物理学论文
大学物理实验论文(5篇)

大学物理实验论文(5篇)高校物理试验论文(5篇)高校物理试验论文范文第1篇物理学是一门试验科学,物理试验是物理学进展的基础。
也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。
高校物理试验作为一门独立设制的课程,是同学动手、观看、制造思维、处理数据、总结写作等综合力量提高的过程,有着其他课程不行替代的作用。
因此不能教条学习,只是简洁地照猫画虎,测几组数据。
应使知其然,还能举一反三,循序渐进。
要在全学年试验中,致使综合力量有全面“质”的飞跃。
只有这样才能真正起到熬炼实效,这就要求试验老师在每个试验过程中乐观引导同学的学习欲望。
2利用物理学史激发同学的爱好光学是讨论客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析讨论,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。
当时物理学领域内成就最大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。
《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占据先的地位。
《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,似乎箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观看试验发觉,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。
墨家依据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。
在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬依据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。
在教学中我们感到,上试验课缺少足够的时间,应当将试验仪器的一些改进通过演示,使同学明白其有用与便捷。
而我们只能见缝插针,简洁叙述。
例如:在薄透镜测焦距的试验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。
共轭法测焦距,要求同学们在观看到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。
物理教学论论文(10篇)

物理教学论论文(10篇)每个人都曾试图在平淡的学习、工作和生活中写一篇文章。
写作是培养人的观察、联想、想象、思维和记忆的重要手段。
范文怎么写才能发挥它最大的作用呢?这里我整理了一些优秀的范文,希望对大家有所帮助,下面我们就来了解一下吧。
一、注重大学物理教学的文理渗透和美学教育平面镜成像、电荷的正负、作用力和反作用力、电生磁和磁生电、物质与反物质等空间对称性,角动量守恒体现了宇宙的空间转动对称性,能量守恒体现了宇宙的时间平移对称性。
1.简约美在一个艺术家眼里,简洁就是一种美。
物理学源于对自然现象的解释和摸索,曾经是很繁琐的,随着物理学家对自然规律一步步探究,他们逐渐总结出了反映物理本质属性的基本概念、定理和定律。
例如,宇宙中的种种作用力可归纳为万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力四种;牛顿三定律解释了低速条件下的物体动力学特征;麦克斯韦方程组可以解释电磁学的许多问题;爱因斯坦相对论内涵很神奇,它的原理却十分简单明了。
二、注意文理科生大学物理教学的差异性文理科生物理基础差距大,理科生熟悉的内容,文科生可能并不了解。
文科生具有较强的文字功底和语言表达能力,理科生独立思考和逻辑思维强。
为解决不同知识背景学生的需求,教师应从教学内容、考核方式和教学方法等方面探索出适合高等院校实际的、能充分调动师生积极性的教学模式。
3.教材和考核方式不同我校大学物理课程是在理工科学生一、二年级开设的必修基础课,而文科生大学物理为选修课。
大学物理课教学内容丰富,知识具有一定深度和难度,课时比较紧。
教师选用好的物理教材,可启发潜在的物理人才,精进其物理能力,提高学习兴趣。
参照教育部制定的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》,理工科大学物理课程选择了由程守珠和江之永主编的《普通物理学》(上、下册)作为主要教材,该教材还有配套的习题分析与解答、思考题分析与拓展、学习指导书等资料。
文科生选取的是由倪光炯和王炎森主编的《物理与文化》,是以传递物理文化和科学精神为主的教材。
物理学论文(5篇)

物理学论文(5篇)物理学论文(5篇)物理学论文范文第1篇本文提出的针对于理论物理教学与实践的探究方案,是遵循微观到宏观,理论讨论到详细实践,单体到多体的挨次绽开的,一共包括三个学问单元,它们是统计物理,量子力学和固体物理。
为了使得同学充分把握理论物理学问,我们需要结合教材中原有的三个单元的学问体系,改善原有体系中学问的规律性,合理支配各个学问的所占比例,以帮助同学循序渐进的把握学问点。
热力学和统计物理学主要是讨论宏观物体。
宏观物体主要是由微观粒子组成,因此,在这个学问单元里面,我们依照宏观到微观的挨次绽开讲解,并遵循统计学和宏观物体的联系。
以一般物理学为背景,循序渐进,引入量子统计理论,渐渐激发同学对量子力学的学习爱好。
由此引出其次个学问单元。
量子力学学问单元。
在其次个学问单元里面,我们首先讲解单原子分子量子理论,渐渐引入到多原子分子量子理论,最终引出第三个学问单元——固体物理。
在第三个学问单元里面,先讲解理论,在注意实践应用,引导同学实现创新。
这样,三个学问单元相互联系,前后连接,最终贯穿成为一个整体,赐予同学整体上对于理论物理学的学问。
二、理论教学与实践教学相结合物理理论较为抽象,即便是来源于详细的事例,同学学习起来也具有肯定的困难。
因此,在理论物理的教学中,需要引导同学从感性上熟悉物理现象和物理过程。
培育同学的感性熟悉,一方面可以从同学的日常生活中着手,另一方面可以引导同学从物理试验中不断培育。
本质与非本质的熟悉影响着同学对物理概念的熟悉,因此同学熟悉物理规律会有肯定的困难。
物理试验能够供应给同学最详细、最直观的感性熟悉,由于这些出来的物理试验,是最通俗易通,简明扼要表达物理理念的感性材料。
与生活中的现实例子有所不同,物理试验也有自己的特点,例如:物理试验比较典型,可以代表肯定的物理现象;物理试验需要有动手操作,有肯定的趣味性;物理试验定性定量的表明白全面性。
同学通过物理试验,可以积累制造意识,同时可以帮助同学科学的讨论理论物理。
物理学研究论文范例

物理学研究论文范例
摘要
本论文首先介绍了物理学研究的背景和意义,由此引出了本研
究的问题和目标。
然后介绍了本研究的实验设计和方法,并通过实
验结果对此进行了验证和分析。
最后得出了本研究的结论和对未来
研究的展望。
背景
物理学作为一门自然科学,对人类的发展和进步起到了重要的
推动作用。
本研究针对某一具体的物理现象,着眼于其应用和改进,旨在为相关领域研究提供新的思路和方法。
问题和目标
本研究的问题在于针对所研究的物理现象的某些现象仍存在未
解决的问题或局限性,需要针对这些问题进行深入研究。
而本研究
的目标则在于解决这些问题或突破局限性,进一步发掘该物理现象
的应用价值和潜力。
实验设计和方法
本研究采用了实验研究的方法,设计了一系列实验来验证和分析所提出的新思路或方法。
在实验的设计中,我们特别注重了实验条件和参数的控制,并在实验过程中对实验数据进行了详细的记录和分析。
结果与分析
通过实验的验证和分析,我们发现所提出的新思路或方法对于解决问题或突破局限性具有很大的潜力和应用价值。
同时,我们还对实验数据进行了比较和分析,得出了本研究的结论和相关推论,为未来研究提供了重要的参考和方向。
结论和展望
本研究的结论在于针对某一具体物理现象的问题或局限性,提出了新的思路和方法,可以为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。
同时,本研究还为未来的研究提供了重要的参考和方向。
未来的研究可以进一步探究该物理现象的其他方面,或针对本研究提出的新思路和方法进行进一步的改进和优化。
物理教学论文(通用4篇)

物理教学论文(通用4篇)物理教学论文篇一合作教学是教师教学实践中重要的教学模式之一,即教师教学中把学生分为几个小组,进行小组讨论或探究学习,教师发挥主导作用,引导学生正确理解、学习和探究,在合作教学的过程中,教师也要参与进来,与学生融为一体,这样才能更好的引导学生学习.当前我国教育教学改革的重点就是充分发挥学生的主观能动性,以学生为本,让学生在学习的过程中,在教师的引导下培养学生的综合素质和能力.例如,学习苏科版《用天平测物体的质量》这节课时,我把学生分为四个小组,让学生分组用天平对物体的质量进行测量,课前为学生准备好所用的器材和用具,让学生以小组为单位进行探究学习,学生的每一个小组都在教师的团结合作之下共同完成本节课的学习,在这一过程中能够有效的培养学生的团结合作的能力.2.实践教学,培养学生的实践能力初中物理教学是一门理论与实践结合的比较紧密,教师安排理论教学和实践教学的环节要科学合理,当今社会的各行各业对人才的要求已经越来越重视综合素质和能力,专业水平已经不是衡量人才的唯一标准,所以教师在教学实践的过程中,要充分发挥学生的主观能动性,让学生参与学习,教学过程是教师和学生共同完成的,教师想要达到更好的教学效果,需要充分调动学生参与学习的积极性,与教师共同参与教学,这样才能使学生在学习的过程中培养学生的实践能力.例如,《摩擦力》这一节实验课,我把这节实验课安排在实验室,课前我为学生准备好实验课需要的器材,如:毛巾、玻璃球、玻璃等,让学生根据基础理论的学习,选择所需的实验器材,引导学生亲自动手操作实验,并在实验的过程中及时指导注意观察实验现象,让学生体会实验的过程中获得知识,学生通过观察实验现象能够深刻理解摩擦力以及影响摩擦力的因素,学生在这一实验的过程中不仅获得了知识,同时还培养了学生的实践能力,更好地促进了学生学习的积极性和主动性.3.创新教学模式,培养学生的竞争意识当今社会发展的特点之一就是竞争越来越激烈,学生将来要步入社会参与竞争,教师教学过程中培养学生的竞争意识是非常必要的,初中物理学科是中考中的重要考试内容,教师教学中不仅要重视这门学科,更要有效安排教学环节,培养学生的综合素质,为了让学生将来更好的参与社会竞争,教师有必要创新教学模式,让学生在学习的过程中,不断培养自身的竞争意识和竞争能力,教学模式不是一成不变的,教师可以根据初中生的心理特点以及教材知识要点的框架特点,安排和设计教学模式,培养学生的竞争意识.例如,学习《水循环》这节课时,教学重点:1.认识水循环的过程及意义;掌握洋流的分布规律;分析洋流对地理环节的影响,由此可以看出本节课的教学内容离不开上两节课《熔化和凝固》和《升华和凝华》,那么在讲解本节课的过程中,我穿插着上两节课的内容对学生进行提问,同时以比赛的形式进行,比一比看看谁记得比较准确,这样的教学模式不仅对上节课的知识点进行巩固和复习,还能够促进学生把知识点联系到一起,形成一个完整的体系,这一过程中学生争相回答问题,提高了学生的竞争意识,达到掌握知识要点的教学目标.其实教师教学过程中,教学模式和教学手段都不是一成不变的,要求教师在吃透教材的基础之上,对学生要进一步了解,才能设计出更加行之有效的教学策略和教学模式,从而促进学生综合能力的提高.综上,结合初中学生的身心发展特点,教师通过物理教学培养学生综合能力是有效地途径,需要教师教学过程中运用合理的教学策略和教学模式,激发学生学习的兴趣,教学内容建立在学生兴趣的基础上,才能更好的提高课堂教学效果,另外,为了让学生获得更多的知进学生的学习,培养学生的综合的能力和水平.物理教学论文篇二良好的开端是成功的一半,我们在物理的课堂教学中学习新课时,都要重视创设良好的教学情境来引导新课的导入,以便能够激发学生的学习兴趣和探究动机.这样的教学方式能更好地实施探究性的学习方式,更能发挥学生学习的积极性,提高学生的学习动机和求知欲望.例如,在讲“自感现象”时,教师可以构建实验形式的教学情境把学生的好奇心带入到新的课堂教学中来.教师可举着一节电池问学生:这节电池是6V的,如果我们拿着这节电池的两端,会有触电的感觉吗?然后找几位学生来亲自实验,让他们感受下.这之后将6V的电池组,与日光灯的镇流器线圈构成电路,再让几个学生感受断电后的自感现象.学生在这个实验中感觉到了非常明显的触电反应,这引起了学生的兴趣和很强的好奇心,不但提高了学生学习本节课的兴趣,而且还提高了他们的探索精神和创新意识.在这样的教学情境中,教师应该学会等待,不用急着展开,而应该因势利导地提出问题:仅仅摸着电池的两端为什么没有感觉到电的存在?而把电池和线圈连接起来后反而使人有了触电的感觉,那么线圈中到底存在着我们不知道的什么样的秘密?这节课我们将来揭开谜底,请同学们阅读教材揭开谜底.这样不但激发了学生的学习兴趣,又水到渠成地将学生的注意力有效地诱导到本节的主题上.二、课堂提问后的等待———不要急于引导学生在物理课堂上的展示是教师和学生进行对话的常用方式,也是教师接受学生反馈信息的常用渠道.在课堂的教学中教师的提问是学生表现自我的常用方式,如果教师的提问能恰到好处,能有一定的艺术性,那么就可以积极地促进学生回答教师提出的问题,还能激发起学生学习本节课的兴趣,从而使学生的学习注意力更加的集中,这样不但能提高课堂的教学质量和效果,更使教师和学生在和谐共处的教学环境中积极地教和学.但课堂教学中也存在这样的课堂提问:教师在提出问题后为了显示这堂课的高效和质量,就会找班上一些学习好的学生来回答提到的问题,优秀的学生回答的非常流利和顺畅,这样就能显示出教学是非常成功的.初看我们不能发现期中存在的问题,但仔细想想就会发现,回答问题只找了优秀的学生,而排除了成绩一般的学生,这些学生被排除了在课堂的提问之外.因此,教师提出问题后为了提高整体的教学质量,教师不应急急忙忙地让成绩好的学生回答,也不应及时地给出过多的提示或引导,而应该给全体学生留够思考的时间,让他们独立自主地进行思考和学习,这时候的教师要学会等待,学会让热闹的课堂静下来,从这些角度来讲等待就是非常必要的.三、重难点教学后的等待———不要急于拔高在高中物理的教材中有很多的重难点知识,在教授这些知识的时候,要花费很多的时间和精力,而且还要采取多种多样的教学方法和手段强化这些重难点知识.尽管采取了不同的手段让学生进行学习和练习,但也会存在很多的问题,这时候教师不要着急让学生非得一下子掌握,应当遵循循序渐进的原则,把重难点知识分解后详细讲解,给学生足够多的时间,让他们学习和思考,以真正完全掌握.总之,高中物理教师在课堂教学中的等待是必要的,也是必须的,但等待并不是意味着让自己无所作为,成为课堂教学的旁观者,而应该积极的发现学生们在学习和思考过程中存在的障碍和问题,并能采取有效的措施去解决这些问题,从而使学生养成自主思考和自主学习的习惯,同时也为提高教学效果打下坚实的基础。
初二物理论文(研究热点8篇)

初二物理论文(研究热点8篇)1. 量子计算与量子信息量子计算和量子信息是当前物理学研究的热点之一。
随着科技的不断发展,量子计算在提高计算速度和解决复杂问题方面展现出了巨大的潜力。
本文将介绍量子计算的基本原理,以及量子信息在通信和密码学领域的应用。
2. 黑洞与宇宙学黑洞是宇宙中最神秘的天体之一,其研究对于理解宇宙的演化和黑洞的性质具有重要意义。
本文将探讨黑洞的形成、性质以及黑洞与宇宙学的关系,介绍一些最新的研究成果和理论。
3. 量子力学与经典物理学的融合量子力学和经典物理学是物理学中的两大支柱,它们在描述自然界现象方面都起到了重要作用。
然而,量子力学和经典物理学之间的融合仍然是一个挑战。
本文将探讨量子力学与经典物理学的融合,介绍一些最新的理论和实验进展。
4. 高温超导体与超导材料高温超导体是一种在高温下具有超导性质的材料,其研究对于能源和信息技术的发展具有重要意义。
本文将介绍高温超导体的基本原理,以及一些最新的研究成果和应用。
5. 量子纠缠与量子通信量子纠缠是量子力学中的一种特殊现象,它允许两个或多个粒子之间的信息传递不受距离限制。
本文将介绍量子纠缠的基本原理,以及量子通信在信息安全领域的应用。
6. 引力波与宇宙学引力波是爱因斯坦广义相对论中预言的一种波动现象,其观测对于理解宇宙的演化和黑洞的性质具有重要意义。
本文将介绍引力波的基本原理,以及一些最新的观测结果和理论。
7. 粒子物理与基本力粒子物理是研究基本粒子和基本力的学科,其研究对于理解物质的基本组成和宇宙的起源具有重要意义。
本文将介绍粒子物理的基本原理,以及一些最新的实验结果和理论。
8. 暗物质与宇宙学暗物质是宇宙中一种不可见的物质,其存在对于解释宇宙的演化和星系的形成具有重要意义。
本文将介绍暗物质的基本概念和性质,以及一些最新的观测结果和理论。
初二物理论文(研究热点8篇)1. 量子计算与量子信息量子计算和量子信息是当前物理学研究的热点之一。
初中物理课堂教学论文(最新7篇)

初中物理课堂教学论文(最新7篇)初中物理教学论文篇一一、课上教学引入生活实践课本上表达的物理知识是比较严谨的,对于一个定义会有长串的文字进行表述,学生在学习的过程中可能会对定义把握不准,对其中的原理也不会特别清楚,这就需要教师将教学重心向过程和方法倾斜,让学生理解原理是怎么得出的,公式是怎么推导的。
只有让学生理解了知识生成的过程,才会加深记忆,也才会在运用时得心应手。
要让知识生成的过程清晰呈现在学生的面前就需要教师在课堂教学中引入生活实践,并由此启发学生对物理知识的理解。
在教学中引入生活实际,可以明确地告诉学生,他们学到的知识都是实用性很强的知识,相当一部分是生活常识,因为知识与自身的关联性会让学生产生学习的热情。
例如在九年级《家庭电路中电流过大的原因》这一课中,就很明显地看到这一课的实用价值。
每个家庭中都有很多电器,包括上网学习的电脑,洗衣服的洗衣机,做饭的电饭煲,等等。
在使用过程中,有时就会出现电路故障,比如说保险丝烧了。
如果出现这种问题,我们该怎么办,我们怎样排除故障,这些都是这节课所能解答的。
二、课下作业设计生活问题物理毕竟属于理科,对于知识的运用要求比较高,在初中阶段对于知识的运用主要体现在课外作业上。
在课堂上,教师不可能有足够的时间和精力对学生进行一一检查,看他们是否能听明白、是否能理解,较多的还是采用课下作业的形式。
另外,适当适量的课外作业不但不会加重学生的学习负担,还能起到巩固知识、激发兴趣的作用。
在课外作业的设计上,教师需要采取先易后难、逐步推进的方式,力求让学生举一反三,但不能过分追求高难度、高强度。
最为稳妥的课外作业设计还是要回归生活,从生活的点滴中选取合适的案例进行课外作业。
例如在《平面镜成象》这一课中,学生对镜子中的自己应该十分了解,就可以设计一个课外作业让学生找一面较大的镜子、一面较小的镜子都去照自己,看看有什么不同,怎样能照到全身,而且还要思考平面镜在生活中的其它应用。
物理小论文

物理小论文引言物理是自然科学的基石之一,旨在研究自然界的物质、能量和它们之间的相互作用。
在现代科学中,物理学起着重要的作用,涵盖了广泛的研究领域,包括力学、光学、电磁学、热力学、量子力学等。
本文旨在探讨物理学的基本原理和应用。
一、物理学的基本原理1.1 空间和时间物理学中的基本概念之一是空间和时间。
物体的位置和运动过程可以通过空间和时间来描述。
空间可以是二维、三维或更高维度的。
而时间是按照某种顺序进行的,用于描述事件发生的顺序。
通过空间和时间的描述,我们可以准确地研究物体的运动和相互作用。
1.2 力学力学是物理学中一个重要的分支,研究物体的运动和受力情况。
通过力学原理,可以解释物体运动的规律,如牛顿三大定律。
力学的应用领域包括天体力学、固体力学、流体力学等。
通过力学的研究,我们可以更好地理解自然界中物体的运动和相互作用。
1.3 光学光学是物理学中研究光的传播和性质的学科。
通过研究光的本质,我们可以了解光是如何传播的、反射、折射和干涉等现象。
光学在实际应用中有许多重要的应用,如显微镜、望远镜、激光等。
通过光学的研究,我们可以更好地了解光在自然界和人类社会中的重要性。
1.4 电磁学电磁学是物理学中研究电荷和电磁场相互作用的学科。
通过电磁学的原理,我们可以解释电磁波的传播和电磁感应等现象。
电磁学在现代社会中有广泛的应用,如电力传输、无线通信等。
通过电磁学的研究,我们可以更好地探索电磁现象在自然界的运行机制。
1.5 热力学热力学是物理学中研究热能转化和能量守恒的学科。
通过研究热力学,我们可以了解热能的传输、变换和热平衡等现象。
热力学在工程和能源领域有重要的应用,如热机效率、热传导和相变等。
通过研究热力学,我们可以更好地利用热能资源并改进能源利用效率。
1.6 量子力学量子力学是物理学中描述微观领域的学科,研究微观粒子如原子和分子的行为。
量子力学的原理和预测与经典物理有显著的区别,如波粒二象性、不确定性原理等。
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通达学院
课程名:物理学概论
任课教师:张海燕
专业:信息管理与信息系统学号:13001429
姓名:高威
班级:130054
论中国的探月计划
发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。
重返月球,开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。
开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。
实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。
月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。
月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源,月球上特有的矿产和能源,是对地球资源的重要补充和储备,将对人类社会的可持续发展产生深远影响。
中国探月是我国自主对月球的探索和观察,又叫做嫦娥工程。
国务院正式批准绕月探测工程立项后,绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。
“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。
我国绕月探测工程将完成以下四大科学目标:
1、获取月球表面三维影像。
划分月球表面的基本地貌构造单元,初步编制月球地质与构造纲要图,为后续优选软着陆提供参考依据。
2、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点。
对月球表面有用元素进行探测,初步编制各元素的月面分布图。
3、探测月壤特性。
探测并评估月球表面月壤层的厚度、月壤中氦-3的资源量。
4、探测地月空间环境。
记录原始太阳风数据,研究太阳活动对地月空间环境的影响。
国防科学技术工业委员会副主任、国家航天局局长、绕月探测工程总指挥栾恩杰介绍,由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成的绕月探测工程系统届时将实现以下五项工程目标:
⊙研制和发射我国第一个月球探测卫星;
⊙初步掌握绕月探测基本技术;
⊙首次开展月球科学探测;
⊙初步构建月球探测航天工程系统;
⊙为月球探测后续工程积累经验。
1.探测区月貌与月质背景的调查与研究任务主要内容包括:
1)探测区的月表形貌探测与月质构造分析;
2)探测区的月壤特性、结构与厚度以及月球岩石层浅部(1~3 km )的结构探测;
3)探测区矿物/化学组成的就位分析。
2. 月壤和月岩样品的采集并返回地面
月球表面覆盖了一层月壤。
月壤包含了各种月球岩石和矿物碎屑,并记录了月表遭受撞击和太阳活动历史;月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形
成演化的主要信息来源。
采集月壤剖面样品和月球岩石样品,对月表资源调查、月球物质组成、月球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。
月壤岩芯明岩样品的采集并返回地面的任务主要内容包括:1)在区域形貌和月质学调查的基础上,利用着陆器上的钻孔采样装置钻取月壤岩芯;
2)利用着陆器上的机械臂采集月岩/月壤样品;
3)在现场成分分析的基础上,采样装置选择采集月球样品;
4) 着陆器和月球车都进行选择性采样,月球车可在更多区域选择采集多类型样品,最后送回返回舱。
3. 月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资源利用前景的评估
月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资源利用前景的评估任务主要内容包括:
1)对返回地球的月球样品,组织全国各相关领域的实验室进行系统研究,如物质成分(岩石、矿物、化学组成、微量元素、同位素与年龄测定)、物理性质(力学、电学、光学、声学、磁学等)、材料科学、核科学等相关学科的实验室分析研究;
2)月球蕴含丰富的能源和矿产资源,进行重要资源利用前景的的评估,是人类利用月球资源的前导性工作,可以为月球资源的开发利用以及人类未来月球基地建设进行必要的准备;根据月球蕴含资源的特征,测定月球样品中He-3、H 、钛铁矿等重要资源的含量,研究其赋存形式;
3)开展He-3等太阳风粒子的吸附机理和钛铁矿富集成矿的成因机理研究;
4)开展He-3 、H 等气体资源提取的实验室模拟研究。
4. 月壤和月壳的形成与演化研究
月壤的形成是月球表面最重要的过程之一,是研究大时间尺度太阳活动的窗口。
月球演化在31 亿年前基本停止,因此月表岩石和矿物的形成与演化可反映月壳早期发展历史;月球表面撞击坑的大小、分布、密度与年龄记录了小天体撞击月球的完整历史,是对比研究地球早期演化和灾变事件的最佳信息载体。
5. 月基空间环境和空间天气探测
太阳活动是诱发空间环境与空间天气变化的主要因素,对人类的航天等活动有重大影响。
在月球探测三期工程中空间环境与空间天气探测包括以下内容: 1)空间环境探测器
记录宇宙线、太阳高能粒子和低能粒子的通量和能谱,分析与研究太阳活动和地月空间环境的变化;探测太阳风的成分与通量,为月壤成熟度和氦-3 资源量的估算提供依据。
2)甚低频射电观测
在月面安置由两个天线单元组成的甚低频干涉观测阵,长期进行太阳和行星际空间的成图和时变研究,建立世界上第一个能够观测甚低频电磁辐射的长久设施。
我国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究,
1996年完成了探月卫星的技术方案研究,1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作。
经过10年的酝酿,最终确定我国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。
第一步为“绕”,即发射我国第一颗月球探测卫星,突破至地外天体的飞行技术,实现月球探测卫星绕月飞行,通过遥感探测,获取月球表面三维影像,探测月球表面有用元素含量和物质类型,探测月壤特性,并在月球探测卫星奔月飞行过程中探测地月空间环境。
第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”已于2007年10月24日发射。
第二步为“落”,时间定为2007年至2010年。
即发射月球软着陆器,突破地外天体的着陆技术,并携带月球巡视勘察器,进行月球软着陆和自动巡视勘测,探测着陆区的地形地貌、地质构造、岩石的化学与矿物成分和月表的环境,进行月岩的现场探测和采样分析,进行日-地-月空间环境监测与月基天文观测。
具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。
第三步为“回”,时间定在2011至2020年。
即发射月球软着陆器,突破自地外天体返回地球的技术,进行月球样品自动取样并返回地球,在地球上对取样进行分析研究,深化对地月系统的起源和演化的认识。
目标是月面巡视勘察与采样返回。
当“绕、落、回”三步走完后,中国的无人探月技术将趋于成熟,中国人登月的日子也将不再遥远。