1.有关于科学的知识或事例
有趣的量子理论 量子论的一些基本论点显得并不“玄乎”,但它的推论显得很“玄”。我们假设一个“量子”距离也就是最小距离的两个端点A和B。按照量子论,物体从A不经过A和B中的任何一个点就能直接到达B。换句话说,物体在A点突然消失,与此同时在B点出现。除了神话,你无法在现实的宏观世界找到一个这样的例子。量子论把人们在宏观世界里建立起来的“常识”和“直觉”打个了七零八落。
薛定谔之猫是关于量子理论的一个理想实验。实验内容是:这只猫十分可怜,它被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出α粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。这个残忍的装置由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔猫。量子理论认为:如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于非死非活的叠加态,这与我们的日常经验严重相违。
物理诺奖得主首次活捉粒子 量子计算机将成可能摘 要: 瑞典皇家科学院9日宣布,将2012年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰,以表彰他们在量子物理学方面的卓越研究。他说,这两位物理学家用突破性的实验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法,而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质,这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。
2.有关科学家的成果(简要举例)
1 哥白尼 Nicolaus Copernicus 波兰名:Mikolaj Kopernik (1473~1543) 现代天文学创始人,日心说的创立者2 诺贝尔 诺贝尔奖 以瑞典著名化学家、工业家、硝化甘油炸药发明人阿 尔 弗雷德·诺贝尔(1833-1896)的部分遗产作为基金创立的。
3 张衡(78-139),字平子,南阳西鄂(今河南南阳市石桥镇)人,汉族。他是 我国东汉时期伟大的天文学家,为我国天文学的发展作出了不可磨灭的贡献;在数学、地理、绘画和文学等方面,张衡也表现出了非凡的才能和广博的学识。
张衡是东汉中期浑天说的代表人物之一;他指出月球本身并不发光,月光其实是日光的反射;他还正确地解释了月食的成因,并且认识到宇宙的无限性和行星运动的快慢与距离地球远近的关系。 张衡观测记录了两千五百颗恒星,创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪,第一架测试地震的仪器——候风地动仪,还制造出了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等等4 沈括(公元1031~1095年),字存中,杭州钱塘(今浙江杭州)人,汉族。
北宋科学家、政治家 括的科学成就是多方面的。他精研天文,所提倡的新历法,与今天的阳历相似。
在物理学方面,他记录了指南针原理及多种制作法;发现地磁偏角的存在,比欧洲早了四百多年;又曾阐述凹面镜成像的原理;还对共振等规律加以研究。在数学方面,他创立「隙积术」(二阶等差级数的求和法)、「会圆术」(已知圆的直径和弓形的高,求弓形的弦和弧长的方法)。
在地质学方面,他对冲积平原形成、水的侵蚀作用等,都有研究,并首先提出石油的命名。医学方面,对于有效的方药,多有记录,并有多部医学著作。
此外,他对当时科学发展和生产技术的情况,如毕升发明活字印刷术、金属冶炼的方法等,皆详为记录。5 郭守敬——中国古代天文学家 郭守敬(1231-1316),中国元朝的大天文学家、数学家、水利专家和仪器制造家。
字若思,顺德邢台(今河北邢台)人,汉族。生于元太宗三年,卒于元仁宗延二年。
郭守敬为修历而设计和监制的新仪器有:简仪、高表、候极仪、浑天象、玲珑仪、仰仪、立运仪、证理仪、景符、窥几、日月食仪以及星晷定时仪12种(史书记载称13种,有的研究者认为末一种或为星晷与定时仪两种)。6 洪堡 德国著名的博物学家,也是自然地理学的先驱。
他用了5年时间,行程近万里,对中南美洲的动植物及地理情况进行了详细的考察,此后又花费13年时间分析和整理考察结果,撰写了达30卷本的《新大陆亚热带区域旅行记》,这套巨著为后人开发中南美洲提供了翔实可信的第一手资料。洪堡一生进行了许多科学研究,涉及自然地理学、近代气候学、植物地理学、地球物理学、生物学以及地质学等许多领域。
他也完成了许多著述,如《自然全貌》、《中部亚洲山系与比较气候学研究》,还有驰名中外的自然地理学巨著《宇宙》7 伽利略 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”。
17岁进入比萨大学攻读医学,后来转攻数学,毕业后任大学教授。他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。
恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”。8 法拉第(Michael Faraday,1791-1867) 英国著名物理学家、化学家。
在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。他家境贫寒,未受过系统的正规教育,但却在众多领域中作出惊人成就,堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范,对于青少年富有教育意义。
“磁电感应”。实现了“磁生电”,宣告了电气时代的到来。
9 阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人 他正确地得出了球体、圆柱体的体积和表面积的计算公式,提出了抛物线所围成的面积和弓形面积的计算方法。 最著名的还是求阿基米德螺线(ρ=α*θ)所围面积的求法,这种螺线就以阿基米德的名字命名。
锥曲线的方法解出了一元三次方程,并得到正确答案。 阿基米德还是微积分的奠基人。
他在计算球体、圆柱体和更复杂的立体的体积时,运用逐步近似而求极限的方法,从而奠定了现代微积分计算的基础。力学方面:阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格的证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础。
在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡。他在研究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一原理设计制造了许多机械。
他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。 几何学方面:阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。
在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率。
面对古希腊繁冗的数字表示方。
3.都有那些关于科学家的知识
一、强化采油技术强化采油是一类通过改善油藏及油藏流体的物理和化学特性, 提高原油采收率(eor,enhanced oil recovery)的开采技术。
石油开采技术大致可以分为一次采油、二次采油和三次采油。一次采油是利用油层中的天然能量(即压力能)进行的;二次采油是利用一定工艺技术恢复油层压力来进行油田开发的,常见的为注水采油;此后提高采收率(eor)的技术属于三次采油。
目前,除中东地区外,世界主要产油国家的主力油田都已进入开发后期。二、特色技术(1)气驱技术气驱技术可分为混相气驱和非混相气驱两种,从所用气体成分上则可分为天然气驱、co2驱、n2驱等多种,也有综合二者共同应用的。
自1982年以来,气驱技术有了很大的发展。各国依据各自具体情况重点发展了某一领域。
如美国因主要为海相储层,原油密度轻、易于混相,而且拥有非常丰富的天然co2资源,因此着重发展co2混相驱油技术,2004年美国气驱产油量为31.79万桶/d;加拿大的石油储层条件和原油性质与美国相似,但缺乏co2资源,却拥有丰富的天然气资源,因此着重发展烃类混相驱油技术。非烃气驱技术是今后发展的重点。
co2 单井吞吐是一种提高油气采收率技术的有效方法,现场应用实践证明,该技术具有明显的增油效果,具有很好的推广应用价值。co2 溶解气使原油体积膨胀,降低原油的粘度,具有气驱及解堵能力,对油层具有一定的酸化解堵作用,co2 可使原油中的轻质烃萃取和气化,注入co2 改善了原油和水的流度比。
胜利油田、江苏油田等都曾针对低渗透油层采用了co2气驱技术,并取得了较好的效果,但与国外相比,我国在气驱技术方面还有较大差距。(2)化学驱技术化学驱采油是应用于水驱油田最早的方法,主要分为表面活性剂驱、聚合物驱和碱水驱三种。
目前,化学驱趋向于应用聚合物驱或聚合物+碱+表面活性剂的复合驱(asp),聚合物驱油可提高采收率10%左右,三元复合驱油技术可提高采收率20%左右。自“七五”开始聚合物技术攻关以来,已经历了先导性试验阶段、工业性试验阶段,最终发展到大规模推广应用阶段,目前从技术上和应用规模上我国都处于领先地位。
目前我国对三元复合驱已进行了较深入的研究和现场推广,从技术措施和规模上已达到国际领先水平。(3)物理法采油技术物理法采油技术包括多种方法。
原苏联最早提出了人工地震、高能气体压裂及超声波等方法。美国、加拿大对一些稠油采用了电磁波加热等方法。
我国自20世纪80年代以来,在借鉴国外经验的基础上,先后开展了多种物理法采油方法的研究和现场试验,有些开发技术已初具规模。(4)微生物采油技术微生物采油是国外20世纪80年代发展起来的一种增产措施,目前已在全球100多个油田进行了试验,但还未形成规模应用。
微生物采油方式有两种,一是在采油中注入微生物,进行单井吞吐;二是在注水井中直接注入微生物,随注入水对油层进行驱替。我国已在吉林、大港、新疆、大庆等油田进行了微生物采油现场工业化应用,均取得了较好的初步成果。
(5)油层深部调剖技术该技术首先由美国提出并大规模商业应用。自20世纪70 年代初利用聚合物堵水开始,化学堵水调剖技术的研究发展很快,已成为高含水期油田改善水驱效果的主导技术。
目前,针对不同的油藏开发出的调剖剂和堵水剂种类非常多,例如,聚合物冻胶、颗粒类、沉淀类、微生物及泡沫类等。除了各类堵剂的研制外, 国外还对堵水调剖机理、决策技术、井间示踪剂监测技术、施工设计与注入工艺技术等进行了系统的研究, 形成了比较完善的堵水调剖配套技术。
我国近年来也做了大量工作,形成了系列技术,在分散胶态凝胶和固体颗粒凝胶方面有自己的特色,但在技术上与国外仍有差距。三、我国未来技术发展方向我国需进一步研发技术包括:聚合物驱新技术;三元化学复合驱技术;微生物采油技术、油层深部调剖技术等。
4.具有科学精神的科学家的小故事
居里夫人咯,爱因斯坦,爱迪生等!就不解释了。
加来道雄的《一名物理学家的教育历程》里的故事。
还有关于阿基米德的死:公元前三世纪末,西西里岛的地中海中心,战略十分严重,罗马帝国与北非迦太基帝国为了争夺西西里岛的霸权而开战的时期。阿基米德的故乡——西西里岛的叙拉古一直都是投靠罗马帝国,倒是在公元前216年,迦太基打败罗马军队,叙拉古的新国王海厄洛二世的子孙,立即与迦太基结盟。于是,罗马帝国派马塞拉斯将军从海路和陆路同时进攻叙拉古,这是大约是公元前214年。 阿基米德间国家危机,他利用自己的知识研制了各种武器。于是这场战争几乎变成了罗马和阿基米德一个人的奇怪战争——也就是在阿基米德的努力下,这场战争持续里3年之久。 由于在叙拉古久攻不下,马塞拉斯改变了策略,以围城的持久战断绝城内的粮食的供给,然后再伺机进攻。这使阿基米德的科学也无能为力。最后,在粮食耗尽及奸细出卖的情况下叙拉古在公元前212年陷落了。在罗马大举闯入这个城市之际,罗马统帅下令不许罗马人和士兵伤害阿基米德,要活捉,并加以区别对待。阿基米德的亲属还受它的照顾。 这时,75岁的阿基米德正在俯身于沙滩上画几何图形,成醉于几何题的思考中,一个罗马士兵走进他踩坏了他的几何图形,阿基米德平静得说“躲开,别把我的园弄坏了”这句话激怒了这个无知士兵,他向阿基米德举起刀,阿基米德没有求绕,而是请求士兵让他算完这道题。而那个士兵没有磨蹭,立刻杀死了阿基米德。 就这样75岁的阿基米德死在了愚蠢的士兵的手上。
5.请列举一个著名的科学家,简要说说其成就
爱因斯坦是人类历史上最具创造性才智的人物之一。
他一生中开创了物理学的四个领域:狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创建者之一,在分子运动论和量子统计理论等方面也做出了重大贡献。
爱因斯坦于1905年发表了《论动体的电动力学》的论文,提出了狭义相对性原理和光速不变原理,建立了狭义相对论。据此他进一步得出质量和能量相当的质能公式E=mc2 。
狭义相对论揭示了作为物质的存在形式的空间和时间的统一性,力学运动和电磁运动学上的统一性,进一步揭示了物质和运动的统一性,为原子能的利用奠定了理论基础。 1915年爱因斯坦创建了广义相对论,进一步揭示了四维空间时间物质的关系。
根据广义相对论的引力论,他推断光处于引力场中不沿直线而是沿着曲线传播,1919年这种预见在英国天文学家观察日蚀中得到证实。1938年爱因斯坦在广义相对论的运动问题上获得重大进展,从场方程推导出物体运动方程,由此进一步揭示了时空、物质、运动和引力的统一性。
爱因斯坦在量子论方面做出了巨大贡献。1905年他提出能量在空间分布不是连续的假设,认为光速的能量在传播,吸收和产生过程中具有量子性,并圆满地揭示了光电效应。
这是人类认识自然过程中,历史上首次揭示了辐射的波动性和粒子性的统一。1916年爱因斯坦在关于辐射的量子论的论文中,提出了受激辐射的理论,为今天的激光技术打下了理论基础。
广义相对论之后,爱因斯坦在宇宙与引力和电磁的统一场论两方面进行探索。为了证明天体在空间中静止的分布,以引力场为根据,提出了一个有限无边的静止的宇宙模型,该模型是不稳定的。
从引力场方程可预见星系分离运动,后来的天文观测到这种星系分离运动。