青少年科技活动充满趣味性、探索性、好奇性和创造性,积极开展科技活动是贯彻实施以培养创新意识为核心的素质教育的一个重要渠道。科技小论文是科技活动的总结,是在科技实践活动的基础上进行分析归纳、演绎推理、类比想象、抽象概括,从而得出具有普遍推广意义的新规律、新理论、新假设等结论。指导学生写作科技小论文,是引导学生进行科学探索,了解和学习科学研究的一般方法,提高学生科技素质和培养创造型人才的有效途径。 在1997年开始从事科技活动辅导以来,就如何指导学生写作科技小论文作了一些尝试和探索,取得了一点成效。在 指导学生完成的10多篇科技小论文中,获全国二等奖1篇,广西一等奖1篇,三等奖1篇,地、市级奖励6篇。现将本人的肤浅认识和体会简单介绍如下,以向同行请教。 一、提高认识,激发兴趣,消除科技小论文的神秘感 首先,坚持在课堂教学中渗透科技教育,培养和提高学生的科技素质。备课时,选择教学内容要突出科技知识,并及时将本学科的最新研究成果充实到教学内容中。改革教育观念和教学方法,重视科学研究方法的训练和科技史教育。比如在学习铁的性质时,介绍α-fe2o3和γ-fe2o3在录音材料上的重要用途,学生往往热情高涨,感到科学技术离他们并不遥远,从而增强学生的科技意识。 其次,通过讲座、板报、科技知识竞赛、科技读书笔记比赛、科技手抄报比赛等活动,使学生充分认识科学技术的迅猛发展及其对世界各国综合国力的巨大影响。例如,在1997年第一届全国中师化学科普知识竞赛中, 辅导的学生获全国二等奖1人,全国三等将2人,广西一等奖3人,二等奖5人,三等奖12人, 本人获全国中师化学科普知识竞赛优秀辅导员称号;在2000年7月广西首届中师科技艺术节的各项比赛中, 辅导的学生均获得优异成绩;在2000年12月第二届全国中师化学科普知识竞赛中, 辅导的学生获全国一等奖1人,二等奖2人,三等奖8人,广西一等奖13人,二等奖38人, 本人获全国优秀辅导员称号。这些成绩的取得,极大地激发了学生对科技活动的兴趣和热情。 第三,向学生介绍一些他们熟悉的短小精悍的优秀科技小论文,揭开科技小论文的神秘面纱。例如,联系生活实际介绍获全国一等奖的科技小论文《水浮莲净化污水的观察与调查》、《银杏快速培育的实验》、《音乐对某些植物生长发育影响的实验》等,联系教学内容向学生介绍变废为宝利用柑子皮水解后进行银镜反应的科技小论文《柑子皮的妙用》以及《蓟草可解烟毒》、《禾苗枯萎之迷》等科技小论文。这些通俗易懂的例子说明科技小论文的写作并不是高深莫测、可望而不可及的事情,同时也为学生写作科技小论文提供了良好的范例。 二、联系实际,选好科技小论文的写作题材 第一、引导学生选择自己熟悉的感兴趣的题材。 们是指导学生写作科技小论文,所以要放手让学生自己选题,这样才能选出学生感兴趣的、能独立完成的好题材。 校学生大部分来自农村,学校培养的目标是小学教师。因此, 指导学生选题的要求和原则是:面向小学,立足农村,服务农村,选择身边熟悉的感兴趣的题材。比如, 指导的获奖科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》、《龙眼罩网防果蝠实验》、《油茶树抵御砖厂污染的调查》等题材都是学生从自己熟悉的生产生活中选择的,其实践结果对促进农村经济发展起到一定的积极作用。比如《流动灌溉——马蹄优质高产试验》的结果可使农民种植马蹄每亩增收500多元,在学生家乡已得到广泛推广,并于2000年8月26日被广西科技报在第一版宣传推广。立足农村选择的题材所需实验条件简单易行,适合学生今后在小学教学中开展科技活动。 第二、选择的题材要具有新颖性。选择新颖的好题材意味着科技小论文的写作成功了一半。 首先是在学生中开展各种形式的读书活动,积累科技知识,引导学生用科学眼光观察生活,大胆质疑,发现生活中的科学现象和科学问题,从多种角度分析问题产生的原因,筛选提炼论文题材,确定实践方案。其次,还结合具体例子说明科技小论文选题的方向和规律。例如,《肉桂驳枝繁殖试验》的“驳枝繁殖”、《人工上篱种植绞股蓝试验》的“人工上篱种植”、《生姜倒种优质高产》的“倒种”、《西瓜嫁接栽培试验》的“嫁接栽培”、《竹荪的室内栽培试验》的“室内栽培”、《磁化水对几种花卉生长发育影响的实验》的“磁化水”等等,代表了科技小论文选题的一般方向和规律,都是优秀的选题。 第三、了解不宜选择的题材。除了青少年科技活动规定不宜选择的如药物、药理、药效等题材外, 认为需要时间较长的、不具备实验条件的、不符合青少年学生特点的题材也不宜选择。 第四、选题宜早不宜迟。这样才能保证有足够的时间开展科学实验,查阅图书资料以及论文的写作修改。 指导学生写作的获奖科技小论文的题材一般都是学生提前1年甚至2年就选好了的。 三、明确要求,规范格式,培养学生的科研能力 严格地说,科技小论文不是“写”出来的,而是科技实践活动的结晶。指导学生写作科技小论文的最终目的是使学生了解科学研究的一般方法,培养学生的科研能力。据了解,许多科技小论文在各级评比中落选的原因,是内容和格式不符合要求,或者是数据材料不足,尽管学生和辅导员都作了大量的实践工作。因此,指导学生写作科技小论文之前,必须使学生了解科学研究的一般方法和步骤、科技小论文的选题要求、实验数据记录的方法和要求、写作的格式等等。这样才能有计划有目的有步骤地开展科学实践活动,作好原始记录,为科技小论文的写作做好准备。此外,还要使学生明确一篇好的科技小论文,应该有一定数量的图表和照片等直观说明材料,才能更好的体现真实性,增强说服力。 四、指导学生查阅资料,分析归纳,提高科技小论文的质量 如何依据诸多个别的实验考察的现象和数据记录得出具有普遍推广意义的结论?这是指导学生写作科技小论文至关重要的一步。 首先引导学生根据科技小论文的主题对实验考察的现象和数据学会分辨取舍,去伪存真,归纳出一般结论。其次,指导学生查阅图书资料和运用学到的科技知识进行演绎推理,从一般结论得出特殊的新观点、新发现、新方法、新设想等。最后,指导学生运用类比思维将上述的特殊结论进行推广,从而得出具有普遍推广意义的新结论、新规律,运用想象思维对原始的朦胧的观点、设想进行加工、改造,突破时空限制,得出创造性的结论。这样,既提高了科技小论文的质量,又锻炼了学生的创造性思维,培养了学生的科研能力 五、刻苦钻研,认真总结,不断提高辅导水平 1. 刻苦钻研,虚心请教,是提高辅导水平的主要方法 开始从事科技活动辅导的时候,对科技活动了解甚少。由于 校将青少年科技教育定位为学校的办学特色,浓厚的科技活动氛围激励 认真系统地学习有关青少年科技活动的内容、途径和要求。尤其是 校教务科陈勇副科长和贺州市教育局原科技活动专干高兴平老师的热心指导,使 的辅导水平产生了质的飞跃。1998年 辅导学生写作的科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》获全国二等奖。这极大地增强了 指导学生开展科技活动的信心,同时也有了更强的责任感。为了进一步提高辅导能力, 先后参加了计算机培训和研究生主要课程进修,2000年又考取了在职研究生班,现在正在学习中。 2. 指导学生写作科技小论文需要有热心、耐心和无私奉献的精神 就拿 指导学生完成《流动灌溉——马蹄优质高产试验》一文来说,虽然学生在 的指导下做了大量的实践工作,但写出的初稿过于简单,尚不足300字。于是, 从实验方案的设计到实验数据的记录,从实验结果的分析到图书资料的查阅,一一指导学生改进,其间八易其稿,整个辅导过程倾注了 大量的心血,花费的精力决不亚于自己撰写一篇在国家级刊物发表的学术论文。有人问 这样做值得吗? 笑之以答:“这是一名科技辅导员的职责。只有全身心投入辅导活动中,才有可能辅导出好成绩,辅导水平才会不断提高。” 3. 勤于动笔,善于总结科技活动的经验教训 1999年, 在辅导学生科技活动中受到启发而设计的一个创新实验,获全国中师化学老师实验大赛二等奖。2000年, 将辅导学生科技活动的一点做法和经验整理成文章参加第八届中国青少年科技辅导员论文比赛,获一等奖。这些成绩的取得对 辅导学生科技活动具有很大的促进作用,也是学生写作科技小论文的榜样和动力。 总之,指导学生写作科技小论文是一项艰辛而又繁琐却富有意义的工作。教师虽然不是科学家,但应该是科学家的引路人
稀土对花卉植物开花期的影响上海宝山区海滨二中 张蕾菁 吴军等随着人民生活水平的提高,人们对鲜花的需求也增加了。鲜花色彩艳丽,清香宜人,但都有花期不长久的缺陷。人们为延长鲜花的保鲜期,曾使用过不少试剂,如阿斯匹林等。我们则尝试用稀土来延长植物的开花期。稀土是一类稀有元素。农用稀土主要是镧和铈元素的化合物。它对植物生长有一定促进作用。为了解它对花期和花的大小有否影响,我们做了以下实验。一、实验材料农乐粉状物(一种稀土肥料),金盏菊,烧杯。二、实验过程和记录将农乐配制成5种不同浓度的溶液,将金盏菊朵插入,另外设一对照组。列表如下:花直径为3—4cm 农乐溶液 情况记录 对照 50mg/100ml 花盛开,1周后凋谢 花6天后谢 100mg/100ml 花刚开,2周后谢,花盛开时比对照组略大 花6天后谢 150mg/100ml 花盛开,1周多后凋谢,叶色好 花6天后谢,枝上叶比前较差 200mg/100ml 花盛开,1周多后凋谢,叶色好 花6天后谢,枝上叶比前较差 300mg/l00ml 花盛开,1周多后凋谢,叶色好 花6天后谢,枝上叶比前较差 三、分析和讨论从上述实验记录可以认为:稀土对鲜花的开放时间有一定的延长作用。从50mg/100ml稀土溶液到3OOmg/100ml稀土溶液都有一定的延长开花期的作用,而且使花朵的直径也略有扩大。金盏菊施加稀土后一般能延长开花2--4天。我们认为,这与稀土能促进植物生命活动,促进叶绿素形成,增加有机物合成(加稀土溶液的植物叶色较深)有关。稀土也许有促进植物生殖器官吸收有机养料的作用。我们还发现,稀土浓度越高(在300mg/l00ml以下),延长花朵开放的时间也越长。至于浓度到达多高才会有负作用,我们还得在以后作进一步研究。稀土是一种含微量元素的化合物,对植物生长有一定的促进作用。张、吴二位同学用农用稀土——农乐做延长花卉植物花期的试验,是很有实用价值的。从文章来看,这两位同学确实做了不少工作,也取得了可喜的成果,可嘉可勉。当然,和大多数初次独立进行科学实验的同学一样,他们在实验方法和实验报告的表述方面还显得不够成熟。不过这没关系,以后多开展一些这样的活动,多看一些课外书籍,他们一定会做得更好。与许多同龄人相比,他们已经领先一步了。首先,从报告的内容来看,作者只进行了一种花卉——金盏菊的花期实验,所以,报告的题目似改为“稀土对金盏菊花期的影响”更贴切一些。要知道,植物是一个外延很大的概念,在科学研究报告中是不能随意乱用的。把稀土对某一种植物有作用看作是对所有植物都有相同的作用,那是不行的。这叫以偏概全,往往会酿成大错。第二,极稀溶液的浓度应用ppm(百万分之一)表示,如文中的“50mg/lOOml"可表示为500ppm。第三,在报告中应该明确记录用金盏菊做试验的数量和次数(至少10株金盏菊,反复多次)。第四,花的开放有始花期、盛花期和凋谢期,它们的具体日期要记录明确、完整。注意,实验记录中的数据必须是明确的,如“6天”“23小时”等,不能出现“1周多”“10多天”之类比较含糊的数据,要不然“稀土越浓,花期越长”有何根据?(选自《中学科技》1994年第4期)
铜陵市,一个依山傍水的唯美城市。在我们祖辈的影响中铜陵过去是那么的美丽,没有成天对天发出怒吼的吐着黑色“毒气”的大型烟囱,没有整天轰鸣的大型工厂。不需要任何过滤废水的工厂,因为那里不需要工厂。人们每天早上起来都可以嗅到新鲜的空气,每天都可以喝到最干净的清泉。他们整天生活在青山绿水的环抱之中,整天呼吸着牛奶般的香甜、温润的空气。一片片山,一道道河,农田接着农田。他们在春天可以外出去享受春雨的缠绵,夏天可以感受暴雨的豪放,秋天可以品味凉爽的雨丝,冬天可以流连雪的浪漫。 可是如今...... 一切都改变了...... 昔日鸟语花香的山水城市,转眼间樯橹灰飞烟灭。一眼瞬间,铜陵已成为全国的“酸控”区之一,旧日的美丽从此荡然无存...... 使得现在的一切的,就是由于我们过度污染环境所得到的——酸雨。 酸雨的形成一般是由:二氧化硫+水蒸气,之后形成雨、雪、雹、雾、露,从而降下来。二氧化硫可以分为人为和自然两种产生方式。人为即人类大量燃烧含硫和氮的燃料,排放大量的硫和氮的气体氧化物(酸性气体)到空气中,在降雨时,雨水与酸性气体发生化学反应生成相应弱酸,当PH值小于时就形成的酸雨。自然,则是火山喷发所带出来的二氧化碳。 酸雨依靠它的酸性,可以腐蚀各种材料,建筑与名胜古迹,可以加速金属制品,石雕品和建筑的涂层的风化过程。铜陵市的第一,第二冶炼厂,化工总厂的周围的水泥电线杆上的水泥一层一层的脱落,雨中所含的酸把原本光滑的表面腐蚀成了一个一个平均为4毫米的坑洼。电线杆上的铁架也因酸的侵蚀频频断裂。 中学生科技网 酸雨的危害不仅仅局限与硬件设施,它对农业的危害更加令人恐惧。酸雨对植物、土壤等均有影响,酸雨直接危害的首先是植物。植物对酸雨反应最敏感的器官是叶片,叶片受损后光合作用降低,抗病虫害能力减弱,林木生长缓慢或死亡。特别是小麦,在酸雨影响下,可减产 13% 至 34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害,导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林和其他植物危害也较大,常使森林和其他植物叶子枯黄、病虫害加重,最终造成大面积死亡。据统计,酸雨一年平均会使铜陵的农业经济损失近5000万元! 酸雨除了对硬件设施和植物有危害以外。酸雨对人类的危害也是不容忽视的!酸雨可使儿童免疫功能下降,从而使得慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病几率增加。酸雾,也会影响人体健康。铜陵市上空常年笼罩着酸雾水汽,酸雾对人的呼吸道有剌激作用,可使呼吸道内径狭窄,阻力加大,使人咳嗽、胸闷、鼻塞。每遇低气压天气,铜陵市区人有明显身体不适的感觉。患有慢性眼结膜炎、慢性鼻炎、鼻粘膜充血、咽部充血等症状的人不适感会较多。 自1980年以来,铜陵市酸雨的酸性强度和发生率一直居高不下。PH年均值保持在与之间,年发生频率在40%以上,个别年份甚至高达60%。甚至降水中的PH值最低时只有! 但着一切的一切吓不倒精神顽强,不屈不饶的铜陵人民。在06年的7月份,铜陵迎来了几十年以来的第一次一个月没有酸雨,降雨中的PH值在到之间,平均值达到了,这是一个多么好的消息!它表明了我们铜陵人民在这几十年里,一直在顽强奋斗,一直在努力的抵制酸雨的出现!正如铜陵人民守则中所说的一样:自强不息,敢为人先!铜陵人民用自己的双手竭力摘着“酸控区”这顶不光彩的帽子。 我相信,在不久的将来,我们铜陵市一定可一摆脱“酸控区”这个称号,成为一个美丽的文明城市青铜之都!一个生态山水之都!重新成为有着一片片青山,一道道绿河的美丽城市。 铜陵的人民们,站起来!让我们一起加油,用双手创造美好未来! 抄的。。。(不是我在本子上写的)
科学论文是为了培养我们具有综合运用所学知识解决实际问题的能力,而论文格式使行文简练、版面美观。下面是我为大家精心推荐的全国青少年科技创新大赛科技论文格式,希望能够对您有所帮助。 全国青少年科技创新大赛科技论文格式 1 题目是科技论文的中心和总纲。 要求准确恰当、简明扼要、醒目规范、便于检索。一篇论文题目不要超出20个字。用小2号黑体加粗,居中。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 2 署名 署名表示论文作者声明对论文拥有著作权、愿意文责自负,同时便于读者与作者联系。署名包括工作单位及联系方式。工作单位应写全称并包括所在城市名称及邮政编码,有时为进行文献分析,要求作者提供性别、出生年月、职务职称、电话号码、e-mail等信息。 用小4号宋体 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 3 摘要 摘要是对论文的内容不加注释和评论的简短陈述,是文章内容的高度概括。主要内容包括: 1)该项研究工作的内容、目的及其重要性。 2)所使用的实验方法。 3)总结研究成果,突出作者的新见解。 4)研究结论及其意义。 中文摘要200字左右,中文名称的“内容摘要”用小2号黑体加粗,居中,其内容另起一行用小4号宋体(倍行距),每段起首空两格,回行顶格。 英文“内容提要”项目名称规定为“Abstract”, 用小2号Times New Roman字体加粗,居中,其内容另起一行用小4号Times New Roman 字体,标点符号用英文形式。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 4 关键词 关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中萃取出的、表示全文主题内容信息条目的单词、词组或术语,一般列出3~8个。 有英文摘要的论文,应在英文摘要的下方著录与中文关键词相对应的英文关键词(key words )。 中文名称的 “关键词” 另起一行用小4号黑体加粗,内容用小4号黑体,一般不超过8个词,词间空一格。 英文“关键词” 另起一行, 项目名称规定为“Key words”,用小4号Times New Roman 字体加粗,顶格,其内容接“Key words”后空一格,用小4号Times New Roman字体加粗,词间用分号“;”隔开。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 5 引言 引言又称前言、导言、序言、绪论,它是一篇科技论文的开场白,由它引出文章,所以写在正文之前。引言也叫绪言、绪论。 引言的写作要求 (l)引言应言简意赅,内容不得繁琐,文字不可冗长,应能对读者产生吸引力。学术论文的引言根据论文篇幅的大小和内容的多少而定,一般为200~600字,短则可不足100字,长则可达1000字左右。 (2)比较短的论文可不单列“引言”一节,在论文正文前只写一小段文字即可起到引言的效用。 (3)引言不可与摘要雷同,不要写成摘要的注释。一般教科书中有的知识,在引言中不必赘述。 (4)学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的理论基础和系统的专门知识,具有开阔的科研视野,对研究方案作了充分论证,因此,有关于历史回顾和前人工作的综合评述,以及理论分析等,则可将引言单独写成一章,用足够的文字详细加以叙述。 (5)引言的目的应是向读者提供足够的背景知识,不要给读者悬念。作者在引言里不必对自己的研究工作或自己的能力过于表示谦意,但也不能自吹自擂,抬高自己,贬低别人。 引言的格式要求 项目名称用小2号黑体加粗,居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格,回行顶格。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 6正文 正文是科技论文的主体,是用论据经过论证证明论点而表述科研成果的核心部分。正义占论文的主要篇幅,可以包括以下部分或内容:调查对象、基本原理、实验和观测方法、仪器设备、材料原料。实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。 正文可分作几个段落来写,每个段落需列什么样的标题,没有固定的格式,但大体上可以有以下几个部分(以试验研究报告类论文为例)。 1)理论分析。 2)实验材料和方 3)实验结果及其分析 4)结果的讨论 具体要求有如下几点: 1)论点明确,论据充分,论证合理; 2)事实准确,数据准确,计算准确,语言准确; 3)内容丰富,文字简练,避免重复、繁琐; 4)条理清楚,逻辑性强,表达形式与内容相适应; 5)不泄密,对需保密的资料应作技术处理。 具体格式要求: 1)文字统一用5号宋体,每段起首空两格,回行顶格,多倍行距,设置值为; 2)正文文中标题: 一级标题:标题序号为“一、”,用小4号宋体加粗,独占行,末尾不加标点; 二级标题:标题序号为“(一)”,用5号宋体加粗,独占行,末尾不加标点; 三级标题:标题序号为“1、”,用5号宋体加粗,若独占行,则末尾不加标点,若不独占行,标题后面须加句号; 四级标题:标题序号为“(1)”,用5号宋体,其余要求与三级标题相同; 五级标题:标题序号为“①”,用5号宋体,其余要求与三级标题相同。 注意:每级标题的下一级标题应各自连续编号。 科学论文格式要求和科技论文写作技巧 7 结论 科技论文一般在正文后面要有结论。结论是实验、观测结果和理论分析的逻辑发展,是将实验、观测得到的数据、结果,经过判断、推理、归纳等逻辑分析过程而得到的对事物的本质和规律的认识,是整篇论文的总论点。结论的内容主要包括:研究结果说明了什么问题,得出了什么规律,解决了什么实际问题或理论问题;对前人的研究成果作了哪些补充、修改和证实,有什么创新;本文研究的领域内还有哪些尚待解决的问题,以及解决这些问题的基本思路和关键。 对结论部分写作的要求是: 1)应做到准确、完整、明确、精练。结论要有事实、有根据,用语斩钉截铁,数据准确可靠,不能含糊其辞、模棱两可。 2)在判断、推理时不能离开实验、观测结果,不作无根据或不合逻辑的推理和结论。 3)结论不是实验、观测结果的再现,也不是文中各段的小结的简单重复。 4)对成果的评价应公允,恰如其分,不可自鸣得意。证据不足时不要轻率否定或批评别人的结论,更不能借故贬低别人。 5)写作结论应十分慎重,如果研究虽然有创新但不足以得出结论的话,宁肯不写也不妄下结论,可以根据实验、观测结果进行一些讨论。 要求: 项目名称用小2号黑体加粗,居中;内容另起一行用小4号宋体。每段起首空两格,回行顶格。 8 参考文献 在科技论文中,凡是引用前人(包括作者自己过去)已发表的文献中的观点、数据和材料等,都要对它们在文中出现的地方予以标明,并在文未(致谢段之后)列出参考文献表。这项工作叫做参考文献著录。 参考文献著录的原则 1) 只著录最必要、最新的文献。 2) 一般只著录公开发表的文献。 3) 采用标准化的著录格式。 参考文献格式要求: 参考文献(即引文出处)的类型以单字母方式标识:M——专著,C——论文集,N——报纸文章,J——期刊文章,D——学位论文,R——报告,S——标准,P——专利;对于不属于上述的文献类型,采用字母“Z”标识。 参考文献一律置于文末。其格式为: (一)专著 示例 [1] 张志建.严复思想研究[M]. 桂林:广西师范大学出版社,1989.(49). [2] [英]蔼理士.性心理学[M]. 潘光旦译注.北京:商务印书馆,1997. (二)论文集 示例 [1] 伍蠡甫.西方文论选[C]. 上海:上海译文出版社,1979. [2] [俄]别林斯基.论俄国中篇小说和果戈里君的中篇小说[A]. 伍蠡甫.西方文论选:下册[C]. 上海:上海译文出版社,1979. 凡引专著的页码,加圆括号置于文中序号之后。 (三)报纸文章 示例 [1] 李大伦.经济全球化的重要性[N]. 光明日报,1998-12-27,(3) (四)期刊文章 示例 [1] 郭英德.元明文学史观散论[J]. 北京师范大学学报(社会科学版),1995(3). (五)学位论文 示例 [1] 刘伟.汉字不同视觉识别方式的理论和实证研究[D]. 北京:北京师范大学心理系,1998. (六)报告 示例 [1] 白秀水,刘敢,任保平. 西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究[R]. 西安:陕西师范大学西北经济发展研究中心,1998. 全国青少年科技创新大赛科技论文 水下机器人概述和发展应用前景 摘要:水下机器人的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋开发和水下工程等,发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。 关键词:水下机器人现状,应用 一、水下机器人的种类及国内现状 1、水下机器人的种类 水下机器人是一种具有智能功能的水下潜器,国内外专家学者根据其智能化程度和使用需求,将水下机器人分为四类:即拖曳式水下机器人TUV (Towing UnderwaterVehicle)、遥控式水下机器人ROV(RemotelyOperated Vehilce)、无人无缆水下机器人UUV (Unmanned UnderwaterVehicle)和智能水下机器人AUV (Autonomous Underwater Vehicle)。前两种水下机器人均带缆,由母船上人工控制;后两种水下机器均无人无缆,自主航行,分别由预编程控制和智能式控制。 2、国内现状 目前国内研究水下机器人的单位较多,内容也五花八门,但代表国内先进水平的、真正进入实质性试验阶段的仅此几家。它们是:哈尔滨工程大学研制的智能水下机器人AUV,中科院沈阳自动化所研制的无人无缆水下机器人UUV,上海交通大学研制的遥控式水下机器人ROV 和中船重工715 所研制的拖曳式水下机器人TUV。 二、水下机器人应用前景 水下机器人的应用领域已经不断扩大,如海洋研究、海洋开发和水下工程等,发达的军事大国非常重视水下机器人在未来战争中的应用。水下机器人将成为未来水下战争中争夺信息优势、实施精确打击与智能攻击、完成战场中特殊作战任务的重要设备之一。 目前正处于飞速发展阶段。 1、海洋资源的研究和开发 占地球表面积71%的海洋是是一个富饶而远未得到开发的资源宝库,也是兵戎相见的战场。21 世纪,人类面临人口膨胀和生存空间、陆地资源枯竭和社会生产增长、生态环境恶化和人类发展的三大矛盾挑战,要维持自身的生存、繁衍和发展,就必须充分利用海洋资源,这是无可回避的抉择。对人均资源匮乏的我国来说,海洋开发更具有特殊意义。因此,水下机器人将在海洋环境监测、海洋资源勘察、海洋科学研究中发挥重要作用。 2、未来战争中的作用 零伤亡是未来战争中的选择,因而使得无人武器系统在未来战争中的地位倍受重视,其潜在的作战效能越来越明显。作为无人武器系统重要组成部分的水下机器人能够以水面舰船或潜艇为基地,在数十或数百里的水下空间完成环境探测、目标识别、情报收集和数据通讯,将大大地扩展了水面舰船或潜艇的作战空间。尤其是自主航行的水下机器人,它们能够更安全地进入敌方控制的危险区域,能够以自主方式在战区停留较长的时间,是一种效果明显的兵力倍增器。更重要的是,在未来的战争中,“以网络为中心”的作战思想将代替“以平台为中心”的作战思想,水下机器人将成为网络中心站的重要节点,在战争中发挥越来越重要的作用。论文大全。目前各国重点研究的应用包括:水雷对抗、反潜战、情报收集、监视与侦察、目标探测和环境数据收集等。 三、水下机器人关键技术 1、总体技术 水下机器人是一种技术密集性高、系统性强的工程,涉及到的专业学科多达几十种,各学科之间彼此互相牵制,单纯地追求单项技术指标,就会顾此失彼。解决这些矛盾除有很强的系统概念外,还需加强协调。在满足总体技术要求的前提下,各单项技术指标的确定要相互兼顾。 为适应较大范围的航行,从流体动力学角度来看,水下机器人的外形采用低阻的流线型体。结构尽可能采用重量轻、浮力大、强度高、耐腐蚀、降噪的轻质复合材料。 2、仿真技术 水下机器人工作在复杂的海洋环境中,由智能控制完成任务。由于工作区域的不可接近性,使得对真实硬件与软件体系的研究和测试比较困难。为此在水下机器人的方案设计阶段,要进行仿真技术研究,内容为两部分: (1)平台运动仿真 按给定的技术指标和水下机器人的工作方式,设计机器人平台外形并进行流体动力试验,获得仿真用的水动力参数。在建立运动数学模型、确定边界条件后,用水动力参数和工况进行运动仿真,解算各种工况下平台的动态响应,根据技术指标评估平台的运动状态,如有差异, 则通过调整平台尺寸、重心浮心等技术参数后再次仿真,……, 直至满足要求为止。 (2)控制硬、软件的仿真 在水中对控制系统的调试和检测具有很大的风险,因此有必要在控制硬、软件装入平台前,在实验室内先对单机性能进行检测,再对集成后的系统在仿真器上做陆地模拟仿真试验,并评估仿真后的性能。内容包括动密封、抗干扰、机电匹配、软件调试。根据结果,进行修改和完善。因而需研究和开发一套用于控制系统仿真的仿真器。仿真器主要由模拟平台、等效载荷、模拟通讯接口、仿真工作站等组成。在仿真器上对控制系统的仿真,可以减少湖海试时的调试工作量,避免由海中不确定因素带来的麻烦。 3、水下目标探测与识别技术 目前,水下机器人用于水下目标探测与识别的设备仅限于合成孔径声纳、前视声纳和三维成像声纳等水声设备。 (1)合成孔径声纳 用时间换空间的方法、以小孔径获取大孔径声基阵的合成孔径声纳,非常适合尺度不大的水下机器人,可用于侦察、探测、高分辨率成像,大面积地形地貌测量等,为水下机器人提供一种性能很好的探测手段。 (2)前视声纳组成的自主探测系统 前视声纳的图像采集和处理系统,在水下计算机网络管理下自主采集和识别目标图像信息,实现对目标的跟踪和对水下机器人的引导。可以通过实验,找出用于水下目标图像特征提取和匹配的方法,建立数个目标数据库,在目标图像像素点较少的情况下,较好的解决数个目标的分类和识别。系统对目标的探测结果,能提供目标与机器人的距离和方位,为水下机器人避碰与作业提供依据。 (3)三维成像声纳 用于水下目标的识别的三维成像声纳,是一个全数字化、可编程、具有灵活性和易修改的模块化系统。可以获得水下目标的形状信息,为水下目标识别提供了有利的工具。 4、智能控制技术 智能控制技术是提高水下机器人的自主性,在复杂的海洋环境中完成各种任务,因此研究水下机器人控制系统的软件体系、硬件体系和控制技术十分重要。 智能控制技术的体系结构是人工智能技术、各种控制技术在内的集成,相当于人的大脑和神经系统。软件体系是水下机器人总体集成和系统调度,直接影响智能水平,它涉及到基础模块的选取、模块之间的关系、数据(信息)与控制流、通讯接口协议、全局性信息资源的管理及总体调度机构。体系结构的目标与水下机器人的研究任务应是一致的,也是提高智能水平(自主性和适应性)的关键技术之一。不断改进和完善体系结构,加强对未来的预报预测能力,使系统更具有前瞻性和自主学习能力。论文大全。 5、规划与决策技术 规划与决策是指对自主式水下机器人在有海流区域工作时姿态和路径的规划与决策,主要确保水下机器人工作时艏向严格顶流。有两种路径规划方法,一种是坐标系旋转法,基本思想是将坐标系绕着Z 轴旋转,直到X正半轴方向指向来流方向,在工作中保证机器人的姿态始终与X 正半轴方向一致。另一种是基于栅格的位形空间激活值传播法。该方法能方便地实现各种优化条件,并适用于各种复杂的环境,具有较佳的控制生成路径能力和可扩展性,而且算法本身具有内在的并行性,很好地满足了机器人艏向尽量顶流的要求, 6、水下导航(定位)技术 用于自主式水下机器人的导航系统有多种,如惯性导航系统、重力导航系统、海底地形导航系统、地磁场导航系统、引力导航系统、长基线、短基线和光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统等,由于价格和技术等原因,目前被普遍看好的是光纤陀螺与多普勒计程仪组成推算系统,该系统无论从价格上、尺度上和精度上都能满足水下机器人的使用要求,国内外都在加大力度研制。 7、通讯技术 为了有效的监测、传输数据�协调和回收等,水下机器人需要通讯。目前的通讯方式主要有光纤通讯、水声通讯。 (1)光纤通讯 由光端机(水面)�水下光端机�光缆组成。其优点是数据率高(100Mbit/s),很好的抗干扰能力。缺点,限制了水下机器人的工作距离和可操纵性,一般用于带缆的水下机器人TUV、ROV。 (2)水声通讯 由于声波在水中的哀减慢,对于需要中远距离通讯的水下机器人,水声通讯是唯一的、比较理想的一种方式。实现水声通讯最主要的障碍是随机多途干扰,要满足较大范围和高数据率传输要求,需解决多项技术难关。要达到实用程度,仍然有大量的工作要做。 8、能源系统技术 水下机器人、特别是续航力大的自主航行水下机器人,需要具有体积小、重量轻、能量密度高、多次反复使用、安全和低成本的能源系统。 (1) 热系统 热系统是将能源转换成水下机器人的热能和机械能,包括封闭式循环、化学和核系统。其中由化学反应(铅酸电池、银锌电池、锂电池)给水下机器人提供能源是现今一种比较实用的方法。 (2) 电-化能源系统 质子交换膜燃料电池具有水下机器人的动力装置所需的性能。该电池的特点是能量密度大、高效产生电能,工作时热量少,能快速启动和关闭。该电池技术难点是合适的安静泵、气体管路布置、散热、固态电解液以及燃料和氧化剂的有效存储。21 世纪燃料电池将极大地改变人们的生活和企业环境。随着生产成本、稳定性等课题得到解决,燃料电池可望成为水下机器人的主导性能源系统。论文大全。 五、结语 毫无疑问,在海洋开发和末来战争中,水下机器人起着举足轻重的作用。目前国内的水下机器人(主要是AUV、UUV)还处于研制试验阶段,很多关键技术还没有突破,离实际使用尚有一段距离。要瞄准目标,抓住时机,开拓创新,争取在水下机器人这一领域拥有更多的自主技术。 看了“全国青少年科技创新大赛科技论文格式”的人还看: 1. 青少年科技活动策划方案 2. 科技创新教育的论文范文 3. 创新科技论文(2) 4. 青少年科技创新大赛领导讲话 5. 科技学术论文的格式
范文一:洗洁精对金鱼的生活的影响1.课题提出:洗洁精在现代生活中与我们是息息相关的,我们几乎天天都要用洗洁精来清洗食品(水果、蔬菜等),清洗餐具。而当我们使用完后,大部分的洗洁精会随下水道流往江、河、湖、海。前段时间,我们看了某省级电视台的新闻报道,说洗洁精中含有强致癌物,其对人体的伤害可以通过反复冲洗而避免,但是它随我们的生活污水排到江河之中后,对江河之中的鱼类会产生有害影响吗?对江河周边的动物会有伤害吗?这一系列的问题让我们产生了兴趣,决定通过实验观察对我们所提出的问题进行证明,于是在我们精心的计划与安排下开展了这一课题的研究。2.实验目的: 论过实验和查阅资料说明洗洁精对水生生物(如鱼类)带来的危害,并初步探究其致害机理,希望能对其成分配方进行改进。3.实验方法: ①半数致死浓度测定法; ②呼吸频率:鳃盖活动计数; ③耗氧量测定:定碘法; ④器官检测:解剖法。4.材料用具: ①金鱼(金鱼是一种较为常见的实验用鱼,洗洁精直接排入水体中,受危害较明显的自然是水生生物) ②洗洁精(市面上常见的用来清洗水果、餐具的洗洁剂,购买于超市) ③实验仪器;规格为长、宽、高分别为20cm,20cm,40cm玻璃容器,规格为长、宽、高分别为 10cm、10cm、20cm的玻璃容器,1000ml量筒,10ml量筒,移液管,吸液球,金鱼网,100ml量杯,玻璃棒,计数器,解剖刀,解剖盘,解剖剪,解剖针,耗氧量测试瓶和实验相关化学仪器及药品。5.方法步骤: ①制作去余氯的自来水,先用大型铁桶装上自来水,然后用一层纱布和橡筋将桶口封住。随后放置在一个通风、透光的地方放置三天以上进行自然曝气除去自来水中的余氯。 ②实验鱼的驯养:驯养的水应是无任何污染的稀释用水(去余氯的自来水),驯养容器是无毒的,驯养时间为30天,驯养金鱼的数目是150条以上,驯养期间每天投少量不影响水质的饵料。当其死亡率控制在10%以下时,才可开始实验。 ③实验鱼的选择:实验鱼必须健康,判断的标准为体形正常,鳞片完整,各鱼鳍舒展无缺陷,体色光亮,行动活泼,反应灵敏,食欲好,大小基本一致,外观上没有异常现象和鱼病。 ④半数致死浓度的测定:a.实验液的配制:这个实验一并要配制两次实验液。第一次配制9个不同的洗洁精浓度梯度,分别编号为1-9,以初步找出大致致死范围。l-9号缸内的实验液的浓度分别为:10%、1%、0.l%、0.01%。0.001%、0.0001%、0.00001%、0.000001%、0%。第二次是在上述实验找出大致致死浓度后,在上述全部致死最低浓度和全部不死的最高浓度之间配制十个等差浓度。分别编号为A-J,再加上0%的空白进行对照,编号为K,求出半致死浓度。b.放入实验鱼:配制好实验液之后,要小心的把金鱼从驯养容器中转移到各实验组的容器中,每个缸内放五条金鱼。30分钟后,待金鱼己经完全适应其新环境后,开始计时观察,并进行记录。c.实验的时间:实验的时间一共为48小时,其中前12小时应作连续性的观察,后36小时内随时进行观察,记录下每组实验鱼死亡的时间。d.金鱼死亡的判断:金鱼停止了呼吸运动,用小镊子或玻璃棒夹鱼的尾柄部(鱼体接近尾鱼鳍的部分)在5分钟内没有产生刺激反应则可断为死亡。e.利用第二次的实验数据用以下公式计算出半数致死浓度。 半数致死浓度=(全部致死的最低浓度+全部存活的最高浓度)/2 ⑤实验鱼生理指标的测定(以空白组与半数致死浓度组对比)。a实验液的配制:按照上实验计算出的半数致死浓度重新配制实验液。b.放入实验鱼:把实验鱼分别放入清水(对照组)和半数致死浓度的(实验组) ①、②号实验容器里面,每个缸内放五条金鱼,实验时间为48小时。c.观察记录:每4小时观察一次,观察记录的内容为:( a)呼吸频率;( b)体表和运动情况;(c)对刺激(用玻棒敲击鱼缸〕的反应。⑥ 对上述各级实验后的鱼进行解出剖:观察的内容有内脏的颜色、体表、眼球、鳃丝等的变化。 ⑦实验鱼耗氧量测定: a.将对照组、半数致死浓度组放入广口瓶中,30分钟后,加上橡皮塞(瓶内不留空气),将其和未放鱼的空白瓶(清水瓶和半数致死浓度洗洁精瓶),30℃恒温放置1小时。 b.分别利用定碘法将以上瓶中水的含氧量测出,再利用两个空白瓶的含氧量,分别求出两组实验鱼的耗氧量,公式如下: 实验鱼耗氧量=(空白瓶水含氧量-实验瓶水含氧量)/鱼的重量×放置时间6.结果记录:该实验的最终结果是放置在不同浓度的洗治精溶液里面的金鱼出现不同的死亡率,然而放在清水中的金鱼仍然都存活。不同缸内的金鱼最先出现死亡现象的是浓度最高组的鱼,随后其它组内的鱼都相继出现死亡。由此可见,洗洁精的浓度与金鱼的死亡率呈正相关关系。说明其致害与浓度有关,并且存在浓度阈值。a. 呼吸频率 通过观察,我们发现,两组鱼的呼吸频率差异明显。b.表现生理、行为改变 在该实验中我们通过仔细的观察发现除1号缸内的金鱼未发生生理行为的变化,而2号缸内的鱼却有很明显的改变。大致归纳如下: 刚放入实验鱼时,两组鱼均呼吸频率正常,平均45次每分,反应敏捷,遇到刺激金鱼会马上散开或四处乱窜;游动的速度和体色都无异常。随后20小时中实验组的金鱼出现浮头现象,并且鱼肚微有肿胀。这时金鱼的呼吸次数有大幅度的上升,变为了80次每分。再过8小时后金鱼又有了一次转折性的变化,呼吸次数由多变为少,最少时可达30次每分,反应的程度也有明显的降低,遇到一般刺激金鱼无反应,非要用玻棒碰其体表才会有微弱反应,在12小时后,我们发现金鱼的体表表皮有脱落的现象,体色也慢慢变浅,失去了以前的艳色,此时反应变得极其迟钝,用玻棒击打也只是随着玻棒向一边倒,呼吸次数变为24次每分左右;全身的颜色己明显变浅。c.解剖特征 通过该实验对两组实验鱼的解剖,我们发现金鱼的内脏器官在颜色、形状上都没有大的变化,两组对比效果不明显。可是当我们观察两组实验鱼各自的鳃丝时,发现一个重要的现象,正常金鱼的鳃丝都是成放射网状散开;而且颜色鲜红;而实验组金鱼的鳃丝则出现萎缩;而且颜色也为暗红。另外鱼体表皮眼角膜都有明显的脱落现象。并且鱼体褪色现象也较为明显。d.耗氧量 通过上表中对耗氧量数据的比较,可以得知实验液中金鱼的耗氧量比对照组中的低,说明洗洁精能导致金鱼代谢机能的下降,从而引起耗氧量的下降。7.分析讨论: 通过参考上述若干项实验的有关结论以及所查阅到的相关资料,我们对实验现象和结果进行分析,并且初步探讨洗洁精的致害机理。 洗洁精的主要成分是一类人工合成的表面活性剂,例如洗洁精中的烷基苯磺酸钠其去垢机理是通过其分子疏水端亲和污垢(多为脂质),亲水端溶于水,达到使污垢分散于水中而被冲洗的目的。但这种物质也会同样作用于脂质的细胞膜,使膜崩解而细胞死亡。实验过程中,金鱼鳃部的表面细胞也因此而遭受破坏,这样使得鱼的鳃部气体交换明显下降。氧气供应不足,鳃丝缺氧变得暗红,自然耗氧显下降。在机体的反馈调节下,就通过增加呼吸频率来试图增加氧的获得量,浮头现象以及金鱼因吞气利用肠壁呼吸而引起的腹胀现象也伴随发生。当这一系列的调节措施仍无法见效时,缺氧将最终导致机能代谢的下降,进而表现为呼吸频率的下降、反应迟钝等不正常现象。因此,鱼的呼吸频率才会呈现出先增后减的钟形曲线。由此可见,洗洁精对鱼的致害机理主要表现在其对呼吸的阻滞作用,与最终因窒息而死亡。但在实验过程中,我们发现实验鱼有表皮角膜脱落和体表及眼球褪色现象,则可能是因为洗洁精中的表面活性剂及氯化物(用于氧化杀菌)的作用,当然在自然水域中,因为没有如此高的浓度及如此长的作用时间,因而表现没有如此明显,但其致害性是客观存在的。 另外,洗洁精内还含有多量的磷酸盐(如三聚磷酸钠)长期富集,可使水体出现富营养化,这样必将破坏水域生态系统的原有平衡。 洗洁精主要是由人工合成的物质组成,较难被微生物降解利用。设想每天都有大量的洗洁精残留物排入水体而得不到降解,一旦超过了水生生物的半数致死浓度,所带来的后果必然是大量水生生物的死亡及整个生态系统的崩溃。加之,洗洁精产生的泡沫覆盖在水体表面,会降低其复氧速度和程度,这一点在静水水体中表现得尤为突出。英国的泰晤士河水体缺氧,河口处可闻到硫化氢的气味,这主要是洗洁精污染的影响。8.建议 我们希望洗洁精的生产厂商能将许多有关成分进行改进,除去其中的有害成分;另外,提倡利用无污染的清洗物品。如肥皂,便是一种无污染无害又环保的物品,因为它的原料是存在于植物或动物的脂肪之内,易于生物降解;也可以考虑利用酶作为去污剂,降解污垢中的蛋白质和脂质(利用生物发生器产酶可能降低成本)。作 者:秦日 许孜 韩晗范文二磁铁在强磁场及高温环境下磁力的变化【目的】为了发现磁铁磁性受高温与强磁场环境的影响,并且为了找到我们在学习中常见的V形磁铁的居里温度,我们进行了实验。【思路】为发现磁铁磁力减弱或消失的变化情况,我们准备采用模拟这两种环境的方法。强磁场的环境采用直流电磁铁来模拟;高温环境采用高温电炉进行模拟。【工具材料】永磁铁:两块,分别为U形和条形。高斯计:LakeShore制造的410型,最小分辨率为,量程为2000GS。电源:直流稳流电源,最大输出电流为400A,最大输出电压为50V。两极直流电磁铁。天津电炉厂制造的RJX25—13型箱式高温电炉,最高加热温度为1350℃。【制作过程】用高斯计测量一块V形磁铁和一块长条形磁铁,分别放入强磁场及高温环境中,不断改变输入电磁铁的电流和电炉温度,同时记录数据最后进行分析。【科学性】本次实验得到了准确的数据,并进而得到一些简单的物理结论。【先进性】本次实验完全由学生设计,亲自动手操作,不拘泥于资料中的数据,通过自己设计的实验方法,找到了问题的答案。【创新点】根据设计实验思路,提出具体的操作方法,并亲手操作,得到了最后的结论。作品简介在日常生活中原本磁力很强的磁铁由于在强磁场的环境下磁力的方向以及大小会发生变化,例如小磁铁在两块大磁铁的干扰下磁力会有所减弱;磁铁放在炉子旁,在高温情况下,磁力也会有所减弱;铁钉吸附在磁铁上,经过一段时间后会有磁性,我们查阅了许多资料,知道每一块磁铁都有不同的居里温度(Curie Temperature),即磁铁在该温度下会失去磁性,而我们在学习中常见到的磁铁的居里温度是多少呢?带着生活、学习中许许多多有关磁铁磁力减弱、消失、产生的种种疑问,我们进行了具体的实验,得到了准确、定量的物理结论。经过认真的分析以及查找资料我们发现,使磁铁的磁力减弱或消失的条件有:高温环境、强磁场环境以及强烈震动等。我们着重对高温以及强磁场两种环境下磁铁磁力减弱或消失的情况进行了实验;实验的目的是发现磁铁在高温环境下磁力的变化情况,并尽可能地发现其中的一些规律,预计在最后数据构成的曲线图像中可以发现一些大致的趋势和简单的规律。我们用高斯计对磁铁进行磁场值的测量。为了使数据更加准确,我们采用了一个磁极多点测量的办法,即以一个磁极的中点为主要测量点,把磁铁四角的四个点作为辅助测量点,因为在永磁铁中,磁感线的分布在磁铁的四角有重叠部分,所以不很准确,而中心能够准确地反映磁极的磁场值,所以在数据中我们以磁极中心的磁场值为最主要的数据,具体点的命名是:N极的四角分别为A、B、C、D;S极的四角分别为E、F、G、H;N极的中点为P,S极的中点为Q。1.强磁场环境下的实验我们在实验室中先用高斯计测量了条形型铁N、S两极的磁场值,接着我们将其放入了直流电磁场中,这时将经稳流电源整流、滤波后的直流电通给直流电磁场一定安培的电流,用高斯表测量强磁场内的磁场值,之后关闭稳流电源,拿出条形磁铁,再次用高斯表测量其N极、S极的磁场值的大小,进行对比之后,重复以上步骤,只是逐步增大其输入电流,记录不同的数值之后画出曲线图,通过曲线对数据进行分析。2.高温环境下的实验我们为了发现温度对于磁铁磁力的影响,我们采用高温电炉对磁铁进行加热,用高斯计对磁铁的磁场值进行测量,以温度每升高20℃为界限对磁铁进行测量,因为条件不允许,而且通过查资料我们看到磁铁在高温时与降温后的磁场值变化不大,所以我们测量磁铁时都是在磁铁从电炉中拿出用水冷却后才进行测量的。3.对U形磁铁重新充磁的实验在实验的最后,我们准备对已经完全失去磁性的磁铁放入直流电磁铁中进行充磁,即将其按照一定的方向放入(即将其侧放,目的是尽可能使直流电磁铁的磁感线符合U形磁铁原始的磁感线分布,真正达到充磁的目的),然后再给电磁铁通上400A的电流,五秒钟后将电磁铁断电,拿出磁铁,经过高斯计测量后,测得S为-92.8GS,N为77.6GS,虽然它的磁场值没有实验前大,但现在仍可以吸起小块金属。这次实验最终测量出来数据基本符合我们的预料,在强磁场环境下的数据所呈现的曲线较为不规律。对照曲线图可以看到对电磁铁所加电流小于20A时,磁铁正负磁场的磁场值变化不大,磁极也没有发生任何偏转,当输入电流大于20A时,磁铁的磁极以及磁场值发生了许多变化,N极的五个测量点大幅度减小,平均都在六分之一到七分之一左右,而S极也发生了许多变化,输入电流由1 8A变为21A时,S极的Q点由-319GS变为42GS。另外,不但数值发生了很大的变化,极性也发生了偏转。在我们测量的五个点中有三个发生了偏转,之所以两极的磁场值发生巨大的变化,是因为输入直流电磁场的电流是21A时,电磁铁中的磁场值明显超过了磁铁两极的磁场值,所以会对磁铁产生很大的影响。在后来的几次测量中,磁极的磁场值变化都不是很大,直至将输入电流增加到40A时,N极的几个辅助测量点都发生了偏转,主测量点的值也已经变得很小,而S极的磁场值也已经完全成为正值,这说明磁铁的两极在此时已经完全发生了变化。紧接着我们就将输入电流增大至200A,这时电磁铁内的磁场值是输入电流为40A时的10倍,这时的磁铁的磁极已经与外面的涂漆标志相反了,这块磁铁的涂漆为S一端已经可以和一块正常的磁铁涂漆为S的那一端相吸引了。在高温环境下的实验数据中,我们可以明显看到N、S极的P、Q点的磁场值都是随着温度的上升而下降的,当温度在220℃~300℃之间时磁场值下降最快,当炉内温度到达300℃左右时,磁铁被加热至红热状态,温度达到340℃时,磁铁两极的磁场值都降至很小,温度到360℃时,两极磁场值均变为0。磁铁在高温以及强磁场环境下磁力会发生变化:磁铁在高温环境下磁力会减弱直至消失;磁铁的磁场方向在强磁场环境下会发生变化,甚至发生磁极的偏转;没有磁性的金属在强磁场环境下会具有一定的磁力。一切物质都是由它的分子组成的,分子又由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,电子在不停地自转和绕原子核旋转,电子的这两种运动都会产生磁性。但由于其运动的方向各自不同,普通的金属内部各个分子电流的取向是杂乱无章的,它们的磁场互相抵消,对外界不显磁性。在外界强磁场的作用下,有些物质内部原本的、各自运动的电子,全部排列整齐,而此时,电子旋转产生的磁效应与外界磁场方向一致,物质便呈现出磁性。磁铁之所以能吸住铁钉,是因为具有磁性的磁铁靠近铁钉时,铁钉内的原子被磁铁磁化。同理,若是让正常的磁铁处在强磁场环境下,磁铁内部的电子旋转的磁效应与外界磁场方向不同,所以磁铁内部的一部分电子旋转的取向会受到外界强磁场的干扰而发生变化,这时磁铁内部的电子旋转的取向会有所不同,会有一部分分子电流互相抵消,使磁铁内部的磁场方向发生很大的变化,甚至发生磁极偏转。而磁铁在高温环境下磁力消失是因为磁铁内的分子在高温环境下热运动会加快,改变了电子运动方向的规律性,会使分子电流互相抵消,从而使磁铁的磁力减弱直至消失。对磁铁进行重新充磁,使原子的电子排列重新具有规律性,而使失去磁性的磁铁重新具有磁力。通过这次实验我们对于磁铁退磁得到了更加深刻的理解,而利用磁铁的居里温度以及磁极偏转这些性质,可以为我们更好地服务,例如,电饭锅底部的控温装置就是利用了磁铁居里温度这一特性,该装置用的就是一块居里温度是105℃并且在降温后磁性还会恢复的磁铁,当锅里的水分干了以后,食品的温度将从100℃上升。当温度到达大约105℃时,由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失,磁铁就对它失去了吸力,这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开,同时将电源开关断开,停止加热,如果在不方便测温度的情况下,可以放入一块磁铁性质已知的磁铁,最后通过分析磁铁的磁场值的变化来估算温度最高达到了多少。利用这些性质在安全开关、放火灭火方面有很大作用,当然这些都是一些设想,若要真正实现还需要我们的进一步努力。作 者:于善霆 杨娜 刘斌就这些啦~O(∩_∩)O哈哈~
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