对论作比较,有利地驳斥了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔卡物理学会议上,爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验,向量子力学提出了严峻的挑战。光子箱的结构很简单,一个匣子挂在弹簧称上,一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制,弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量,根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系: 得出光子的能量,这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。 据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫,经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后,玻尔终于搬来了救星,呵呵,那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后,光子箱的质量减少纵然可以精确测出,然而弹簧秤收缩,引力势能减小,根据广义相对论的引力理论,箱子中的时钟会走慢,归根到底时间又是不确定了。 这次轮到爱因斯坦吐血三天了,他费尽心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明,还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。 既然在微观状态下,存在测不准关系,那么在宏观状态下,还存在测不准关系吗?这个我们应该能得出结论:当然存在测不准关系。我们做实验的时候,一旦到了处理实验数据就要同时算出相应的不确定度。这是为什么呢?测量结果都具有误差,误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。任何测量仪器、测量环境、测量方法、测量者的观察力都不可能做到绝对严密,这就使测量不可避免地伴随着有误差产生。因此,分析测量可能产生的各种误差,尽可能可消除其影响,并对测量结果中未能消除的误差做出估计,就是物理实验和许多科学实验中必不可少的工作。但是,我们只能尽力减小误差,却不能消除它。从上面可以看得出,世界上是不存在测得准的东西的,正所谓世界是辩证统一的,事物是相互影响的,既存在相对性,又存在绝对性。事物的测不准关系,就因为它既有相对性,又有绝对性,而我们通常所说的某某物重多少,高多少,等等看似绝对的数据其实是相对的。在某一个时段里,物体趋向于某个值的概率最大,因而我们就把这个值称作在这个时段里的相对准确值,它本是使不可能测准的。事物之间又存在着相互作用,因而又由于相互作用是具体的,因而是有限的,具有一定的认识意义;而本体则是抽象的,因而是无限的,并不具有任何确定的认识意义。所以,世界上并不存在确定的东西。参考文献:张三慧,《大学物理学<量子物理>》清华大学出版社2000年8月第二版34页35页李士本,张力学,王晓峰《自然科学简明教程》,浙江大学出版社2006年2月第一版,68页.72页 资料来源:
先引入一个生活中的例子,然后就此展开讨论力与运动的各种关系,后总接一下。