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初中生科技小论文范文_初中生科技小论文范文800字
zmhk 2024-06-01 人已围观
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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0.1GS,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~
物理科技小论文
燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化学反应。放热、发光、生成新物质(如木料燃烧后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰)是燃烧现象的三个特征。燃烧是一种氧化反应,其中氧气是最常见的氧化剂,但氧化剂并不限于氧气,氧化并不限于同氧的化合。 燃料燃烧放出的热量,至今仍是人们的主要能量来源,其目的不是制备生成物,而是获得能量。研究燃料充分燃烧的条件与方法不仅对节约能源、提高燃料的利用率至关重要,而且,对减少因不完全燃烧产生的CO等有害气体、烟尘等对空气的污染,也具有重要意义。一般说来,燃料在空气中的燃烧,是燃料和空气中氧气的氧化还原反应。为使燃料充分氧化,应保证有足够的空气。同时,为保证固体和液体燃料燃烧充分,增大燃料与空气的接触面(固体燃料粉碎、液体燃料以雾状喷出等)也是有效的措施。
燃烧的条件:1.可燃物(不论固体,液体和气体,凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质,一般都是可燃物质,如木材,纸张,汽油,酒精,煤气等)2.充足的氧气
3.达到物质的着火点
灭火的基本原理及方法:燃烧必须同时具备三个条件,采取措施以至少破坏其中一个条件则可达到扑灭火灾的目的.,灭火的基本方法有三个:(1)冷
却法: 将燃烧物质降温扑灭,如木材着火用水扑灭;(2)窒息法:将助燃物质稀释窒息到不能燃烧反应,如用氮气、二氧化碳
等惰性气体灭火。(3)隔离法:切断可燃气体来源,移走可燃物质,施放阻燃剂,切断阻燃物质,如油类着火用泡沫灭火机。
当今世界常用燃料:煤、石油和天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,又是化学工业中极为重要的原料,它们又细分为(1)固体燃料:木柴、烟
煤、揭煤、无烟煤、木炭、焦炭、煤粉等;(2)液体燃料;汽油、煤油、柴油、重油等;(3)气体燃料:天然气、人工煤气、液
化石油气等
清洁燃料:液氨、酒精、液氢(最清洁的燃料,燃烧产物是水)、甲醇等
海洋资源的开发利用与海洋环境
海洋资源类型
海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下,开发利用海洋中丰富的资源,已是历史发展的必然趋势。目前,人类开发利用的海洋资源,主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
海水可以直接作为工业冷却水源,也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术,向海洋要淡水,是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。
海水中已发现的化学元素有80多种。目前,海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展,丰富的海洋化学资源,将广泛地造福于人类。
海洋中有20多万种生物,其中动物18万种,包括16000多种鱼类。在远古时代,人类就已开始捕捞和采集海产品。现在,人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进,大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源,除了直接捕捞供食用和药用外,通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。
在大陆架浅海海底,埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中,富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中,广泛分布着深海锰结核,它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。
海水运动中蕴藏着巨大的能量,它们属于可再生能源,而且没有污染。但是,这些能量密度很小,要开发利用它们,必须采用特殊的能量转换装置。现在,具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电,但是工程投资较大,效益也不高。
海洋渔业生产
海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域,也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中,生物光合作用强,入海河流带来丰富的营养盐类,因而浮游生物繁盛(图3.15《大陆架剖面示意》)。这些浮游生物是鱼类的饵料,它们在海洋中分布很不均匀,一般在温带海区比较多。
温带地区季节变化显著,冬季表层海水和底部海水发生交换时,上泛的底部海水含有丰富的营养盐类,这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方,饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地(图3.16《世界主要渔业地区的分布》)。因此,尽管大陆架水域只占海洋总面积的7.5%,渔获量却占世界海洋总渔获量的90%以上。
世界主要渔业国都分布在温带地区,这些温带国家鱼产品消费量高,市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场(图3.17《舟山渔场的沈家门渔港》)和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时,远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限,人口密度高,因此海洋水产品在食品结构中比重较大。
海洋油、气开发
海底油气的开发,开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制,最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来,在能源危机和技术进步的刺激下,近海石油勘探与开发飞速发展,海洋石油开发迅速向大陆架挺进,逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。
地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏,然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布,分析是否具有商业开发价值。
海上钻井平台(图3.18《海上钻井平台》)是实施海底油气勘探和开采的工作基地,它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远,油气要经过装油站通过船舶运到目的地,或直接由海底管道输送至海岸。
海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程,国际合作和工程招标是可行方式之一。
海洋空间利用
世界人口迅速增长,使陆地空间显得越来越拥挤,海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分,随着人类逐步向海洋挺进,海洋将成为人类活动的广阔空间(图3.19未来海洋空间利用示意)。
海洋环境不同于陆地,它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面,要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动;深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境;海水的腐蚀性强,海冰的破坏性大,对工程设备材料和结构有严格的要求。因此,海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。
海洋空间利用已从传统的交通运输,扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面,有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。
海洋运输和港口建设
海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来,人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初,人们利用人力、风力或洋流作为动力,驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆,世界海洋航运由近海转向远洋。之后,世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初,开辟了通往南极和北极的航道,巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在,人类已经能够将船舶驶人世界任何海域(图3.20世界主要海运路线)。
20世纪60年代,世界石油生产和运输增长,大型油轮得到发展。集装箱船的兴起,带来了海洋货物运输的革命。今天,穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备,还可以选择最佳航线服务,以节省能源和航时,减少危险。
沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所,也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域,即腹地,该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务,港口要有配套的设施,如码头、装卸设备等,还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中,受内外因素的影响,港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如,某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转,对港口实行特殊政策,将港口辟为自由贸易区、自由港等,不需或很少缴纳费用。
荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后,鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河,改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能,发展了农、矿产品加工业和造船工业(图3.21鹿特丹港口的土地利用)。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后,西欧各国经济复兴,鹿特丹成为欧洲联盟的大门,港湾和航空设施得到完善,港口的中转机能更加突出。现在,鹿特丹是世界最大的港口之一,腹地覆盖了欧盟的半数国家。
围海造陆
沿海地区人地矛盾激化,使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆,目前,荷兰有 1/5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径,但是它需要经过充分的科学论证,特别是做好以水利工程为中心的配套建设。
在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地,通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接,这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市(图3.22日本神户人工岛)的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市,工程和费用巨大,需要以强大的国力作基础。
澳门人多地少,有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩,有的在落潮时能露出水面,澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来,澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍(表3.2澳门历年土地面积的变化和图3.23澳门历年填海范围)。
海洋环境保护
海洋环境问题包括两个方面:一是海洋污染,即污染物进入海洋,超过海洋的自净能力;二是海洋生态破坏,即在各种人为因素和自然因素的影响下,海洋生态环境遭到破坏。
(一)海洋污染
海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动,例如倾倒废物和港口工程建设等,也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋,污染海洋环境,危害海洋生物,甚至危及人类的健康。
工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源,它们集中在大型港口和工业城市附近。1953-1970年,日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件,就是因为工厂在生产有机产品过程中,排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后,逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒,并先后死亡。
核电站和工厂排出的冷却水,水温较高,流入河口或海中时,往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流,或者随土壤颗粒在河口附近淤积,最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故,引起石油渗漏和溢出,造成海洋污染。
(二)海洋生态破坏
除海洋污染外,人类的生产活动,例如工程建设和渔业生(围垦和滥捕等),以及自然环境的变化,例如全球变暖和海平面上升,都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞,导致海洋生物资源数量减少,质量降低,也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证,破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前,海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。
石油污染和监测防治
沿海工业生产和海运航线上的船舶,是石油污染的主要来源。因此,石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏,因为污染迹象明显,污染物集中,危害严重,因而倍受公众的关注,也是目前治理污染的重点。
为减少意外事故的发生,很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船,用来清除港口水面垃圾和污油。
海洋权益和《联合国海洋法公约》
20世纪60年代以来,出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展,成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势,国际社会经过20多年的努力,通过了《联合国海洋法公约》,并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生,使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如,长期争执不休的领海宽度问题得到了解决;国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。
根据《联合国海洋法公约》,全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外,其管辖海域面积可外延到200海里,作为该国的专属经济区,享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米,约相当于我国陆地面积的二分之一,因此,加强海洋综合管理显得日益重要。
《联合国海洋法公约》的诞生,为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是,因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求,还有许多不完善和不明确之处。因此,在实施过程中,必然会产生一些新的矛盾和问题。例如,在封闭和半封闭的海域,周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠,还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题,这些都有可能成为相邻国家关系紧张,甚至引发国际冲突的新的因素。因此,相邻国家间管辖海域划界和海洋权益,要求有关国家本着友好协商的精神,予以公平合理的解决。
海水化学资源概况
海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂,全球海洋的含盐量就达5亿亿吨,还含有大量非常稀有的元素,如金达500万吨,铀达42亿吨,所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提,目前,全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨,总产值达6亿多美元。水是生命之源,世界上缺水的地区愈来愈多,海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径,所有这些都是海洋化学要研究的。
海洋生物资源
1、海洋生物资源量估计。海洋是生物资源宝库。据生物学家统计,海洋中约有20万种生物,其中已知鱼类约1.9万种,甲壳类约2万种。许多海洋生物具有开发利用价值,为人类提供了丰富食物和其他资源。世界海洋浮游植物产量5000亿吨,折合成鱼类年生产量约6亿吨。假如以50%的资源量为可捕量,则世界海洋中鱼类可捕量约3亿吨。
2、海洋生物资源开发状况。开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业,另外还有少量海洋药用生物资源开发。1989年世界海洋渔业产量约8575万吨。1990年世界渔业总产量估计(正式统计数字尚未见报道)为1亿吨,其中海洋渔业产量也比1989年有所增长。其中,世界各大洋的渔业产量分别为:太平洋0.54亿吨,大西洋0.24亿吨,印度洋0.6亿吨。
各国海洋渔业的发展水平差别很大。长期以来,日本和原苏联是渔业产量超过1000万吨的渔业大国。中国的渔业发展比较快,1990年渔业产量达到1200多万吨,成为第一渔业大国。美国、加拿大和欧洲的一些国家,以及南朝鲜和东南亚的某些国家,渔业也比较发达。
3、海洋生物资源开发潜力。世界大洋生物资源的开发潜力是很大的。如前述各国专家所估计的,世界海洋渔业资源的总可捕量在2-3亿吨之间,目前的实际捕捞量不足1亿吨。另外,药用和其他生物资源也有很大开发潜力。近年来,日本等国正在探索大洋深水区的生物资源开发问题,首先是进行资源调查,同时开发新的捕捞技术。据报道,过去被认为是海洋中的荒漠的大洋深水区,蕴藏着大量的中层鱼类资源,其中仅灯笼鱼的生物量就有9亿吨,每年可捕量可达5亿吨。南大洋磷虾资源年可捕量可达0.5?亿吨。另外,水深200?000m的区域也有许多其他经济鱼类,如长尾鳕科鱼类,深海鳕科鱼类,平头鱼科鱼类,以及金眼鲷、鲽鱼等,可捕量约3000万吨。
海洋矿藏资源概述
用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。单就她的矿产资源来说,其种类之繁多,含量之丰富,令人咋舌。在地球上已发现的百余种元素中,有80余种在海洋中存在,其中可提取的有60余种,这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中:海水中的“液体矿床”;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
海水中最普通的是盐,即氯化钠,是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐,它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外,还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等,它们一般在陆地上比较少,而且分布较分散,但又极具价值,对人类用处很大。
据估计海水中含有的黄金可达550万吨,银5500万吨,钡27亿吨,铀40亿吨,锌70亿吨,钼137亿吨,锂2470亿吨,钙560万亿吨,镁1767万亿吨等等。这些东西,大都是国防工农业生产及生活的必需品。例如镁是制造飞机快艇的材料,又可以做火箭的燃料及照明弹等,是金属中的“后起之秀”,而世界上目前有一半以上的镁来自海水。
海水是宝,海洋矿砂也是宝。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂,是开采最方便的矿藏。从这些砂子中,可以淘出黄金,而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等,所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一,愈来愈受到人们的利用。
这种矿砂主要分布在浅海部分,而在那深海底处,更有着许多令人惊喜的发现:多金属结核锰结核就是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的,或者呈褐色的锰结核鹅卵团块,有的象土豆,有的象皮球,直径一般不超过20厘米,呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨,如果开采得当,它将是世界上一项取之不尽,用之不竭的宝贵资源。目前,锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一表层矿产中,还有许多沉积物软泥,也是一种非同小可的矿产,含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中,富含轴、铁、锰、锌、锢、银、金等,具有较大的经济价值。
近年来,科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”,是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。这种热涂矿床主要形成于洋中脊,海底裂谷带中,热液通过热泉,间歇泉或喷气孔从海底排出,遇水变冷,加上周围环境中及酸碱度变化,使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀,形成块状物质,堆积成矿丘。有的呈烟筒状,有的呈土堆状,有的呈地毯状从数吨到数千吨不等,是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。
石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”,又被称为“黑色的金子”。据报告,1990年,全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨,海上天然气已探明储量达1.909×1013M3。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。
石油是“工业的血液”,然而目前全世界已开采石油640亿吨,石油的枯竭在所难免,从海湾战争可以看出石油的价值所在。所以人们转而求助的就是海洋石油资源。天然气是一种无色无味的气体,又称为沼气,成分主要是甲烷。由于含碳量极高,所以极易燃烧,放出大量热量。1000立方米天然气的热量,可相当于两吨半煤燃烧放出的势量。因此,天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。
海洋能源概述
浩瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。
潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11-12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。
今天,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。
波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。
波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米,波长100米的海浪,在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。
除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。
把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。
此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。
由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新能源,海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。
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初中物理小论文范文
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1.5V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“2.4V、0.5A”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2.4V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。
参考文献:
教育部:初中物理新课程标准(实验稿)
邢红军:《论科学技术发展与中学物理课程改革》《中学物理教考》1998年第4期
李荣明 张云生:《用原型启发培养学生的创新思维》《物理教学探讨》2000年第8期
[美] L.爱波斯坦 [美] P.哈威特 《趣味物理寻答集》
初中科技小论文600字
1.为什么磁铁接近录音机回有杂音
每天晚上我都会打开录音机听听英语单词。这周星期三,我书包放在桌子上,照常打开录音机听英语单词,录音机发出的不是清脆悦耳的声音,而是沙哑难听的声音!于是我让爸爸查找录音机是否有问题,奇怪的是录音并没有毛病,磁带也没有问题呀!难不成是我耳朵有问题?不,不会的。那一定是录音机的问题!但为什么录音机会有杂音?以前不是好好的吗?为什么偏偏是这一天录音机出现杂音呢?爸爸说:“你是不是在录音机旁放了磁铁?”我才恍然大悟,因为书包上分明有吸铁石呀 。 为什么 磁铁放在录音 机旁就会产生杂音 ?
对于这个问题,我查找了许多资料,我发现:录音机的磁带上涂有特殊磁粉,而录音机在录制磁带的时候,就将强弱不同的声波转化成磁讯号。在我们听英语单词的时候,这种磁讯号又被还原成了声波。这样,我们就能听见录制在磁带上的声音了。磁带如果接近磁体,这时磁场的讯号就会附着在磁带上,磁带上的磁讯号就发生了改变,不同于原来的磁讯号了,这样就形成杂音。
果真是这样吗?资料上的东西还不能全信,我们还得亲手实验才能得出结论。实验的工具有:一块较大的磁铁,一台录音机,一块完好的磁带。我先把磁带放到录音机里听几分钟,然后把磁铁放在录音机旁再听几分钟,你会发现磁铁放到录音机旁的确有杂音,距离越近,杂音越大,靠近时录音机里的声音变成了怪腔怪调,太逗了!当你把磁铁拿走,录音机的声音又恢复正常了。
我发现了这个秘密!
2.
相对论的遗漏一贯性
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在生活中,有许多物理量与时间有关,像摆球周期,比热容等,为什么需要时间,可见,时间不是一种幻觉。
人们都认为,惯性是物质的本身属性,其实不然,惯性存在于四维空间(即时空)中,时空具有一种定性(位置不轻易改变)使物体具有惯性。最简单的证明就是机械时钟,它就是利用物质惯性进行工作的,如果无惯性,时钟将达到光速。还有许多例子,像LC振荡回路,物体下落也需要时间。
惯性的表现不是在空间三维中,而是与时间维的相对关系物体的加速运动对时空维中某种物质做功,减速就是这种物质对运动物体做功,关于这种物质,还有待推证,并需要了解它的微观意义。
惯性在时空中所做的功因该满足w=mav,因此说在时间维中,改变时间距离要做功,即做加速运动,不改变不要做功,即做匀速或静止运动。
没有摩擦就只受一个力,就可达到很大速度,二者是不是有直接关系,我们可以用惯性与摩擦力做比较,摩擦力可以让物体动能转化为内能而惯性使物体动能转移到时间维中,可以再次无损耗地运动,这就是惯性与摩擦力的区别。
质量大的物体达到光速是需要做很大功的,因为惯性约束物体运动,但超越光速不是不可能的。在牛奶杀菌时用到瞬间高温,这可以用瞬间高速,这并不违背能量守恒定律。
但这并不能穿越时空,光只是物质的表现形式,也是从物质中产生的,正如我们现在看到的太阳是五分钟前的太阳,因为达到光速与人相遇的只是信息即使能穿越,也不会改变历史,因为这只是以光速传输的信息罢了。
人穿越时空是很危险的,任何一个动作都将改变历史,但我们的时空从未改变,说明在人类有限时间中人类未曾穿越时空,或许穿越的时空不是我们这一维,而是我们这一维的复制品。假如可以穿越时空,我们是怎么来的,未来怎么样,我们只知道时间的一小段,就像胶卷的一小部分,就算有什么力量使时间加速运动,人也不会感到,时空中许多事都是已确定的,有一种人不知道的物质赋予了人意识,我们都有这样的感觉,在自己意识之外的都是已确定的,而自己意识可改变这些确定的事物,自己的意识在别人看来,也是已确定的,这是一种很深奥的逻辑关系,用这种关系来确定人与人的“相对论”时间的运动是人意意识感觉不到的。
当人在太空中以9.8m/s2加速度在升降机中上升与人在地球上,效果是一样的,惯性与时间是相对的,力是一个持续量,惯性在时间维中静止表现为力,运动表现为加速度。
假如时间与光速有关,惯性是时间的一种表现,物体在时间维中运动越快,与光速比值越低,其能量越大。惯性来自时间维,当超过光速,会不会出现反惯性,惯性大小应与v/c成正比,再加上其它的量就可以推导这个公式。
3.
高速公路上护栏里的小秘密
前两天,我们一家人去了外地游玩,途中经过了很长的高速公路,汽车飞驰,感觉很平坦,风景也很美丽。回家时由于天已经漆黑,高速公路两旁的风景不见了,不过很惊喜的是:我发现了藏在护栏里的小秘密。
每当夜幕降临,汽车的灯光打开照向前方,前面两旁的护栏就像点亮了无数盏路灯,它们均匀地排列着,就像一串串耀眼的明珠,把整条大路照得明晃晃的。我好奇地问爸爸这是为什么。他只粗略地解释:这是由于光的反射形成的,这样可以提高安全。
为了一探究竟我回家查阅了大量资料。原来是高速路上安装有大量的反光板、反光灯、反光标志牌。它们能反光是因为反光涂层上有玻璃微珠,使光发生折射和散射。高速公路上每隔一点距离就有用反光材料制作的标志牌,正常直线路段50米1个,弯道20米1个,匝道5米/个,具有很明显的警示作用,这种标志牌表面涂了一层反光率很高的荧光漆,能把各个角度入射的光反射出相对集中的平行光。在没有光的条件下会表现得很暗,一旦有光亮射到标志牌的表面,它就会沿着来时的方向射回。此外,汽车尾灯只要照到这些反光板,就能产生如同雾灯一般的光泽,煞是显眼。
若高速路上反光板密集、新、大个,会给人豁然开朗的感觉。前面的高速路在反光板的作用下,路宽、拐弯、坡度一目了然,司机开起车来视觉良好,轻松自在,减少了不少夜间事故的发生呢。
高速公路上的科学知识还有很多很多,以后我还会继续努力,探索更多的秘密,解开更多的难题!
初中生科技小论文六百多字
今天,当我正在家里看电视时,忽然想到一个问题:电视中的卡通人物,背景等等东西为什么会随着时间的快慢而变化呢?
我先作了一个猜想:假如电视的构造中有一个大圆盘,所有的都固定在大圆盘上,因为圆盘与遥控器上天线的关系正如两个能吸在一起的吸铁石一样,所以遥控器可以轻松自如的控制电视,我又做里一个小实验,我在一张长纸条上写了一、二、三、四、五、六、七、八、九、十这几个数字,接着,我找来了一支笔,把笔钻进了中间的间隔里,我拿着笔慢慢地转着,上面的数字也在我的眼前慢慢转着,我停止转动,上面的数字也不转了,我飞快的转着笔,上面的数字也在飞快的转动着,现在,我的手好像遥控器,管理着电视播放的速度和电视播放的频道,而中间的笔,就像天线,传达我控制的东西,并把我控制的东西传达进“电视”而上面写着数字的小纸条,就像是电视,我把遥控器摁快进,电视上节目也播得很快,这一下子我明白了,原来我们看到的电视就是由一些设计的绑定在胶片上,为了证明自己的观点,我找到了《十万个为什么。生活篇》这本书,上面说动画片诞生于1831年,法国人普拉托把画好的按顺序放在一部有观察窗的机器的圆盘上,随着圆盘旋转,形成动的画面,这就是动画片原始的雏形,在这之后,又前后被人经过四次改造,分别是:1906年美国人史蒂沃德,1908年法国人科尔,1909年美国人麦克基,1915年美国人赫德,最后从1928年开始,沃尔特。迪斯尼完善了动画体系和制作工艺,也把动画片的制作与商业价值联系了起来,将动画片推上巅峰。
我想爱画画的同学们,可以自己试着画几幅画,钉在一起,很快的翻动纸,会产生一种和动画片一样的性质。
节约用电小窍门
摘要:随着能源的减少,人们逐渐变得重视节能了。在我还上小学时就教育我们节能的观念,只为了我们人类能在地球永远的生活下去。在现实生活中,人们仍不清楚怎样节能,让节能只是一个说的到,却不能全做的到的事情,往往还因缺乏科学的节约常识和“小窍门”,造成不必要的浪费现象。现在我来就介绍家庭的节电。
关键词:1、电饭煲的节能 2、电视机节电小窍门 3、 空调节电小窍门4、冰箱节电小窍门
引言:随着能源的减少,人们逐渐变得重视节能了。在我还上小学时就教育我们节能的观念,只为了我们人类能在地球永远的生活下去。在现实生活中,人们仍不清楚怎样节能,让节能只是一个说的到,却不能全做的到的事情,往往还因缺乏科学的节约常识和“小窍门”,造成不必要的浪费现象。现在我来就介绍家庭的节电。
电饭煲节电小窍门
一、电饭煲的节能
现在市面上的电饭煲分为两种:一种是机械电饭煲,另外一种是电脑电饭煲。使用机械电饭煲时,电饭煲上盖一条毛巾,注意不要遮住出气孔,这样可以减少热量损失。当米汤沸腾后,将按键抬起利用电热盘的余热将米汤蒸干,再摁下按键,焖15分钟即可食用。电饭煲用完后,一定要拔下电源插头,不然电饭煲内温度下降到 70度以下时,会自动通电,这样既费电又会缩短使用寿命。尽量选择功率大的电饭煲,因为煮同量的米饭,700瓦的电饭煲比500瓦的电饭煲要省时间。电脑电饭煲一般功率较大,在800瓦左右,从而节能,但价格稍贵,一般都在500元至800元之间。
二、电视机节电小窍门
电视机节能可以通过如下几条途径:首先控制好对比度和亮度。一般彩色电视机最亮与最暗时的功耗能相差3o瓦至50瓦,建议室内开一盏低瓦数的日光灯,把电视对比度和亮度调到中间为最佳。其次控制音量,音量大,功耗高。第三个省电的办法是观看影碟时,最好在av状态下。因为在av状态下,信号是直接接入的,减少了电视高频头工作,耗电自然就减少了。第四是看完电视后,不能用遥控器关机,要关掉电视机上的电源。因为遥控关机后,电视机仍处在整机待用状态,还在用电。一般情况下,待机10小时,相当于消耗半度电。最后是给电视机加防尘罩。这样可防止电视机吸进灰尘,灰尘多了增加电耗。
三、空调节电小窍门
1、空调使用过程中温度不能调得过低。因为空调所控制的温度调得越低,所耗的电量就越多,故一般把室内温度降低6至7度就行了。
2、制冷时室温定高1度,制热时室温定低2度,均可省电10%以上,而人体几乎觉察不到这微小的差别。
3、设定开机时,设置高冷/高热,以最快达到控制目的;当温度适宜时,改中、低风、减少能耗,降低噪音。
4、“通风”开关不能处于常开状态,否则将增加耗电量。
5、少开门窗可以减少房外热量进入,利于省电。
6、使用空调器的房间,最好使用厚质地的窗帘,以减少凉空气散失。
7、室内、外机连接管不超过推荐长度,可增强制冷效果。
8、安装空调器要尽量选择房间的阴面,避免阳光直射机身。如不具备这种条件,应给空调器加盖遮阳罩。
9、定期清除室外散热片上的灰尘,保持清洁。散热片上的灰尘过多,可大幅度增加耗电量。
四、冰箱节电小窍门
目前市场上出现的a++级节能冰箱比普通的冰箱要省电。家庭用的节能冰箱一般消耗0.5~0.8度电/天,而普通冰箱一般耗电1~1.5度电/天,大约可以省一半电。另外,使用冰箱的过程中,应注意以下问题:
1、冷藏物品不要放得太密,留下空隙利于冷空气循环,这样食物降温的速度比较快,减少压缩机的运转次数,节约电能。
2、在冰箱里放进新鲜果菜时,一定要把它们摊开。如果果菜堆在一起,会造成外冷内热,就会消耗更多的电量。
3、对于那些块头较大的食物,可根据家庭每次食用的份量分开包装,一次只取出一次食用的量,而不必把一大块食物都从冰箱里取出来,用不完再放回去。反复冷冻既浪费电力,又容易对食物产生破坏。
4、解冻的方法有水冲、自然解冻等几种。在食用前几小时,可以先把食物从冷藏室(4度左右)里拿到微冻室(1度左右)里,因为冷冻食品的冷气可以帮助保持温度,减少压缩机的运转,从而达到省电目的。
冰箱的摆放也有讲究,一般应该注意以下两个问题:
1、在摆放冰箱时,一般应在两侧预留5~10厘米、上方10厘米、后侧10厘米的空间,可以帮助冰箱散热。
2、不要与音响、电视、微波炉等电器放在一起,这些电器产生的热量会增加冰箱的耗电量。
节能是很重要的,人都应该用这些小窍门,不应该因嫌麻烦就不去做这些事。这些事对谁都有极大的好处的,仅仅需要举手之劳而已。有关部门也应该加大节能力度,多多宣传。让人类都节约这并不是永远都有的能源!为造福我们的后代而努力吧!
好了,今天关于“初中生科技小论文范文”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“初中生科技小论文范文”有更全面的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。