光学物理论文范文（精选多篇）

推荐第1篇：光学论文材料

简介

在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。本世纪中叶，产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理的理论和技术。特别是六十年代初第一台激光器的问世，实现了高亮度和高时一空相干度的光源，使光子不仅成为了信息的相干载体而且成为了能量的有效载体，随着激光技，本和光电子技术的崛起，光学工程已发展为光学为主的，并与信息科学、能源科学、材料科学。生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。这些分支不仅使光学工程产生了质上的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。 编辑本段发展

近些年来，在一些重要的领域，信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使现代光学产业的主体集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。这些产业一般具有数字化、集成化和微结构化等技术特征。在传统的光学系统经不断地智能化和自动化，从而仍然能够发挥重要作用的同时，对集传感、处理和执行功能于一体的微光学系统的研究和开拓光子在信息科学中作用的研究，将成为今后光学工程学科的重要发展方向。平板显示技术与器件

平板显示是采用平板显示器件辅以逻辑电路来实现显示的。由于其电压低、重量轻、体积小、显示质量优异，无论在民用领域还是在军用领域都将获得广泛应用。该方向主要从事发光与信息显示前沿科学问题。既包括发光显示材料（有机材料、无机材料及其相关复合等材料），又包括诸多（场发射、等离子体、发光二极管、液晶及电致发光等）显示器件等方面的研究。 全光信号处理及网络应用技术

主要研究光通信网络、光纤传感及生物医学光子学领域的前沿课题——光分组交换全光网的网络技术及支撑光分组交换的全光信号处理技术，如光弹性分组环光纤通信网、全光缓存技术、光开关、光逻辑、光信头识别、分布式光纤传感系统、光纤性能在线检测、光纤技术在生物医学光子学中的应用等。 光电检测技术

主要研究先进制造技术、轨道交通等工程领域内各种几何及物理量的光电检测机理、方法、技术与实现途径，并采用各种信息与信号处理方法与技术来获得各种评价参数，最终实现对重要零部件与设备关键参数及缺陷的实时检测与故障诊断，确保其运行安全。 生物分子光探测技术

采用先进光电子学技术，以朊病毒、HIV等重要病毒为模型，开展病毒与细胞的相互作用机制、免疫保护机制研究，开展生物大分子的探测、分子相互作用识别等先进技术研究，发展快速检测技术。开展新型病毒载体、真核表达载体技术的研究。开发新型疫苗和药物。 光电子材料与器件

太阳能电池技术，主要研究先进的晶硅太阳电池工艺，以及单晶硅/非晶硅

1 异质结（HIT）太阳电池技术、非晶硅薄膜太阳电池技术、有机薄膜太阳电池技术、染料敏化太阳电池技术、宽带吸收增强太阳电池技术等。

研究稀土发光、半导体发光、白光LED照明、无汞荧光灯、光学薄膜基本设计、光存储、光电探测等材料及光电器件，研究这些材料和器件的新技术和新工艺以及它们的应用。 光学

研究内容

我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。 几何光学

是从几个由实验得来的基本原理出发，来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径，它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。 物理光学

是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。 波动光学

的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。 量子光学

英文名称：quantum optics

量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。1900年普朗克在研究黑体辐射时，为了从理论上推导出得到的与实际相符甚好的经验公式，他大胆地提出了与经典概念迥然不同的假设，即“组成黑体的振子的能量不能连续变化，只能取一份份的分立值”。

1905年，爱因斯坦在研究光电效应时推广了普朗克的上述量子论，进而提出了光子的概念。他认为光能并不像电磁波理论所描述的那样分布在波阵面上，而是集中在所谓光子的微粒上。在光电效应中，当光子照射到金属表面时，一次为金属中的电子全部吸收，而无需电磁理论所预计的那种累积能量的时间，电子把这能量的一部分用于克服金属表面对它的吸力即作逸出功，余下的就变成电子离开金属表面后的动能。

这种从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。

光的这种既表现出波动性又具有粒子性的现象既为光的波粒二象性。后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了：非但光有这种两重性，世界的所有物质，包括电子、质子、中子和原子以及所有的宏观事物，也都有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。 应用光学

光学是由许多与物理学紧密联系的分支学科组成；由于它有广泛的应用，所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。例如，有关电磁辐射的物理量的测量的光度学、辐射度学；以正常平均人眼为接收器，来研究电磁辐射所引起的彩色视觉，及其心理物理量的测量的色度学；以及众多的技术光学：光

2 学系统设计及光学仪器理论，光学制造和光学测试，干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等；还有与其他学科交叉的分支，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。 学科发现

光学的起源在西方很早就有光学知识的记载，欧几里得(Euclid，公元前约330～260)的(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯学者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)写过一部，讨论了许多光学的现象。

光学真正形成一门科学，应该从建立反射定律和折射定律的时代算起，这两个定律奠定了几何光学的基础。17世纪，望远镜和显微镜的应用大大促进了几何光学的发展。

光的本性（物理光学）也是光学研究的重要课题。微粒说把光看成是由微粒组成，认为这些微粒按力学规律沿直线飞行，因此光具有直线传播的性质。19世纪以前，微粒说比较盛行。但是，随着光学研究的深入，人们发现了许多不能用直进性解释的现象，例如干涉、衍射等，用光的波动性就很容易解释。於是光学的波动说又占了上风。两种学说的争论构成了光学发展史上的一根红线。

狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。 编辑本段历史发展

光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到2000多年前。

人类对光的研究，最初主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体？”之类问题。约在公元前400多年(先秦的代)，中国的《墨经》中记录了世界上最早的光学知识。它有八条关于光

学的记载，叙述影的定义和生成，光的直线传播性和针孔成像，并且以严谨的文字讨论了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。

自《墨经》开始，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时独立地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为今天大家所惯用的反射定律和折射定律。

1665年，牛顿进行太阳光的实验，它把太阳光分解成简单的组成部分，这些成分形成一个颜色按一定顺序排列的光分布——光谱。它使人们第一次接触到光的客观的和定量的特征，各单色光在空间上的分离是由光的本性决定的。

牛顿还发现了把曲率半径很大的凸透镜放在光学平玻璃板上，当用白光照射时，则见透镜与玻璃平板接触处出现一组彩色的同心环状条纹；当用某一单色光照射时，则出现一组明暗相间的同心环条纹，后人把这种现象称牛顿环。借助这种现象可以用第一暗环的空气隙的厚度来定量地表征相应的单色光。

牛顿在发现这些重要现象的同时，根据光的直线传播性，认为光是一种微粒流。微粒从光源飞出来，在均匀媒质内遵从力学定律作等速直线运动。牛顿用这种观点对折射和反射现象作了解释。

惠更斯是光的微粒说的反对者，他创立了光的波动说。提出“光同声一样，是以球形波面传播的”。并且指出光振动所达到的每一点，都可视为次波的振动中心、次波的包络面为传播波的波阵面(波前)。在整个18世纪中，光的微粒流

3 理论和光的波动理论都被粗略地提了出来，但都不很完整。

19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝乾涉现象。菲涅耳于1818年以杨氏乾涉原理补充了惠更斯原理，由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲涅耳原理，用它可圆满地解释光的干涉和衍射现象，也能解释光的直线传播。

在进一步的研究中，观察到了光的偏振和偏振光的干涉。为了解释这些现象，菲涅耳假定光是一种在连续媒质(以太)中传播的横波。为说明光在各不同媒质中的不同速度，又必须假定以太的特性在不同的物质中是不同的；在各向异性媒质中还需要有更复杂的假设。此外，还必须给以太以更特殊的性质才能解释光不是纵波。如此性质的以太是难以想象的。

1846年，法拉第发现了光的振动面在磁场中发生旋转；1856年，韦伯发现光在真空中的速度等于电流强度的电磁单位与静电单位的比值。他们的发现表明光学现象与磁学、电学现象间有一定的内在关系。

1860年前后，麦克斯韦的指出，电场和磁场的改变，不能局限于空间的某一部分，而是以等于电流的电磁单位与静电单位的比值的速度传播着，光就是这样一种电磁现象。这个结论在1888年为赫兹的实验证实。然而，这样的理论还不能说明能产生象光这样高的频率的电振子的性质，也不能解释光的色散现象。到了1896年洛伦兹创立电子论，才解释了发光和物质吸收光的现象，也解释了光在物质中传播的各种特点，包括对色散现象的解释。在洛伦兹的理论中，以太乃是广袤无限的不动的媒质，其唯一特点是，在这种媒质中光振动具有一定的传播速度。

对于像炽热的黑体的辐射中能量按波长分布这样重要的问题，洛伦兹理论还不能给出令人满意的解释。并且，如果认为洛伦兹关于以太的概念是正确的话，则可将不动的以太选作参照系，使人们能区别出绝对运动。而事实上，1887年迈克耳逊用乾涉仪测“以太风”，得到否定的结果，这表明到了洛伦兹电子论时期，人们对光的本性的认识仍然有不少片面性。

1900年，普朗克从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念，提出了辐射的量子论。他认为各种频率的电磁波，包括光，只能以各自确定分量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光子。

量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律，而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问题。量子论不但给光学，也给整个物理学提供了新的概念，所以通常把它的诞生视为近代物理学的起点。

1905年，爱因斯坦运用量子论解释了光电效应。他给光子作了十分明确的表示，特别指出光与物质相互作用时，光也是以光子为最小单位进行的。

1905年9月，德国《物理学年鉴》发表了爱因斯坦的“关于运动媒质的电动力学”一文。第一次提出了狭义相对论基本原理，文中指出，从伽利略和牛顿时代以来占统治地位的古典物理学，其应用范围只限于速度远远小于光速的情况，而他的新理论可解释与很大运动速度有关的过程的特征，根本放弃了以太的概念，圆满地解释了运动物体的光学现象。

这样，在20世纪初，一方面从光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波；而另一方面又从热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用等无可怀疑地证明了光的量子性——微粒性。

1922年发现的康普顿效应，1928年发现的喇曼效应，以及当时已能从实验上获得的原子光谱的超精细结构，它们都表明光学的发展是与量子物理紧密相关

4 的。光学的发展历史表明，现代物理学中的两个最重要的基础理论——量子力学和狭义相对论都是在关于光的研究中诞生和发展的。

此后，光学开始进入了一个新的时期，以致于成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。其中最重要的成就，就是发现了爱因斯坦于1916年预言过的原子和分子的受激辐射，并且创造了许多具体的产生受激辐射的技术。

爱因斯坦研究辐射时指出，在一定条件下，如果能使受激辐射继续去激发其他粒子，造成连锁反应，雪崩似地获得放大效果，最后就可得到单色性极强的辐射，即激光。1960年，西奥多·梅曼用红宝石制成第一台可见光的激光器；同年制成氦氖激光器；1962年产生了半导体激光器；1963年产生了可调谐染料激光器。由于激光具有极好的单色性、高亮度和良好的方向性，所以自1958年发现以来，得到了迅速的发展和广泛应用，引起了科学技术的重大变化。

光学的另一个重要的分支是由成像光学、全息术和光学信息处理组成的。这一分支最早可追溯到1873年阿贝提出的显微镜成像理论，和1906年波特为之完成的实验验证；1935年泽尔尼克提出位相反衬观察法，并依此由蔡司工厂制成相衬显微镜，为此他获得了1953年诺贝尔物理学奖；1948年伽柏提出的现代全息照相术的前身——波阵面再现原理，为此，伽柏获得了1971年诺贝尔物理学奖。

自20世纪50年代以来，人们开始把数学、电子技术和通信理论与光学结合起来，给光学引入了频谱、空间滤波、载波、线性变换及相关运算等概念，更新了经典成像光学，形成了所谓“博里叶光学”。再加上由于激光所提供的相乾光和由利思及阿帕特内克斯改进了的全息术，形成了一个新的学科领域——光学信息处理。光纤通信就是依据这方面理论的重要成就，它为信息传输和处理提供了崭新的技术。

在现代光学本身，由强激光产生的非线性光学现象正为越来越多的人们所注意。激光光谱学，包括激光喇曼光谱学、高分辨率光谱和皮秒超短脉冲，以及可调谐激光技术的出现，已使传统的光谱学发生了很大的变化，成为深入研究物质微观结构、运动规律及能量转换机制的重要手段。它为凝聚态物理学、分子生物学和化学的动态过程的研究提供了前所未有的技术。

参考文献

1.田民波．电子显示，清华大学出版社，2001年5月

2.全子一，张家谋，刘诚．电视学基础，国防工业出版社，1985年6月

3.杨祥林．光纤通信系统，国防工业出版社，2000年1月

4.李泽民．光纤通信（原理和技术），科学技术文献出版社，1992年6月

5.刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽．光纤通信，西安电子科技大学出版社，2001年8月

6.赵梓森等．光纤通信工程，人民邮电出版社，1994年5月

7.孙学军，张述军等．DWDM传输系统原理与测试，人民邮电出版社，2000年2月

5

8.王惠文．光纤传感技术与应用，国防工业出版社，2001年4月

9.刘瑞复，史锦珊．光纤传感器及其应用，机械工业出版社，1987年8月

10.秦积容．光电检测原理及应用(上、中、下册)．北京：国防工业出版社，1989

11.孙培懋，刘正飞．光电技术．北京：机械工业出版社，1992

12.单成祥．传感器的理论与设计基础及其应用．北京：国防工业出版社，1999

13.杨培根，龚智炳等．光电惯性技术．北京：兵器工业出版社，1999

14.江剑平．半导体激光器．北京：电子工业出版社，2000

15.赵宏国．光电电路．北京电子工业出版社，1992

16.石定河，王桂群．红外技术．武昌：华中工学院出版社，1982

17.王庆有，孙学珠．CCD应用技术．天津：天津大学出版社，1993

18.傅德胜，夏德深．微机显示技术与应用．南京：东南大学出版社，1997

19.陈尔绍等．实用光电控制电路精选．北京：电子工业出版社，1993

20.张福学．传感器应用及其电路精选（上、下册）．北京：电子工业出版社，1993

21.张琳娜，刘武发．传感检测技术及应用．北京：中国计量出版社，1999

22.曾庆勇．微弱信号检测．杭州：浙江大学出版社，1994

23.方建成，张哓声，顾怀德．光电线缆检测技术．北京：电子工业出版社，1996

24.王延恒．光纤通讯技术基础．天津：天津大学出版社，1998

25.张明德，孙小菡．光纤通讯原理与系统．南京：东南大学出版社，1999

26.冯锡钰．现代通讯技术．北京：机械工业出版社，1999 6

推荐第2篇：物理演示实验光学感想

光学物理演示实验感想

今天上了光学的物理演示实验课，收获颇多。我们看到了很多奇妙的物理现象，而这些现象都可以用我们学过的物理原理来解释，让我对这些现象充满了兴趣。由此想到生活中也有很多奇妙的现象可以用光学的原理来解释，还有一些扫描成像、全息投影等高科技技术也让我们大开眼界。

上课后，老师开始对实验台上的光学仪器逐一讲解。其中有几个让我映像颇深。有一个装置被命名为留影板。那是一个黑箱子。在它的正面开有一大一小两个口。大口为观测使用，小口可以放进实验仪器。实验开始，老师将一个有图形轮廓的黑色板状物从下口放入箱中底板上，接着老师让同学们都背过身去。可以感觉到身后一道亮光。回过头去，待老师将黑色图形从箱子底板上拿开，我们可以清晰地看见一个和黑色图形完全一样的黑影留在地板上。这个实验的原理是利用了箱子底板材料吸收光能后缓慢释放的特性。被遮挡的部分吸收光能远远小于未被遮挡的部分，所以相比别处要暗淡，而这暗淡的阴影恰为遮挡物的轮廓图形。看似简单的实验，复杂的实验现象，其中的原理却让人为其中的奥妙而惊叹。

全息投影技术也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术，这个技术让我印象很深刻，

全息投影技术其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片；

其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。 全息膜在不同领域也有不同的应用： 橱窗展示：单调的玻璃橱窗从此变成大面积的透明电视投影膜，在高清晰播放宣传广告和促销信息同时，不会阻碍消费者透过橱窗观看展品和店内景物，神奇的透明显示效果极大地吸引路过的消费者注意力，达致更大的宣传收益。 互动展示：纤薄透明的特性，使全息投影膜不受制于场地和设计限制，胜任展览、活动现场、表演布景等多种场地的展示任务，在不影响展品展出、人员解说表演的情况下，通过影像充分与观众互动，增加现场空间感与科技感，加强观众的参与感和亲切感。

全息投影技术的应用未来将会有更多的发展，它必将为我们将来的生活带来巨变，在此我们不得不惊叹科学的神奇美。

推荐第3篇：物理实验教研活动改进光学实验

物理实验教学教研活动

——对光学实验教学的几点改进意见

活动时间：2012年4月11日

活动地点：理化教研组

参加人员：王积鹏 柴文平陈耀中 茹武年 孙军国

研讨内容：

初中学生学习光学，感觉到既熟悉又抽象，实验的清晰度将直接影响学生对光学知识的理解，如何设计初中物理教材中的光学实验，把实验现象清晰地展现给学生，我们物理组的几个老师根据自己多年的经验，共同作出了对光学实验的改进方法。

1.光的直线传播实验。

（1）光在空气中传播。为了能清楚地看到光在空气中的传播路径，我们在透明塑料容器里的空气中喷上些烟雾，然后让激光笔发出的光穿过有烟雾的空气，学生可清楚的看到光的传播路径，就如打扫教室时太阳光透过窗户照射飞扬的灰尘形成明显的白色光带一样。

（2）光在水中传播。可以在水中加点牛奶或面粉，制成悬浊液，然后让激光笔发出的光进入水中，我们可在悬浊液中清楚地看到光的传播路径。

此实验中加烟雾或面粉的目的就是为了增强显示效果，实验应在黑暗的教室里去做，尽量减少外界光照的干扰。

2.光的反射和折射实验。

在光的反射和折射实验中，白色光屏的作用就是为了呈现入射光线、反射光线和折射光线的，特别是光的折射实验，北师大版教材中没有设计实验的器材、过程，我们把一块白色硬光屏（如薄铁板）立于水中，让光线沿着光屏平面从空气入射到水中，就会在白色光屏上清楚地看到入射光线、反射光线和折射光线。

做这个实验要注意以下几点：①光束紧贴着光屏入射；②环境亮度比较暗；③容器要宽大、方正、透明，尽量不要让容器的棱角影响视觉。

3.平面镜成像。①用玻璃板代替平面镜的意义是既可以看到像，又可以看到镜子后面的蜡烛，让实际的等大的蜡烛去重合前面点燃的蜡烛的像，用等效替代法研究像的特点；②室内亮度要暗；③玻璃板必须垂直于光具座或实验台。

推荐第4篇：生活中的物理(光学篇)

《生活中的物理》之光学ＳＴＳ篇 太阳能灭虫灯物理灭虫工作原理解析 《科学时报》的一篇文章中提到，河南省辉县市赵固乡大沙湾村的一万多亩花生又到了收获时节，每亩500多斤的产量和没有任何化学残留的绿色品质，使他们的“绿色花生”远近闻名、供不应求。这是村民们连续使用太阳能物理灭虫的效果。

平时人们熟悉的多是太阳能热水器、太阳能发电厂，但没想到太阳能居然能灭虫。太阳能到底是如何灭虫的？

“太阳能灭虫主要是利用太阳能杀虫灯，将白天太阳光的辐射能量储存起来，转换为电能，通过蓄电池进行保存，晚间为杀虫灯提供电源，吸引害虫附着其上，再释放电能将其杀死。”中国气象局风能太阳能资源评估中心副主任申彦波向记者解释说。

昆虫一般具有趋光性，且可见光区偏向短波段光，大多数有趋光性的昆虫喜好波长在3300纳米左右。中国农业科学院植物保护研究所研究员雷仲仁表示，根据这一特点研制的太阳能黑光灯，能有效捕获金龟子、蝼蛄、地老虎等害虫。

利用太阳能物理灭虫的原理科学灭虫既可减少使用农药，保护生态环境；又可充分利用太阳能资源，节约常规能源。

申彦波称，我国太阳能资源丰富，如北京地区每年每平方米为5000兆焦耳左右，如果全部转化为电能，能够发电将近1400度，可以供一台1千瓦功率的家用电器（如冰箱）连续使用1400小时。

我国主要的农作物有稻谷、小麦、玉米、棉花等，每年由于病虫害造成的损失不计其数。喷洒农药虽然可以抑制病虫害，但对农作物的生长有一定影响。

太阳能灭虫灯具有可全天候工作、不怕雨、耐高温、防腐蚀、安全环保的特点。目前，河南、陕西、安徽等省份已大面积推广使用太阳能物理灭虫灯。

“太阳能灭虫灯是有前景的无公害灭虫技术之一。而对太阳能资源的有效收集和利用是这一技术的关键所在。”申彦波表示，中国气象局风能太阳能资源评估中心作为国家级的专业部门，将进一步面向国家和社会的需求，继续加强太阳能资源的评估工作，进一步为太阳能的开发与利用提供服务。

12月10日的月全食月亮为什么会变红

2011年12月10日晚，浩渺夜空迎来10年来我国观测条件最好的月全食。图为10日22点44分，北京上空的红月亮。

月全食全程将持续近6个小时，从22时06分至22时57分的全食阶段是“红月亮”现身时段。

月全食时 月亮缘何“脸红”？

昨晚，你欣赏到“红月亮”了吗？很多市民在观看时发出疑问，月全食时，月亮为何会变身为“红月亮”？天文学家对此进行了解释。

中科院紫金山天文台研究员王思潮解释，“红月亮”归功于暗红色的光，其实就是照射到月面上的太阳光。在地球周围有层像薄纱似的透明度较好的大气层，阳光从地球侧面的大气中穿行时，是先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，这样就产生了两次折射，结果和光线透过凸透镜相仿，有点向内弯，向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。

王思潮进一步解释，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光线混合成的。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以，在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”。 为什么有雾时太阳变成了红颜色

“太阳怎么成红颜色的了？”2011年10月20日下午三四点钟，华北多地雾蒙蒙的天空上，挂着一轮像红心咸鸭蛋黄似的红太阳，在雾气昭昭的天气中显得格外抢眼，引得不少人关注。

气象专家解释，傍晚正在落山的太阳都比早晨初升时显得红，这是由于傍晚大气厚度最大，而只有红色光线穿透力最强。

而昨天全城大雾弥漫，能见度低，大气厚度更厚，因此在下午时分，太阳的红光最能穿透云层和雾霾，从而提前“染红”。

大雾天气，空气中的颗粒物很多，建议大家少出门。

要注意生活中的光污染

调查显示，目前人们对光污染的危害普遍缺乏必要的认识，仅有8%的人对此了解很深。最直接的例子是：关了灯看电视。据专业人士介绍介绍，这是家庭照明最不科学之处。住宅室内是小范围照明，其亮度是一个相对值，一个光源特别亮，而周边环境没有次亮度来过渡，明显的亮度落差就会造成光污染。并且，电视机闪烁的荧光屏不仅有伤视觉，还会产生一种有害致癌物质，突出电视机一个光源的亮度，会加重损害程度。

光污染正在严重损害着人们的健康，造成各种眼疾，特别是使近视比率迅速攀升。

什么是光污染?

当环境中光照射（辐射）过强，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象，即为光污染。

从其污染性质来看，光污染是属于物理性污染，特别是光污染在环境中不会有残余物存在，在污染源停止作用后，污染也就立即消失。同时污染范围一般是局部性的。

国际上一般将光污染分成3类，即白亮污染、人工白昼和彩光污染。

1、白亮污染：阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。

2、人工白昼：夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。

3、彩光污染：舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。

光污染危害

生活中的光污染随处可见，并在不知不觉影响着人们的健康。过量的紫外线、红外线照射理疗，可使人皮肤出现红斑、血压降低、头晕耳鸣，引发白内障和皮肤癌等疾病；不断闪烁着的五光十色的霓虹灯，虽看上去赏心悦目，却是一种有害健康的炫光，夜晚大开前灯正面驶来的车辆，其炫光污染更加严重；现代歌舞厅的激光具有高速变幻、光线强烈、令人眼花缭乱的特点、对视觉极为有害。

光污染已日益成为一种新的严重的污染源，它在威胁人类健康的同时，也成为社会不容忽视的公害。

据测试，在日光照射强烈的季节里，白色的粉刷面反射系数为69％至80％，镜面玻璃的反射系数则为82％至90％。镜面玻璃若与绿色的草地、森林以及深色或者毛面砖石装饰的建筑物相比，更容易引发视力下降，增高白内障发病率等。

据美国一份最新的调查研究显示，夜晚的华灯造成的光污染已使世界上五分之一的人对银河系观而不见。这份调查报告的作者之一埃尔维奇说：“许多人已经失去了夜空，而正是我们的灯火使夜空失色。”他认为，现在世界上约有三分之二的人生活在光污染里。

在远离城市的郊外夜空，可以看到两千多颗星星，而在大城市却只能看到几十颗。

在欧美和日本，光污染的问题早已引起人们的关注，美国还成立了国际黑暗夜空协会，专门与光污染作斗争。

据统计，我国高中生近视率达60％以上，居世界第二位。有关专家认为，视觉环境是形成近视的主要原因。除了室内光滑的白粉墙、室外大量的玻璃幕墙之外，夜景照明中的光污染也是损伤视网膜的重要原因。另外，如果长期在白亮条件下工作或生活，人的视网膜会受到不同程度的损害，白内障发病率将高达45％。而紫光灯产生的紫外线强度也大大高于阳光中的紫外线，人如果被长期照射，会流鼻血，牙齿脱落，严重的甚至会导致白血病及其他癌变。

光污染的防治

专家认为，要教育人们科学使用灯光，注意调整亮度，白天尽量使用自然光，避免强光刺激。重要的是，消除光污染必须全社会行动起来，要建立健全法律法规，采取综合治理措施。在城市规划建设中，立足生态环境的协凋统一；在建筑装修中，应采用反光系数极小的材料；对广告牌和霓虹灯应加以控制和科学管理；在建筑物和娱乐场所周围，要多植树、栽花、种草和增加水面，以便改善光环境；还要少用和不用玻璃幕墙，注意减少大功率强光源，力求使我们的城市风貌和谐自然。

中国室内装饰协会室内环境监测中心提醒人们，在注意室内空气质量的同时，不能忽视室内的光污染。

公路标志牌、线、车牌为什么反光很强

反光涂料是运用微棱镜晶体回归反射原理，在其它远距离的光源照射下也能产生强烈的反光效果并反射回发光处,无需外加电源，就达到了在黑暗中如同灯光的功效。汽车牌照以及道路指示牌采用高折射率玻璃微珠后半表面镀铝作为后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将85％的光线直接反射回光源处，回归反射所造成的反光亮度，可使驾驶人员和带光源的夜间或视野不佳的情况下清楚地看见行人或障碍目标，确保双方安全。

汽车牌照的反光原理就是平时所说的回归反射，道路上的交通标、志警示牌也是同一类产品，它是通过内藏的玻璃微珠（也有裸露型）来实现的。根据反射强度一般可分为几大类：高强级，车牌级，工程级和广告级。

这些标志牌很多都是用反光的涂料做的。这些涂料用到了反光膜。

反光膜产品是一种用途广泛的新型光学材料。它是根据薄透镜成象原理，将玻璃微珠均匀单层镶嵌在有机树脂中作为光学原件，用树脂多层层叠而成的贴膜。用其制作的反光标志牌能将入射光线按原路回归反射，其反光亮度比一般油漆标志牌亮几十至几百倍。产品广泛应用于公路、铁路、港航、机场、矿山，消防、车辆牌照、环保、广告等领域制作反光标志、标牌。该产品的使用，能使人于夜间在数百米以外看清标志，很大程度地提高了人们夜间对标志的识别能力，达到增强安全意识和宣传的作用。该产品是近期问世的高科技产品，随即被广泛采用，现到处可见本产品制作的反光标志标牌，已与人们的生产生活密切相关，该产品的应用是人类文明进步的又一家征。 伽利略望远镜的原理及光路图

物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜。光线经过物镜折射所成的实像在目镜的后方（靠近人目的后方）焦点上，这像对目镜是一个虚像，因此经它折射后成一放大的正立虚像。伽利略望远镜的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。其优点是镜筒短而能成正像，但它的视野比较小。把两个放大倍数不高的伽利略望远镜并列一起、中间用一个螺栓钮可以同时调节其清晰程度的装置，称为“观剧镜”；因携带方便，常用以观看表演等。

你可以用很低的费用制作一架伽利略式望远镜。从文化用品商店买一块直径、焦距大一些的眼镜片作为物镜和一块焦距、直径较小的透镜作为目镜。用胶水和小槽把两块镜片装在硬纸筒内，再做一个简单的台座，于是一架能够看到月亮上的群山、银河中的繁星和木星的卫星的望远镜便制成了。想想看，伽利略就是用这人发现的。但是切记，不要通过望远镜直接观察太阳，以免高温灼伤眼睛！伽利略的折射望远镜有一个令人讨厌的缺点，就是在明亮物体周围产生“假色”。“假色”产生的症结在于通常所谓的“白光”根本不是白颜色的光，而是由组成彩虹的从红到紫的所有色光混合而成的。当光束进入物镜并被折射时，各种色光的折射程度不同，因此成像的焦点也不同，模糊就产生了。

1611年，另一位天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式。但是“假色”问题仍然未能解决。

利珀希不是天文学家，从未想过把自己的新装置对准天空。但是没过多久，关于他的发现的消息传开了。幸运地是，意大利的帕多瓦大学教授伽利略得知了此事。伽利略很快就制造了一台折射望远镜。他以平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜。从待研究的物体发出的光照射到望远镜物镜的一个玻璃透镜上，物镜使光线折射并把它集中于称为焦点的一点上，在那里便形成了发光体的像。这个像被目镜的透镜放大，进入人眼。

开普勒望远镜的原理及光路图

开普勒式望远镜，折射式望远镜的一种。物镜组也为凸透镜形式，但目镜组是凸透镜形式。这种望远镜成像是上下左右颠倒的，但视场可以设计的较大，最早由德国科学家开普勒（Johannes Kepler）于1611年发明。为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了转像稜镜系统。此外，几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。

开普勒式原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板（安装在目镜焦平面处），并且性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

开普勒式望远镜看到的是虚像, 物镜相当于一个投影仪,目镜相当于一个放大镜.

车窗中的物理知识

汽车作为重要的交通工具，已经成为了人类生活中不可或缺的一部分.细心观察一下，各种式样的汽车车窗，涉及到的物理知识还真不少呢！

一、轿车前边的车窗玻璃为何要做成倾斜的？

不少学生可能一下子会认为：做成这样还不是为了减小车子行驶过程中的阻力呗！那也许又有学生要追问：那大型汽车（如长途客车、公共汽车、大型卡车）驾驶室的前窗玻璃可是竖直的呀？显然这种解答是不科学的！这可要从光学角度来分析：挡风玻璃是透明的，但不是绝对没有反射.坐在驾驶员后面的乘客会由于反射成像在驾驶员的前方.小轿车较矮，坐在里面的乘客经挡风玻璃成像在前方，若挡风玻璃是竖直的，则所成的像与车前方行人的高度差不多，这就会干扰驾驶员的视觉判断，容易出事故.而当挡风玻璃为倾斜时，所成的像就会在车前的上方，驾驶员看不到车内人的像，就不会影响视觉判断，保证行车安全.大型汽车一般很高，驾驶员的位置（视线）比路面行人要高些，这时虽然车内乘客经挡风玻璃反射成的像在车前方，但位置比路上行人高得多，且比较暗淡，因而不会影响驾驶员的视觉判断.

二、装有空调的汽车在夏、冬季节，车窗上都有水珠出现，这是怎么回事？

你首先要知道:小水珠在不同季节可是出现在车窗玻璃不同的表面上的哟！原因是夏天车外气温高，车内气温低，故车子外面的水蒸气遇冷在窗户玻璃的外表面上液化形成了小水珠；而冬天则相反，车内气温高于车外气温，所以车子内的水蒸气遇冷在车窗玻璃的内表面上液化形成了小水珠.

三、为何夜间行车时，车内不能亮灯呢？

在晚上乘车或在路边行走时，我们会发现夜晚行驶的汽车，车内的灯都是关闭的.因为当车内开灯时，汽车的挡风玻璃相当于一个平面镜，车内人、物在玻璃的反射下会在车前方形成虚像，由于车内光线比外面强，所以像可能比车前行人还要明显，结果使司机看不清或发生混淆，造成判断失误酿成交通事故.因此，夜间行车，为了避免车前出现车内景物的像，保证司机看清路面上的景物，必须关掉车内的灯光！

四、汽车上为何安装茶色玻璃？

行人很难看清乘车人的面孔。要看清乘车人的面孔，必须从面孔反射足够强的光射到玻璃外面进入车外人的眼里，茶色玻璃表面能反射一部分光线，还会吸收一部分光线，透进车内的光线较弱，其中又有一部分反射光被茶色玻璃反射和吸收，没有足够的光透射出来，所以行人很难看清乘车人的面孔。

五、小轿车后窗玻璃上那些横着的细线条有啥作用？轿车后窗玻璃上粘着不少横着的薄膜，可是导电的哟！我们知道司机是从驾驶室上方的反光镜里观察车后面的情况.冬天车内比车外暖和，后窗玻璃上容易产生水汽或结霜，此时反光镜映出的后窗上将是白茫茫一片，司机就看不清车后的情况，这是十分危险的.人们由此想出办法，把窗做成双层并粘上导电薄膜，通电后，使玻璃温度升高，玻璃上不会产生水汽或霜，从而消除了事故隐患.另外一些高级车的后窗玻璃上还安有收音机天线和刚才谈到的加热线颜色一样。奥运开幕式:巨大地坑暗藏画轴、地球 在地面系统上，雅典的创意是用一个大水池移植了“爱琴海”，而北京则用地下舞台浮出“画轴”，徐徐展开中华五千年历史。

演出核心的中心舞台，是一个直径20米的升降台，藏在体育场中央的巨大“地坑”中，“地坑”顶端的盖板可以平移。卷轴和“地球”都是从这个“地坑”升起。

其中卷轴预先放置在盖板内，而直径达18米的“地球”则是先压缩在地下的，也就是说，球体结构必须是柔性的。而用升降台升起球体之后，演员需要在球体的立面上表演，因此升起后又要具有很强的稳定性，才能保障演出安全和效果。感谢高科技的铝合金感光材料，让“地球”能屈能伸。“地球”上装有九个轨道，58名演员用威亚拉着，像失重般进行倒立行走及空翻等高难度动作。

奥运主火炬:防风雨防雷暴 火焰高8米 主火炬·揭秘

主火炬防风雨抗雷暴

昨晚，北京奥运会保密级度最高的主火炬终于点燃，奥运开幕式火炬项目副总指挥、燃气集团调度中心主任许彤，向本报记者一一揭晓主火炬研发的幕后故事。

主火炬难似航天发射场

从上空俯瞰，主火炬的外形像是一个音符。

这个看似简洁的符号，工程实现起来却难乎其难。

2007年10月，主火炬开始设计。作为火炬塔项目的负责人、总装设计院专家郑志荣心里也犯嘀咕：这样形状的一支火炬，能否稳稳地站在“鸟巢”顶部？

他和他的团队，决定借鉴神舟飞船的验证方法，将主火炬请进大型风洞，做一做“吹风”试验。

2007年底，第一支1：20的主火炬模型由于燃气管道部分太小，无法表现受风情况下的气流变化，试验失败。紧接着，第二支1：15的主火炬模型又造了出来。火炬塔团队对模型的各种姿态进行风载荷试验，站立、平躺、侧身……结果显示，主火炬的结构设计是安全可行的。

除结构验证外，主火炬的驱动系统设计，也使用了相关的航天技术。在火炬塔运行的几个关键部位，专门布设监测仪器，实时反映设备运行状态。根据反馈信息，控制系统能够自动调整设备运行方向、速度，运行控制误差不到2毫米，精确度达万分之二。

火焰高8米能抗10级风

据许彤介绍，北京奥运主会场主火炬的火焰高8米，宽4米。火炬造型呈螺旋上升状，决定其形状、色彩的密钥在于火炬燃烧器，它由数百个燃烧孔排成排、编成组，对火焰燃烧实施分段控制与调节，并形成1.6米高度差的立体造型，这和以往火炬的燃烧器呈平面盘状有很大差异，这既集中了火力，使火焰形状完整连贯，又增强了观赏性。

据了解，科研人员在进行燃烧装置抗雨试验时，点燃的火炬经受住了六组消防高压水枪制造出的“人工降雨”环境的考验，保证了火炬在每小时降水80毫米的暴雨天气下仍然正常燃烧，高于奥组委每小时60毫米的降雨要求。

为达到奥组委防风的要求，火炬设计团队在燃烧系统内加装了专门的防风装置，经现场模拟人造风洞试验测试，火炬具备抗相当于10级风力的能力。主火炬同时采取了一系列防雷、防爆技术，可防雷击，且能“熄火无噪音”。

>>防火

给鸟巢披上防火衣

据市消防局的龚学军副处长介绍，“从去年4月起，我就参与到主火炬设计团队中。我们在通州建了一个1：1比例的主火炬模型，一年多来，几乎每天都在做现场试验。”龚学军说，为了让主火炬雄伟、壮观地燃烧，同时保障火炬燃烧时发出的辐射热不影响“鸟巢”的钢结构，他们设计以主火炬为圆心，以30米为半径的范围内，把“鸟巢”所有钢结构的外立面上，覆上一层3毫米厚的隔热钢板，钢板的颜色和材质与“鸟巢”主体钢结构完全相同。同时钢板和“鸟巢”钢结构之间留出30毫米的空气层。这样就像给“鸟巢”披上了一件防火衣，既不影响“鸟巢”的外观，又起到了防辐射热的作用。

>>应急

如出意外5分钟可恢复供气

为实现主火炬的机动应急供气，火炬团队组织完成了大流量车载压缩气机动气源专用调压设备的方案设计，将压缩天然气作为奥运主会场和市区其他地区的应急备用气源。同时，购买一套价格350万元的应急供气设备，目前，这辆应急气源车已进驻指定位置，一旦出现意外，5分钟就可赶到现场为主火炬提供应急气源。 奥运开幕式座位水包:随时扑灭小火情

在前期对焰火燃放方案进行科学试验和严密论证的基础上，消防局又专门抽调一支76人的力量24小时跟踪看护焰火燃放工作。

8月6日凌晨，鸟巢顶部的焰火发射点开始安装弹药，消防局10名官兵便携带灭火毯、轻便灭火器现场贴身守护安装在上弦位置的1974个焰火发射点，直到开幕式结束。

为及时处置焰火燃放期间可能出现的火灾事故，消防局在鸟巢顶部铺设了40盘消防水带，将整个鸟巢外环包了一圈。并安排灭火经验丰富的消防队员现场巡视，一旦发现火情，可以迅速接上水枪灭火。

“我们还自制了一种灭火„水包‟，就是把塑料袋装满水存放在桶里，如果火着得不大，而且距离远的话，我们就可以通过抛掷水袋灭火。”在鸟巢下弦执勤的张俊秋说。 北京奥运焰火:科技之光打造灿烂星空

2008年8月8日，是中国北京奥运会开幕的日子，美丽的焰火给人们留下了难忘的印象。“脚印”、“笑脸”、“五环”让北京奥运会开幕式更加辉煌壮丽和浪漫。第29届奥运会开闭幕式鸟巢及长城焰火燃放实施团队总指挥赵伟平，北京奥运焰火技术发明者、项目负责人之一陈延文表示，灿烂星空的背后都是科技之光。

世界首创膛压式发射

“为了制造五环、脚印和笑脸，我们在世界上首创膛压式发射。”陈延文说，五环等图案不是一颗弹药形成的，而是多颗同炸形成的。先是根据图形算好角度，在地面摆好发射装置，再在同一时间内燃放，通过在膛口内调节压力，使得炮弹以不同的速度射出，最终在天上同时爆炸拼成图案。

炮筒内壁光滑如镜面

发射装置由中国兵器工业集团北方车辆公司完成。负责生产发射装置的厂长李健说，每组烟花发射装置上有32个发射炮筒，64个发射角度，总数1000门的数量意味着有3200个炮位、6400个发射角度。

只要一个炮位或一个角度偏离设计规定0.1度，就会造成空中图案与设计图案相差几米甚至几十米的偏差。为此，对这些发射装置的要求近乎苛刻，炮管要做到镜面一样光滑，保障弹药流畅顺利地打到天空。

烟花不伤人不刺鼻

昨晚，烟花瀑布沿鸟巢碗口流下时，大量烟花如星星般从鸟巢顶端倾泻下来，有的落在观众身边。北京理工大学焰火专家赵家玉说，这些烟花都是采用了最新技术的无烟、无残渣的冷烟花。观众甚至可以伸手触摸，烟花一旦落在皮肤上，不会造成任何伤害。

这些烟花没有刺鼻的硫磺味。赵伟平说，为了研制“无异味”烟花，研发人员用压缩空气代替火药，弹射烟花，化解了浓烟和刺激性气味等污染难题。

漫天烟花未留残渣

昨晚，贯穿开幕式全程的焰火表演没有留下一片纸屑一粒残渣。赵伟平介绍，这些烟花全部采取了“绿色”生产。采用新型环保材料作为替代品，能够在烟花点燃的瞬间全部分解燃尽，不留下丁点纸屑和残渣。

幕后故事

土法测算烟花高度

陈延文的公司原本不和烟花沾边，因此设计从最初的一个一个烟花弹打起开始。

因为没有测高工具，第一次燃放的地点是公司前面的一栋大楼前。试射时，专门有一个人举着照相机在楼上拍摄，“我们只知道前面的楼高105米，那烟花弹升空超过前面大楼多高，我们得赶紧拍下来”。陈延文说，最后，他们依靠照片中焰火距顶楼的高度测算烟花弹升空的具体高度大约有多少米。

会计改行计算弹道

烟花设计后期，陈延文的公司几乎所有人都被派上了用场。“那会儿公司正常业务全停了，连会计都„改行‟给算弹道轨迹了”。陈延文说，会计不算账了，而是帮他算烟花弹的高度，计算轨迹。而其他人则陪着他去试验。“五环内不能燃放烟花，我们一群人只能拉着炮到昌平找个没人的小马路去放。冬天冻得人都直打哆嗦，夏天身上全是被蚊子叮的包”。 太阳为什么会发光

月球、地球都是坚硬的球体，而太阳却是一个炽热的气体大火球，它表面的温度有600万摄氏度，中心有1500万摄氏度，任何东西在太阳上都会化成气。月球虽然也有光，但它不会发光，它是反射的太阳的光。那太阳的光和热是从哪儿来的呢？

太阳的主要成分是氢，里有氢原子核，它们互相作用，结合成氦原子核，同时放出光和热，这叫热核反应，太阳就是用原子作燃料的大火炉。1公斤的原子燃料能抵得30亿公斤的煤。太阳的原子燃料极其丰富，千千万万年也燃不完，它将永久地供给我们光和热。

太阳为什么会发光、发热呢？它的能源是什么？

天文学家曾经设想过种种可能的来源。一个简单的想法是，太阳是一个正在燃烧的大煤球。但是仔细计算一下，像太阳那么大（比地球大130万倍）的煤球，要一直燃烧下来，也只能够烧3000多年。因为我们人类的历史有几十万年，有文字记载的文明历史也有5000多年了。太阳的“年龄”不可能比人类历史短。更何况，要是煤球，越烧越小，太阳光会很快变得越来越暗弱了。但实际上，经过近百年来的实测，太阳光度并没有什么变化。所以，煤球燃烧的想法，肯定是不对的。

20世纪来，随着原子物理学的发展，人们才解决了太阳能源问题。著名科学家爱因斯坦(1879－1955）发现了物体质量与能量的关系。只要有一点点质量转化为能量，其数值就十分巨大。例如1克物质相对应的能量，这相当于1万吨煤全部燃烧所放出的热量。

对于原子能的研究，使人们想到，太阳的能源可能就是原子能。观测、实验证实了这种想法。

原来，太阳主要由氢组成，氢占质量的70％以上。在太阳内部高温（在1000万K以上）、高压（约为2500亿大气压力）的条件下，氢原子会发生“热核反应”，由4个氢原子核合成为1个氦原子核。在这个反应中，有一部分质量转化为能量，放出大量的热量。太阳内部的热核反应，类似于地面上的氢弹爆炸。正因为在太阳核心区不断地发生无数的“氢弹爆炸”过程，所以源源不断地供应了太阳辐射出的光和热。原子能就是太阳的能源。

太阳从东方升起这种说法并不正确。由于地球在绕着太阳转，实际上地球是在向东方转去，迎向太阳。 为什么专业相机都是黑色的

金属机身的相机诞生之初，电镀技术还不成熟，所以当时相机差不多都采取涂黑油漆的简单工艺。后来电镀技术水平逐步提高，解决了电镀的成本问题，相机逐渐向镀铬机身转型。虽然很多人都喜欢镀铬机身上的花纹，但作为战地摄影报道的专业摄影记者却不喜欢，因为那种光亮的机身很容易被敌人发现而成为被袭击的目标。也就是说，黑色机身是专门为专业摄影者制作的，所以很多发烧友也非常憧憬黑色机身。

过去一度作为特殊相机而存在的黑色机身逐渐演变成普通相机这一变化发生在上一世纪80年代前半期，当时塑料机身的单反相机已经问世。相机生产厂家对镀铬工艺重新进行了认识，因为电镀外层容易脱落，要解决这个问题就会加大生产成本，所以诞生了塑料机身。另外，镀铬所用的处理液对环境也造成污染。虽然存在这些问题，但无论是专业摄影记者还是发烧友，一直对黑色机身情有独钟，在这一背景下，黑色机身就自然而然地成为主要机型。 夜明珠为什么发光

夜明珠是什么物质，又何以能发光呢？中国宝玉石协会的专家，对深圳夜明珠进行了鉴定，夜明珠是一种萤石矿物，发光原因是与它含有稀土元素有关，是矿物内有关的电子移动所致。当矿物内的电子在外界能量的刺激下，由低能状态进入高能状态，当外界能量刺激停止时，电子又由高能状态转入低能状态，这个过程就会发光。稀土元素进入到萤石晶格，在日光灯照射后可发光几十小时，白天照上都在发光，白天看不见，晚上就看到了。萤石雕琢成珍珠者即叫夜明珠，雕成玉板者叫夜交璧。因此，能发光的夜明珠不是珠贝蚌所产的珍珠。

茫茫宇宙，无奇不有，夜明珠之谜，也是一，桩千古疑案。自古至今，历代人们常以爱慕、惊异、迷惑不解的心情，对夜明珠津津乐道。古代一些文学作品和民间的一些传说，往往给夜明珠涂抹上一层又一层神秘色彩，编造出一个又一个扣人心弦的神话故事。例如，有个神话，传说夜明珠能把“龙官照得如同白昼…

夜明珠在我国古代民间又名叫“夜光壁”、夜光石”、“放光石”，相传是世界上极为罕见的夜间能发出强烈光芒的奇宝。英国著名学者李约瑟在其巨著《中国科学技术史》中记载，古代中国人喜爱叙利亚产的夜明珠，它别名为“孔雀暖玉”。据说，印度一些人把夜明珠称为“蛇眼石”。据日本宝石学家玲木敏于1916年在他编纂的《宝石志》中记载，日本的夜明珠是一种特殊的红色水晶，被誉为“神圣的宝石”。

1900年，英、法、日、俄、德、美、意、奥8个帝国主义国家合伙拼凑的“八国联军”，从天津向北京侵犯，慈禧太后挟光绪皇帝从北京逃往西安，宣布实行“量中华之物力，结与国之欢心”的卖国政策，与侵略者签订了屈辱的“辛五条约”。据说，慈禧太后为了博得侵略者的欢心，将自己珍藏的4颗夜明殊作为信物，派遣一个小宫女送给侵略者。这个小宫女有爱国主义思想，不愿把奇主送给外国者，她非常气愤地暗藏宝物人民间，当时谁也不知道她的去向，成为近代一大悬案。过了几十年后，在西安发现了4颗明珠，经郭沫若同志考证，这正是失踪了几十年之久的慈棺大后珍藏过的4颗夜明珠。据报上发表的消息说，把这4颗明殊放在抽屉里，“晚上进屋未开灯，一拉抽屉即见满屋放出耀眼的白光。”物以稀为贵。夜明珠本从矿石中采集而得，但它在地球上的分布是极为稀少的，开采也很困难，故此这显得格外珍贵。一些古描写它具有“侧而视之色碧；正面视之色白”的奇异闪光。据说，在古代希腊罗马，个别帝王把它镶嵌在宫殿上或者戴在皇冠上，有的皇后、公主把它装饰在首饰上或者放在卧室里，以它作为国宝加以宣扬和赞美。

夜明珠究竟是一种什么样性质的奇宝？古今中外的说法颇不一致。据一些专家考证，夜明珠并不是象某些人所吹嘘的那样神秘，而是几种特殊的矿物或岩石，经过人们加工后才变成圆珠形。夜明珠发出的光，并不象神话中传说的那样能把“龙宫照得如同白昼”。发光强度较大的夜明珠，在黑暗中，人们在距离它半英尺的地方，能清清楚楚地观看印刷品。

报刊上报道说，工程师霍永锵、肖铭林二位同志于1982年在广东某钨矿床，发现了夜间自行发光的萤石，这些萤石五菜缤纷：浅绿的、深紫的、浅蓝的、浅棕的以及各种叫不出色彩的斑谰萤石，其中唯独浅棕色萤石在黑暗的夜晚里发光，相距

2、3米远仍清晰可见美丽的夜光，靠近时，可惜助其光亮分辨出报纸上有字与无字部分。尔后又发现，发光黄石在紫外线照射下，变成淡绿色萤光，未经照射的萤石则发出浅蓝、浅紫到深紫色夜光。霍永骼、肖铭林二位同志这次收集到的会发光的萤石颗粒较小，只有5至6毫米，颗粒尚不够理想，要获得可制成大颗粒圆珠的矿物还有待今后继续寻找。虽然这次发现的夜间自行发光的萤石还不是古代的传说的夜明珠，但却为今后寻找夜明殊这一极罕见的无价之宝提供了重要线索。

为什么夜明珠在夜间会发出强烈而又绮丽的亮光呢？对此众说纷坛。一些宝石学家认为，因为在夜明珠的萤石成分中混人了硫化砷，钻石中混人了碳氢化合物。白天，这两种物质能发生“激化”，到晚上再释放出能量，变成美丽的夜光，并且能在一定的时间内持续发光，甚至永久发光。以上只是一部分专家的看法，不一定全面、准确。夜明珠还有许多奥秘，至今还没有被专家们了解。据说，有一种叫做水晶夜明珠的，能发出“火焰”般的夜光，但其中的发光物质究竟是什么？至今还不太清楚。总之，夜明珠至今仍是尚未彻底揭开的一个千古奇谜。

早晚的天空为什么是红色的

早晨和傍晚，在日出和日落前后的天边，时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但由于它们散射了太阳光，使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此，我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色，而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。

俗话说\"早霞不出门，晚霞行千里\"，这就是说，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞，表明西方已经没有云层，阳光才能透射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。 为什么早晨温度低中午温度高

因为早上地球表面有云气，透过云气来看太阳，就显得太阳大。中午云气消散，就显得太阳小，其实太阳的大小并没有变。根据不同感觉来说明地面距离太阳的远近，并不正确。

一个小儿说，太阳早上凉快，中午热，从身体对温度的感受来说明太阳距离地面的远近，也不正确。因为在夜里太阳照射到地面上的热度消散了，所以早上感到凉快；中午，太阳的热度照射到地面上，所以感到热。这个温度的凉热，并不能说明太阳距离地面的远近。

后来科学家终于算出来了，地球与太阳平均距离14 960万公里

我们看白色图形比看同样大小的黑色图形要大些。这在物理学上叫“光渗作用”。当太阳初升时，四周天空是暗沉沉的，因而太阳显得明亮，而在中午时，四周天空都很明亮，相对之下，太阳与背衬的亮度差没有那样悬殊，这也是使我们看起来太阳在早晨比中午时大些的原因。总之，在早晨和中午太阳离我们的距离是一样的，所以其大小也是相同的，而看起来早晨的太阳比中午时大些是因为眼睛的错觉。

还有，中午较早晨时热，是不是因为中午时太阳离我们较早晨时离我们近呢？也不是。那又是因为什么呢？

中午时较早晨热，是因为中午时太阳光是直射在地面上，而早晨太阳光是斜射在地面上，可以看出太阳光直射时，地面和空气在相同的时间里、相等的面积内接受太阳的辐射热较早晨太阳光斜射时多，因而受热最强。所以中午较早晨时热。

而实际上，天气的冷热主要决定于空气温度的高低。影响空气温度的主要因素，是由太阳的辐射强度所决定的，但太阳光热并不是直接使气温升高的主要原因。因为空气直接吸收阳光的热能只是太阳辐射总热能的一小部分，其中大部分被地面吸收了。地面吸收了太阳辐射热后，再通过辐射、对流等传热方式向上传导给空气，这是使气温升高的主要原因。

总之，每天中午较热，早晨较冷，并非太阳离我们地面有远有近之故。 为什么早上太阳大，中午太阳小

为什么早上和傍晚的太阳又大又圆，而中千的太阳小呢。

有兴趣的话，你仔细地观察一下初升的太阳和傍晚的太阳，再看看中午的太阳，就会发现，早上和傍晚的太阳又大又圆，中午的太阳小得多。

其主要原因就是早晨和傍晚的太阳光进入地球在大气层时折射效果特别明显，而中午直射的成分多，这就造成早晨和傍晚看到的太阳比实际大，且位置比实际的高。

另一个方面，太阳的大小并没有变化，而是人的视觉出了问题。视觉是这样形成的，物体发射出的光被人眼的水晶体（透镜）成像于视网膜上，使感光细胞感光，然后由视神经将信息传送到大脑皮层，经过信息加工、处理后形成视觉。在一定程度上修改了原样。例如，同样大小的物体，黑色的比白色的显得小些，一幅画上的蓝天比建筑物显得远一些，诸如此类。总之，目标与背景的对比度，色彩的不同，色彩的衬度等都会程度不同地修改原样。看太阳也是这样，因为早晨，太阳初升，背景较暗淡，在暗背上的亮目标显得大些，再加上早晨的太阳是红色的，人们又以地物为参照物，因此早晨的太阳看起来又大又圆。傍晚的太阳显得大些也是这个道理，但傍晚的太阳显得扁些，这是由光的折射所致。而中午太阳悬天高照，又以天空为背景，没有另外的参照物，因而看起来显得小些。

这类现象在日常生活中也经常遇到。如胖人穿黑色或深色衣服会有瘦俏感；瘦人穿浅色服装才能显得丰满些；而胖人穿浅色服装会显得臃肿；瘦人穿深色服装显得更瘦俏……，如果你注意到视觉的这一特点，会使你的生活更美好。 大气光现象与天气谚语

天气谚语是以成语或歌谣形式在民间流传的能够预示未来天气变化的经验辞语，它因果关系明确、语句简炼，是中国民间所特有的一笔宝贵文化财富。许多天气谚语与大气中的光现象密切相关，蕴藏了丰富的物理道理。在大力倡导素质教育的今天，引导学生运用物理知识分析天气谚语是一种有益的尝试。

一、大气中的光现象

大气是由空气分子和水滴、冰晶及其它各种气溶胶粒子组成的，它们都会与光波发生相互作用。由于大气的不均匀性，以及大气总处于不停顿的复杂运动之中，它对光的折射、衍射、散射和吸收作用是复杂多变的，从而形成了多种多样、绚丽多彩的大气光现象。肉眼所能直接感觉到的大气光现象可以分为三类：

1、大气中光的散射现象

当我们避开太阳朝天空张望时，看到的是蔚蓝的天空，这就是说，在那个方向的天空有光线射入我们的眼帘，从太阳发射过来的光线，在天空的某个地方改变了方向，不然的话，我们所能看到的一切，就只不过是星际空间的黑暗，或者是来自某个遥远星辰的亮光。原来，当光线穿过地球周围的大气时，它遇到大气分子或气溶胶粒子等时，便会与它们发生相互作用，重新向四面八方发射出频率与入射光的相同，但强度较弱的光(称子波)，这种现象称光散射。在清洁大气中，起主要散射作用的是大气气体分子，发生分子散射（或称瑞利散射）。散射光分布均匀且对称，散射光强度与人射波长4次方成反比，所以在发生大气分子散射的日光中，紫、蓝和青色光比绿、黄、橙和红色光为强，最后综合效果使天穹呈现蓝色。但当大气十分浑浊、大气中悬浮粒子大量增加时，起主要作用是散射光的强度分布不对称的米氏散射。米氏散射与入射波长依赖关系不明显，因此天穹呈现青灰色，在天边甚至出现不透明的灰白色。曙暮光是大气散射的另一现象，当太阳在地平面以下时，太阳光无法直接到达地面，但是它能照亮地面以上的大气层，使天空明亮。曙暮光指的就是黎明和黄昏这段时间的光亮。

2、大气中光的折射现象

当光在大气中传播时，大气可以被看作是一种连续介质。大气折射率的大小取决于大气的温度、压强和大气中水汽分子密度。一般情况下，地球上空气的密度随高度变化，折射率随密度减小而减小，因此光在大气中传播时，通过一层层密度不同的大气，在各层的分界面处会发生折射，使光线不沿直线传播而是变弯曲。这样当我们观察太阳、月亮或其它星体时，从大气外层射入的光线在进入大气层后的轨迹是一条弯向地面的弧线。然而就人的主观感觉来讲，总认为光线是沿直线传播的，所以天体的真实方向与视方向之间存在一定的夹角（称为蒙气差）。也正是由于大气的折射，日出时，在太阳未达到地平线之前，我们已经可以看到太阳了；而在日落时，太阳刚刚落到地平线以下时，我们还能看到它。

由于大气中，气压、温度、湿度的分布很不均匀且不断变化，因此大气折射率的分布和变化实际相当复杂，因此会形成多种多样的折射现象。如当大气中温度的垂直分布出现异常时，就会引起空气密度垂直变化异常因而产生异常折射，来自远处目标物的光线可能在另一高度发生全反射，这样除能看到本身实物外，还可以看到它的反射像，这就是我们通常称为的“海市蜃楼”。

3、云雾中的光现象

云雾中存在大量悬浮的水滴和冰晶。光线通过云雾时，不同大小的水滴对光的传播会产生不同的影响，光线会在大水滴表面发生折射与反射现象，对于一定大小的小水滴会发生衍射现象，对于与光波长接近的微小水滴，则会发生散射。因而，伴随着云雾降水的发展，就形成了许多种光学现象，最常见的有虹、华和晕。

虹是由于太阳光线在大气水滴表面的折射与反射产生的。光线照射到雨滴后，在雨滴表面会发生折射，各种颜色的光发生偏离，其中紫色光的折射程度最大，红色光的折射最小，其它各色光则介乎于两者之间，折射光线再经过一次反射、一次折射到我们的眼里。由于空气悬浮的雨滴很多，所以当我们仰望天空时，同一弧线上的雨滴所折射出的不同颜色的光线角度相同，于是我们就看到了内紫外红的彩色光带，即彩虹。若光线在雨点内产生二次内反射后再通过折射到我们眼帘时，光弧色带就与虹正好相反，称为副虹或霓。

云中分布着大量的微小水滴或冰晶，当其直径仅比光波波长大几倍到十几倍时，入射的日、月光在云中会发生衍射现象，在日、月周围可以看到小的彩色光环，这种现象称为华(或冕)。因为衍射现象中各种颜色光受到的影响程度不同，因而光环为彩色，内环呈青蓝色（紫色不太显著），其外呈黄色为主，最外呈红色，并且水滴愈小华环愈大。由于日光太亮，一般不易观察到日华，月华则比较常见。

若天空中有卷层云，阳光或月光透过云中的冰晶时发生折射和反射，便会在太阳或月亮周围产生彩色光环，这种七色彩环称为日晕或月晕，统称为晕。晕的色序与虹相反，内侧呈淡红色，外侧为紫色。晕的种类很多，有的呈环形，称之为“圆晕”；有的呈弧形，称之为“珥”；还有的呈光斑形，称为“幻日”或“假日”。

二、相关天气谚语的分析

大气中的不同光现象反映了大气中不同的状态分布和大气的微物理结构。很多大气光现象与天气过程有联系，可作为未来天气的征兆，据此劳动人民在长期实践中总结和归纳出了许多天气谚语。

1、与大气中光的散射现象有关的谚语

在黄昏和黎明时，阳光斜穿过大气层，在低层大气中有很长的光程，并经大气中空气分子、水汽、尘埃微粒的散射和吸收才能到达人的眼睛， 在天边有时会出现五彩缤纷的霞。一般来讲，在日出日落方向上，从地面向天顶，霞的色彩排列是接近地面为红色，渐次变为橙、黄、绿、兰各种颜色。当大气中湿度较大时，或在系统性云系移近时，空中会悬浮着很多较大的水滴，这些不同大小的水滴对各种颜色光有不同的散射作用。大气中水汽含量越多，霞的色彩就越鲜艳。我国大部分地区降雨天气主要来自两个方向：一是受西风带影响，系统性天气过程自西向东移动，形成系统性降水天气。另一个是受空气对流影响形成对流性降水过程，随着日照加强而空气对流增强，往往在中午前后形成局部降雨。夏季早上，低空空气稳定，很少尘埃，如果当时有鲜艳的红霞，称为早霞。这表示东方低空含有许多水滴，有云层存在，随着太阳升高，热力对流逐渐向平地发展，云层也会渐密，坏天气将逐渐逼近，预示天气将要转向阴雨；而傍晚，是一天中温度相对较高的时候，低空大气中水分一般不会很多，但尘埃因对流变弱而可能大量集中到低层。因此，如果出现鲜艳的晚霞，主要是由尘埃等干粒子对阳光散射所致，说明我们西边的上游地区天气已经转晴或云层已经裂开，按照气流由西向东移动的规律，未来本地的天气就要转晴。因此谚云：“朝霞不出门，暮霞走千里”,也才有了“日出一点红，不雨便是风”、“日落晴彩，久晴可待”、“早烧不出门，晚烧行千里”等谚语。

2、与大气中光的折射现象有关的谚语

光线穿过大气层会发生折射。我们会经常看到星光的位置和亮度不断发生变化，出现闪烁现象。这是因为大气中存在着乱流运动，这种运动使大气中有着很多不断变化着的、折射率与周围大气很不相同的微小气块，当光线经过这些小气块时，光线传播的方向与强度都会发生瞬时变化，使我们感到星光在闪烁，有时亦可看到颜色变化。星光闪烁程度反映了大气的物理状态，若夏天夜晚天空星光闪烁不定，说明大气扰动剧烈，预示不久将有风雨出现。星从哪方开始闪动，风雨就从哪方来。如满天星斗闪动，风雨就有可能在天明来临。因而有“星星眨眼，下雨不远”的天气谚语。

3、与云雾中的光现象有关的谚语

云雾中的水滴、冰晶会引起虹、华和晕等光现象。

虹的出现与天气变化密切相关，我国大部分地区处于中纬度，系统性降水天气大多由西向东移动。因为虹都出现在太阳的相对方向，如果早上在西方天空出现虹，说明西边的大气中存在大量水滴，它随着天气系统自西向东移动，本地将会下雨；如果在傍晚看到东方出现虹，说明东边的大气中存在大量水滴，而西方已经转晴。由于天气系统已东移过境，未来本地就不再下雨了。因此，我国广泛流传着“东虹日头西虹雨”、“有虹在东，有雨落空；有虹在西，人披蓑衣”等谚语，《诗经》中所写“朝脐于西，崇朝其雨”也是这一含义。

由于有卷层云存在才出现晕，而卷层云通常出现在气旋的前端。在离锋面数百公里的后面，就是锋面所造成的云雨区。随着地面锋的移近，伴随而来的天气将是云层愈来愈低，风力逐渐增强，并出现降水。所以，日、月晕的出现，就意味着风雨天气即将到来，有“日晕三更雨，月晕午时风”、“月光带枷，大雨落下”、“月亮生毛，大雨冲壕”之说。当然这并不是说，出现日晕一定是下雨的征兆，出现月晕必刮风，还要看其他的天气条件。若只是气旋边缘经过此地，则不一定有雨，只是云层增厚，风力增强，风向改变。在热带气旋的外缘，也有卷层云存在，同样会成晕。所以台风季节，低纬度地区看到天空有卷云并有晕出现时，可能是台风将至的征兆。

华是衍射造成的，光通过小水滴或小冰晶时发生衍射的情形与夫朗和费小孔衍射基本相似。彩色圆环的大小显示出云中水滴或冰晶的大小。日环变大是天气晴朗的预兆，这表明水蒸气正在蒸发，蓝天会更清晰。缩小的日冕意味着将要下雨。午后太阳如果闪烁绿光，表明天气相当不错，这样的状况至少可以维持 24小时。所以有“大华晴、小华雨”的谚语。

当然，由于天气谚语往往具有地区和季节的局限性，并且是人们凭视觉和感觉来预测天气的。而天气是一个不断移动、发展的复杂系统，用天气谚语这一比较笼统的表述预测天气可能会产生偏差。所以对天气谚语，必须结合理论和实践进行分析和验证，因地制宜地正确运用。

生活语言中的光学知识

１、水中捞月一场空（摘不着的是镜中月，捞不着的是水中花）：因为平静的水面相当于平面镜，平面镜所成的像是虚像，所以当然是徒劳。

２、猪不戒照镜子—－里外不是人：根据平面镜成像的规律，物与像等大对称，像与物一模一样，仍象猪当然也就里外不是人了。

３、海市蜃楼：射向远处地面的太阳光，被反射到空中时，由于空气密度不均匀而发生折射，看到的是远处的景物所成的虚像。

４、洞中方一日，世上已千年：根据爱因斯坦的相对论，在接近光速的宇宙中航行，时间的流逝会比地球上慢得多，在这个“洞中”生活一天，地球上已度过了几年，几十年，甚至是上千年。

５、坐井观天，所见甚少：这是光在同一种物质中是沿直线传播的原因。

６、早晨的太阳大，中午的太阳小：这是因为早晨的太阳光折射效果特别明显，而中午的太阳光折射的效果不明显，特别是当阳光垂直照射地球表面时传播方向不变，不发生折射。不仅如此，早晨太阳升起时，实际上太阳还没有真正的出来，我们只是因为光的折射看到了太阳发出的光线。

奥运圣火为什么要通过阳光采集 1奥运圣火为什么要通过阳光采集？

奥林匹克圣火来自太阳神阿波罗的赐予，取火的这一天太阳是否露面很重要，采集奥林匹克圣火的唯一方式是让阳光集中在一枚凹面镜的中央，让它产生高温，然后引燃圣火。用传统的方式取火，象征着奥运圣火的纯洁，也象征着古奥运会传统的传承，所以必须保持这个传统。

2女祭司为什么要带个着火的火种罐前去采火种？

将取得的火种放在两个火种罐里，是为了防止出现意外，导致火种熄灭。从排练当天开始，女祭司每天都要在古奥林匹亚遗址排练并采集圣火，取得新的火种后，就熄灭前一天采集到的火种，直到24日在正式的北京奥运圣火采集仪式上取得火种。3月30日传递到北京的奥运会圣火将分装在三个火种罐里，其中两个交给北京奥组委带回北京，另一个存放在希腊奥委会，直到奥运圣火安全抵达北京。

3圣火采集仪式为什么在赫拉神庙举行？

在古代奥运会中，所谓圣火就是祭祀宙斯仪式中，赫拉神庙祭坛上的长明圣火———它象征了人类从宙斯处获取自然神力的合法传承性。为了与古代奥运会的精神相连，1936年，现代奥运会首次在赫拉神庙采集圣火。从那之后，历届奥运会采集圣火的仪式都在赫拉神殿前广场上的纳姆菲翁神坛举行。

4最高祭司为什么都是女的？

据说，这和古希腊供奉女灶神赫斯提亚的传统有关。在希腊神话中，火是赫菲斯托斯的神圣象征，是普罗米修斯从宙斯手中偷得赠送给人类的礼物。因此在每个古希腊城邦的中心，都有一个燃烧长明圣火的祭坛，而城邦居民每家每户也都有长明圣火，以供奉女灶神赫斯提亚。自从1936年开始在希腊奥林匹亚为柏林奥运会举行的圣火采集仪式以来，共有9位希腊女演员担任夏季奥运会圣火采集仪式的最高女祭司。

5祭司的服装每届都有变化吗？

祭司的服装由丝绸、亚麻等精细织物制成，保留了希腊点火仪式的一贯传统。此次圣火采集仪式祭司们的演出服装，曾被2000年悉尼奥运会和2004年雅典奥运会圣火采集仪式的演员使用，本次仪式后可能会延续至下届奥运会圣火采集仪式继续使用。

6火炬会不会中途熄灭？

奥运火炬燃烧系统可抵抗11级大风和数倍于每小时50毫米的大雨，所以正常情况下，火炬是不会中途熄灭的。不过，在历史上火炬有过5次被熄灭的记录，有人曾经拿灭火器熄灭过火炬，也有人不小心把火炬掉在地上导致火炬熄灭。最有戏剧性的一幕出现在悉尼奥运会的火炬传递过程中，当时有人从火炬手手中抢过火炬扔到海里，看看火炬是否会熄灭，可想而知火炬肯定熄灭了。在这种情况下，工作人员只能拿出提前准备好的火种罐，再次点燃火炬。为保持奥运圣火的纯洁性，在整个火炬接力中只能使用从奥林匹亚采集来的圣火进行传递。

为什么汽车要贴防护膜 减轻紫外线辐射伤害

过强的紫外线会对人皮肤造成伤害已是常识。普通车窗玻璃只可以阻隔19%的紫外线侵害，皮肤涂上防晒霜后，可抵御97.5%的紫外线侵害，但持续时间只有几小时，无法从根本上解决问题。而高质量的专业太阳膜紫外线阻隔率可达到99%。汽车膜阻挡紫外线，是因为在其生产过程中，在膜中添加了一种专门阻隔紫外线波长通过的材料。

隔热

有关数据显示，在温度超过28℃时，人的应急反应能力会下降50％。夏季汽车内的温度常常会比28℃还要高，这对司机来说是一个不小的考验。隔热是太阳膜的一大优点，贴上它不仅降低温度，使司机安心驾驶，而且可以少开或不开汽车空调，有效节省能源，同时也不影响汽车的动力性能。

防盗

汽车给我们的生活带来方便的同时，也增加了忧虑，比如担心窃贼盗窃车内物品。窃贼通常是寻找最容易得手的汽车作为袭击目标。只经过钢化的玻璃，无疑不能有效防止被盗。贴上汽车安全膜，危险系数会大大降低。实验显示，当贴上高质量的汽车安全膜以后，击碎一块玻璃的时间从几秒钟延长至数十秒钟。 自行车尾灯的光学原理

周肇威

自行车后面装着一个红色的尾灯，里面没有灯泡，它有什么用处呢？白天，它的红颜色会引起后面的汽车司机的注意。夜晚，你拿个手电筒照一下，它会“发光”。它的本领是不管入射光从哪个角度射来，它的反射光都能逆着原方向反射回去。自行车尾部安上它，后面的汽车灯光照在它上面，司机看上去特别耀眼，就引起了司机的注意，避免汽车撞上。

现在拿两面镜子，使它们互成90°，这样组成一个偶镜，你做一次偶镜的游戏就能揭开自行车尾灯之谜了。把偶镜立在小柜子上，让镜子距地面的高度跟你眼睛的高度相同，拿一个手电筒，像图4－7那样让它靠着你的头。打开手电筒，让光线水平地射到偶镜上。看！偶镜上发出眩目的反射光。不管手电筒的光沿什么方向射向镜面，只要使光线保持水平，那么，反射光线就总是逆着原来的方向反射回来。

图4－8画出了偶镜的光路。入射光沿AO方向射到第一面镜子M1上，经反射后，沿O1O2方向射向第二面镜子M2，最后反射光线沿O2B方向反射回来。我们可以证明O2B平行于AO1。

因为主∠1＝∠2，（光的反射定律）

O1N1∥MM2（它们同时与MM1垂直）

∠2＝∠3，（内错角）

∠4＝∠5，（光的反射定律）

∠6＝90°－∠5＝90°－∠4＝∠3，

所以∠6＝∠3＝∠2＝∠1；

因为∠3＝∠7（对顶角），

所以

∠6＋∠7＝∠1＋∠2；

结论O2B∥AO1（同位角相等）

如果在这个偶镜上再加一面镜子，使三面镜子互相垂直；就像从箱子上切下一个角，得到了一个四面体，这就成了角反射器，它实际上是三对偶镜。从任何方向射向角反射器的光线都会被它沿原方向反射回来。自行车的尾灯，从表面上看去好像是蜂窝图案，它里面实际上是许许多多角反射器。本世纪60年代科学家们利用宇宙飞船已经把一个角反射器放到了月球上。从地球上向这个角反射器发送激光束，精确测出激光从地球射到反射器再返回地球的时间，再利用光速就可以算出月球到地球的距离。 太阳能光电池的工作原理

太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

当光照射到半导体上时，光子将能量提供给电子，电子将跃迁到更高的能态，在这些电子中，作为实际使用的光电器件里可利用的电子有：

（1）价带电子；

（2）自由电子或空穴（Free Carrier）；

（3）存在于杂质能级上的电子。

太阳电池可利用的电子主要是价带电子。由价带电子得到光的能量跃迁到导带的过程决定的光的吸收称为本征或固有吸收。

太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定VOC的值。

太阳电池的能量转换过程

太阳电池是将太阳能直接转换成电能的器件。它的基本构造是由半导体的PN结组成。此外，异质结、肖特基势垒等也可以得到较好的光电转换效率。本节以最普通的硅PN结太阳电池为例，详细地观察光能转换成电能的情况。

首先研究使太阳电池工作时，在外部观测到的特性。当太阳光照射到这个太阳电池上时，将有和暗电流方向相反的光电流Iph流过。

当给太阳电池连结负载R，并用太阳光照射时，则负载上的电流Im和电压Vm将由图中有光照时的电流一电压特性曲线与V=-IR表示的直线的交点来确定。此时负载上有Pout=RI2m的*Gong*率消耗，它清楚地表明正在进行着光电能量的转换。通过调整负载的大小，可以在一个最佳的工作点上得到最大输出*Gong*率。输出*Gong*率（电能）与输入*Gong*率（光能）之比称为太阳电池的能量转换效率。

下面我们把目光转到太阳电池的内部，详细研究能量转换过程。太阳电池由硅pn结构成，在表面及背面形成无整流特性的欧姆接触。并假设除负载电阻R外，电路中无其它电阻成分。当具有hν（eV）（hν>Eg，Eg为硅的禁带宽度）能量的光子照射在太阳电池上时，产生电子―空穴对。由于光子的能量比硅的禁带宽度大，因此电子被激发到比导带底还高的能级处。对于p型硅来说，少数载流子浓度np极小（一般小于105/cm），导带的能级几乎都是空的，因此电子又马上落在导带底。这时电子及空穴将总的hν - Eg（ev）的多余能量以声子（晶格振动）的形式传给晶格。落到导带底的电子有的向表面或结扩散，有的在半导体内部或表面复合而消失了。但有一部分到达结的载流子，受结处的内建电场加速而流入n型硅中。在n型硅中，由于电子是多数载流子，流入的电子按介电驰豫时间的顺序传播，同时为满足n型硅内的载流子电中性条件，与流入的电子相同数目的电子从连接n型硅的电极流出。这时，电子失去相当于空间电荷区的电位高度及导带底和费米能级之间电位差的能量。设负载电阻上每秒每立方厘米流入N个电子，则加在负载电阻上的电压V=QNr=IR表示。由于电路中无电源，电压V=IR实际加在太阳电池的结上，即结处于正向偏置。一旦结处于正向偏置时，二极管电流Id=I0[exp(qV/nkT)-1]朝着与光激发产生的载流子形成的光电流Iph相反的方向流动，因而流入负载电阻的电流值为

在负载电阻上，一个电子失去一个qV的能量，即等于光子能量hν转换成电能qV。流过负载电阻的电子到达p型硅表面电极处，在P型硅中成为过剩载流子，于是和被扫出来的空穴复合，形成光电流 哈勃望远镜

以著名天文学家哈勃命名的“哈勃”太空望远镜，是迄今人类送往太空的最大的望远镜。

哈勃望远镜总长12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直径2.4米，连外壳孔径则为3米，全重11.5吨。这是一个完整的性能卓越的空间天文台，借助它可观测到宇宙中140亿光年远发出的光；它能够单个地观测到星群中的任一颗星；它能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度；它还能分析河外星系，确定行星部、星系间的距离，它能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。

哈勃望远镜包括全部自动化仪器设备，主镜、副镜、成像系统、计算机处理系统，中心消光圈、主副镜消光圈、控制操纵系统和图像发送系统，以及两个长11.8米、宽2.3米，能提供2.4千瓦功率的太阳电池板，两部与地面通信的抛物面天线等。它所携带的最先进设备有6种：

宽视场行星照相机。它灵敏度高，观测波段极宽，从紫外一直到红外。不仅可观测太阳系行星，还可对银河系和河外星系进行观测，且照片清晰度非常高。

暗弱天体照相机。它是两个既独立又相似的完整天体和探测系统，可探测到暗至23——29等的星体。

暗弱天体摄谱仪。它可对从紫外到近红外波段的辐射进行光谱分析，又可测算它们的偏震。

高分辨率摄谱仪。它能对紫外波段进行分光观测，能观察更暗弱、更遥远的天体。

高速光度计。它可在可见光波段和紫外波段范围内对天体作精确测量，可确定恒星目标的光度标准，又进一步识别过去人们观测到的天体情况。

精密制导遥感器。共有3台，分别用于望远镜定向系统和天体位置精密测量定位。

目前哈勃望远镜已有过许多重要发现，如拍摄到距地球5亿光年远的恒星碰撞，发现了超环围绕着1987A超新星的正在发光的气体环等等。神通广大的哈勃望远镜为人类观测宇宙立下汗马功劳。 光速是怎样测出来的? 1834年，英国物理学家惠斯通利用旋转镜来测定电火花持续的时间，也想用此法来测定光速，同时也想确认一下在拆折射率更大的介质中，光速是否更大。惠斯通的思想方法是正确的，但是他没有完成。

斐索先后研究了光的干涉、热膨胀等，发明了干涉仪。他在研究和测量光速问题上作出了贡献，是第一个不用天文常数、不借助天文观察来测量光速的人。他是采用旋转齿轮的方法来测定光速的。测出的光速为 342539.21千米/秒，这个数值与当时天文学家公认的光速值相差甚小。

傅科在物理学史上以其“傅科摆”的实验著名于世。在光速测定的研究中，他是采用旋转平面镜的方法来测量光速的。其测得的光速为29.8×107米/秒，并分析实验误差不可能超过5×105米/秒。

1850年5月6日傅科向科学院报告了自己的实验结果，并发现光速在水中比在空气中小，证明了波动说的观点是正确的。

迈克耳逊（美国人，A.A.Michelson,1852-1931）继承了傅科的实验思想，用旋转八面棱镜法测得光速为299796千米/秒。 日出与蜃景

日出与蜃景都包含有一定的光学知识，但它们是有区别的。在应用有关光学知识分析解释这 种光学自然现象时，要注意正确应用相关的光理论。

一、光的折射与日出

光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，日出时太阳理应恰好处于地平线时我们才能看到。 但是，由于大气层并非均匀，而是在地面附近稠密，空中稀薄，且越到高空越稀薄。因而， 远在大气层外的太阳光射入我们眼睛的过程，一路上传播光的空气介质的折射率是逐渐增大 的，因而太阳光一路折射使光线呈弯曲状。

由于太阳光是不断从折身率n较小的空气层射向折射率较大的空气层，因而折射 角r要小于入射角I，使得光线前进的总效果呈弯曲状。又由于人们日常生活的习惯经验，总 认为光线是沿直线传播的。因而，人眼总是逆着光线方向去寻找发光的物体，故认为日出时 太阳恰好处于地平线上，而非在地平线以下。由此看来，大气层对太阳光的折射结果，使我 们看到的日出要早一些，也就是看到的天体位置比实际置高一些。

二、光的反射与蜃景

无论是海面上的蜃景，还是沙漠上的蜃景，都是远处地面上的物体的光线经大气层反射进入 人眼的。因而和日出相比，它们的区别在于，日出“早出”现象是远在大气层外的光线过大 气层后的一种光的折射现象，而蜃景现象是远处地面上物体的光线经大气层反射的一种光的 反射现象。

对于海市蜃景，因海面处空气温度低，下层空气的折射率比上层大，故来自远处物体上的光 线是从光密介质进入光疏介质，将发生全反射，使光路呈弯曲状。人眼远远望去，好象在沿 直线方向海面的的远处上空有物景存在。

沙漠蜃景，是因沙漠表面空气因太阳照晒温度高，下层空气的折射率比小层小，故来自远处 物体上的光线也是从光密介质进入光疏介质，在地面附近发生全反射的结果。使人眼远远望 去好象在沿直线方向沙漠的远处有一池清水，甚至“水面”上景物倒立的像。

由此可见，日出与蜃景生产的条件和原因是不同的。学习中要注意区分分析它们所应用的光 学知识及处理方法。 时代科技的神经-光导纤维

现代科学创造的奇迹之一，是使光像电流一样沿着导线传输。不过， 这种导线不是一般的 金属导线，而是一种特殊的玻璃丝，人们称它为光导纤维，又叫光学纤维，简称光纤。

1870年，英国科学家丁达尔做了一个有趣的实验：让一股水流从玻璃容器的侧壁细口自由流出，以一束细光束沿水平方向从开口处的正对面射入水中。丁达尔发现，细光束不是穿出这股水流射向空气，而是顺从地沿着水流弯弯曲曲地传播。这是光的全反射造成的结果。

光导纤维正是根据这一原理制造的。它的基本原料是廉价的石英玻璃，科学家将它们拉成直径只有几微米到几十微米的丝，然后再包上一层折射率比它小的材料。只要入射角满足一定的条件，光束就可以在这样制成的光导纤维中弯弯曲曲地从一端传到另一端，而不会在中途漏射。科学家将光导纤维的这一特性首先用于光通信。一根光导纤维只能传送一个很小的光点，如果把数以万计的光导纤维整齐地排成一束，并使每根光导纤维在两端的位置上一一对应，就可做成光缆。用光缆代替电缆通信具有无比的优越性。比如20根光纤组成的像铅笔精细的光缆，每天可通话7.6万人次，而1800根铜线组成的像碗口粗细的电缆，每天只能通话几千人次。光导纤维不仅重量轻、成本低、敷设方便，而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。因此光缆正在取代铜线电缆，广泛地应用于通信、电视、广播、交通、军事、医疗等许多领域，难怪人们称誉光导纤维为信息时代的神经。我国自行研制、生产、建设的世界最长的京汉广(北京、武汉、广州)通信光缆，全长3047公里，已于1993年10月15日开通，标志我国已进入全面应用光通信的时代。 人类理想的能源:太阳能

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有3种，即火电、水电和核电。

火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。

水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。

核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。

这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是大阳能。

太阳能发电是最理想的新能源

照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

此图根据蒲提斯的太阳系形成理论，太阳向宇宙空间辐射出巨的光热能量。

从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。

目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达20％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10％，每瓦发电设备价格降到1－2美元时，便足以同现在的发电方式竟争。估计本世纪末便可达到这一水平。

当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达36％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。

太阳能发电的应用

太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。

日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。

据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的14％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30％－40％。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统，需600万至700万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到100万到200万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。

不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1，700个这样的单元。这种新电池的特点是，虽然变换效率只有8％—10%，但价格便宜。而且铝箔底衬柔软结实，可以像布帛一样随意折叠且经久耐用，挂在向阳处便可发电，非常方便。据称，使用这种新太阳电池，每瓦发电能力的设备只要15至2美元，而且每发一度电的费用也可降到14美分左右，完全可以同普通电厂产生的电力相竞争。每个家庭将这种电池挂在向阳的屋顶、墙壁上，每年就可获得一二千度的电力。

太阳能发电的前景

太阳能发电有更加激动人心的计划。一是日本提出的创世纪计划。准备利用地面上沙漠和海洋面积进行发电，并通过超导电缆将全球太阳能发电站联成统一电网以便向全球供电。据测算，到2000年、2050年、2100年，即使全用太阳能发电供给全球能源，占地也不过为 65.11万平方公里、186.79万平方公里、829.19万平方公里。829.19万平方公里才占全部海洋面积 2.3％或全部沙漠的 51.4％，甚至才是撒哈拉沙漠的 91.5％ 。因此这一方案是有可能实现的。

另一是天上发电方案。早在1980年美国宇航局和能源部就提出在空间建设太阳能发电站设想，准备在同步轨道上放一个长10公里、宽5公里的大平板，上面布满太阳电池，这样便可提供500万千瓦电力。但这需要解决向地面无线输电问题。现已提出用微波束、激光束等各种方案。目前虽已用模型飞机实现了短距离、短时间、小功率的微波无线输电，但离真正实用还有漫长的路程。 能源之星 － 太阳能 什么是太阳能？

太阳内部不停进行着由氢聚变成氦的原子核反应——核聚变过程，不停地释放出巨大的能量，不断地向宇宙空间辐射，这就是太阳能。目前人类所能掌握的原子能产生方式是核裂变方式，如原子弹、核能发电站等，其威力已令人感到不可思议，但是太阳内部进行这种核聚变方式所产生的能量数千数万倍于核裂变方式所产生的能量遗憾的是，人类目前的技术水平还难以驾御核聚变这匹脱缰的野马，人类对核聚变的研究仍在艰苦地进行着。

太阳产生的能量之大是人类思维所无法理解的其散布到地球表面的能量不过是其所放射出的能量的十几亿分之一，但却养育了地球50亿年的生命进程。我国陆地表面每年接受的太阳能就相当于1700亿吨标准煤的能量！太阳内部的这种核聚变反应可以维持很长的时间，据估计约几十亿到上百亿年。当太阳胜极而衰的时候，地球人类一定已经找到新的栖息之所了，所以相对于人类的生存进化而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的能源宝库。

太阳能——绿色能源

日前人类依赖的主要能源是煤和石油，这些能源都会产生环境污染，而且它们并不是取之不尽的。水能应用也比较成熟，但仅取限于发电。而核能应用会带来意想不到的核污染。因此人类迫切需要寻找绿色环保的替代能源。风能、地热能、太阳能、海洋潮汐能都是可以开发利用的能源，其中人类对于太阳能的研究利用进展较大，如太阳能热水器、太阳能汽车、甚至人造卫星的动力装置太阳能电池都已经问世。

我国太阳能利用前景

我国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源和良好的开发利用基础。全国太阳能年辐射总量在3.8-8.4×102千焦/平方米之间，约占全国2/3以上的地区年日照时数大于2000小时。

太阳能应用可分为太阳热能与太阳光电能两种。太阳热能应用如：发电、热水、干燥、空调、温室等。太阳光电能应用如：发电、电池、电动汽车等。而太阳能热水器是目前唯一商品化的太阳能技术应用产品。

经过多年的努力，我国太阳热能利用已取得可喜的进展。太阳能热水器已应用于家庭、公寓、旅馆、商场、农林养殖等领域。随着产品的逐步改进，大众文明意识的提高，拥有九亿人口的农村潜在市场的开发，太阳能热水器应用将会出现一个大幅度增长时期，不久的将来将形成一个与空调、冰箱、彩电等家电产品一样的规模市场。已经有许多地方政府公开号召新建住宅小区要优先考虑安装太阳能热水装置。 海市蜃楼

夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中．古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景．海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的．夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中(图1)．

在沙漠里也会看到蜃景．太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小．从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样．沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及．

在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象．贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层穿空气的折射率小．从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样。 太阳镜保护眼睛的原理 不反光玻璃的发明者是美国科学家凯瑟琳·布洛杰特（1898～1979）。这种玻璃在任何光照下都是完全透明的。这位美国女科学家是纽约州通用电器公司声望极高的实验室区接受的第一位女性。当时她年方19，成为物理化学家，诺贝尔奖得主欧文·朗谬尔（1881～1957）的助手。欧文正从事分子膜的研究。分子膜是很薄的物质膜层，就如单个分子铺成的“垫”那样。布洛杰特在30年代末发现，将一种钡的薄膜放在透镜上，可减少透镜的全反射光。于是不反光的眼镜诞生了。

太阳镜能阴挡令人不舒服的强光，同时可以保护眼睛免受紫外线的伤害。所有这一切都归功于金属粉末过滤装置，它们能在光线射入时对其进行“选择”。有色眼镜能有选择地吸收组成太阳光线的部分波段，就是因为它借助了很细的金属粉末（铁、铜、镍等）。事实上，当光线照到镜片上时，基于所谓“相消干涉”过程，光线就被消减了。也就是说，当某些波长的光线（这里指的是紫外线ａ，紫外线b，有时还有红外线）穿过镜片时，在镜片内侧即朝向眼睛的方向，它们就会相互抵消。形成光波的相互重叠并非偶然现象：一个波的波峰同其靠近的波的波谷合在一起，就导致相互抵消。相消干涉现象取决于镜片的折射系数（即光线从空气中穿过不同物质时发生偏离的程度），还取决于镜片的厚度。一般来讲，镜片的厚度变化不大，而镜片的折射系数则根据化学成分的差异而不同。

偏振眼镜则提供了另外一种保护眼睛的机理。柏油路的反射光是比较特殊的偏振光。这种反射光与直接来自太阳的光或者任何人工光源的光的不同之自就在于秩序问题。偏振光是由全朝一个方向震动的波形成的，而一般的光则是由不定向震动的波开成的。这就像一群无秩序随意走动的人与一批迈着整齐步伐行进的士兵那样，形成了鲜明的对经。一般地讲，反射光是一种有秩序的光。偏振镜片在阻挡这种光时特别有效，因为它的过滤性在发挥作用。这种镜片只让朝一定方向震动的偏振波通过，就像将光“梳理”了一样。对于道路反光问题，使用偏振眼镜能减少光的透射，因为它不让与道路平行震动的光波通过。事实上，过滤层的长分子被导向水平方向，可以吸收水平偏振光线。这样，大部分的反射光就被消除掉了，而周围环境的整个照明度并未减少。

最后，变色眼镜的镜片能在太阳光线射来之后变暗。当照明减弱之后，它又重新变得明亮了。之所以能够如此，是因为卤化银的结晶体在起作用。在正常情况下，它能使镜片保持完美的透明度。在太阳光的照射不，晶体中的银便分离出来，处于游离状的银便在镜片内部形成小的聚集体。这些小的银聚集体呈犬牙交错的不规则块状，它们无法透射

光线，而只能吸收光线，其结果就使镜片变暗。在光暗的情况不，结晶体又重形成，镜片随之恢复到明亮状态。

璃璃加工制成镜片，需经过4道工序。让看生产玻璃的大商家，美国人科宁所彩用程序。第一道工序是熔化，将基本的混合

将我们看的加工物加热

到1100~1500℃。

下一步是提炼，即再提高玻璃的温度，使它更具流动性，并将熔化后仍残留在玻璃内的气体排除掉。玻璃从熔管中流出等待被切割，以形成准确的质量，称为“玻璃滴”，然后送去压制。在科宁使用的这套程序中，着色所需的金属粉末在熔炼过程中已经添加进去了，这正是有别于其他方法的独到之处。而一般方法是在制成的镜片上再加一个色层。

玻璃滴灌入模，模具确定镜片的外径和弯曲度，也就是说制成进一步加工成镜片的玻璃“毛坯”。这时，再次将玻璃加热并最后送去打磨（磨平表面）和抛光（使镜片达到完美的透明度）

彩色汽油与光干涉

雨过天晴，汽车驶过积水的柏油马路，会形成一片片油膜，在阳光下呈现出美丽的颜色。原来无色透明的汽油，怎么会变成彩色的呢？这是光的干涉现象造成的。

在平静的水塘中丢下一块石头，水面就会激起一圈圈涟漪。如果从同样的高度，同时丢下两块大小相同的石头，它们激起的水波相遇时，波动情况就大不一样，在两列水波相遇的区域，水面起伏更剧烈。某些地方的水面特别低。水面好像是一幅美丽的图案：从中心向外，不仅有成同心圆状的高低相间的圈圈，而且有辐射状的高低相间的条条。两列水波相遇后叠加的情况，物理学上叫做水波的干涉。

同样，两列光波相遇时也会发生干涉。飘浮在水面上的油膜，在各处的厚度是不一样的。当光线照在油膜上时，一部分会被油表面反射，另一部分进入油膜内部，被油膜下面的水表面反射。阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的复色光。当它在油膜的正面和背面反射相遇时，就要产生干涉现象，有的光线互相加强，有的光线互相减弱，甚至完全抵消。加强或减弱取决于光波的波长和薄膜的厚度。由于油膜的厚度各处都不一样，阳光中的不同波长的单色光在不同厚度的地方，有的会得到加强，有的却会减弱，甚至相互抵消。这样，油膜上有些地方就显得红一些，有些地方显得蓝一些，呈现出瑰丽的色彩。

不仅油膜会形成光的干涉，光线射入任何透明薄膜时，都会发生这种现象。比如肥皂泡、晴蜒或苍蝇或苍蝇的翅膀，在阳光的照射下，也显得色彩缤纷。 人是怎样看见物体的

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。

公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。

现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉，人就看到了物体。 神奇的激光

在一般人的心目中，太阳光可能是世界上光度最强的光。但是，到了20世纪中叶，科学家们却发现了一种比太阳表面亮度高出100亿倍的光，它就是激光。

要弄清激光，首先得从物质的原子结构谈起。原子是由带正电荷的原子核和带负电的电子组成。电子绕原子核作高速运动，犹如九大行星绕着太阳运转一样。电子排列是分层的，内层电子能量低，外层电子能量高，如果施加外力，使内层的电子跳到外层，而外层的电子再跳回内层，就会发生出灯光般的光束来。激光发光的基本原理就是电子跳跃而发射的光。当人们通过强大的外力激发，使某一物质中内层电子悄悄地跳到外层，使外层的电子越聚越多，而后，来一个反跳，使众多的高能电子一下子跳到低能的内层。这样，就会发出强大的光束，而这种强大的光束就叫做激光。用来产生激光的仪器叫激光器。由激光器产生的激光，在短时间内能发出巨大的能量。

1960年，美国科学家梅曼首先用红宝石作材料，制成世界上第一台激光器，获得了6943A°的红光，开创了激光技术的先河。如今形形色色的激光器如雨后春笋般出现。据统计，已有数百种之多。

种类繁多的激光器，它们都由三个主要部分组成：第一部分称工作物质，它是保证受激而产生激光的物质；第二部分称泵浦手段，这是不断给产生激光的物质补充能量；第三部分是振荡腔，通过腔的振荡不断放大，从而保证激光输出。

人们给激光冠上神奇的称谓，那是因为它有独特的本领：方向性强，颜色纯，能量大等。因而，它的用途十分广泛。用激光来加工机械，削铁如泥，任何金属在激光面前都会迎刃而解；用激光于通讯，携带信息量惊人，用之于电话，可使几十亿部电话同时通话；用之于电视，可传播上千万套；用之于印刷，分辨率达每英寸9000个点，调制速率可达几十兆赫；用之于计算机，比电子开关快1000倍。

尤其值得一提的是，激光还可以用来制造武器。比如，激光枪号称20世纪的无声枪，可使对方士兵双目失明；再如激光炮，它能量大命中率高，可轻易击毁敌方坦克、飞机、导弹，甚至卫星。美国在白沙导弹试验场，用功率最大的默兰克尔激光炮对赫赫有名的大力神式导弹发射，不到2秒钟，大力神导弹就折戟沉沙。激光炮的速度，达到惊人地步，每秒可走30万公里。

激光的发现能为人类造福，但也能给人类带来灾难。科学家的任务是，用其利，去其害，造福于子孙后代。 生活离不开阳光

太阳既给人类送来了温暖，又给人类提供着粮食。只有在阳光照耀下，植物才能生长、开花、结果，所以，各种食物实际上就是太阳能的贮藏库。平时人们吃饭、吃菜、吃水果，就等于在吃太阳能。你看，阳光与人类的关系多么密切啊，离开阳光人类就无法生存。

太阳对于人类既然这么重要，那么，人类怎样利用太阳能，也就成为重要的研究课题。

一壶水直接放在阳光下晒，只能晒热，决不会沸腾，因为温度不够。但是如果把水壶放在一个密封的玻璃箱内，使热量“只进不出”的话，那末水就可能被“晒”得沸腾起来。世界上第一个太阳能收集装置，就是这样的玻璃盒子，名叫“热盒”。

那是在1770年，有人用玻璃做成五个大小不同的盒子，一层层地套装起来，每个盒子的间隙只有几厘米。把这套玻璃盒子放在阳光下，结果发现温度最高的地方在第四与第五个盒子之间（从外向里数），高达88℃。后来又有人采用良好的绝热材料制做盒底，并且涂成黑色，结果最高温度升到120℃。用这“热盒”烧水，很快就烧开了，因此曾轰动一时。

这“热盒”的秘密在哪里呢？主要在“玻璃”上。原来石英玻璃有一个怪脾气，它只许波长较短的辐射透过，而把长波辐射堵在外面。阳光波长较短，可以畅通无阻地透过玻璃进入盒内。玻璃盒内的物质（如空气或水）吸收了阳光的能量后，使温度升高，也会有热辐射出来。因为这种热辐射的波长较长，不能透过玻璃逃出盒外，所以，玻璃盒内的温度逐渐升高。

太阳灶也是一种利用太阳能的装置，它是依靠透镜或反光镜的帮助，把阳光聚集在一起的。

北方常见的冷床和温室，里面温暖如春，也是玻璃的功劳。

现在利用太阳能的建筑物，不断地涌现出来，既美观又实用。有一种被动式太阳房，它向阳一面的墙是黑的，墙外装了密封的玻璃框架，使它跟外墙之间形成通道式的空间。阳光把通道里的空气晒热，热空气上升，由顶部活门进入室内，而室内冷空气又可由下部通风口进入通道加热，这样循环不已，室温就不断提高。到了夏季，只要将顶部活门向室外开启，热空气就向室外流去，于是，房屋北面较冷的空气不断进入室内，替补流出的热空气，室温也跟着下降。这样的太阳房，只要有良好的隔热材料，设计合理，就能收到冬暖夏凉的效果。

一些太阳能热水器的集热箱，原理结构都差不多，它们大多安装在房顶上，给现代建筑增添了异彩。

新近国外又研制成一种新型玻璃瓦片，它的主要原料是硅。这种瓦片本身就是太阳能储存装置，它不仅在阳光下能产生电流，即使在阴雨连绵的天气里，也能产生电流，可以供室内照明使用。 为什么门镜又叫警眼

有些居民的大门上，可以看到一个圆形的小孔， 小孔中装有玻璃片，这便是门镜，透过门镜， 室内的人可以清楚地看出室外是谁在敲门， 可室外敲门的人却不能透过玻璃片看清室内有没有人，故此，也有人称门镜为\"警眼\"。

\"警眼\"中的玻璃片到底是什么？贴近小孔一看，就可以猜出来。由于透过小玻璃片看到室外是个\"缩小\"的人--一个正立缩小的虚象， 所以它是一枚小小的凹透镜。

为什么用凹透镜作\"警眼\"？ 为什么它只能使室内人看清室外情况而不能反过来让室外人看到室内情况？ 借助光路可逆原理可以弄清楚这些问题。

当光在两种媒质分界上反射和折射时，光路是可逆的。 也就是说，如果光线逆着反射光线的方向射到界面， 它将逆着原来入射光线方向反射；如果光线逆着折射光线方向射到界面，它将逆着原来入射光线方向折射。

现在我们来讨论上面的问题。

如图136所示，OO′表示门上的小孔，S表示眼睛的位置， 假设在S处放一点光源，S发出的光通过小孔能照到图上打斜线的范围AOO′A′。按光路可逆原理，在AOO′A范围内物体发出的光（或反射出来的光）都可以到达S。因此，眼睛在S处向外观察，可看到的正是AOO′A′包含的范围。若在同样的小孔OO′嵌上凹透镜，如图137所示，由于凹透镜对光线的发散作用，原来S处发生的光的照射范围可以由AOO′A′扩大到BOO′B′，若用眼睛在S处观察，则观察范围也将由AOO′A′扩大到BOO′B′。这就是使用凹透镜的原因--扩大观察范围。

用同一道理还可知，若眼睛观察位置S远离小孔到S′， 如图138所示，则观察范围也将减小，\"警眼\"中凹透镜装在近室内一边门上 ，室内人一般紧贴着透镜向外观察，可观察到的范围就大， 而站在室外的人从室外向里看，眼睛位置往往离小孔比较远，孔又很小 ，可观察到的范围极小，室内一般也比室外暗， 所以从室外利用\"警眼\"也就看不清室内的情况了。

像超人一样发出光

这是科幻影片中的一个经典镜头：身穿红蓝紧身衣裤的无敌英雄超人正十分警惕地在天空巡游，他到达某一地后，只听到“噗噗”两声棗由于具有激光束赋予的超级视力，他成功地挫败了正在钢盘混凝土墙后面进行的一项罪恶活动。

在现实中这种情况会真实存在吗？用激光束穿透一个不透明的固体物就像用小勺挖布丁那样容易吧？答案是可能的，只要不让激光束激发起待穿透物品的原子就行了，也就是说要设法阻止电子（固定物品的电）在布满能量（光能量）的“餐桌”上饱餐一顿。

由赵岩（Yan Zhao）领导的底特律大学的科学家小组做过类似的实验：他们第一次成功的把一个不透明的固休体诱导成透明物体，就是说固体仍是不透明的，但光束能穿透固体而不使其变形。这很有点像超人穿透墙壁本领。美国得克萨斯大学的研究人员于1989年使这种“诱导透明”理论化，之后用钠蒸气构成的不透明介质进行实验。

1991年，加利福尼亚斯坦福大学世功地使用了锶蒸气。而赵岩的实验是第一次使用固体材料（一块未经加工的红宝石，在阳光下是不透明的），实验结果表明有可能获得称为“电磁诱导透明”现象。

事实上，底特律大学的科学家用微波撞击红宝石原子引起激光的发射。与此同时，激光束对准红宝石。从某种意义上讲，产生激光的电子没有觉察到另一种光的射入，这样，另一种光能毫无干扰地穿透而不被“电子网”缠住。

穿透七宝石的光束并没有被吸收，也没有失真变形。

一件物品是否透明取决于物品和撞击它的电磁辐射之间的相互作用。例如，一只普通玻璃杯对可见光是透明的，但对紫外线照射完全不透明（这也说明我们在温室里是晒不黑的）；相反，人体对太阳光是不透明的，而对X射线是透明的。美国科学家正是改变射入的光和不透明物体原子之间的相互作用，使光束穿透物体并使光束与固体原子撞击时“不受损坏”。

至此，我们不禁要问，光能穿透那些更复杂的、原子排列不像未加工红宝石那样整齐和那样规则的物体吗？答案似乎是可以的，目前正在进行的实验主要是找到一种方法，通过干扰大气以便对天空进行观测，尽管物理学家预计还需一定的时间才能得到初步的结果。将来，科学家们会具有能够穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”。

用激光武装的科学家：

激光是由“纪律很好的”光子组成的，它是科学家喜欢使用的“武器”之一，科学家用激光探测原子和物体的状态。

穿透物体的“目光”

在科幻电影中，对于著名的英雄“超人”（上图）来说，一堵墙在他的眼中完全是透明的。这就像对放射科医生来说，人体也是透明的一样。左上图是医生用X射线进行体内检查。目前有些科学家想利用一种特殊的激光效法超人（左图），使光束能够穿透一个不透明的固体又不使固体受损。从某种意义上说，这就是使固体变得“透明”。 飞秒激光

激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的光－－飞秒激光，飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。它在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大。科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。激光的历史还不到40年，是目前人类观察发现微观世界，揭示超快运动过程的重要手段。而且众多科学技术的研究因此获得了突破性发展。

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1／1000万亿秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。

飞秒激光的这些特性是如何实现的呢？高功率飞秒激光系统由四部分组成：振荡器、展宽器、放大器和压缩器。在振荡器内，利用一种特殊技术获得飞秒激光脉冲。展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开。放大器使这一展宽的脉冲获得充分能量。压缩器把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起，恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。

飞秒激光有什么用途呢？众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。

物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象：气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光。高功率飞秒激光与电子束碰撞能够产生硬X射线飞秒激光，产生β射线激光，产生正负电子对。

高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。高功率飞秒激光还可以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏。利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用，能够产生足够数量的中子，实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。 天空颜色与大气污染

自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道，我们目睹的大部分颜色是污染造成的。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。

在非常洁净、未受污染的大气中，落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色，同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时，天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后，贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起，所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后，天空充满了淡淡的蓝色，它的颜色逐渐加深，向高空延展。但在一个高度工业化的区域，当污染物以微粒的形式悬浮在空中时，天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出桔红色，同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后，两边的天空出现两道宽宽的颜色，地平线附近是暗红色的，而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时，太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前，它的颜色就会逐渐褪去。

为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期，英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比(Ｉ∝１／λ４)，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。

根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。

除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。

在太阳刚刚落山前，你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒——通常它们是悬浮在地球附近空中的——折射的结果。这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小，所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话，在落日时通常就看不到这个光环。瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强，但它只适用于比光波波长小得多的微粒，对于直径超过0.025毫米的颗粒（例如空气分子）就不适用了。在当今的工业社会，污染物通常是悬浮的微粒，它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。瑞利的理论不能解释这种情况。后来，戈什塔夫·米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值，并于1908年提出了一个更为普遍的理论，它所覆盖的颗粒大小范围更大。这个理论指出，如果空气中有足够大的颗粒，它们将决定散射的情况。米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象，颗粒越大，散射越多，同时散射的效果取决于波长。散射不仅在光谱的蓝色区域强烈，而且在绿色到黄色部分也很强。

所以，穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多，太阳看上去更红一些，它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。除了散射外，像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。那么在受污染的空气中，天空本身的颜色又如何呢?悬浮在空中的污染物，时间一久便会聚集成层，较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。当太阳光穿透这些层时，它逐渐褪色，呈现出桔红色。散射的光失去了大量波长较短的光波，结果主要是红光得以穿透。天空呈现出暗红色；因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气，所以在地球表面附近红色越来越浓。你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。在地面上，落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。有时日落后，站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。

日出时，在太阳升起之前，散射的光便可以看见，而对于落日而言，天空的颜色取决于大气状况。日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色，例如橙黄色、紫色和深蓝色，表明东面的大气相对而言没受污染。一旦太阳升起来，大部分天空变成了蓝色，只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。

傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。天然的“污染”也会影响天空颜色，尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。这个空气层散射太阳光的效果格外明显，绚丽多彩，太阳呈现出蓝色或绿色，尤其是在黄昏时分，火山喷发几年之后还能看到这种景象。

这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害，无论污染是天然的还是人为的。但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。城市日落一旦出现暗红色，那便是对我们的警告。我们应当禁止污染物排入大气，只有这样，才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。

推荐第5篇：物理《光学作图专题》复习教学反思

物理《光学作图专题》复习教学反思

目前，初三已经临近中考，针对学生平时作图题经常出现失分的情况，特作本专题进行光学的综合复习，本节课主要解决的问题是光学中两个定律 ，光的反射定律和光的折射定律，以及对应的应用，平面镜成像规律以及凸透镜成像规律。

作图题是中考常见的、基本的题型，所占分值为4分。作图题的考查难度不大，但是有相当多的学生会因为各种原因失分，主要失分原因有：①画非“所问”，②作图欠规范③基本概念掌握不牢固.本节课目的在于使学生养成规范的作图习惯，同时通过作图重点突破光学相应的重要知识点和难点。让学生经历归纳总结作图问题的过程，学会各种光学作图方法，提高知识的灵活运用能力。同时通过问题的合作交流与探究，激发学习热情，体会解决问题的喜悦和成就感。

本节课的教学过程主要采用“复习基础——导学探究——讨论归纳——中考解答——练习反馈——评价反思”的复习模式，在每个环节都特别注重学生的参与和主动性的发挥，力求实现“和谐高效”课堂教学效果。

本节课按照知识的内在结构，分为三部分——

第一部分重点训练“两律、三线、三角”通过三个光路图让学生既复习了基础知识，又学会了把基础知识灵活运用到综合类作图当中，通过学生的自我讨论，学生及时发现了问题并解决了问题，通过师生共同总结规律，落实了方法，达到了很好的效果。

第二部分是本节课的难点和易错点，学生存在不少不会做，没有思路，无处下手的情况，或者想当然，导致没有根据的错误，通过平面镜成像的特点归纳以及平面镜成像原理的记忆理解与应用，使学生明确了此类题的解决方法，并且及时记下来，及时掌握落实。通过生生讨论，师生归纳总结，突破了这一难点。

第三部分凸透镜的成像问题，通过三线含义，透镜对光线的作用，使学生明确掌握了此类题的步骤方法，总体来说这三部分即是复习基础知识，又是训练作图，达到了复习基础与基础灵活运用“一箭双雕”的目的。通过中考真题解答讨论练习，教师点拨指导，学生很容易的得到解决。然后通过练

习反馈使学生加强了认识，提高了应用能力。最后通过学生自我评价反思，使学生进一步归纳升华，取得了较好的复习效果。达到了预定的目标。

以上为本节课较为成功的地方，但是本节课自我感觉依然存在一些问题：

本节课如果能够更加充分的调动学生的积极参与度，效果将会更好，有部分学生思维跟不上，思路不清晰，导致这部分学生对此类问题认识没有达到应有的深刻程度。

另外如果能够在每一部分都能够采取更加及时有效地评价，给多数学生更多自我展示和思维深入的过程会效率更高。

自我语言精练的同时，也训练学生的语言更加精炼，更有逻辑性，使思路更加严谨，展示更加立体化。

在以后的教学过程中，除了秉承以往的教学优点，更要注意弥补教学方面的疏漏，让教学过程更加充实、活泼、高效。让思路更加严谨、语言更加精炼。使课堂教学的知识性更强，更好的体现教学的艺术性和科学性。

。

推荐第6篇：物理论文

中国邮政现状分析和建议

采用SWOT分析

优势：邮政的三网合一

随着我国加入W TO 以后, 再加上网络经济的发展对社会各行业产生了强烈的冲击, 向原有的经济模式提出了严峻的挑战。电子商务代表未来商务发展的新趋势, 对整合业务结构, 提高产业发展的整体水平和市场竞争力起到了强有力的推动作用。在第四届国际电子商务大会上, 提出了发展电子邮政的总体构想, 使之成为电子商务领域中最具潜力和竞争力的一员。与其他行业相比, 邮政开展电子商务的优势实在是无可比拟的, 也就是邮政“三网合一” 的优势, 即邮政具有的信息传递、物品运送和资金流通三大功能, 正是发展电子商务初级阶段的必要条件, 依靠这些条件, 邮政完全可以向社会提供高效的网上购物服务, 创造一个更广阔的邮政业务新市场。当然, 在电子商务发展的浪潮中, 邮政也需要有一个明确的定位。邮政虽然集物流网、金融网和信息网于一身, 但邮政实物传递网应是邮政存在和发展的基础, 邮政在电子商务中的角色应当是第三方物流服务商。邮政三网即邮政综合计算机网、邮政金融网和邮政物流网。

(1) 邮政综合计算机网。

邮政综合计算机网络是支持全国邮政信息化的骨干网络系统, 该系统在广域网平台上采用了先进的ATM交换技术, 可以实时提供

数据、语音和图像信息的传输。我国邮政网络覆盖全国31个省会城市和205个地区城市, 为邮政部门提供了先进的信息交换网络。综合网从功能上满足对外服务、对内生产作业、业务与通信管理方面信息的采集、传输、处理、存储和综合利用的需求。

(2) 邮政金融网。

邮政金融网是邮政系统利用其完善的邮政网络机构而建立的一套覆盖面极广的金融系统。对外, 它提供全国联网城市的通存通兑、绿卡、电汇、电子转账等相关业务; 对内, 邮政金融网络是邮政金融系统的基础设施, 为邮政金融业务提供服务保障。目前, 邮政拥有A TM 自动取款机3 000 多台, 全国邮政储蓄计算机网覆盖已实现31个省的800 多个县, 实现了7200多个网点的异地存取。邮政储蓄社会知名度和信誉不断提高, 为改变传统支付方式和实现电子货币交易创造了条件。

(3) 邮政实物运递网。

邮政实物运递网即物流网, 物流就是指计划、执行与控制原材料和最终产品从产地到使用地点的实际流程, 并在赢利的基础上满足顾客的需求。邮政物流网可分为配送中心和运输网络两部分。投送网可在现有投递网的基础上进行改造而成。而配送中心可按全国, 省, 市, 县等不同的级别分别加以建立。我国邮政实物运输和投递网络遍布城乡, 运输工具涵盖了火车、汽车、轮船、飞机等等, 全国236

个邮运中心局组织严密, 运转灵活, 构成了沟通城乡的实物运输网络。全国共有84 000 处邮政局所, 形成了中国最大的投递服务网络。综上所述, 邮政具有信息传递、物品运送和资金流通三大功能, 具有发展电子邮政的独特优势, 相应地, 三大网的有机结合也成为发展电子邮政商务的基础, 即三网的整合问题也成为邮政发展重点解决的主要问题

邮政缺点: 知识经济 到来最明显的影响是知识将作为一种商品脱离传统的物质产品而不断地形成一种产业， 并迅速地崛起。它的到来将使整个社会联系得更加紧密，物资流转加速，信息传输更为通畅 ，社会经济加快发展， 人类社会更加密不可分，整个社会成为一个自我感知能力更强的数字化神经生态系统。 邮政企业的全程全网联合作业的组织结构特征使其联结成一个庞大的网络流通组织，是 知识经济社会得以繁荣发展的物质基础产业部门。因此发挥其特有的物流、信息流、资金流 的公共通道功能，将会对整个社会经济生活带来举足轻重的影响。但传统的邮政企业存在着 技术层次不高、人才素质偏低、管理体制滞后等诸多问题，使其难以适应社会经济生活不断 市场化的客观需求，也难以适应知识经济带来的各种挑战1.企业组织结构模式的选择

(1)金字塔型行政组织结构模式分析。 目前邮政企业是按行政级别来进行组织设计、运作的 ，适合于传统的以计划管理为中心的企业组织形态。这种组织结构体系按行政区域划为 国 家局、省局、地市局、县市局以及各镇的分支机构等，是典型的职能行政管理。其缺点是管 理层次过多，效率不高，自主权不够，应变能力差，不利于企业面对瞬息万变的市场及时 捕捉商机，因而传统的邮政难以适应知识信息产业化的发展需要。具体表现在日 益市 场化的过程中，邮政现有的生产作业部门对不同的市场需求缺乏自主经营决策的权力，存在 人、财、物方面的诸多制约因素，因而常常错失商机，延误发展时机。 (2)扁平化的网络功能组织结构模式选择。 网络组织是直面市场需求的组织结构，层次少、功能强，能对市场的变化迅速作出反应，及时调整经营策略，捕捉商机，抢占市场。 它是开放的平衡发展的自组织结构系统，适应时代发展的需要，是当今世界经济组织的发展 趋势。邮政企业要立足长远发展，就要改变传统的按行政区域划分的结构组织，重新设计选 择企业的组织运作模式，要以市场需求为导向，优化升级现有的网络组织结构，破 除行政区域限制，打破传统的计划管理模式。只有这样，企业才能冲出重围、焕发生机。在 市场化改革的过程中，各级邮政企业进行了一系列的有益探索，在经营方面实行了工效 挂钩、承包、租赁、经营责任状等改革实践，并在新业务的开拓上努力探索一条专业化 经 营的路子，取得了一定成效。但改革的力度仍然不够，整个计划管理体制没有从根本上改 变，管理滞后于经营发展的需要。 因此，建立适应市场需求的网络功能的 结构组织将显得更为迫切。

2.企业组织功能的定位

(1)现有组织结构功能分析。 邮政企业的各个专业生产部门分属于各个流通渠道，有的综合利用了多种流通媒介，充分体 现了邮政企业物流、信息流、资金流三网合一的特点。但现有的组织结构功能还存在一些不 足。 一是基础网支撑能力不足。现有的邮运网组织按行政区域设置运作、技术含量低，运营成本 大，运输能力不足，难以满足“迅速、准确、安全、方便”的服务要求。因此要打破行政 区域限制，确立邮区中心局体制，优化网络结构，通过信息技术的引进运用使现有网络 升级，从而加速邮件传递速度，同时要加大资金投入，发展航空邮路、直达邮路，扩大自办 邮 路规模，并从全网效益及自身效益出发，大力发展委代办邮路。只有建立健全一个强有 力的规模遍及全国每一个角落的邮政运输投递网，邮政才能求得进一步的生存发 展。 二是信息沟通反馈系统不灵。传统的邮政企业信息化技术手段落后，信息的传输依赖于 金字塔型的多层次管理通道，信息经多层过滤而失真，现有的信息传输手段使企业组织 淹没于文山会海的信息之中。加之传统企业缺乏相关的沟通理论素养而缺乏一套有效的 沟通组织管理制度，使传统的邮政企业难以适应信息时代对成长中的企业速度反应的要求。  三是经营管理职能不分。传统的邮政企业是种混合经营的管理体制，其弊端是企业及 员 工的职责不清、责权利不明、经营与管理混淆，不利于专业化走向的经营管理，也不利于企 业专业技术管理经营人才的成长，更不利于企业家队伍的培育，由此使整个企业的水平难以 提高，企业的成长受到限制。 四是新业务拓展方向不准。现有的信息流业务因传统的物流系统(运输投递网)制约而深受影 响，如商函广告、报刊发投、邮购等新业务的发展并不理想，对信息类业务研究重视不够 ，缺乏组织、技术、制度以及人才方面的支持，缺乏全盘的整体战略思考。如客户名址库的 收集工作，邮购、商函、发投、营销等部门都需要收集各自的数据资料，重复投入、耗费过 多、效果不理想，更没有专门的信息中心一类的组织，使内部的数据资源得不到充分利用， 更缺 乏对外部信息经济情报的收集、整理和利用的通盘考虑，因而使现有的信息类业务发展走向 不清晰。 五是农业市场的战略不清。随着经济的发展，农村生活水平的提高，购买力的增强，农村的 市 场潜力极大。目前邮政在农村市场商业市场的网点不足，存在供需矛盾。在此情况下，邮 政大有文章可作。一方面可利用现有的投递网，为农村用户捎带用品，实行无店铺的经营方 式 ，大力发展邮购业务；另一方面可利用现有的分支机构网点开办零售店。但是目前各级邮 政企业对潜力极大的农村消费市场重视不够，放松了经营管理的力度，导致服务质量下降， 引起农户对邮政服务的不满，从而损害了邮政品牌形象，使百年邮政的信誉下降，企业的 无形资产贬值，也阻碍了邮政业务向农村市场的拓展。

(2)企业组织功能的重新定位。 ①抓好基础建设。一是加大全程全网的运输骨干网建设，完善邮区中心局体制；二是加大城 市 户箱工程建设，尽快组建第二投递队伍；三是加大发展农村委代办服务网点建设；四是加大 支局所的建设，增强网点综合能力，使网点的服务标准化。②调整经营策略。各专业生产部门在业务的经营上要借助基础的骨干支撑网，大 力发展代理、配送服务，向信息的采集、加工方面拓展，实行个性化服务。邮购业务：要立足农村市场。产品的定位以价廉物美的日常生活用品及生产用品(农药、种子、化肥等)为主，并适当向高档消费品拓宽(电视、洗衣机、冰箱等)。 储蓄业务：立足于居民个人(法律上的规定)向集团用户拓宽中间业务(代收话费、水电费、代发工资、代办保险等)，储蓄卡业务在开办初期以支付个人小额现金业务为主，稳健经营 ， 待技术成熟、经营达到一定规模、管理成熟后扩大用户对象(如个体商户、集团用

户)开发新 的业务品种如小额贷款、转帐划拨、电话银行等业务。 汇兑业务：要充分利用现有的科学技术手段，朝电子汇兑方面发展，积极开发信用支付等业 务。 信息类业务：如商函广告、报刊发行等业务，在充分利用现有的运输投递网络的基础上，建 立信息情报资料的光盘数据库、开发信息经济资源。 邮政商场、超市、零售店等的经营则要依托现有的运输投递网采取代理、经销、邮购、连锁 等经营方式，在产品的定位、目标市场的选择上要慎重思考，做到多调查、多论证。 ③突出综合网的地位。综合网的建设要实现两个目的，首先是建立完善的内部 信息资源共享系统，使之成为邮政企业的数字神经系统，强化其自我感知诊断能力以及对 市场的反应能力，使企业经营者、管理者能及时、方便、全面地了解企业财务、经营、管理方面的情况，并及时作出反应。其次就是建立外部的信息情报中心，可利用先进 的计算机技术手段收集、加工、贮运各专业生产部门汇总而来的客户名址库、名优特产品 数据库、厂家商家的情报资料等，并使之经济化、商品化。

总之，在不断变化的市场环境下，邮政企业要明确其自身所处的社会经济生活的位置，把握 时代发展的潮流与方向，只有不断地完善自己才能适应时代变迁的需要， 企业也才能求得生存与发展。

2 邮政的政策优势：

3: 邮政具有专业优势，它是天然的第三方供应商

推荐第7篇：物理论文

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

用HRTF进行虚拟声源定位实验

杨飞然（03007116）

（东南大学 信息科学与工程学院,南京 210096）

摘

要： 介绍了传统的音频定位理论及存在的缺陷，引出了HRTF的定义，分析了HRTF包含的方位信息，并用我们开发的虚拟听觉空间系统Vasaudio对虚拟声源定位进行了实际测试，最后对测试结果做了分析。 关键词： HRTF； ITD； IID；

虚拟声源定位

Virtual Sound Source Position of HRTF

Yang Fei Ran (Department of of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096) Abstract: We introduce the traditional theory of audio position and its limitations first , then we give the definition of HRTF,analyse the position information in HRTF,we also do experiment using Vasaudio system, at last we make a analysis of the experiment result.key words: HRTF; ITD; IID; virtual sound source position 我们日常听到的立体声录音，虽然有左右声道之分，但就整体效果而言，立体声音乐来自听者面前的某个平面。但希望的是一个在虚拟环境中能辨别声源精确位置的声音系统，而当您听到三维虚拟声音时，音乐声是来自围绕您的一个球形中的任何地方，即声音出现在您头的上方、后方或者在您的鼻子前方。我们把在虚拟场景中的能使用户准确地判断出声源精确位置、符合人们在真实境界中听觉方式的声音系统称为三维虚拟声音。

基金项目：国家973计划资助项目（2002CB312102）

作者简介：杨飞然,1982年，男，硕士研究生, afeizaixian@126.com。

1 传统音频定位理论

耳间时间差（ITD）：从声源发出的声音到达人

的左耳和右耳时，有一个先后的过程，这段时间差就是耳间时间差。耳间时间差与声音信号的频率有关，是声源角位置，头部半径r和声速c的函数，在人类听觉定位中占有重要位置。

耳间强度差（IID）：由于声音的传播媒质对声波的衰减作用，声音的强度随距离而变化，再加上耳廓和头部的遮挡，最终到达两耳的声音所经过的路径是不同的，使得距离声源近的耳朵听到的声音要强一些，这就是耳间强度差。

在中、低频(f

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

用；而在高频(f>4 kHz), IID起主要作用[1]。

传统的音频定位理论的缺陷：

（1）无法解释单耳条件下的定位机理。

（2）存在锥面模糊现象。ITD和IID对左右方位的定位效果非常明显，但对前后和上下方位存在模糊现象。如图1中同一垂直面内的X和Y到达两耳的路径是对称的，以及同一水平面内的A和B到达两耳的路径也是对称的，这就无法依赖ITD和IID来进行准确定位。

图1 混淆锥示意图

2 用HRTF进行虚拟声源定位

我们介绍一种更为完备的音频定位模型，这就是HRTF。

与头部关联的传递函数(Head-Related Transfer Function, HRTF)描述了声波从声源到双耳的传输过程。事实上从某一方位的声源发出的声信号在到达听者的耳膜之前经过了复杂的传输过程，声信号与听者的头部、肩部以及躯干，耳廓发生了反射、折射、衍射和散射等声学作用，人体的这些部位对声信号的调制作用可以统一的用一个函数来表示即与头部关联的传递函数HRTF。与之相对应的时域表示称为与头部相关联的冲激响应（Head-Related Impulse Response,HRIR）。

国外很多科研机构和高等院校都进行了HRIR的测量工作，我们在本文中使用的数据来源于加州大学戴维斯分校图像处理和集成计算中心（CIPIC）[2]，HRIR数据长度为200点，采样频率为44.1KHz。 2.1 HRTF数据中包含的方位信息

我们在图2画出方位角-45°,仰角0°时的左右耳HRIR波形及对应的频谱图。

图2 方位角-45°,仰角0°时的左右耳HRIR及对应的

HRTF

（1）耳间时间差（ITD）：由于声源靠近左耳，从图2可以看出右耳的HRIR比左耳的HRIR有明显的时间延迟，体现了耳间时间差。

（2）耳间强度差（IID）：左耳的HRTF比右耳的HRTF幅度要强一些，体现耳间强度差。

（3）HRTF会出现明显的峰值点和谷值点，有研究表明峰点频率、谷点频率对前后定位起关键作用，且谷点频率是进行定位的主要依据。

（4）HRIR在某些时刻变化剧烈，这是由于耳廓对入射声波的反射作用，左耳的HRIR波形较右耳的HRIR波形起伏变化更为剧烈。在频谱特性上则表现为左耳的HRTF高频分量要充足些。

为了更加突出HRTF中的峰值点和谷值点，人们使用了一些方法对HRTF数据进行处理。文献[3]中对不同频率的HRTF数据加权，来放大原HRTF数据频率间的差异，设H(x)为原HRTF数据，

H\'(x)为处理后的HRTF数据，则

H\'(x)W(x)H(x)

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

权函数

W(x)H(x)maxH(xi)

HRTF反映了人体结构对声音信号的不同响应，因此HRTF有明显的个体差异，人们总是希望使用个性化的HRTF数据进行3D音效的合成，然而对每个人进行HRTF数据的测量是不现实的，有学者建议使用非个性化（non-individualized）的HRTF数据[4]。

2.2 虚拟听觉空间系统Vasaudio 将输入的音频信号分别与指定的方位和距离的左右耳HRTF数据进行卷积，然后通过耳机重发就可以得到具有方位信息的双通道音频信号，如式（1）。基于这个原理我们用VC++编程开发了虚拟听觉空间系统Vasaudio[5]可以实时播放wav格式的音频文件，图3是我们的实现框图。

yL(n)GLx(n)*hL(n)yR(n)G

(1) Rx(n)*hR(n)

式中表示乘法，表示卷积，x(n)表示输入的音频信号，hL(n)和hR(n)分别表示左右耳的HRIR数据，GL和GR分别表示左右耳的增益，yL(n)和yR(n)分别表示馈给耳机的左右声道信号。

图3 虚拟听觉空间系统实现框图

3 虚拟声源定位测试实验

测试设备为1台计算机、1个高质量声卡、1 幅高质量耳塞式耳机。被测试人员为我们实验室的5名听觉正常的同学。同时我们选择音频测试常用的粉红噪声作为测试音源。测试所用的软件系统为本文前面介绍的VasAudio。

我们实验的目的有两个：一是通过测试比较HRTF的个体化差异，二是我们希望找出几套对大多数人都相对比较适合的HRTF数据，已备我们以后的实验使用。 3.1 测试数据

为了比较HRTF数据的个体差异，我们使用了12套数据进行测量，分别为

（1）CIPIC数据库提供的数据：hrir_final_003, hrir_final_162,

hrir_final_163, hrir_final_165；

（2）做回归分析得到的数据：hrir_final_h_003, hrir_final_h_162,

hrir_final_h_163, hrir_final_h_165；

（3）在时域做平均得到的数据：hrir_final_avg； （4）用PCA分析综合出来的数据：hrir_final_large_6, hrir_final_middle_6, hrir_final_small_6。 3.2 测试步骤和结果

为减小辨别难度，只对水平面和中垂面上的角度进行定位测试，其中方位角是15°的倍数，角度从－180°到180°，共有24个方位。垂直方位角为90°（正上方）、60°、30°、0°、－45°共有5个方位。

（1）水平方位角具体测试步骤：

步骤1：先给测试者听分布在前、后、左、右四个方向的声音信号，并告知实际方向；

步骤2：然后分别在这四个声源的附近位置选择一个方位，要求听者进行判断，并给出四个声源的位置（要求说出具体的方位角度）；

步骤3：重新随机选择分布在前、后、左、右四个方向的声音信号，重复步骤1，步骤2。

（2）垂直方位角具体测试步骤：

步骤1：对给定的一组数据先给测试者听垂 方位90°、60°、30°、0°、－45°五个方向声

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

音信号；

步骤2：从上述五个方向随机给出一个方向的声音信号，要求听者指出其具体方向角度。重 复该步骤五次直至测完一组数据；

步骤3：重复步骤 1，步骤2，直至测完全部数据。

我们给出了数据标号为hrir_final_162和hrir_final_163的测试结果散点图，见图4和图5。

图4 hrir_final_162测试结果散点图

图5 hrir_final_163测试结果散点图

我们给出水平方位最终的测试统计结果，见表1。

同时我们给出垂直方位最终的测试统计结果，见表2。

表1水平方位测试结果统计表

表2 垂直方位测试结果统计表

3.3 测试结果分析

（1）HRTF数据包含了大量的方位信息，用HRTF对声源进行定位可以提高定位的准确性，克服传统定位理论的不足。我们在测试中使用的HRTF数据是非个性化的，因此HRTF数据并不一定对每个人都是适合的，这是造成错误率较高的一个原因，另外测试中只有被测试者认定的方位和我们实际使用的方位完全一致时，我们才认为辨别正确，对试验结果的要求有些苛刻（实际上5°到20°的偏差是允许的），这是造成错误率较高的另一个

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

原因。

（2）测试中发现被测试者对标号为hrir_final_middle_6的HRTF数据的辨别正确率较高，原因可能是5位被测试者的头部和外耳尺寸比较中等，与该数据的外耳参数比较吻合。

（3）测试中发现声源定位的前后颠倒和上下颠倒比较严重。前后颠倒从图5和图6可以很明显的看出。垂直方位的测试结果尤为不好，如倾听者1号在使用标号为hrir_final_165和hrir_final_h_003的HRTF数据处理过的音频信号进行垂直方位的辨别时，5个方位完全辨别错误，其他被测试者也有这样的问题。

（4）用耳机重放时存在“头中定位效应”，倾听者感到声像分布在人头内部，这也影响了定位的准确性。有文献[6]指出，增加混响可以加强声像的立体感和深度感，从而改善定位效果，这也是音频定位、多媒体和虚拟现实发展的趋势。

nonindividualized head-related transfer functions[J], J.Acoust.Soc.Am, ,July ,1993, 94 (1):111-123.

[5] 王生九.虚拟听觉空间和虚拟环绕声技术的研究及其DSP实现[D].东南大学硕士学位论文，2006.3.

[6] 张承云，谢菠荪，谢志文.立体声耳机重发中头中定位效应的消除[J].电声技术，2000, 8: 4-6.

4. 结束语

HRTF包含了大量的方位信息，用HRTF进行虚拟声源定位是当前研究的热点，已经有很多相关成熟的产品和系统出现。本文介绍了HRTF包含的方位信息和个体差异，并用我们开发的Vasaudio系统进行了虚拟声源定位的实际测试。测试结果表明用非个性化HRTF进行定位存在一些问题，如辨别错误率较高，声像的前后混淆和上下混淆比较严重，头中定位效应等，我们的工作仅是初步的，还要采取其他措施来提高虚拟声源定位的准确性。

参考文献：

[1] 钟小丽，谢菠荪.头相关传输函数的研究进展(一)[J].立体声与环绕声,2004,12:44-48.[2] Algazi V.R., Duda R.O., Thompson D.M., Avendano C.. The CIPIC HRTF database[C].Applications of Signal Proceing to Audio and Acoustics, 2001 IEEE Workshop on the 21-24 Oct,2001, Page(s): 99 -102.[3] 赵自力，黄成伟，高宏，李庆祥.HRTF在虚拟3D立体声中的应用及实验[J].清华大学学报(自然科学版)，2001,41(11):74－76.[4] Elizabeth M.Wenzel, Marianne Arruda, Doris J.Kistler, and Frederic L.Wightman.

Localization

using

推荐第8篇：物理论文

浅谈提高物理实验教学的几点做法

淅川县老城镇初中

毕强

物理实验是研究物理学的重要方法和手段，加强实验教学，不仅可提高物理教学效果，还可提高学生的实验素质，有助于培养学生的创造性学习能力和合作精神。物理实验包括演示实验、学生分组实验和课外小实验，它们都是很好的活动课素材，只要教师做实施素质教育的有心人，对它们合理的加以应用，一定会在活动课教学中收到良好的效果。为了提高实验教学，以适应新课程的要求，我认为应着重抓好以下几点。

一、让学生在探索中感受活的物理学和新的物理学。

物理教材中，许多重要的定律、概念、公式都是通过实验推理出来的。如万有引力定律，动量守恒定律等。学生由于亲身经历和学识限制，会怀疑其客观性。而实验就起了帮助他们发现规律，掌握规律，理解获取知识的桥梁作用。所以，教师应尽最大努力做好一切演示实验和学生分组实验，切忌不做实验或少做实验而讲实验。因为单纯的讲实验，便贬低了定律、概念的客观真实性，学生也难于理解和接受。

教师在做演示实验时，必须把准确无误的物理现象清晰的展现在学生面前，让每个学生看清楚，使学生确信定律，概念的客观性。所以教师必须是一个坚定的唯物论者，要具有严谨的科学态度。在学生分组实验中，要以得出的数据来验证或推导定律，公式，绝对不允许涂改实验数据。使之与物理定律，公式相符。而应协助学生找出错误原因，重做实验，直到得出正确结论为止。只有这样，才可使学生逐渐形成辩证唯物主义世界观和严谨的科学态度。

二、培养学生的识别和应用实验仪器的能力

学生识别和应用实验仪器的能力不仅是学生正确完成物理实验的保证，也是以后在工作和学习中必需的最基本的能力，如生活中各种测量工具的使用无不需要这方面的知识。开始几次学生分组实验，实验仪器都是学生首次接触的。如游标卡尺的使用，探究弹力和弹簧伸长的关系等，教师要着重指导学生识别仪器的规格和性能，察看铭牌或说明书。弄清：测量范围；最小刻度；零点及其调节方法；使用方法。只有掌握以上四点，才能保证实验精确的完成和仪器、人身安全。

在学生分组实验中，教师要加强指导，既不能统得太死，又不能放得太松，应该努力创造一种活跃、快乐、紧张、有序的良好氛围。新课程要求教师不再以信息传播者或以广博知识体系的呈现者出现，教师应由“教”转变为“导”，教师的主导作用要表现在：加强引导，帮助选择确定适当的实验目标，并同学生一起确认和协调达到目的的最佳途径。加强示范操作；示范可采用投影，挂图，示教板，实验小组长等形式。指导学生操作；为学生尽可能提供各种实验器材，使学生能够很快以适当的形式找到所需要的实验器材并利用这些实验器材完成实验学习的任务。实验操作可采取不同的形式，如独立操作，小组协作操作，放开式讨论操作等。采取何种形式，要视实验内容而定。在实验中，教师要巡视指导，发现问题，及时纠正，好的及时肯定表扬，使每一个学生都掌握物理实验基本操作方法。

三、培养学生的创新能力

“创新是一个民族的灵魂”，在知识经济的社会中人的最重要的素质是创新能力。所以在物理教学中培养学生的创新能力是实施素质教育的重要内容。而物理学从本质上说是一门实验科学，物理规律的发现和物理理论的建立都必须以严格的物理实验为基础，并受到实验的检验。因此在物理教学中，尤其是在实验教学中，注意不断激励学生通过观察、比较、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想发展他们的创新意识就显得尤为重要。

对于学生分组实验，我们在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材，不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在即定目标的过程中，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析抽象概括综合表达能力都得到训练和发展。如学生通过做《描绘小灯泡的伏安特性曲线》实验后，可布置：只有电压表，无电流表，其它仪器自选，再进行操作，这样做的目的是，在给定条件下，让学生自己设计实验方案来完成操作，这极有利于培养学生的创造性操作能力。

四、充分重视和认真指导学生的课外小实验

课后小实验，是让学生课外自己设计，自己找实验器材，自己动手，自己总结的简单易行的实验。课后小实验能够引起学生的学习兴趣；且有助于对物理概念的理解和记忆；又能训练学生独立实验的技能和技巧。它作为一种新的实验形式，为学生提供了大量的动手，动脑机会，对培养学生的观察力，自己获取知识的能力以及分析问题解决问题的能力大有益处，也弥补了课堂教学的不足。教师要根据教学内容有的放矢地引导学生进行课外实验和小制作活动，并要求学生对小实验和小制作的实验原理和结果进行分析和说明。

物理中有的概念，原理比较抽象、枯燥，课后小实验起到了联系物理内容与日常生活的作用，使学生感到生动、有趣，印象很深。如学了力的合成和分解后，让二个学生一组去共提一桶水，两人手臂间的夹角大些省力，还是小些省力？通过实践，并用橡皮筋做实验，在橡皮筋的中点挂一重物，两手持橡皮筋的两端，逐渐改变两橡皮筋间的夹角，结果一清二楚的得出结论。学习了自由落体运动后，指导学生二人一组用木尺去测每个人的反应时间。学习机械能守恒定律时，指导每个学生把一个小球用细线悬挂起来。小球在摆动中，动能和重力势能发生相互转化，实验表明，小球在摆动中机械能守恒。学生明白了学习的内容与日常生产、生活有着千丝万缕的联系，从而增加了学习物理的积极性和主动性。

推荐第9篇：物理论文

冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能

杨希

班级：03031402

学号：1120140648 摘要：本文通过制冷循环引入冰箱，通过介绍几种不同冰箱及其工作原理从本质上理解制冷循环和逆卡诺循环。并通过对原理的探讨来寻找冰箱节能的方法途径。

关键词：逆卡诺循环、制冷循坏、制冷系数

一、引言

制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断的在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温。

实际中常见的使用制冷循环的制冷机有冰箱和空调等，本文重点对冰箱中的制冷循环进行研究。

二、冰箱的分类

冰箱按原理分类可分为如下九种：

(1)压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91～95的电冰箱属于这一类。

(2)吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源(如煤气、煤油、电等)作为动力。利用氨-水-氢混合溶液在连续吸收-扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。

(3)半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。

(4)化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。

(5)电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。

(6)太阳能电冰箱：它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。 (7)绝热去磁制冷电冰箱。 (8)辐射制冷电冰箱。 (9)固体制冷电冰箱。

三、一般冰箱的基本工作原理

1、压缩机压缩制冷剂气体。这将升高制冷剂的压力和温度（橙色），而冰箱外部的热交换线圈帮助制冷剂散发加压产生的热量。

2、当制冷剂冷却时，制冷剂液化成液体形式（紫色），并流经安全阀。

3、当制冷剂流经安全阀时，液态制冷剂从高压区流向低压区，因此它会膨胀并蒸发（浅蓝色）。在蒸发过程中，它会吸收热量，发挥制冷效果。

4、冰箱内的线圈帮助制冷剂吸收热量，使冰箱内部保持低温。然后，重复该循环。

冰箱保持低温的原理：

1、压缩机压缩氨气。对气体（橙色）加压时，压缩气体会发热。

2、

冰箱背面的线圈使热氨气散发热量。氨气在高压条件下液化为液态氨（深蓝色）。

3、高压液态氨流经安全阀，可以把安全阀想象成一个小孔。孔的一侧是高压液态氨。孔的另一侧是低压区（因为压缩机从该侧吸入气体）。

4、液态氨会立即沸腾并蒸发（浅蓝色），温度降至-32.78摄氏度。这使冰箱内部保持低温。 压缩机抽吸冷氨气，不断重复该循环。

四、具体分析

上述冰箱的制冷循环，可通过理想气体的卡诺循环的逆循环来进行研究。

这里需引入一个重要概念，即制冷系数。制冷系数等于工质经过一个循环从低温热源吸收的热量（Q2）与外界对工质做功（A）的比值，工程上也称之为制冷装置的工作性能系数，用符号COP表示。这里我们用e表示制冷系数，则

e = Q2/A

又由热力学第一定律 A+Q2=Q1，得：

e=Q2/(Q1-Q2) 根据卡诺循环：

e = T2/(T1-T2) 而实际中，逆卡诺循环是无法实现的，这一制冷系数也是工作在温度为T1和T2的热源之间的各种制冷机的制冷系数的极限值，此极限值取决于低温热源的热力学温度和两热源的温度差。

五、冰箱的节能方法

1、增加电冰箱发泡层厚度，普通冰箱冷藏室发泡层厚度为35mm至45mm，冷冻室厚度为60mm至 80mm。节能冰箱为了减少冷量向外界的辐射，将冷藏室的发泡层厚度增加为55mm至65mm，冷冻室发泡层厚度增加为85mm至100mm甚至120mm。

2、采用机械式温控器，单循环制冷系统机械式温控器、单循环制冷系统的电冰箱没有电脑板、电磁阀等 耗电部件，同时采用单循环制冷系统的冰箱压缩机开停只受冷藏室温度控制，相比双循环制冷系统的冰箱，开机时间短，较为省电。

3、采用高效无氟压缩机 高效无氟R600a压缩机在冰箱上已经广泛使用，其能源效率值（COP）能达到 1.75，是冰箱节能的最主要手段。

4、远离热源，保持空隙，冰箱周围的温度每提高5℃，其内部就要增加25％的耗电量。因此，应尽可能放置在远离热源处，以通风背阴的地方为好。热食不要直接放进冰箱，达到室温时再放入。

5、开门忌频繁，如果开门过于频繁，一方面会使电冰箱的耗电量明显增加，同时也会降低电冰箱的使用寿命。由于电冰箱的箱门较大，如果开门次数较多，箱内的冷气外逸，箱外的暖湿空气乘机而入，就会使箱内温度上升。同时，进入箱内的潮湿空气容易使蒸发器表面结霜加快，结霜层增厚。由于霜的导热系数比蒸发器材料的导热系数要小得多，不利于热传导，造成箱内温度下降缓慢，压缩机工作时间增长，磨损加快，耗电量增加。若蒸发器表面结霜层厚度大于10毫米时，则传热效率将下降30％以上，造成制冷效率大幅降低。另外，当打开箱门的同时，箱内照明灯就开启，既消耗电能又散发热量，显然也是不利于节能的。

参考文献：

1、中国百科网

2、《大学物理》国防工业出版社

3、马剑《冰箱的节能技术发展与应用》

推荐第10篇：物理论文

将多媒体运用到物理课程教学中

内容摘要：信息化是二十一世纪的标志，是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类思维的创造性工具。信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理课堂教学的效率。

关键词：信息化、创造性工具、科学性、掌握时间、完善课堂、提高效率

正 文：

近年来，计算机辅助教学工作在全国教育战线上逐渐深入，但大多以“观摩课”的形式开展，只是教育教学中的一个点缀而已，信息技术并没有真正与学科教学“融合”在一起。究其主要原因是在进行计算机辅助教学的过程中，没有合适的应用软件和操作平台，需要教师自己研制开发课件，而开发课件需要花费大量的时间和精力，有时候为了上好一节公开课，甚至要做数十小时的准备。鉴于此很多教师都反映计算机辅助教学是一项投入多（时间，人力，经费）、产出少的工作，基本上适应不了日常教学。在这种情况下，信息技术与学科课程整合在计算机辅助教学（简称CAI）的条件上日趋成熟发展起来。物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助， 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够把各种技术手段完美地融合到课程之中，就像教师在上课时使用黑板和粉笔一样，届时计算机演变成为真正的教学工具， 教师最主要的任务不再是开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来，进行学科教学。 本文就多媒体技术与物理课程教学的整合，结合自己物理教学的实践谈谈以下几点看法。

一、“课件”向“积件”思路发展，探讨物理学科整合新方法

在计算机辅助物理教学这个领域里面，市场上已有相当数量的物理教学软件可供购买，但能够真正适用于教学的软件却不多，教师自制课件的水平又不高，容易造成“低水平重复”的现象。在此阶段上，寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路应运而生。其指导思想是：“课件”向“积件”发展，工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向，它包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件，紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用，在真正意义上，实现计算机辅助教学„„

例如在物理学科平台方面：《CSC电子备课系统》初中物理版、天翼全景多媒体教学软件高中物理版都是面向教师设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学软件，集众多教育专家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体，为教师提高教学质量、探索新的教学模式和方法提供了丰富的资料和必要的教学手段；又如《青鸟师友多媒体课件开发平台》，是一个基于Windows操作系统，集声音、图形、图像、文字于一体的多媒体课件开发工具；再如几何教学平台的“几何画板”不仅适用于几何教学，而且也适用于物理教学中的力学课程，它界面简单、容易学习、直观好用，因此这样的软件很受老师的欢迎。以上四个多媒体计算机辅助教学软件开发平台，就很好的体现了“积件”思想。

在多媒体资源处理方面，物理作为一门信息技术邻近学科，物理教师应该成为信息技术与学科整合的先行者。如今许多物理教师都在Internet 上建立了自己专门的网站，并把以网页浏览的形式制作的CAI课件、教案、论文等放在该网站中，同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet 的超级链接功能揉合到自己的CAI课件里，以“搭积木”的形式，把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来，通过长时间教学的积累，逐步建立一个完整的教学课件体系。反之，其它教师也可通过网络共享自己的CAI课件，克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点，提高了课件资源的利用率，充实了网上物理学科资料库，形成网上物理学科联盟，实行资源共享。此外，教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点，通过Internet 网络来访问这些网站，进行物理教学的探讨和巩固性学习。

因此，运用“积件”思想，走素材资源库和制作平台相结合的新思路，是软件开发和应用走出目前困境的有效途径。学科教师应根据教学实际，运用“积件”思想，充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件，以及相关的CD、VCD资源，从中选取适合教学需要的内容来制作自己的课件，从而适应不同教学情境的需要，彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互割裂的局面，使CAI在课堂上的运用走出低谷，朝着信息技术与物理学科整合这一更为广阔的方向发展。

二、电脑模拟，发挥物理演示实验、虚拟实验室的功能

1、信息技术与物理实验教学整合，发挥演示实验作用

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助， 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

如本人在做凸透镜成像规律实验时，先用常规仪器按传统实验方法进行演示，由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解，并产生迷惑。此时我改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验，演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化的情况，整个模拟实验过程流畅、直观、明了，从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助，成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高学生的科学文化素质和实验技能水平。

2、在网络技术环境支持下，发挥学生自主探讨性实验作用 在传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室规章制度，对学生诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的数据，这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。

让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。如笔者在上传统电学实验课时，通常会告诉学生，电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。如本人曾在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件（在线版网络软件），实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作，通过网上人机对话，学生可以一边操作一边在网上畅游，获取新知识，或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题，就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息，进行讨论，让学生自主学习，并自主观察模拟实验，从而掌握学习成果和学习方法。

这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取物理知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观。

三、充分利用网络资源，增进教学效果

进入网络时代后，网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：中国中小学教育教学网教育资源库物理学科、广东教育资源网资源中心物理学科、中国物理教育网等可谓是一间完整的中小学数字资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。 本人在进行初二第十二章第一节浮力教学时，须向学生解释浮力产生的原因。我先设想一个立方体浸没在水中，它的6个表面都受到水的压力，它的左右两侧面、前后两侧面，受到的压力都是大小相等、方向相反，互相平衡，只有上下两面由于深度不同，受到的压强大小不同，压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差，但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时，学生理解起来比较抽象，难懂，对整个过程反映比较茫然。所以我通过在中国中小学教育教学网物理学科课件库网站下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等，小木块保持不动，但加载上、下表面压强、压力时，小木块慢慢向上移动，同时超级链接浮力大小的推导公式录相。活泼的动画效果、直观的图形，快速有效地激发了学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果，学生很轻易就攻破这一难点，同时为讲授下一节阿基米德原理做好理论基础，而这一切都是传统教学很难做得到的。总之，让学生在生动、形象的环境中进行学习，由此达到事半功倍的作用，也就能很好地提高课堂教学效果。

信息技术作为最先进的教学媒体与物理学科整合，不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量，而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。

四、扩大信息来源，提高教学水平

1、了解物理学科发展时事形势、把握教学动态：

我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态，可以做到在时事政策上紧跟形势，在物理学科教学时作出及时调整。物理作为一门理科学科，大量的习题是必要的，但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点，这对于学生习题更新、掌握中考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点，我们可以充分利用Internet这一信息资源，从网络如中国中小学教育教学网上的物理试题中心、中国园丁网试题集锦栏目和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题，用来给学生作为测试题和平时练习。实际情况证明：这些题目题型新颖、信息准确，对于启发学生的思维，开阔学生的视野有着很大的帮助。

2、增进学习交流、提高教学水平网络的交互性给物理教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流，学习前沿的理论知识，获取名教师的经典教案；另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛，如在中国名师教育网我们可以与重点学校的名师专家探讨物理教育应培养怎样的人才，在中国园丁网、中国物理教育网的教育论坛我们可以与各地的同行探讨物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法，通过网上学习交流，实现资源共享，达到提高教学水平的目的。

我们通过信息技术与物理课程教学的整合，激发了学生对物理学科的学习兴趣，课堂上参与意识很强，对知识的理解掌握程度较理想，尤其是实验教学，学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。

随着信息技术和物理学科教学整合的发展，将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机，但同时也应看到，信息技术和物理教学整合是一个新兴事物，还有许多问题需要我们去研究、探索。在探究活动中我们应该很好地利用信息激发学生的求知欲望，点燃学生的思维火花，同时培养学生提出问题、解决问题的能力，以及他们对社会的责任感，并从中获得学习上的独立和探究中的成功感，丰富学生成功的体验，使他们在学习、生活中对自我价值得到体认。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。

参考文献：

1、徐平：《积件在计算机辅助教学中的地位和作用》，《中国电化教育》，1998年第7期

2、章剑卫：《基于课程整合的新型信息技术课程模式》，《浙江教学研究》

3、《课堂教学论》 袁金华 江苏教育出版社

第11篇：物理论文

《时间简史》读后感

合上厚重的书页，脑海中对无垠宇宙充满了幻想。我把自己对这个在不断膨胀的怪物写了下来并参考了一些网上的内容。这其中一定会有一些不合逻辑的思想，希望老师能够指正。“在广义相对论中，情况则相当不同。这时，空间和时间变成为动力量：当一个物体运动时，或一个力起作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，时空的结构影响了物体运动和力作用的方式。空间和时间不仅去影响、而且被发生在宇宙中的每一件事所影响。正如一个人不用空间和时间的概念不能谈宇宙的事件一样，同样，在广义相对中，在宇宙界限之外讲空间和时间是没有意义的。”（引用时间简史。）

我很清楚时间和光不是一种东西，这很容易理解。比如在黑夜里虽然没有光，但仍然有时间。光速和时间怎么联系起来我还不清楚。我不用去定义宇宙和时间的概念。因为我认为或许这是无法证明的，人类的证明方法必然会引入第三方，为了证明第三方的正确又必须引入第四方，这样的证明会无休止的循环下去。

空间和时间是一个整体，有空间的地方就有时间。时间和空间是一个整体意味着它们不可能单独存在。读到这，我脑海中浮现出一个疑问，既然空间和时间是连续的，那么它们有速度吗？因为空间膨胀有速度，所以时间也必然有速度，即空间膨胀的速度等于时间的速度。时间简史里试图把宇宙描述成一个有限但无边界的空间，它是完全自足的，没有开始也没有结束，它就是存在。对时间则有如下描述，理论上讲是光速，根据类星体的红移可以推算。不过宇宙存在一个暴胀期，此时的宇宙在不到1秒钟里膨胀了超过10^30倍，速度远远大于光速。虽然我还是一知半解，但是最起码我了解到了，时间也是有速度，而且远远大于光速。我忘记了是从哪听说了平行宇宙的理论，并且我一直坚信这个理论。那么如果扭曲了空间，那么是否就会产生时间虫洞，让我们穿越到过去或是未来？时间旅行的想象首先是由整个宇宙都在旋转推论出来的。即宇宙中所有物体的轨迹是一个闭合的曲线，假设他们的速度超过正常的速度，改变一下方向（小于切线方向），做一条弦那样的运动，他们就能用低于正常时间的时间到达没有到达的地方，或者已经经过的地方。这就是时间旅行在理论上可能。我从电视上听到过一种穿越到未来的设想。就是说要建造一条环球铁轨，上面的列车以超光速的速度行驶，也就是每秒绕地球七圈。那么列车上的时间就会减慢。当列车上的人过了一个星期后（在他们眼中的一个星期），列车停下来，他们就会来到一百年后的世界。也就是说，车上的人眼中的一个星期，在外人看来是一百年。

这一切都只是我的设想，或者书上相对论的悖论，相对论是二项的不稳定的，它相对于每一个物体都可能不同。如果是三项的，互相相对将是稳定的。实际上，第一推动即上帝的存在与否仍然无法解决，我们只能用一个假设代替另一个假设。正因为这一切都只是建立在一个假设之上，所以更引起我对宇宙的兴趣！

第12篇：物理论文

用MABLAB描述三维空间中点电荷的电势分

布

摘要：MATLAB语言是一种科学计算语言，所运用的范围非常广阔，利用MATLAB语言可以解决诸多问题，如本文所要解决的点电荷的三维空间电势的分布，电势是点电荷电场的一个重要性质，了解电势的性质对理解电场很有帮助，所以，本论文重点讨论用MATLAB语言描绘电势在三维空间中的分布问题。

关键词：MATLAB 点电荷电势

引言：MATLAB语言是一种科学计算语言，它功能强，效率高，而且简单易学，所以，所被运用的范围非常大，能够解决线性代数，自动控制理论，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真，图像处理等诸多问题，MATLAB语言简单易懂，丰富多样，尤其能够数据可视化，以达到真正理解的目的。用MATLAB语言来解决很多物理领域的问题，是一种很好很简捷的方法，而且丰富的二维，三维图像信息能够证明模糊的疑问，使问题清晰化，简明化。接下来，我们将运用MATLAB语言通过编程来解决三维空间中点电荷的电势分布问题。

一 程序构思

在高中和大学，我们都大量地学习过关于电场这方面的知识，电场是一种特殊的物质，它看不见，摸不到，但是却存在于真实的空间中，为了研究它的性质，我们需要用一些实型来真实地表达出，于是，人们假象出了电场线这一物质，电场线不是随意地画出的，而是依据了一定的规律，从高中和大学的课本上都可知，电场线的方向是根据电势的某个趋势而改变的，电场线的方向也是电势逐渐降低的方向，而且正电荷和负电荷的电势分布又有所不同，正点电荷是随着距离的增大逐渐减小，负点电荷的电势是随着距离的增大逐渐增大，由此看来，电势最能提体现电场的特点，要想研究电场的性质，首先需要知道电势的分布情况，因此，在这篇文章中重点讨论不同情况下点电荷的电势分布。而且运用MATLAB语言将电势的分布生动地体现在三维空间中，来证明电势的这个分布特点，

二 相关的物理知识及MATLAB知识

由物理公式可知电场中电势的公式为U=q/4πεr，跟据此公式可以求出距点

荷距离为r处的电势；其中还须知道此点电荷的空间坐标，其中，r=(xx0)2(yy0)2。

其次，经过查阅相关资料以及课本，了解一些写此程序应用到的相关语句，如下：

⑴plot3(x1,y1,z1,选项1，x2, y

选项2，…，xn.yn,zn,选项n) 这是最基本的三维图形函数，其中，每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和plot相同。

⑵surf(x,y,z,c),此语句使三维曲线图带有光照效果，x,y是网络坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。

⑶meshgrid, 此语句用来生成数据网格，格式为[X,Y]=meshgrid(x,y)。而mesh为三维网格的作图命令，mesh(x,y,z,)描绘了每一个格点（x,y）上对应的z值。

⑷ 还需知道一些基本的MABLAB运算符，如：A.^B表示两矩阵对应元素进行成方运算；sqrt表示平方根函数。关于这些符号，在编程的时候会大量地用到。

三 用MATLAB语言描绘点电荷电场电势的分布

经过以上的知识的回顾，接下来，我们将用MATLAB语言进行编程以此来证 明不同情况下的电势分布，并且运用mesh,surf.plot3函数来达到不同的三维视觉效果。

例1.在xoy平面上，有一个正点电荷，它的坐标x=0,y=0,求此点电荷的电势分布。

程序如下：(用mesh函数表达) x=-2:0.1:2; %x的范围大小

y=-2:0.1:2; %y的范围大小 [x,y]=meshgrid(x,y); %建立数据网格

z=1./sqrt(x.^2+y.^2+0.01); %一个正点电荷的电势表达式 mesh(x,y,z); %三维曲面绘图

xlabel(\'x-axis\'),ylabel(\'y-axis\'),zlabel(\'z-axis\');

%x，y,z轴的说明

操作界面图：

三维空间图形如下:

图1

注意：①在编写程序的过程中，给r加了一个0.01，因为当场点在电荷处时会

出现分母为0的情况，如果不加，会出现以下情况，如图：

图2 可知，图形峰处出现一个缺口，因为此时函数不连续了，为了便于更好的观察图形，于是给r加了0.01，但对结果影响不大。

②因为在公式U=q/4πεr中，q/4πε为常数，所以为了方便编程，将它看为1，仅仅影响了空间的坐标，但对结果也影响不大。

图像说明：由图1可以看出，正点电荷的电势分布从中心开始由高到低的趋势，所以在图中显示出了一个象峰尖一样的形状，因此可知，若为负点电荷，那么它的分布必然和正点电荷是相反的。接下来，将举另一个例子来证明这一点。

例2例 在xoy平面上，在x=0,y=0处有一负点电荷，求此时负点电荷的电势分布。

程序如下：（用mesh函数表达）

[x,y]=meshgrid(-2:0.1:2);

%建立数据网络

z=-1./sqrt(x.^2+y.^2+0.01);

%电势的表达式 mesh(x,y,z);

%绘制三维图像 xlabel(\'x-axis\'),ylabel(\'y-axis\'),zlabel(\'z-axis\'); %x,y,z轴的说明

操作界面图：

三维空间图形如下：

图3

图像说明：由图3所示，通过一个负电荷的例子，我们可以得出：负电荷的分布情况和假设的是一样的，随着距离的增大电势逐渐增大，那么它的电场线方向应为无穷远处指向零处。为了确保它的正确性，接下来举电荷数≥1时的情况。

例3：在xoy平面内，有一正点电荷坐标为x=0,y=-1,又有一负点电荷，坐标为x=0,y=0,求它们的电势分布。

程序如下：（用surf函数表达）

x=-2:0.1:2; %x的范围大小 y=-2:0.1:2; %y的范围大小 [x,y]=meshgrid(x,y); %建立数据网格

z=1./sqrt(x.^2+(y+1).^2+0.01)-1./sqrt(x.^2+y.^2+0.01);

% 两个点电荷的电势表达式

surf(x,y,z); %三维曲面绘图

xlabel(\'x-axis\'),ylabel(\'y-axis\'),zlabel(\'z-axis\');

%x，y,z轴的说明

操作界面图：

三维空间图形如下：

图4

图像说明：从图4知，我们可以看见一个峰尖，一个凹尖，由此可知，正负电荷的电势分布是相反的，但是若将两个点电荷放在一起，那么它们连成了一个由低电势向高电势分布的连续的图像。

例4：在xoy平面内，有三个点电荷，其中两个正电荷的坐标分别为x=0,y=0,x=0,y=-1,另一个负电荷的坐标为x=0,y=1,求此时的电势分布。

程序如下：（用plot3函数表达）

x=-2:0.1:2; %x的范围大小 y=-2:0.1:2; %y的范围大小 [x,y]=meshgrid(x,y); %建立数据网格

z=1./sqrt(x.^2+(y+1).^2+0.01)+1./sqrt(x.^2+y.^2+0.01)-1./sqrt(x.^2+(y-1).^2+0.01); %三个点电荷的电势表达式 plot3(x,y,z); %三维曲面绘图

xlabel(\'x-axis\'),ylabel(\'y-axis\'),zlabel(\'z-axis\');

%x，y,z轴的说明

操作界面图：

三维空间图形如下：

图5

图像说明：由图5知，将三个点电荷放在一起，带电的极性并不完全相同，但是它们的电势分布的规律然没有变，所以可知，当点电荷的数目≥3时，依然遵循正点电荷的电势是随距离地增大由高到低，而负点电荷的电势分布规律是随距离地增大由低到高。

四 结论

通过以上四个例子，对不同情况下点电荷的电势分布充分地进行了验证，通过对三维图形的观察我们可以发现，在正电荷中，随着距离的增加，电势越来越小，因此，我们看到了中间有一个凸峰而从各个方向依次下降的形状，由此可知，它的电场线方向便是由零点指向无穷远处，而在负电荷中，随着距离的增加，电势越来越小，于是看到了一个凹尖的形状，那么，它的电场线方向便是由无穷远处指向零处。接着，又以两个点电荷，三个点电荷为例，充分地证明了这一点，用MATLAB语言，清晰的将这一问题简单化，明了化。

五 结语及心得体会

通过这一段时间，从选题，到定题，再到编写并调试程序，到最后完成论文，终于得到了成功，所以心情是喜悦并且激动的，这是我进入大学后第一次写正规的论文，感触颇深，觉得做好一件事情并不是那么容易，关键是要看你对这件事情的态度问题，通过这次试验，我也对MATLAN这门课有了更加深刻的认识，它的用途，它的功能，它的方便之处，都通过这几天的研究得到了体会，而且对知识的巩固也起到了一定的作用。这次论文课题的编写，还有一个重要的认识就是，要学好一门课很容易，但是要真正能把它运动到实际中就难了，掌握一定的理论知识并且会做题还不够，关键是要怎么样去利用，所以，在今后的学习生活中，我要学会学以致用。MATLAB语言是一种记简单又实用的语言，作为物理专业的同学，我们更应该熟练操作并且掌握好这门功课，这对以后的研究很有帮助。

参考文献：马文蔚.物理学[M].北京： 高等教育出版社.2007

刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）.北京：高等教育出版社.2008

第13篇：物理论文

（2017届本科）

论文题目： 实习的心得体会

学 院： 信息工程学院

专 业： 电子信息工程 班 级： 2014级本科3班 学 号： 2014311135 作者姓名： 郝建荣 完成日期： 2015 年 6月10日 X射线的发展史与在医学中的应用

摘要

X射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线1896年、放射线1896年、电子1897年）之一，这一发现标志着现代物理学的产生。X射线的发现为诸多科学领域提供了一种行之有效的研究手段。X射线的发现和研究，对20世纪以来的物理学以至整个科学技术的发展产生了巨大而深远的影响。

关键词 ： X射线、发展史、X射线透视、摄影、辐射损害。

一、X射线的发展历程

1.粗心放跑了X射线

1879年，克鲁克斯在研究阴极射线时，偶然发现放在射线管附近实验台上用黑纸包着的照相底片全部曝光了。但由于他没有对底片曝光的原因深入研究，而是错误地认为底片质量有问题，硬向厂家退货。本来这项“错误”的发现可以让他在X射线的发展历程上留下浓重的一笔，甚至成为获得诺贝尔物理学奖的第一人，但他却粗心地放跑了X射线，不但退掉了“质量差”的感光底片，也退掉了第一枚诺贝尔奖。1890年，美国的古兹皮德和詹宁斯在演示克鲁克斯管之后，照相底板特别黑，可却不以为然。1892年，勒纳德也同样观察到克鲁克斯管附近的荧光。但他们都集中于研究阴极射线的性质上，对这个管子的外部所发生的现象没有给予注意。他们有的只是埋怨自己不小心，有的对这种“干扰 感到气恼，有的则认为与自己的研究课题无关而不予深究，结果都与X射线的发现失之交臂。 2.发现X射线第一人

而真正X射线的发现和深入的研究是在距克鲁克斯第一次发现X射线之后的第16年。那是在1895年11月8日星期五的晚上，德国慕尼黑伍尔茨堡大学的整个校园都沉浸在一片静悄悄的气氛当中，大家都回家度周末去了。但是还有一个房间依然亮着灯。灯光下，一位年过半百的学者凝视着一叠灰黑色的照相底片在发呆，仿佛陷入了深深的沉思„„

他在思索什么呢？原来，这位学者以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实,并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。可是现在他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕(这个屏幕用于另外一个实验)发出了光。而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色——这说明它们已经曝光了！这个一般人很快就会忽略的现象，却引起了这位学者的注意，使他产生了浓厚的兴趣。他想：底片的变化，恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子！一定要好好研究一下。不过，既然目前还不知道它是什么射线，于是取名“X射线”。

在之后的一段时间，这位学者开始了对这种神秘的X射线的研究。他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近，结果发现屏幕马上发出了亮光。接着，他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质，比如书本、橡皮板和木板，放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线，可是谁也不能把它挡住，在屏幕上几乎看不到任何阴影，它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板！直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间，屏幕上才出现了金属板的阴影。看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。实验还发现，只有铅板和铂板才能使屏幕不发光,当阴极管被接通时,放在旁边的照相底片也将被感光,即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。

接下来更为神奇的现象发生了， 一天晚上这位学者很晚也没回家，他的妻子来实验室看他，于是他的妻子便成了在那不明辐射作用下在照相底片上留下痕迹的第一人。当时这位学者要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后，夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。

这位学者虽然发现了X射线，但当时的人们，包括他本人在内，都不知道这种射线究竟是什么东西。直到20世纪初，人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波。而这位学者就是德国物理学家伦琴，人们为了纪念伦琴，故X射线又名“伦琴射线”。正因为这些原因，在1901年诺贝尔奖的颁奖仪式上，伦琴成为世界上第一个荣获诺贝尔物理学奖的人。 3.X射线引发的研究热潮

X射线发现之前，物理学家沾沾自喜他们在

18、19世纪已取得的辉煌成就，认为在牛顿力学基础上形成的经典理论体系是万能的。但X射线发现之后，给物理学家提供了一种新的观念，更多的学者纷纷转入X射线的研究，很快形成了一股研究热潮，并不断取得重要进展。

英国的汤姆逊和卢瑟福很快证实，X射线会使气体电离，汤姆逊因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值获1906年度的诺贝尔物理学奖。

1912年德国的劳厄用晶体作光栅得到了X射线的衍射图，证明X射线是一种波长很短的电磁波。劳厄发现X射线衍射是20世纪物理学中的一件有深远意义的大事，因为这一发现不仅说明了对X射线的认识迈出了关键的一步, 而且还第一次对晶体的空间点阵假说作出了实验验证,使晶体物理学发生了质的飞跃。由于这一重大发现，劳厄在1914年被授予诺贝尔物理学奖。

1912年，劳厄关于X射线的论文发表之后不久，就引起了布拉格父子的关注，他们用X射线对晶体结构进行深入分析。在1915年，亨利·布拉格和他的儿子劳伦斯·布拉格被授予诺贝尔物理学奖。

英国的巴克拉发现，当X射线被金散射时，散射后的X射线的穿透本领会随金属的不同而各异，表明各种金属都有白己的“特征X射线”。在1917年，巴克拉被授予诺贝尔物理学奖。

巴克拉是第五位因研究X射线获得物理学奖的学者，在他之前有1901年获奖的伦琴，1914年的劳厄和1915年布拉格父子。不到20年就有5位诺贝尔物理学奖获得者，占当时总数的四分之一以上，由此可见，X射线的研究成果在20世纪的前20年中占有何等重要的地位。

二、X射线在医学上的应用

自1895年伦琴发现X射线以来，对于医学的价值是十分重要的，尤其是医学影像技术在一个世纪里得到很大发展。X射线就像给了人们一副可以看穿肌肤的“眼镜”，能够使医生的“目光”穿透人的皮肉透视人的骨骼，清楚地观察到活体内的各种生理和病理现象。X射线被用于人体检查，进行疾病诊断，形成了放射诊断学的新学科，奠定了医学影像学的基础。直到医学已进入分子水平的今天，X射线仍是医生进行诊断的主要手段。

在X射线发现后的前半个多世纪，根据X射线对不同物体的穿透能力的差异，人们提出了X射线透视和摄影的理论，制造出X射线管及其相应的探测器件，开发出第一种X射线影像诊断设备X射线机，并不断加以完善，使X射线摄影术成为医疗诊断最基本的手段之一。当人们不慎摔伤之后，检查是否骨折，首先要到医院去“照一个片子”，这就是在用X射线照相！

20世纪50年代到60年代，开始应用超声与核素扫描进行人体检查，出现了超声成像和闪烁成像。虽然在当时这些技术都比较先进，但依旧不能取代X射线在医学诊断上的巨大价值。

70年代以后，由于物理学、电子学和计算机等学科的迅速发展，一方面X射线机得到进一步发展，发明了抗散射格栅、造影剂和影像增强器等技术，另一方面许多新型的X射线影像诊断新技术应运而生，如X射线计算机辅助断层摄影(X射线CT)。X射线CT产生于1971年，并且是第一个真正的数字化影像手段。X射线CT为医学影像数字化革命铺平了道路，并实现了影像重建功能。X射线CT的历史就是不断进行技术革命的历史，如近期产生的螺旋CT极大提高了CT影像的诊断价值，但尚需进一步完善。数字减影血管造影(DSA)则是利用计算机处理数字化的影像信息，以消除软组织影的剪影技术，是新一代的血管造影成像技术。Nudelman于1977年获得第一张DSA的图像。随着数字化和计算机技术的发展，计算机放射摄影(CR)和数字放射摄影(DR)等影像效果也相继得到提高。据估计，目前X射线图像约占医院中全部图像的80%，显然X射线影像诊断技术已成为影像诊断中最重要的组成部分。

三、X射线——双刃剑

任何事物都是有两面性的，X射线在带给人类福音的同时也给人类带来了一定的危害。100多年来，X射线设备发生了巨大变化，从最简单的X射线装置发展到数字化计算机化设备。虽然X射线设备日新月异，但其基本原理仍然相同。X射线是一种波长很短、肉眼看不见的电磁波，具有较强的穿透能力。当X射线穿过人体被物质吸收时，将产生电离作用，这种电离辐射可造成人体细胞的抑制、损伤，甚至坏死。

CT也是一种X射线成像装置，同样也具有X射线辐射损害，但比简单的X射线装置严重得多。美国放射专家的研究称，一次CT检查所接受的X射线辐射量大小相当于人们位于日本广岛和长崎原子弹爆炸中心2.5公里处接受的辐射量大小。从数字上来说，每当人们接受一次CT扫描，他们的身体将会增加0.08％的致癌比率。过去一向被认为是体检很必要的X射线胸透检查，成人检查一次所接受的X射线剂量是普通摄片的20～30倍。患者接受X射线检查是对疾病诊断的需要，但也需要了解保护自己减少X射线辐射的方法。同样作为医务工作者在充分保护自己的同时也要对患者进行教育。通过每个人的努力，减少X射线伤害，保护自己。

在20世纪过去的三十年中，医学影像在临床应用和技术改进上获得了巨大发展。21世纪将是信息数字化的时代，数字X射线影像诊断技术将成为X射线影像诊断技术的主体，这一点是毋庸置疑的。X射线也发挥巨大的潜力，随着计算机的高速发展，多领域多学科的技术相融合将是未来发展趋势。物理学家、工程师、数字家、信息学家和医务工作者们需要加倍的努力，使影像技术能给全人类带来健康和幸福。

主要参考文献

（1）王英华主编。X光射线基础[M],原子能出版社，1993 （2）徐寒冰、盖秀银、宋小平、李家宝，理化检验物理分册，1998 （3）刘景鑫,杨海山,刘太辉.X 线相干散射成像技术及其在医学中的应用[J]:中华放射学 杂志,2006（8）

（4） 郭奕玲，沈慧君，物理学史［M］.北京：清华大学出版社，1993.（5）杨福家.原子物理学［M］.高等教育出版社，2008.

第14篇：物理论文

大学物理学论文

文章题目

任课老师 上课教室 专业年级 姓名 专业 学号 联系电话

探寻宇宙终极理论

探寻宇宙终极理论

----《时间简史》读后感

【摘要】宇宙到底是什么样的？时间的本质到底是什么？宇宙中真的存在适用于一切实验观测的终极理论吗？《时间简史》是由享誉世界的伟人---史蒂芬〃霍金撰写的通俗读物，他以其敏锐的风格向我们展示了一个变化发展着的“世界图景”。人们在不断的认识与实践中探寻宇宙的终极理论，从亚里士多德到牛顿再到爱因斯坦，终极理论渐渐在我们面前揭开了它神秘的面纱……

【关键词】宇宙、终极理论、实验、想象 引言：《时间简史》主要向人们介绍了什么是宇宙论，以及宇宙论最新的发展状况。由于针对的是非专业读者，为了不至于吓倒他们，通篇只放了一个数学公式，就是著名的爱因斯坦质能方程：E=MC^2。 它所告诉我们的不只是霍金那充满智慧的宇宙理论，还展示给我们看了一部人类追求宇宙奥秘的恢弘史诗。

一《时间简史》简介

《时间简史》共有十章，分别为：“我们的宇宙图像（Our Picture of The Universe）”、“空间和时间（Space and Time）”、“膨胀的宇宙（The Expanding Universe）”、“不确定性原理（The Uncertainty Principle）”、“基本粒子和自然的力（Elementary Particles and The Force of Nature）”、“黑洞（Black Hole）”、“黑洞不是这么黑的（Black Hole Aren’t So Black）”、“宇宙的起源和命运（The Origin and Fate of The Universe）”、“时间箭头（The Arrow of Time）”、“虫洞和时间旅行（Wormholes and Time Travel）”、“物理学的统一（The Unification of Physics ）” 。 上个世纪的科学进展是无与伦比的，《时间简史》以最通俗的语言，对一些最古老的问题做了阐述，诸如：

（一） 宇宙是什么样的

书中并没有给出这个问题的答案，因为科学并不能保证所有问题都有一个答案。虽然我们不能找到一套解释整个宇宙的理论，但我们可以把这个问题分成很多小块，并发明许多部分的理论，每一部分理论解释有限的范围，同时忽略其他影响。这种方法获得了极大的成功，例如，牛顿的万有引力定律，只要知道星球

的质量就能精确的计算出他们的轨道，而对于星球的结构，上面有没有智慧生物等等完全可以忽略。

由此我们忽然发现了最重要的一点：宇宙并不是任意的，它是由确定的规律所制约的。因此，科学的终极目标就是：把所有的部分理论合并为能描述宇宙中任何东西的完整统一理论。

（二） 空间和时间以及相对论

在爱因斯坦以前，几乎所有人都认为时间和空间是绝对的。爱因斯坦所创立的相对论则告诉人们，没有绝对的事物，一切都是相对的。

二我读《时间简史》的感受

(一) 我的宇宙观

由于本人热衷于诸如时间起源、多重宇宙、弦论等宇宙本源方面的知识，因此在高中就十分迷恋如《时间之箭》、《物理之演进》、《相对论》„„《科幻世界》杂志到现在也每期必看，平时也会静下心来思考一些异常深邃的问题，尝试着解释现在这个奇异的世界。

爱因斯坦曾经说过这么一句话：宇宙最不可理解的地方就是它是可以被理解的【1】。现在看来，他老人家还是过于乐观了，宇宙中同样充满了矛盾，在几十年前还认为光速是速度的极限，然而现在却发现了比光速快得多的现象，如量子纠缠、某些超新星爆发速度„„

会不会在某一天，所有的物理理论都被证明有误？

人们的宇宙观是在长达几千年的磕磕碰碰中不断完善的。物理思想的进化过程绝对不像教科书中公式推导那样的平顺，也不像是由简单公设发展出庞杂系统般的一脉相承。在物理发展史当中充满了荆棘与坎坷，在分歧的思路中除了目前认为是正统的标准模型之外，还有更多美妙的错误、无用的理论、超乎当代的思想以及尚待解决的问题，跌跌撞撞一路走来才成就了今日物理的大业。而建构当今物理殿堂的重要支柱会不会在明天成为历史，就只能留给新一代的学者来下定论了。从古希腊哲学家亚里士多德仰望星空，开始试图以其深邃的思想认识世界开始，托勒密、哥白尼、伽利略、牛顿、爱因斯坦„„一代代科学巨人都试图去认识这个带给我们无限遐想的世界，但是时至今日，还有太多太多的矛盾等待我们解决。量子理论、相对论、弦论、多维分型论„„何日能统一称为一个能解

释世界上一切现象的终极理论？或许这只是大家的一厢情愿而已。

（二） 我对宇宙终极理论的认识

1、谈霍金对宇宙的认识

史蒂芬·霍金躺坐在轮椅上，脸上挂着他那著名的神秘微笑。他仅能靠一根手指通过一块小键盘将脑中奔流不休的思绪缓缓敲出。这位及理论物理学辉煌的成就和摇滚歌星般的盛名于一身的老人，其深邃的思想早已脱离禁锢他的轮椅，驰骋于黑洞、虫洞之间。《时间简史》给我印象较深的两章就是第一章“我们的宇宙图像”和最后一章“物理学的统一”。霍金先生以其平时易懂的语言，为我们深入浅出地介绍了几千年来人类对于宇宙的认识变化，并试图去改造它的故事，即认识世界和改造世界的过程。从亚里士多德的《论天》，到哥白尼的日心说，再到牛顿《自然哲学之数学原理》，再到爱因斯坦的《广义相对论》，霍金以其幽默又不失专业性的笔触，给我们介绍了一个个在不断地在认识世界、预言、实验观测再到重新认识世界的故事，物理是一门以实验为基础的学科，物理学的发展就是一部人类解读宇宙奥秘的史诗。【2】

史蒂芬·霍金是20世纪享有国际盛誉的伟人之一。他首次为人们撰写了这本通俗读物，本书探讨了我们对天体物理学以及时空本质的认识的外在局限性。霍金教授以其敏锐的风格向我们展示了人类的“世界图景” ：从亚里士多德时代开始研究到1915年爱因斯坦的突破进展，直到今天的年轻卓越物理学家令人激动地新观点。

霍金也尝试着以自己的理论将广义相对论与量子理论统一，在这理论中不需要选取特定的任意数值去符合事实。寻找这样的一个理论被称之为“物理学的统一”。爱因斯坦用他晚年的大部分时间去寻求一个统一理论，但是没有成功。但霍金仍然相信在谨慎乐观的基础上，我们可能已经接近于探索自然的终极定律的终点，只不过这个终点还是需要在不断实践的基础上不断被修改与验证。

2、寻找世界的终极原理

即使我们发现了一套完整的统一理论，这并不表明我们能一般地预言事件。我们将永远不能肯定我们是否确实找到了正确的理论，因为理论不能被证明。但是如果理论是数学上协调的并且总是给出与观察一致的预言，我们便可以适度地有信心认为它是正确的。它将给人类为理解宇宙的智力斗争历史长期的光辉篇章

打上一个休止符。但是，它还会改变常人对制约宇宙定律的理解，因为真理是相对的。

欧洲强子对撞机已经启动找寻上帝粒子-希格斯玻色子的计划，也许在不久的将来，随着人们的不断实践，随着一代代科学巨人的不懈努力，人类将越来越接近宇宙终极理论的门口。可能现在的理论物理学家们还在为超光速现象烦恼不已，也可能在多重宇宙、弦论方面争论不休，或许还有很多物理学家对人择原理嗤之以鼻。找寻大自然的终极理论是一场伟大的理性的历险,终极理论的梦想激发了今天的许多高能物理学的研究。虽然我们还不知道那终极理论会是什么样子，也不知道还要过多少年才能找到它；但我们相信，我们已经模模糊糊地看到了它的身影。随着一代代物理学家的努力、实验的不断深入，我相信，一种包容一切的原理将会在人类光辉的思想中诞生，只要那股渴望认识世界的热情还在，只要那股为了真理而不断探索、努力奋斗的韧劲还在!

3、畅想未来的终极理论

运用E = mc2理论，人类成功地制造出了原子弹。那么，有了创世纪的秘诀，我们又会干些什么？在物理学中，终极理论又称万有理论，是二十世纪六十年代以后，量子论物理学家们提出的一个标准模型理论。物理学家们将把引力、电磁力与原子核力用单独一项数学定律来描述。

它将是一个简单至极的数学模型，但即使有人接受这种简化主义的逻辑，但理论上是一回事，现实却是另一回事。几乎每个人都同意，即使找到了“万能理论”也不表示心理学、生物学、地理学、化学甚至物理学的问题都可以解决或者可以相互包容。宇宙是如此丰富多彩而又复杂多变，终极理论的发现也并不代表科学的终结。恰恰相反，发现“万能理论”－宇宙最微观层次上的最终解释，在其上不存在更高层次的理论－将为我们提供理解世界万物的最坚实的基础。这个发现标志着一个新的开端，而非终结。终极理论将树立起一个不可动摇的支柱，

【3】让我们可以永远地理解宇宙。

我在闲暇的时候看完了刘慈欣的著作《三体-死神永生》，感慨颇多，其中大刘对宇宙本质的独特猜想也很有吸引力。作为一个硬科幻作家，建立在现有物理理论知识之上的猜想依然是那么迷人、自洽。比如他把我们现有的宇宙看成是由高维宇宙不断跌落而来，简单的说就是在10维宇宙中，其他几个维度不断卷

曲，最后只剩下3个维度，也就是我们生活的世界。在这个宇宙模型中，他解释了暗物质的由来——宇宙中的二维碎片，平行宇宙——大宇宙之外的额外空间，大爆炸理论——宇宙维度从0维变为高维，大塌缩——宇宙从高维变为0维„„另外他还大胆得提出了一个问题：宇宙现在已经被生命改变了多少，这种改变已到了什么层次和深度？大自然真是自然的吗？【4】光速之所以是恒定的3*10^8m/s，是因为智慧文明对宇宙规则的改造所致„„看似天马行空，但是在没有实验证明其伪之前，未尝不能说这也是一种宇宙观。

从大刘的例子我想，既然科幻作家可以大胆猜测宇宙到底是什么样的，我们普通学生为什么不能构建一个属于自己的基于现有理论自洽的宇宙呢?也许有一天，当人类终于发现一套能解释宇宙中一切现象的终极理论时，发现它与几百或几千年前的某人的想法是多么的相似！

人类的力量是有限的，但想象的力量是无限的。

【参考文献】

[1][美]爱因斯坦.爱因斯坦文集[M].北京：商务印书馆, 1976.

[2][德]海森伯.物理学与哲学[M].北京：商务印书馆，1981.

[3][美]S·温伯格.终极理论之梦[M].李泳，译.湖南：湖南科学技术出版社，2007

[4]刘慈欣.三体·死神永生[M].重庆：重庆出版社，2010

第15篇：物理论文

初二是物理学科开始学习的起始点，更是一个关键点，无论是老师还是学生都要从心理上重视。在如今素质教育的改革大潮中，作为实施者——教师，则更应该积极探索以适应新教材的改革，社会的需要。激励是指激发人的动机的心理过程，通过激励使人在某种内部或外部刺激的影响下，始终维持在一个兴奋的、积极状态之中。心理学研究成果表明，动机是在需要刺激下直接推动人进行活动的内部动力。动机作为心理倾向具有引起或发动活动的功能；也具有维持活动达到目标的功能；同时还具有调节人的行为的功能。因此在素质教育中实施激励性教育是势在必行。在初二物理教学中笔者积极探索激励性教育，发现激励性教育在物理教学中能起非常重要的作用，运用之中，教与学将是一片阳光明媚。激励性教育是指：用激励性语言、行动去触动心灵的心理教育。其宗旨是以“情”为主体，感化或促进提高。笔者通过实践、反复调整、修正，最后总结出以下几个方面。包括：

① 启发式教学、奖励式授课。②层次性、渐进性提问与追问。③赞许式评价。④反馈式聊天。⑤激励式 谈话。⑥作文式反馈。⑦激励性评语。⑧击掌式相约。变“被动”为“主动”，便“要我学”为“我要学”，自觉主动的担负起建国保国创业的重任，用知识武装自己的大脑。

一、启发性教学、奖励式授课：

在课堂教学中，充分利用45分钟，使这45分钟高质量高效率！

1 指导学生如何预习新章节。预习是学习好物理的起点，首先通读全文找出重点，用红笔 将重点画出来，并将这些重点记在预习本上。其次，寻找疑点也是预习的精华，是经过反复思考，依然寻找不到解答的知识点，将这些疑点都写在疑点本上，并用红笔勾画出，作为标记，上课要注意听。再者，将预习到的知识和后面的小试验小制作联系起来，如果能做，自己做一做，锻炼自己的动手与动脑、逻辑思维、判断能力。最后，做一下预习反馈，将本、书合上，分析这一章节讲了什么，头脑中要有一个知识网络，并和相应的习题做一下对照，看一看自己是否能解答。（用铅笔写）

2 授课过程以教师起主导作用，学生起主体作用为主线，以教与学为重点，贯穿整个课堂。让学生变被动接受和管理为主动参与，实行导向、导航、导演、引导、指导、辅导，领着学生走向知识，而不是领着知识走向学生。激发学生创造的潜能，而不是单纯品尝前人创造的成果。教学中首先注意引入方式，启发式、实物式、对比式，或是兼而有之。讲述中善于从学生的角度出发，从学生的立场和角度考虑问题。如在讲蒸发时，首先将一块湿布在黑板一侧抹一下，然后对同学们讲，一会儿会有什么现象发生？“干了”同学们异口同声，继而引出蒸发。其次，注重和实际相结合。日常生活中的现象学生都易接受，也易理解，关键是要分析清楚。在教学过程中注意循序渐进，不能好高骛远，要触动他们心中的那根向上的弦，使他们也能弹奏出美丽的明天。问与答是反馈知识最直接的检测措施。答对者，统计数，达到一定次数时，奖励他们一道题，或一个小小的礼物，或带他们搞一些小试验、小制作。目的是抓住他们爱动手的特点，使他们能得到有利的发展。如：班上一位同学勤奋好学，就指导他做针孔照相机、利用可乐 瓶 做有关大气压强及浮力实验、利用塑料袋做热气球、利用易拉罐加热后放置水中显示大气压强实验等等。这一做法带动了不少同学。最后，作业要精，按层次布置作业，但又不能伤了一些学生的自尊心。基本题全批全改，重点题 细批细改。学困生 面批面改。讲评时，要有一个度，无论是学困生还是优秀生，都有获得奖励的机会。

二、层次性、渐进性提问与追问：

提问的技巧对于激励性教育来说，也是功不可没。因为对于一个学困生，如果提问比较难或太容易，他们会觉得是在故意羞辱他。因此，提问的同时应掌握一个度。例如在学习凸透镜成像时，首先问一个好学生，透镜分为几种？“凸透镜、凹透镜。再问一个学困 生，“凸透镜具有什么特点？”此时，笔者拿一个凸透镜，放在阳光下，使阳光经透镜聚焦于火柴或一张白纸。“聚光。”“好！你真棒！那么你再告诉老师，凹透镜呢？它的特点正和凸透镜相反，对吗？”“发散。”“这节课内容只要你好好听，你一定会。最后我要提问你几个问题。你先记好了。”讲完之后，再问他，照相机的原理是什么？要想照近景、照远景，你该怎么办？凸透镜成像规律的总结自然留给了那些听明白的同学。这样先 提问讲后 再回答的措施，调动了他的信心与积极性，以及对物理的兴趣与爱好。

三、赞许式评价：

无论在哪些方面，尽量去挖掘学生们身上的优点，鼓励他们的信心，并给以赞许式的肯定。“优点单”就是一个很好的措施，使每个学生看到了老师与身边同学的评价，自己恍然大悟，原来自己还有这么多本事没有发挥出来，我也能行。其中同学们对一位学习特别差、纪律特别差的学生的意见至今记忆犹新，“学习成绩差，不一定代表你笨、没有创造力。记得吗？1千米=1000米，你不就回答对了吗。再有，在学习简单机械时，杠杆的支点，动力和阻力，你找的不是都比较 准 吗？你纪律不好，为什么不 尝试一下换位思想呢？老师、同学相信你，你一定能克服。盼着你的捷报早日传来。”“虽然你纪律不好，但你在运动会上为咱班赢得了荣誉。全班感谢你。假如今后，你不再捣乱了，相信你会赢得更多的掌声。”“真的很希望你努一把力，别给咱班拉分”……记得当时的他非常感动，原来他在老师、同学们的心中，并不是一个什么都不行、无可救药的学生。有了自信，提高了学习的劲头。从那以后，发现认真交作业的有他，认真回答问题的有他，问问题的有他，他进步了。记得在学完杠杆的应用，他拿来筷子、钳子、剪刀、镊子、指甲刀、瓶起子，然后问：“这些是不是杠杆？是什么杠杆？”“你能学以致用，理论联系实际，真好。现在我们共同分析一下，找一下支点、动力、阻力，画力臂。”正是这简单的评价，赞许式的肯定使他的成绩突飞猛进。

四、反馈式聊天：

沟通向来是师生之间共同进步的催化剂。课上是导师，课下是朋友。这是师生共同的向往。在这个过程中，老师可以了解到学生的困难，（生活、学习、工作等）并且能尽到最大能力来帮助他 ;吸取他们提出的意见，并及时的改正，不断的完善自己，也能使学生的心与自己的心更加贴近。此时，教师是学生自我发展的促进者，理想探求的指路者，心理困扰的排除者。问卷调查，可以以学习与生活为主体，也可以以自己的特长为主体，及时的发现闪光点，并给予欣赏式的评价。“三人行，必有我师焉”。一次考试后，发现有相当一部分学生退步，尤其凸透镜成像知识点错误率较高。原因是什么呢？他们派来几名代表谈看法、说意见，出谋划策。言谈之中，发现他们掌握不牢的原因主要是课上吸收率较低。那么首要责任还是在于笔者。怎么办？当然改正以往的教学模式，课上不再是一言谈、满堂灌，请学生站起来，回答凸透镜的特点，并请他做凸透镜，在教室中央站好，再请两个学生回答焦距的定义与特点，再请他们分别做凸透镜两侧的焦点，再请两个学生回答2倍焦距的特点，再请他们分别做凸透镜两侧的2倍焦点，最后，请若干个学生做物体（位置不同），若干个学生做像。要求回答出所在位置，像应该成在什么地方，再看一下像站的位置对不对。这一措施，满足了学生的求知欲，并促进了学生间的团结协作精神。

本文章共4页,当前在第2页

五、激励式 谈话：

犯了错误，不能一棒子打死，毕竟人无完人，金无足赤。和蔼、平易近人、蹲下来看学生是谈话的调和剂。了解他们犯 错 的原因，并帮助他们及时改正，并制定一些措施或制度，约束自己，使他们能健康的成长。如，笔者现在教的这个班学生基础普遍较差，然而个性又都那么好强，就像一个个小刺猬，活现了当今大多数独生子女的共同特点：娇生惯养、依赖性强、自尊心极强，来不得别人的半点批评。其中有一个学生特别明显，她叫李静。课下我将她叫到办公室，对她说：怎么了，刺被 拔了，受伤了。要不要来点止痛药？知道吗？老师身上的刺 早就没了，正在寻找，你有没有见到，帮个忙好不好？……见有了转机，又给她举《我亲爱的祖国》中的感人片段来激励她，要以做人、学习为本，要珍惜现在的来之不易，要向剧中的方学桐那样，为国出一份力，争一份光。

六、作文式反馈：

作文与物理是不是风马牛不相及？是不是天方夜谭？否！在物理教学中，采用作文式反馈也是必要的。作文不但能体现一个人的水平，也能体现一个人的思想。如果将作文用于物理，那么将是物理学好的升华，也是物理是一门综合学科的最佳体现。在讲完初二物理第六章光的折射之后，我要求学生们将所学过的物理知识用作文的形式体现出来。其中，一位学生写到：“星期天的早晨，刚睁开睡意蒙蒙的双眸，整个五彩缤纷的世界映入了眼帘，这是光的漫反射现象，看到了本身并不发光的物体；回头发现墙上的影子，这又是光的直线传播；走到鱼缸前，欣赏美丽的鱼，这是光的折射现象；出门骑车去公园，走过的路是路程，看一下时间走过了多少，路程与时间的比值就是速度；此时恍然大悟，原来我的速度这么慢，光顾想物理了；走到了步行街，存好车，走过医院门口，怎么这么乱！噪音！怎么是噪音呢？那不是牛群与冯巩的相声吗？恩，它 影响了病人的休息。要问我是怎么听出来的？告诉你，是音色。……”作文用于物理，使物理更加充满魅力，更加吸引人。

七、激励性评语：

评语本来是班主任的特权，那么任课教师不时地在反馈内容或形式上（作业、试卷、问卷等），给出适当的评语，会收到意想不到的收获。比如上面：有的同学开篇写到：“老师，作文我不会写，我只写了一下学好物理的方法及建议……”“太好了。”实质上，写方法的同时，作文也就成章。总结了方法，有了目标，前进的方向，不也是收获吗？还有的同学写了一篇与物理毫无关系的所谓作文：“老师，我心里有一个秘密，你能帮我吗？好多人都说我笨，我是不是真的笨的出了头，我是不是真的不行？我怎么办？我就是学不会……”我的失职，痛心之后，认真地写到：“信心是成功的一半。信心加上99%的努力、辛勤、汗水、科学的方法，一定会成功的。你不要气馁，别灰心，我会帮你的。你知道吗？你很勤奋，也很用功，你虽然不很聪明，但你手中有一把金钥匙呀！基本功很扎实。……”后来，他的成绩真的有了进步。以后，平时的作业更是注意及时地给予一些客观性评价。如：“聪明的你，为什么将作业写得这么乱，我相信你一定能写好，对吗？”“好。有进步，再加把劲，加油！”在一位毕业学生的赠言中，这样写到“您的鼓励、信任、支持是我成功的基础。感谢之余，我们向您郑重起誓：今天，我们跨出校门，带着我们特有的如原子裂变般的激情，在人生征程上不停加速。但无论我们做出多大的成绩，具有多大能量，母校对我们始终保持一种永恒的向心力，让我们时刻热、力四射，光电永恒。”可见，将这些看似不起眼的评语用到 物理教学中会使 物理更具特色。

本文章共4页,当前在

八、击掌式相约：

培养了兴趣，调动了积极性，活跃了气氛，促进了师生之间的感情。在此情况下，给他们讲一些伟人、科学家的故事，他们经历了困难的历程，历经了磨难，最终克服困难，有所成绩。暂时走在别人后面的人，只要有恒心，鼓起劲，迈大步，终究会后来居上的。鼓励了他们，故事鞭策着他们，他们的心中有了方向，及时地举起手与他们短时或长时相约“作业见成效、月考见真招、期末见效果、十年之后有成绩……”“叭！”的一声，时间就此定格，相互信任、相互承诺……凝在了那一双双求知的眼睛中。

总而言之，激励性教育是一种心理教育，是素质教育的一方面。在实施激励性教育的同时，时刻铭记着以师生的心理相容，心灵的互相接纳为核心，时刻铭记着教师与学生的关系不再是“工头”，不是领导，不是严父、不是法官，不是“上帝”，而是导师、朋友、助手和楷模。本着这个原则，激励性教育初探又上了一个新台阶。让激励性教育发挥出它的价值，使亿万人的心共同为祖国的明天而跳动。

时代在进步，在发展，作为物理教师的我们，有责任为教学的改革贡献出自己的一份力量。此时，那么你就融入了为教育事业的改革、教育事业的发展的一个大熔炉中，通过日复一日、月复一月、年复一年的锤炼、敲击、磨砺，反复地调整、聚焦，同步共振，一次次地提升、放大，就能产生强烈的核裂变效应，释放出巨大的能量，放射出灼目的光华

第16篇：物理论文

2015元旦主持词

开场白：

A：尊敬的各位领导 B：各位来宾

C：敬爱的老师们 D：亲爱的同学们

合：大家下午好（鞠躬） A：新的钟声新的一年 B：新的祝福新的期盼

C：新的春风带来了新的希望 D：新的征程擂响了新的战鼓

AB：载着满满的收获，伴着由衷的欢笑， 2014年已悄然而去， CD：怀着喜悦的心情，踏着欢快的节拍，2015年元旦如约而至。

A:今天我们相聚在这里，享受缘分带给我们的欢乐，享受这段美好时光 B: :今天我们相聚在这里，一起用心来感受真情，用爱来融化冰雪 C: :今天我们相聚在这里，敞开你的心扉，释放你的激情

D: :今天我们相聚在这里，用歌声传唱我们的快乐与感动，用舞姿表达我们的欢喜与幸福

合：常村镇中心学校2015年庆元旦师生才艺展演-现-在-开-始- 下面请欣赏由 带来的相声《新地理图》

结束语：

A ：花如海，歌如潮。新的一年让我们用奋进的激情点燃新的征程 B: 用拼搏的精神谱写新的乐章 C：用勇敢的挑战再创新的佳绩 D：用不懈的努力 合：再铸新的辉煌。

合：让我们共同祝愿常村的教育更辉煌，学校的明天更美好 A:祝大家身体健康 B:工作顺利 C:心想事成 D:万事如意

合：演出到此结束，朋友们再见

3.新年在我们的记忆里终是美好的，快乐的。在这辞旧迎新的日子里，小朋友们要用他们的舞姿来表达对新年的喜爱之情。有请常芳小学的小朋友为我们表演舞蹈《爱新年》

4.我们中心校的老师不仅在讲台上循偱善诱，教书育人，在舞台上唱歌也是宛转悠扬，娓娓动听。下面有请张红梅老师倾情演唱歌曲《你家在哪里》

5.生命在于运动，腾飞的理想在运动中插上翅膀，强劲欢乐的音符在运动中回荡成优美的旋律，矫健的舞姿在运动中焕发出青春的光彩，下面请欣赏周卜村小学带来的健美操《青春魅力》

6.

7.梅花总是凌霜傲雪，俏不争春，象征着坚贞不屈，润物无声的品格，也正是我们中华民族不屈不挠、顽强拼搏的精神写照，是我们民族气节的最好体现。请欣赏有赵子琪、张夏雨等同学表演的舞蹈《红梅赞》

8.下面有请固村小学为我们带来舞蹈《校园的早晨》

9.守株待兔的故事我们可能都不陌生，下面就让我们随着小朋友的精彩表演来从读它的意蕴，重解他的内涵。掌声欢迎小朋友带来课本剧《守株待兔》。

10： 常村镇的发展可谓是日新月异，越来越好，那么就让我们的学生来夸一夸常村的发展，下面面请欣赏由郑欣、郭颖等同学带来的快板《常村发展谱新篇》。

11.下面请欣赏诗朗诵《永远铭记》 12.C：晨阳你吃过冰糖葫芦吗？

D：当然吃过，又酸又甜，那滋味我想起来就流口水

C:今天谁然吃不到，但是可以欣赏到欢快的舞蹈《冰糖葫芦》

13.看了同学们的精彩表演，下面让我们领略一下中心校教师的的风采吧，接下来有请老师们为我们带来歌曲大联唱，首先有请 老师。

14茉莉花，圣洁的花，茉莉花，美丽的花；他的洁白种能让人情有独钟，他的清香总能沁人心扉，有请王村铺小学为我们带来优美的舞蹈《茉莉花》

15.早就听说申屯小学的教师多才多艺，空说无凭，眼见为实，请欣赏有申屯小学的教师为我们带来节目《二级有氧舞蹈》。

16下面让我们用最热烈的掌声有请我们敬爱的的老师，为我们带来教师大合唱《走向复兴》《歌唱祖国》

A：新的一年放飞新的梦想， B ：新的一年开启新的篇章，

第17篇：33学习笔记初中物理教学策略初探光学

学习笔 记

时间：2014年10月16日

地点：西六 2—2教室 课题：初中物理教学策略初探——光学 讲师：楚雄市紫溪中学 杜秉艾

初中物理光学的内容是物理光学中最基础的部分，主要包括了光的直线传播、光的反射、光的折射三种光现象和平面镜成像、凸透镜成像两种成像规律的探究。在教材中编订为第

四、五两章共十节，是初中物理学习的起始内容。

这部分教学内容的突出特点是：密切联系社会生活与实际；规律多，探究活动多；但概念抽象、易混淆。通过教学不仅要使学生学习到光学的基础知识，还要在教学中充分挖掘，发展学生的非智力因素，让学生在探究学习的过程中感受自然科学之美，体会物理知识的有趣和有用，更重要的是带领学生从生活走向物理，体验科学探究的过程、体会科学探究的方法，为学会学习打基础，为整个中学物理的学习从思维、方法、习惯方面作好铺垫。

由此我将本块知识的教学目标确定为以下四点：

1、学习光学基础知识 ；

2、体验科学探究的基本过程，学习科学探究的方法，为终身学习能力的培养奠定基础；

3、培养学生的观察和实验能力；

4、培养学生良好的学习习惯和对自然科学的兴趣。由于学生刚学习物理一个多月，能够初步感受到物理的学习方法和探究思想。对探究学习的积极性充足，但是对于学习物理的方法——实验法还比较陌生，有计划的进行实验、有目的的进行观察等能力还没有形成，而通过观察到的现象提出问题并解决问题的能力还需要进一步训练。这就要求教师在教学过程中要充分了解并尊重学生的认知水平，创设特定的情景并引导学生发现问题，进而提出问题，并有依据地进行合理的猜想，然后引导学生在目标明确的基础上充分讨论，设计出科学合理且可行的实验方案。使探究教学真正达到使学生收获知识并掌握学习方法的目的。

在课堂教学的设计中则重点注意以下四个方面的策略和方法：

1、重视探究活动各环节中学生的参与和能力培养；

2、创设鲜活的问题情景激发学生思维；

3、结合实际培养学生积极主动探索自然科学的兴趣（利用精美的图片展示常见的生活场景，适当拓展，激发学生积极主动探索自然科学的兴趣；使学生获得知识的同时有美的享受）；

4、通过建立模型、比较归纳、知识迁移等方法加深学生对概念和规律的理解，增强学习自信心。

以探究平面镜成像的规律为例：

由于平面镜成像这一现象与生活联系紧密，又是学生首次接触“像”这个新概念，能为后面将要学习的凸透镜成像打下基础，同时还联系了初中几何中对称图形知识。所以，本节课既是对光的反射规律的一个延续，又为以后要学的知识埋下了伏笔，起着承上启下的重要作用。但是学生初学物理，又是第一次尝试探究，学生自主探究发现物理规律的能力总体来说比较差。因此，需要在教师引导下，在观察、实验、联想、分析的基础上，充分联系个人生活经验，形成从感性经验向理性和规律的过渡。我在本探究活动中是这样引导学生一步步走进科学探究的。

教育的出发点是人，归宿也是人的发展。“探究式教学”就是从学生出发，做到以人为本，为每个学生提供平等“参与”的机会，让学生在宽松、民主的环境中体验成功，健康成长。只要我们加强认识，积极探索，定能找到得心应手的“探究式教学”方法。教师应打破以往的教学方法，采用新课改的三维教学目标，激发学生自主学习物理的兴趣和激情，探究物理实验的原理。充分利用身边现有的课程资源进行课程改革。利用神奇的图片，大自然的物理现象，从物理角度较明确地表述科学探究，改变以往呆板的教学方式，为学生的个性发展提供空间。尊重学生的需求发展特点，重视基础，为学生有个性发展提供空间。帮助学生认识自我、建立自信。

努力体现 “从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念， 努力体现新课标精神，注重对规律的科学探究，特别是发现并提出问题、猜想与假设、设计实验方案等过程，培养学生的观察能力、初步的信息收集与处理能力，

提高学生良好的科学素养，让学生在探究中自主学习，并感悟探究的思想和方法。 学生在实验室探究凸透镜成像的规律是一个较完整的探究，要让学生亲自动脑：提出问题、分析问题、提出猜想、制定实验计划；动手：进行试验、验证猜想；动脑：得出结论。所以本节课的教学需要帮学生澄清探究目的和操作技巧，让学生经历观察、动手、记录、分析的过程，通过正确的引导使学生学会有目的操作和观察，并将观察的现象和数据记录出来。 教师的引导和启发很重要

（１）更贴近学生的生活体验，充分体现了 “从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念；

（２）更加符合初中学生的认知规律。使学生在获得生动具体的感性认识的基础上提出与凸透镜成像相关的问题，对凸透镜的成像规律产生一些初步的猜想，自然过渡到设计实验进行定量探究的过程。

紧扣目标演示，激发学生思考。去除实验中可能影响学生探究的干扰因素，让学生有更多的时间顺利完成探究实验。

初中物理光学知识概括为“一个关系”，“四条规律”，“两个成像”更加符合学生认知规律；初中物理光学教学过程更贴近学生对光的生活体验，提高了有效教学水平，改善了学生的学习习惯，形成了多样化的学习方式，提高了学生解决相关光学实际问题的能力。

在实验课上学生有学习兴趣，积极性高。由于学生还缺乏一定的实验技能，在探究过程中离不开老师的及时指导，学生实验时，老师要加强巡视和指导。个别小组只是好奇地观察成像情况，忽视了物距和像距的测量，使实验流于形式，得不到自主实验的结论。在归纳凸透镜成像的基本规律时，学生的语言表达能力还不够成熟，在平常的教学中要进一步加强这方面的训练。 学生在实验室注意力不集中，着急动手，最好把实验步骤及注意点在前一节讲清楚（我是这么做的），这样才能使实验有计划，有步骤地进行，得到正确地探究结论。

让学生用一块凸透镜从远到近观察物体，再让学生同时用两块不同焦距的凸透镜并列从远到近观察同一个物体（我在上本章第一节凸透镜的内容时已经给学生做过此实验），不仅让学生体验了凸透镜成像的性质与物距有关，还让学生体验了凸透镜成像的性质与焦距有关，学生就很自然地提出凸透镜成像的性质与物距、焦距有关的问题，由此可以看出：教师挖掘教材不够细不够深，实验器材准备不充分，将影响学生作出正确地归纳，得出合理得结论。结合凸透镜成像规律的特点的探究，通过培养学生对实验数据的分析和论证的能力，使学生得到从感性认识到理性认识的飞跃。让学生亲身体验在不断发现问题和提出问题的过程中逐步完善和升华，深化对凸透镜成像规律的认识，从而用实验探究的方法来得出凸透镜成像规律的特点，使学生进一步理解照相机、投影仪和放大镜的原理。

这一节是本章的重点，也是课程基本理念“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的具体体现。如何解决物理实验课“收之太死、放之则乱”的现象，即在探究活动中如何处理“学生自主”和“教师主导”的关系，是本节课成功与否的关键。实际教学中发现，如果完全放手给学生，让学生自主进行探究，往往一堂课下来，学生不知道该干些什么，不知道如何归纳实验结论，更别说交流与评估了，课堂中看似充分尊重了学生的主体性，给了学生最大的空间和时间去探究，看似热热闹闹，实则无效；如果教师在学生探究之前做出适当的指导和示范之后再让学生去探究，效果有所好转。

不单是为了让学生知道实验的结论和规律的内容，更重要的是让学生亲临、体会、获得知识的途径，以达到激发学生对物理的学习兴趣，提高学生探究问题的能力和创新意识。

正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生分析数据归纳规律的能力不强。而理解并熟练掌握该规律必须具备一定的归纳能力和抽象思维能力。

第18篇：高二物理校本教程光学电学教案[1]

第二篇：生活中的物理（光学篇1－7）

一、教学目标：

1、知道生活中的光现象和原理；

2、知道光现象在实际生中的应用；

3、了解前沿科学光现象：激光、飞秒激光、超人视力。

二、教学重点：

天空颜色与大气污染的关系，阳光对生活的重要性，人是怎样看见物体的。

三、教学过程：

（一）自学与讨论

1、天空颜色与大气污染的关系？

2、飞秒激光的原理和应用前景？

3、科学家像超人一样穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”

4、为什么门镜又叫警眼？

5、生活中哪些地方离不开阳光？

6、神奇的激光，有哪些神奇之处？

7、人是怎样看见物体的？

（二）点评总结

天空颜色与大气污染

为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比(ｉ∝１／λ４)，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。

根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。

除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以 欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。

飞秒激光

飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。它在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1／1000万亿秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。

飞秒激光有什么用途呢？飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。

像超人一样发出光

光能穿透那些更复杂的、原子排列不像未加工红宝石那样整齐和那样规则的物体吗？答案似乎是可以的，目前正在进行的实验主要是找到一种方法，通过干扰大气以便对天空进行观测，尽管物理学家预计还需一定的时间才能得到初步的结果。将来，科学家们会具有能够穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”。

用激光武装的科学家：

激光是由“纪律很好的”光子组成的，它是科学家喜欢使用的“武器”之一，科学家用激光探测原子和物体的状态。穿透物体的“目光”在科幻电影中，对于著名的英雄“超人”（上图）来说，一堵墙在他的眼中完全是透明的。这就像对放射科医生来说，人体也是透明的一样。左上图是医生用x射线进行体内检查。目前有些科学家想利用一种特殊的激光效法超人（左图），使光束能够穿透一个不透明的固体又不使固体受损。从某种意义上说，这就是使固体变得“透明”。

生活离不开阳光

太阳既给人类送来了温暖，又给人类提供着粮食。只有在阳光照耀下，植物才能生长、开花、结果，所以，各种食物实际上就是太阳能的贮藏库。平时人们吃饭、吃菜、吃水果，就等于在吃太阳能。你看，阳光与人类的关系多么密切啊，离开阳光人类就无法生存。

太阳灶也是一种利用太阳能的装置，它是依靠透镜或反光镜的帮助，把阳光聚集在一起的。北方常见的冷床和温室，里面温暖如春，也是玻璃的功劳。

现在利用太阳能的建筑物，不断地涌现出来，既美观又实用。这样的太阳房，只要有良好的隔热材料，设计合理，就能收到冬暖夏凉的效果。

新近国外又研制成一种新型玻璃瓦片，它的主要原料是硅。这种瓦片本身就是太阳能储存装置，它不仅在阳光下能产生电流，即使在阴雨连绵的天气里，也能产生电流，可以供室内照明使用。

人是怎样看见物体的

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。

公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。

现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉，人就看到了物体。

第二篇：生活中的物理（电学篇1－7）

一、教学目标：

1、知道生活中的与电学有关的知识；

2、知道在实际生活中的家用电器的原理和使用方法；

3、了解前沿科学电学知识：潮汐发电、频谱仪的工作原理。

4、了解安全用电和节约用电，电磁辐射

二、教学重点：

掌握家用电器的工作原理和正确使用方法

三、教学过程：

（一）自学与讨论

1、避雷针的工作原理是什么？

2、如何正确使用电冰箱

3、数字电视与模拟电视有什么区别？

4、潮汐发电的原理是什么？

5、频谱仪的工作原理是什么？

6、生活中的电磁辐射有哪些，如何防止？

7、电磁炉工作原理是什么，如何正确使用？

（二）点评总结

征服雷电的避雷针

富兰克林就发明了避雷针。其办法是：在建筑物的最高处立上一根2米至3米高的金属杆，用金属线使它和地面相连接，等到雷雨天气，雷电驯服地沿着金属线流向地下，建筑物就不会遭雷电了。原理是：金属杆在带电的云层中发生静电感应，感应电荷集中在尖端，使空气电离成为导体，把云层中电荷泄放到大地。

为什么电冰箱停机后不能立即开机

压缩式电冰箱是电机压缩式电冰箱的简称，它主要有以下三个构成部分：箱体、制冷系统与控制系统。而其中最关键的是制冷系统。 现在就来看看制冷系统是如何工作的。它是利用物态变化过程中的吸热现象，使之气液循环，不断地吸热和放热，以达到制冷的目的。

电冰箱在运行过程中，其制冷系统压缩机的吸气侧移为低压侧，其压力略高于大气压力。压缩机的排压侧移为高压侧，压强高达117007帕左右，两侧的压强差很大(压力差也是很大)，停机后两侧系统仍然保持这个压力差，如果立即起动，压缩机活塞压力加大，电机的压动力矩不能克服这样的压力差，使电机不能起动，处于堵转状态，这就使得旋转磁场相对于转子的转速加快，磁通量的变化率加大了，从而导致电机绕组的电流剧增，温度升高，如果时间长，很有可能烧毁电机。因此要求停机后过4～5分钟再起动。

数字电视离百姓越来越近

随着数字化、信息化、网络化社会时代的发展，作为数字时代显示终端的数字电视的地位也日益重要起来。数字电视同传统的模拟电视相比，最根本的区别是，从节目制作、节目传送、节目接收的全过程，均采用数字技术。通过数字电视，人们不但能收看到画质清晰的电视节目，还可以通过网络机顶盒实现微机联网、视频电视、收发电子邮件、家庭购物、学习娱乐等许多功能。有鉴于此，数字电视市场已日益成为新的经济增长点。据一份国际数字电视预测资料显示，到今年年底其市场销售规模将达到1000亿美元，是继半导体芯片市场之后，世界上规模最大的新兴市场。为充分赢得市场份额，美日韩等多家公司纷纷推出自己开发的数字电视。与此同时，国内彩电企业也不甘落后，纷纷斥巨资研制数字电视。近期tcl集团推出的拥有自己独立知识产权的数字高清晰显示 电视dtv2000和dtv2912备受国人

的关注。

利用海水的潮汐发电

由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动中所具有的动能和势能统称为潮汐能。

频谱仪的工作原理

现在，市面上出现了许多种类的频谱治疗仪产品，大多数是采用远红外波谱作用于人体皮下深层组织，达活化组织细胞，增强细胞代谢能力从而达到防病治病的目的。

我们从共振的现象得到了有益的启示，我们可不可以利用现代电子仪器来模仿健康的组织细胞的固有频率，并使其作用在不正常的组织细胞上，通过外界的频率诱导，使其逐步向正常频率靠近？经过不断的实践探索和改进，利用频谱治疗疾病的曙光渐渐明亮起来了。到目前为止，人类已经可以利用频谱治疗很多疾病了。

频谱治疗的机理到目前为止还是处在不断探索中，我们有理由相信，频谱治疗必将在人类战胜疾病方面占有一定的地位。

新的污染-电磁辐射

在电气化高度发展的今天，在地球上，各式各样的电磁波充满人类生活的间。无线电广播、电视、无线电通讯、卫星通讯；无线电导航；雷达；微波中继站；电子计算机；高频淬火、焊接、熔炬；塑料热合、微波加热与干燥；短波与微波治疗；高压、超高压输电网、变电站等的广泛应用，对于促进社会时步与人类物质文化生活带来了极大的便利，做出屯巨大贡献!但是随之而来的电磁污染日趋严重，不仅危害人体健康，产生多方面的严重负面效应，而且阻碍与影响了正当发射功能设施的应用与发展

电磁炉工作原理及使用

一、什么是电磁炉

电磁炉（又名电磁灶）--是现代厨房革命的产物，是无需明火或传导式加热的无火煮食厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具（炉具）。

二、电磁炉工作原理

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为\"烹饪之神\"和\"绿色炉具\"。

电磁炉不适用的锅

铜、铝、陶、玻璃材料的锅和容器，因为它们的分子都不是磁性分子，不能在磁场的作用下产生碰撞。磁性分子包括铁、钴、镍及其所属氧化物。

第19篇：北大物理院光学初试第一名考研经验

凯程考研，中国最权威的考研辅导班

北大物理院光学初试第一名考研经验

2013年北大光学专业只有1个统考生名额，我与第三名的同学一起进入复试(第二名的同学由于单科受限，没能进入复试)，竞争很激烈，两个人中有一个人会被淘汰，我就是那个被淘汰的。最后调剂去了北京大学医学部。下面谈谈自己的经历及经验吧。

先简单介绍一下自己，我本科毕业于一所普通211物理系，2013年报考北京大学物理学院光学专业，初试成绩为：英语61，政治70，量子力学107，电磁学与电动力学120，总分358，是光学专业初试第一名，物理学院初试第14名。

2013年北大光学专业只有1个统考生名额，我与第三名的同学一起进入复试(第二名的同学由于单科受限，没能进入复试)，竞争很激烈，两个人中有一个人会被淘汰，我就是那个被淘汰的。最后调剂去了北京大学医学部。下面谈谈自己的经历及经验吧。

对于考研统考科目的备考，网上已经有很多经验帖了，我只分享一下专业课的备考。之前我在网上搜过很多北大物院的考研经验帖，大部分都是理论物理专业的，有一篇是光学专业的，但是很可惜，这位同学没有详细介绍光学专业的复试内容。

【初试篇：(仅供参考)】

一、量子力学

量子力学这门专业课很多经验帖也总结了，一般卷面分为两部分：第一部分就是简答判断的小题，第二部分就是计算题，对于计算题，我的方法就是刷习题集，山东大学陈鄂生的那本书，有时间的可以再看看钱伯初，曾谨言的那本习题集，因为今年的量子力学里面有一道是一模一样的原题，在曾谨言卷一的课后题里面也可以找到，总的来说计算部分的题目比较容易解决，都是相关的题型。简答部分的分值很大，大概有50分吧，这些题我感觉比较“难”，需要自己对量子力学的理解，不是靠刷习题集就可以刷出来的。要多注意对教材基本概念的理解。

二、电磁学与电动力学

这门专业课我找了许多经验帖似乎都没有系统的介绍，我简单的说一下我的经验。从这么课的名称就可以看出，分为两部分，一部分叫电磁学，一部分叫电动力学。但是这两门课有很多相似之处，所以有时候大部分同学都只专注于电动力学，例如我就是，结果今年的考试题里面有一道就是专门考电磁学的题。

电磁学与电动力学的题目类型近几年都没有变，估计2014年也不会变，就是6道大题，今年电磁学专门设置了一道题，25分，我没有答出来，另外5道都是电动力学的基础题，在那本著名的电动力学题解里面都能找到类似的甚至原题。今年的六道题里面，有四道都是历年原题，其中包括：麦氏方程组形式，电偶极子的振荡或旋转辐射，证明电磁波进入理想导体内的能量全部转化为焦耳热，粒子碰撞问题。后面我附上我搜集到的电磁学与电动力学的历年真题。相信大家仔细做完之后在考场上一定会有惊喜。

【复试篇：(仅供参考)】

作为专业第一名，被刷的确心理很难受，但也证明了那句话，只要进了复试，谁都有机会被录取，何况光学今年只招一个人，初试相差个几十分根本不能看出两个人的真实能力差距。

在我复试失败之后，我总结了我的教训，虽然我没有机会进入物理学院念书，但是我希 第1页共1页

凯程考研，中国最权威的考研辅导班

望我的经验教训能够帮助今后考北大光学的同学们。

一、关注导师研究方向。

这是我总结出的最终要的经验，因为在初试之后，我就一直在复习大学的光学相关专业课程，什么物理光学，应用光学，激光原理，傅里叶光学，光纤技术，光通信原理等等，我几乎都重新看了一遍，但很可惜，复试时我的问题除了几道激光器相关问题之外，几乎没有这几门课里面的知识(后面我会把复试问题列出来)，几乎都是集中在导师研究的方向上的前沿问题，例如我的第一个问题就是，什么是飞秒激光，原本很简单的概念，可是由于我的粗心，没有关注导师这方面的研究，第一个问题就没能很好的答出来，同时，初试已经考过的量子力学，也成了面试问题的重点，因为我自以为初试科目考过以后，复试就不会再问，所以量子力学就搁置了两个月，许多基础概念都模糊了，我想这也是导致我被淘汰的原因之一。

二、英文文献阅读

我之前一直在搜集北大物理学院光学专业英文文献阅读的材料，可惜没有人分享过，我来说说吧。

总体来说，英文文献阅读句式难度不大，都是普通句式，不像考研英语的长难句，专业词汇是有一些，这里很多同学都有疑问，包括我之前也一直想知道，到底是哪些专业词汇，其实这些专业词汇大部分都是来自物理学院各个实验室主页上导师近期发表论文的题目或摘要里。只要把各个实验室，研究所主页上的最新论文题目和摘要读懂了，基本上专业词汇就搞定了。我抽到的题目正好是我之前了解我想报考导师的相关课题，所以翻译的也比较顺利。

三、英语听力，可以忽略。

如果你有足够的时间，当然复习一下最后，如果没有时间，其实可以忽略，我觉得英语听力对于物理学院来说就是形式，人家根本不参考你的听力成绩的。

四、进入复试，所有人都一样。

这也是我听说的，据说北大物理学院在复试时不看初试成绩的，大家站在同一起跑线上，就看复试表现。当然，前提是你可以进入复试。

四、复试问题集合：(大概记得这么多)

问：什么是飞秒激光?

问：激光照射到原子上会有什么反应?

问：是不是任意激光都可以引起受激辐射?

问：为什么不是?答：原子能级不是连续的。

问：为什么原子能级不连续?

问：你写一下氢原子的薛定谔方程。

问：哪部分是电子的能量，哪部分是原子核能量，哪部分是相互作用能量?

问：方程中的质量代表什么?

问：激光器组成部分?

问：谐振腔的作用?如何选模?

问：生活中那些现象是量子力学引起的?

问：解释一下量子隧道效应。

问：为什么宏观不能实现?

(还有一些，但是忘记了)

五、下面是一些非专业问题：

问：你喜欢实验还是喜欢理论?

问：你本科参加过哪些科研活动或社会活动?有什么成果，经验? 2页共2页

凯程考研，中国最权威的考研辅导班

问：家庭情况，本科学习情况，是否想出国，就业打算等等一些面试常见问题。

后记：

复试当天下午2点就出结果了，得知自己被淘汰后，心理挺难过的，老师说我可以参加第二天的另一场面试：粒子物理与原子核物理专业(8个人录取4个)。可惜状态没有调整好，留在物理学院的第二次机会也失去了，随后我又参加了地球与空间科学学院的面试(5个人录取3个)，结果又是被淘汰，进入物理学院复试的30多个考生貌似只有4个人(包括我)还没有被北大录取，最后我与另一名同学参加了北大医学部的一场面试(2个录取1个)，终于我幸运的被录取了，那名同学最后好像去了北大的软微学院读工程硕士。

凯程教育张老师整理了几个节约时间的准则：一是要早做决定，趁早备考;二是要有计划，按计划前进;三是要跟时间赛跑，争分夺秒。总之，考研是一场“时间战”，谁懂得抓紧时间，利用好时间，谁就是最后的胜利者。

1.制定详细周密的学习计划。

这里所说的计划，不仅仅包括总的复习计划，还应该包括月计划、周计划，甚至是日计划。努力做到这一点是十分困难的，但却是非常必要的。我们要把学习计划精确到每一天，这样才能利用好每一天的时间。当然，总复习计划是从备考的第一天就应该指定的;月计划可以在每一轮复习开始之前，制定未来三个月的学习计划。以此类推，具体到周计划就是要在每个月的月初安排一月四周的学习进程。那么，具体到每一天，可以在每周的星期一安排好周一到周五的学习内容，或者是在每一天晚上做好第二天的学习计划。并且，要在每一天睡觉之前检查一下是否完成当日的学习任务，时时刻刻督促自己按时完成计划。

方法一：规划进度。分别制定总计划、月计划、周计划、日计划学习时间表，并把它们贴在最显眼的地方，时刻提醒自己按计划进行。

方法二：互相监督。和身边的同学一起安排计划复习，互相监督，共同进步。

方法三：定期考核。定期对自己复习情况进行考察，灵活运用笔试、背诵等多种形式。

2.分配好各门课程的复习时间。

一天的时间是有限的，同学们应该按照一定的规律安排每天的学习，使时间得到最佳利用。一般来说上午的头脑清醒、状态良好，有利于背诵记忆。除去午休时间，下午的时间相对会少一些，并且下午人的精神状态会相对低落。晚上相对安静的外部环境和较好的大脑记忆状态，将更有利于知识的理解和记忆。据科学证明，晚上特别是九点左右是一个人记忆力最好的时刻，演员们往往利用这段时间来记忆台词。因此，只要掌握了一天当中每个时段的自然规律，再结合个人的生活学习习惯分配好时间，就能让每一分每一秒都得到最佳利用。

方法一：按习惯分配。根据个人生活学习习惯，把专业课和公共课分别安排在一天的不同时段。比如：把英语复习安排在上午，练习听力、培养语感，做英语试题;把政治安排在下午，政治的掌握相对来说利用的时间较少;把专业课安排在晚上，利用最佳时间来理解和记忆。

方法二：按学习进度分配。考生可以根据个人成绩安排学习，把复习时间向比较欠缺的科目上倾斜，有计划地重点复习某一课程。

方法三：交叉分配。在各门课程学习之间可以相互穿插别的科目的学习，因为长时间接受一种知识信息，容易使大脑产生疲劳。另外，也可以把一周每一天的同一时段安排不同的学习内容。

凯程教育：

第3页共3页

凯程考研，中国最权威的考研辅导班

凯程考研成立于2005年，国内首家全日制集训机构考研，一直从事高端全日制辅导，由李海洋教授、张鑫教授、卢营教授、王洋教授、杨武金教授、张释然教授、索玉柱教授、方浩教授等一批高级考研教研队伍组成，为学员全程高质量授课、答疑、测试、督导、报考指导、方法指导、联系导师、复试等全方位的考研服务。 凯程考研的宗旨：让学习成为一种习惯；

凯程考研的价值观口号：凯旋归来，前程万里； 信念：让每个学员都有好最好的归宿；

使命：完善全新的教育模式，做中国最专业的考研辅导机构； 激情：永不言弃，乐观向上；

敬业：以专业的态度做非凡的事业；

服务：以学员的前途为已任，为学员提供高效、专业的服务，团队合作，为学员服务，为学员引路。

如何选择考研辅导班：

在考研准备的过程中，会遇到不少困难，尤其对于跨专业考生的专业课来说，通过报辅导班来弥补自己复习的不足，可以大大提高复习效率，节省复习时间，大家可以通过以下几个方面来考察辅导班，或许能帮你找到适合你的辅导班。

师资力量：师资力量是考察辅导班的首要因素，考生可以针对辅导名师的辅导年限、辅导经验、历年辅导效果、学员评价等因素进行综合评价，询问往届学长然后选择。判断师资力量关键在于综合实力，因为任何一门课程，都不是由

一、两个教师包到底的，是一批教师配合的结果。还要深入了解教师的学术背景、资料著述成就、辅导成就等。凯程考研名师云集，李海洋、张鑫教授、方浩教授、卢营教授、孙浩教授等一大批名师在凯程授课。而有的机构只是很普通的老师授课，对知识点把握和命题方向，欠缺火候。

对该专业有辅导历史：必须对该专业深刻理解，才能深入辅导学员考取该校。在考研辅导班中，从来见过如此辉煌的成绩：凯程教育拿下2015五道口金融学院状元，考取五道口15人，清华经管金融硕士10人，人大金融硕士15个，中财和贸大金融硕士合计20人，北师大教育学7人，会计硕士保录班考取30人，翻译硕士接近20人，中传状元王园璐、郑家威都是来自凯程，法学方面，凯程在人大、北大、贸大、政法、武汉大学、公安大学等院校斩获多个法学和法硕状元，更多专业成绩请查看凯程网站。在凯程官方网站的光荣榜，成功学员经验谈视频特别多，都是凯程战绩的最好证明。对于如此高的成绩，凯程集训营班主任邢老师说，凯程如此优异的成绩，是与我们凯程严格的管理，全方位的辅导是分不开的，很多学生本科都不是名校，某些学生来自二本三本甚至不知名的院校，还有很多是工作了多年才回来考的，大多数是跨专业考研，他们的难度大，竞争激烈，没有严格的训练和同学们的刻苦学习，是很难达到优异的成绩。最好的办法是直接和凯程老师详细沟通一下就清楚了。

建校历史：机构成立的历史也是一个参考因素，历史越久，积累的人脉资源更多。例如，凯程教育已经成立10年（2005年），一直以来专注于考研，成功率一直遥遥领先，同学们有兴趣可以联系一下他们在线老师或者电话。

有没有实体学校校区：有些机构比较小，就是一个在写字楼里上课，自习，这种环境是不太 第4页共4页

凯程考研，中国最权威的考研辅导班

好的，一个优秀的机构必须是在教学环境，大学校园这样环境。凯程有自己的学习校区，有吃住学一体化教学环境，独立卫浴、空调、暖气齐全，这也是一个考研机构实力的体现。此外，最好还要看一下他们的营业执照。

5页共5页

第20篇：光学教案

光学知识点

（一）光源：能发光的物体。

1、光源可分为自然光源。如 ：太阳、萤火虫。

2、人造光源。如： 篝火、蜡烛、油灯、电灯、电视机屏幕。

3、月亮、平面镜、放电影时所看到的银幕本身不会发光，它们不是光源。

（二）光的传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

1、表示光的传播方向的直线叫光线，光线是带箭头的直线，箭头表示光传播的方向。

2、用光的直线传播解释简单的光现象

1）影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 2）日食、月食的成因。

3）小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。

（三） 光速

81、光在真空中的传播速度是3×10 m/s.

2、光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小.

3、光在空气中的速度可认为是3×108 m/s.

（四） 色散：复色光分解单色光的现象，叫做光的色散。

1、白光是复色光。白光通过棱镜不能再分解的光叫做单色光

2、红、绿、蓝是色光的三原色

3、红、黄、蓝是颜料的三原色。

（五）光的反射：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

1、反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。

2、分类：

⑴ 镜面反射：射到物面上的平行光反射后仍然平行。

迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 ⑵ 漫反射：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 每条光线遵守光的反射定律。

（六）平面镜：

1、成像特点：①物体在平面镜里所成的像是虚像。②像、物到镜面的距离相等。 ③像、物大小相等。④像、物的连线与镜面垂直。

2、“正立”“等大”“虚象”像、物关于镜面对称。

3、成像原理：光的反射定理。

4、作用：成像、改变光路。

5、实像和虚像：实像：实际光线会聚点所成的像。

虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像。

（七）光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。

1、光的折射定律：

⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。 ⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。 ⑶

光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0度。

2、在折射时光路是可逆的。

3、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置高。

（八）透镜成像：

1、透镜及分类： 凸透镜： 边缘薄， 中央厚。

凹透镜： 边缘厚，中央薄 。

2、主光轴，光心、焦点、焦距 。

主光轴：通过两个球心的直线 。

光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示

焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。

虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心以及一条主光轴。

3、透镜对光的作用

凸透镜：对光起会聚作用。

凹透镜：对光起发散作用。

4、凸透镜成像规律

注意：

u>f： 物距增大、像距减小、像变小、成倒立实像；物距减小、像距增大、像变大、成倒立实像。

U

《光学物理论文范文.doc》

将本文的Word文档下载到电脑，方便编辑。

推荐度：

点击下载文档