量子力学波粒二象性以及纠缠现象的一个实验验证

高中生物验证性实验和探究性实验专题

高一生物探究性实验专题 一、背景叙述 高中生物实验分两种类型，验证性实验和探究性实验，由于后者更能体现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力；更能体现科学态度、科学精神和创新意识，每次考试都有相当比重。由于探究实验知识教材中并没有系统的整理，使同学们在做这方面题时感到无所是从。为解决这一问题，现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力之目的。 二、高一生物必修一分子与细胞中所涉及的实验 实验1使用高倍显微镜观察几种细胞 实验2检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 实验3观察DNA和RNA在细胞中的分布 实验4体验制备细胞膜的方法 实验5用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 实验6比较过氧化氢在不同条件下的分解 实验7绿叶中色素的提取和分离 实验8细胞大小与物质运输的关系 探究1植物细胞的吸水和失水 探究2影响酶活性的条件 探究3探究酵母菌细胞呼吸的方式 探究4环境因素对光合作用强度的影响 三、探究实验的基本内容 探究性实验一般包括：提出问题、作出假设、设计实验、进行实验并观察并记录结果（有时需收集数据）、分析结果得出结论和表达和交流六个基本内容。 （一）提出问题 人们对事物作缜密观察以后，常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，问题即为实验的题目，是实验要达到的具体目标，例如“探究植物细胞在什么条件下吸水和失水”“探究影响酶活性的条件”“酵母菌在有氧还是无氧条件下产生酒精”“光照强度对光合作用的影响” （二）作出假设 根据已有的知识和经验，对提出的问题作出尝试性的回答，也就是作出假设。假设一般分为两个步骤：第一步，提出假设；第二步，做出预期(推断)。一个问题常有多个可能的答案，但通常只有一个是正确的。因此，假设是对还是错，还需要加以验证，即依据假设或预期，设计实验方案，进行实验验证。 （三）设计实验 A、实验原则： 1、单一变量原则 实验过程中可以变化的因素称为变量。按性质不同，通常可分为三类：自变量、因变量和无关变量 自变量，指实验中人为改变的变量。因变量，指实验中随着自变量的变化而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的活

验证性实验——触发器功能测试及其应用 实验报告纸模版

验证性实验——触发器功能测试及其应用实验报告纸模版 3、 D触发器在CP的前沿发生翻转，触发器的次态取决于CP脉冲上升沿来到之前D端广州大学学生实验报告 n+1的状态，即Q = D。因此，它具有置“0”和“1”两种功能。由于在CP=1期间电 路具有阻塞作用，在CP=1期间，D端数据结构变化，不会影响触发器的输出状态。开课学院及实验室:电子楼410 2012年月日 和分别是置“0”端和置“1”端，不需要强迫置“0”和置“1”时，都应是高机电学院年级、专学院电气102 姓名夏方舟学号 1007300069 业、班电平。74LS74(CC4013)，74LS74(CC4042)均为上升沿触发器。以下为74LS74 实验课程名称成绩数字电子技术实验的引脚图和逻辑图。 指导实验项目名称王晓刚验证性实验——触发器功能测试及其应用老师 一、实验目的 二、实验原理

三、使用仪器、材料 四、实验步骤 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 六、实验结果及分析 一、实验目的 三、使用仪器、材料 1、熟悉基本RS触发器，JK,D,T触发器的功能测试及其使用方法; 1、数字电路实验箱; 2、能进行触发器之间的相互转换; 2、数字双综示波器; 3、学习触发器的一些应用。 3、指示灯; 4、 74LS00、74LS74。 四、实验步骤二、实验原理 1、触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最五、实验过程原始记录,数据、图表、计算等～ 基本逻辑单元，也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。在数字系统和计算机中 有着广泛的应用。触发器具有两个稳定状态，即“0”和“1”，在一定的外界信号作 用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。触发器有集成触发器和门电路 (主要是“与非门”)组成的触发器。按其功能可分为有RS触发器、JK触发器、D 触发器、T功能等触发器。触发方式有电平触发和边沿触发两种。

物理学中的对称性

目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 引言 (1) 2 对称性 (1) 2.1镜像对称 (2) 2.2 转动对称 (2) 2.3平移对称 (2) 2.4置换对称性 (2) 3 物理定律的对称性 (3) 3.1物理定律的空间平移对称性 (3) 3.2物理定律的转动对称性 (3) 3.3物理定律对时间的平移对称性 (3) 3.4物理定律对于匀速直线运动的对称性 (3) 4 对称性与物理定律的关系 (3) 5 对称性在物理学中的应用 (4) 6结论 (5) 参考文献 (5)

物理学中的对称性 摘要：从自然界中的对称性开始，讲解了物理学中转动对对称性开始称，平移对称，置换对称；还讲解了物理定律中的空间平移对称性，转动对称性，时间平移对称性，匀速直线运动的对称性；进而说明了物理定律与对称性的关系和对称性在物理学中的应用，以及对称性导致物理问题发生和解决。 关键词：对称性；物理定律；守恒 Discuss the Symmetry Secondary Physics Abstract:From the nature of the symmetry of the begining, explain the physics rotation on symmetry started to call, translational symmetry, permutation symmetry; also explained the laws of physics in the spatial translational symmetry, rotational symmetry, time translation symmetry, the symmetry uniform motion in a straight line; then describes the physical laws and symmetry and symmetry in the application of Physics, as well as symmetry leads to physical problems and solutions. Key words:symmetrical; the laws of physicsl; conservation 1引言 对称性是自然界最普遍、最重要的特性[1]。近代科学表明，自然界的所有重要的规律均与某种对称性有关，甚至所有自然界中的相互作用，都具有某种特殊的对称性——所谓“规范对称性”。实际上，对称性的研究日趋深入，已越来越广泛的应用到物理学的各个分支：量子论、高能物理、相对论、原子分子物理、晶体物理、原子核物理，以及化学（分子轨道理论、配位场理论等）、生物和工程技术。 2对称性 什么是对称性？对称性首先来源于生活，对称式自然界中十分普片的现象，从总星系到星系团，从银河系到太阳系，地球，从原生物到各种动植物，都具有不同程度

高中生物实验题的解题技巧

高中生物实验题的解题技巧 一纵观全题，审清题意 实验题的逻辑性是很强的，题目中的每一个条件，每一个步骤，都有着紧密的联系。所以，遇到实验题时，通读全题，仔细分析题目的每一个条件、问题，把握好题目前后的相关性，对题意有一个总体的了解，找出解题的方向。 二确定是探究性实验还是验证性实验 探究性实验中的结论是不确定的，有多种可能，而验证性实验是在已知实验结论的前提下，对其加以证实，即结论只有一个。在大多数情况下，出现“探究”一词的为探究性实验，出现“验证”一词的为验证性实验。但判断此类题目的依据不能只看是否有“探究”或“验证”这两个名词，应以题目的具体含义为准。 三认真分析实验用具及材料 认真分析实验用具及材料是解答实验题中的一个重要环节。 首先，实验用具及材料可以帮助你们准确地安排实验步骤。有些实验的操作方法可能有多种，而不同的方法需要不同的用具及材料。所以在选择实验方法时，应以题目给出的用具及材料为准。另外，题目给出的实验用具及材料，可能会依据实验的具体操作需要从中选择使用。但题目没有给出的用具和材料，在实验操作步骤中不能出现。 四遵守单一变量原则(和等量原则) 这是对照实验中的一个重要事项。实验组和对照组的处理，只

能有一项条件不同，其他条件要相同且适宜。 五时刻注意题目给出的条件 题目给出的条件是解答实验题的重要依据，所以一定要把握好。在解答每一个小题时都应该谨慎小心，防止漏用、误用每一个条件。尤其是实验题的条件都比较长，可能有的同学在做到最后几个小题时把前面给出的条件忘记了，所以，此时重读题干，就很有必要了。 六实验步骤中的常用词语 在书写实验步骤时，一定要注意一些常用词语的使用。如分组实验时要编号，加试剂时要注意用到“相同”“等量”“平均”等，这样能保证实验步骤的严密性。 七实验步骤中的最后一步 如果所用的实验材料为有生命的物质，在完成实验装置的操作后，最后一步可以这样解答，“放在适宜的条件下，培养一段时间，观察记入……”这一句话的使用频率是相当高的。当然，还要根据具体的情况稍作变动。 八注意实验结果及实验结论的合理性 实验结果也就是一种实验现象，而实验结论是根据实验结果推出来的，二者不可混淆。做题时，一定要看清题目的要求，问得是实验结果还是实验结论，二者要分开来答.验证性实验的结论只有一个，而探究性的实验需要讨论，但并不是把所有的可能结论全部答出来，还要注意其合理性。 观察类实验

如何上好“验证性实验”

如何上好“验证性实验” 在青岛版小学科学实验操作中，经常会遇到验证性的实验，那么什么是验证性实验呢？它又有什么特点呢？ 所谓验证性实验就是学生在实验猜想的基础上，自行设计出实验方案，再由学生通过实验观察和操作，验证猜想，并获得新知的实验方式。 它的特点是：在这种实验中并不能产生很多的新知识，注重的是通过自行设计实验来验证猜想，并将实验后的结论与猜想进行对照，从而获得新知。 为了更好的上好验证性实验，我从以下三个方面提出了自己的想法。 1 “预热”――实验猜想 猜想是实验的一部分，它是一个实验开始的“预热”阶段，没有猜想的实验是一个不完整的实验。对实验进行猜想是科学课的一个重要环节，他可以让学生对这个实验的过程、结果以及实验过程中应该注意的事项进行一个大体的“预测”。 为了让猜想更具条理性、可操作性，可以将实验猜想，设置为表格的形式。例如，在上《浮与沉》一课时，可将猜想设置为以下形式：

这里需要注意的是，猜想和实验应该分开，猜想的时候不能实验。许多老师没有强调好这一点，学生们在猜想的时候，同时进行实验，结果与我们的实验预期目标大相径庭。 2 实验过程 经历了实验的猜想，学生们特别想知道自己的猜想是否正确，教师要抓住机会，趁热打铁，引起学生对实验的向往与热情。 2.1 实验器材的介绍。 小学科学中的有些实验器材非常简单，学生一看就明白，对于这样的实验，教师可直接放手让学生进行实验。而有些实验器材，学生头一次接触，或者实验操作中有一定的危险性，这样的话，就需要教师来讲解它们的用途，以便学生在实验操作中，正确的使用它们。 2.2 设计实验方案。 让学生根据要研究的问题，小组合作设计一个好的实验方案。有了方案，学生在实验过程中就会有的放矢，就会知道自己要去干什么，如何去研究，知道如何去使用教师提供的实验器材等。 具体做法：可让学生以小组为单位先行设计，然后进行汇报，在汇报过程中，教师要加以指导，使之最合理化、科学化、规范化。 2.3 设计一个完整有效的实验报告单。

量子力学科普：量子通信与波粒二象性

量子力学科普：量子通信与波粒二象性 从什么是量子开始。量子，本意是指微观世界中【一份一份】的不连续能量。这是本书中写明的定义，它的前提条件是微观世界。 接下来，他说明了一下关于光是波还是粒子的百年之争。粒派支持者包括牛顿、爱因斯坦、普朗克，认为光是一颗颗光滑的小球球构成的；波派支持者包括惠更斯、杨、麦克斯韦、赫兹，认为光是一圈一圈的水波纹构成的。 粒子和波二者区别： 1. 粒子可以分成一个最小单位，单个粒子不可再分；波是连续的能量分布，无所谓【一个波】或者【两个波】； 2. 粒子是直线前进的，波却能同时向四面八方发射； 3. 粒子可以静止在同一个固定的位置上，波却必须动态的在整个空间传播。 科学家们在思考为什么光不能两者都是呢？于是就有了著名的双缝干涉实验。双缝，就是在一块隔板上开两条缝。用一个发射光子的机枪对着双缝扫射，从中露出的光子，打在缝后面的屏上，就会留下一个光斑。 第一次实验，把光子发射机对准双缝发射，结果是标准的斑马线，证明光是纯波。第二次实验，把光子机枪切换到点射模式，保证每次只发射一个光子，结果依然还是斑马线。第三次实验，在屏幕前加装两个摄像头，一边一个左右排开。哪边的摄像头看到光子，就说明了光子穿过了哪条缝。同样还是点射模式，发射光子。结果，每次不是左边的摄像头看到一个光子，就是右边看到一个，从来没有发现哪个光子分裂成半个的情况。

这里先把书里的例子提上来。你在屏幕面前看球员起脚射门时，立马按了暂停键，那么你预测下一秒球是否会踢进？在球迷看来，球能否踢进跟射手是谁，对方门将状态有关；在科学家看来是否射进同射门的角度、速度、力度、方向、摩擦力等有关系。大家公认的，不管球最终是否射进，它和一件事情绝对无关，那就是你家的电视。常理来说，射球的动作和结果在你看视频之前就已经完成，它不受你家电视的影响。但双缝干涉实验的第三次实验则证明了，在其他条件完全相同的形况下，球进还是不仅，直接取决于射门的一瞬间，你看还是不看电视。 双缝干涉实验带来了观察者魔咒，引发了一些人的三观崩塌，许多科学家针对双缝干涉实验的结论产生了争议。尼尔斯玻尔认为，将宏观世界的经验常识套用到微观世界的科学研究上，纯属扯淡。他认为量子力学存在三大原则：态叠加原理、测不准原理和观察者原理。 态叠加原理：在量子世界，一切事物可以同时处于不同的状态（叠加态），各种可能性并存。 测不准原理：叠加态是不可能精确测量的。 观察者原理：虽然一切事物都是多种可能性的叠加，但我们永远看不到一个既左且右，又黑又白的量子物体，只要进行观察必然看到一个确定无疑的结果。 波尔认为，在实验观测的一瞬间，光子会蜕变成为多种可能中的一种，他将这个过程称为“坍缩”。 针对波尔的理论，薛定谔提出了假设进行反驳——著名的“薛定谔的猫”。 把一只猫关在封闭的箱子里。和猫同处一室还有个自动化装置，内含一个放射性原子，如果原子核衰变，就会激发α射线，射线触发开关，开关启动锤子，锤子落下打破毒药瓶，于是猫当场毙命。

基尔霍夫定理的验证实验报告

基尔霍夫定律的验证实验报告 一、实验目的 1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的 理解。 2、进一步学会使用电压表、电流表。 二、实验原理 基本霍夫定律是电路的基本定律。 1)基本霍夫电流定律 对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即∑I=0 2)基本霍夫电压定律 在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。即∑U=0 三、实验设备 四、实验内容 实验线路如图2-1所示

图2－1 1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向， 2、按原理的要求，分别将两路直流稳压电源接入电路。 3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，－”两端。 4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电 流值于下表。 5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。 被测量 I1 （mA） I2 （mA） I3 （mA） E1 (V) E2 (V) UFA (V) UAB (V) UAD (V) UCD (V) UDE (V) 计算值1.93 5.99 7.92 6.0 12.00 0.98 -5.99 4.04 -1.97 0.98 测 2.08 6.38 8.43 6.011.99 0.93 -6.24 4.02 -2.08 0.97

五、基尔霍夫定律的计算值： I1 + I2 = I3 (1) 根据基尔霍夫定律列出方程（510+510）I1 +510 I3=6 (2) （1000+330）I3+510 I3=12 (3) 解得：I1 =0.00193A I2 =0.0059A I3 =0.00792A U FA=0.98V U BA=5.99V U AD=4.04V U DE=0.98V U DC=1.98V 六、相对误差的计算： E(I1)=（I1（测）- I1（计））/ I1（计）*100%=（2.08-1.93）/1.93=7.77% 同理可得：E(I2)=6.51% E(I3)=6.43% E(E1)=0% E(E1)=-0.08% E(U FA)=-5.10% E(U AB)=4.17% E(U AD)=-0.50% E(U CD)=-5.58% E(U DE)=-1.02% 七、实验数据分析 根据上表可以看出I1、I2、I3、U AB、U CD的误差较大。 八、误差分析

高三生物一轮复习精品学案：实验素养提升5 探究性实验与验证性实验

[技能必备] 1.两种实验的比较 比较 项目 探究性实验验证性实验概念 指实验者在不知实验结果的前 提下，通过自己进行实验、探索、 分析、研究得出结论，从而形成 科学概念的一种认知活动 指实验者针对已知的实验结果 而进行的以验证实验结果、巩固 和加强有关知识内容、培养实验 操作能力为目的的重复性实验实验目的 探索研究对象的未知属性、特征 以及与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性、特征 以及与其他因素的关系 实验假设 假设一般采用“如果A，则B” 的形式表达，是根据现有的科学 理论、事实，对所要研究的对象 设想出一种或几种可能的『答 案』、解释 因结论是已知的，故不存在假设 问题 2.实验探究题的答题“五步曲”

[技能展示] 1.为研究过期的生长激素的生物活性及能否使用，某生物兴趣小组利用相关实验材料和用具(一群生长状况完全相同的幼龄小白鼠和饲养它们的必需物品，正常的生长激素、过期的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品)开展了探究实验。请回答下列问题： (1)在设计实验步骤时，应向实验组小白鼠注射适量的________；向对照组A、B两组小白鼠分别注射等量的________和生理盐水。 (2)预测可能的实验结果并得出相应的结论： ①若实验组个体和A组个体的大小相同，则说明__________________________；

②若实验组个体比A组个体________(填“大”或“小”)，但比B组个体________(填“大”或“小”)，则说明_______________________________； ③______________________________________________________； ④若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则说明过期的生长激素不能使用。 『解析』(1)本题的实验目的是研究过期的生长激素的生物活性及能否使用，由题意可知，生长激素是否过期是实验的自变量，正常的生长激素具有生物活性，需设置一组注射等量的正常的生长激素溶液的小白鼠，即A组，其可作为注射适量的过期的生长激素的小白鼠即实验组的对照组，另外，还要考虑到注射过程本身对实验结果的影响，故需要增加一组注射等量的生理盐水的小白鼠，即B 组，作为对照组。 (2)探究性实验结果与结论不唯一，要逐一分析，不得遗漏。根据本题的实验目的可得出的实验结论有：过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用；过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用；过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用。结论与结果必然是一一对应的，则上述结论对应的结果为；实验组个体和A组个体的大小相同；实验组个体比A组个体小，但比B组个体大；实验组个体和B组个体的大小相同。当然，若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则不能判断过期的生长激素是否具有生物活性，但能说明过期的生长激素不能使用。 『答案』(1)过期的生长激素溶液正常的生长激素溶液(2)①过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用②小大过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用③若实验组个体和B组个体的大小相同，则说明过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用 2.某物质(X)本身不能降低血糖浓度，但其可增强胰岛素生理作用的发挥使血糖浓度下降。为了验证该结论，研究者提出了以下实验思路： ①将生理状况相同的60只健康小白鼠均分为甲、乙、丙三组，用血糖测定仪测定各组小白鼠的血糖浓度，求每组平均值； ②________________________________________； ③将各组小白鼠在适宜且相同条件下饲养2小时，期间每隔30 min测定一次各

量子力学专题二(波函数和薛定谔方程)

量子力学专题二： 波函数和薛定谔方程 一、波粒二象性假设的物理意义及其主要实验事实（了解） 1、波动性：物质波（matter wave ）——de Broglie （1923年） p h =λ 实验：黑体辐射 2、粒子性：光量子（light quantum ）——Einstein （1905年） h E =ν 实验：光电效应 二、波函数的标准化条件（熟练掌握）

1、有限性： A 、在有限空间中，找到粒子的概率是有限值，即有 =?ψψτ* d 有限值 有限空间 B 、在全空间中，找到粒子的概率是有限值，即有 =? ψψτ* d 有限值 全空间 2、连续性：波函数ψ及其各阶微商连续； 3、单值性：2 ψ是单值函数（注意：不是说ψ是单值！） 三、波函数的统计诠释（深入理解） 1、∝dV 2ψ在dV 中找到粒子的概率；

2、ψ和ψC 表示的是同一个波函数（注意：我们关心的只是相对概率）； 四、态叠加原理以及任何波函数按不同动量的平面波展开的方法及其物理意义（理解） 1、态叠加原理：设1ψ，2ψ是描述体系的态，则 2211ψψψC C += 也是体系的一个态。其中，1C 、2C 是任意复常数。 2、两种表象下的平面波的形式： A 、坐标表象中 r d e p r r p i 3/2/3)() 2(1)( ??=?πψ B 、动量表象中

p d e r p r p i 3/2/3)() 2(1)( ?-?=ψπ? 注意：2/3)2( π是热力学中，Maxwell 速率分布的一个常数，也可以使原子物理中，一个相空间的大小！ 五、Schrodinger Equation （1926年） 1、Schrodinger Equation 的建立过程（熟练掌握） ψψH t i ?=?? 其中，V T H ???+=。 2、定态薛定谔方程，定态与非定态波函数的意义及相关联系（深入了解） A 、定态：若某一初始时刻（0=t ）

高中物理复习验证性实验

二十一、验证性实验 1、互成角度的两个共点力的合成 [实验目的] 验证力的合成的平行四边形定则。 [实验原理] 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的 效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用 平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允 许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了 力的平行四边形定则。 [实验器材] 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹 簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。 [实验步骤] 1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。 3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O （如图所示）。 4．用铅笔描下结点O 的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F 1和F 2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F 。 5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O ，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O 点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。 6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F ，在实验误差允许的范围内是否相等。 7．改变两个分力F 1和F 2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F 与F'是否在实验误差允许的范围内相等。 [注意事项] 1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。 2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O 必须保持不变。 [例题] 1．在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O 点，以下操作中错误的是 A ．同一次实验过程中，O 点位置允许变动 B ．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C ．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力基本 实验

数据分析验证性实验报告

数据分析验证性实验报告 一、题目 1、1991 年我国30个省、区、市城镇居民月平均消费八个指标（单位均为元/人） X1: 人均粮食支出X2: 人均副食支出 X3: 人均烟茶支出X4: 人均其它副食支出 X5: 人均衣着商品支出X6: 人均日用品支出 X7: 人均燃料支出X8: 人均非商品支出 省区市X1X2X3X4X5X6X7X8 山西8.35 23.53 7.51 8.62 17.42 10.00 1.04 11.21 内蒙古9.25 23.75 6.61 9.19 17.77 10.48 1.72 10.51 吉林8.19 30.50 4.72 9.78 16.28 7.60 2.52 10.32 黑龙江7.73 29.20 5.42 9.43 19.29 8.49 2.52 10.00 河南9.42 27.93 8.20 8.14 16.17 9.42 1.55 9.76 甘肃9.16 27.98 9.01 9.32 15.99 9.10 1.82 11.35 青海10.06 28.64 10.52 10.05 16.18 8.39 1.96 10.81 河北9.09 28.12 7.40 9.62 17.26 11.12 2.49 12.56 陕西9.41 28.20 5.77 10.80 16.36 11.56 1.53 12.17 宁夏8.70 28.12 7.21 10.53 19.45 13.30 1.66 11.96 新疆 6.93 29.85 4.54 9.49 16.62 10.65 1.88 13.61 湖北8.67 36.05 7.31 7.75 16.67 11.68 2.83 12.88 云南9.98 37.69 7.01 8.94 16.15 11.08 0.83 11.67 湖南 6.77 38.69 6.01 8.82 14.79 11.44 1.74 13.23 安徽8.14 37.75 9.61 8.49 13.15 9.76 1.28 11.28 贵州7.67 35.71 8.04 8.31 15.13 7.76 1.41 13.25 辽宁7.90 39.77 8.49 12.94 19.27 11.05 2.04 13.29 四川7.18 40.91 7.32 8.94 17.60 12.75 1.14 14.08 山东8.82 33.70 7.59 10.98 18.82 14.73 1.78 10.10

2量子力学与热力学中的随机性

2、量子力学与热力学中的随机性 戴维斯指出，在宇宙学情况下，初始奇点的随机性（即“分子混沌”）导致宇宙的时间不可逆性，混沌粒子运动是大爆炸过程中光滑宇宙流体的一个特点。如果宇宙重新收缩，终极奇点态是混沌的或随机的而不是高度有序的（块状的），这与安置在一个假想的霍金盒子中的黑洞的情形相反，在那里奇点的随机形成和随即消失带来的是时间的对称性，这种黑洞奇点的随机性是内在随机的。在宇宙学的情况下，终极奇点被赋予由宇宙动力学支配的奇点，所以塌缩到视界内的宇宙不是黑洞。但是，宇宙终极奇点如何不同于黑洞奇点，以及宇宙是否真的象戴维斯所期望的那样振荡不息，这是一个没有澄清的问题。我们认为，只有搞清各种势在决定量子波函数演化过程中如何影响从过去向未来演化的提供波ψ(t)和从未来像过去倒转演化的确认波ψ*(-t)的几率幅；特别是在各种奇点附近，由魏尔曲率决定的引力势如何影响量子波在时间两个方向上的演化几率，才能解决宇宙演化的最后结局。 引力论与量子论相统一的理论还遥遥无期，宇宙论和量子论的时间之矢已然浮现，但远未被澄清。但是，对热力学第二定律的理解却在进一步深化，这特别归功于以普里高津为首的布鲁塞尔学派的工作。普里高津提出的耗散结构论对热力学第二定律提出了新的理解：（1）热力学第二定律并不是在经典动力学基础之上的宏观近似，而是动力学的基本原理，可以从它开始建立动力学的更一般的形式体系；（2）热力学第二定律并不意味着热力学系统的单向退化，它也是进化的原动力，熵最大状态只是演化的终态，而在演化过程中，不可逆性导致自组织的出现。在远离平衡态的非线性体系中，通过耗散机制可以导致类似生命现象的复杂结构出现。走向复杂化的进化过程在一定范围内与热力学不可逆过程一致。 普里高津指出，不可逆理论的构建方式有：（1）存在着不可逆理论，它们出于描述观察到的宏观不可逆性的明显目的而被构建出来，如热力学，扩散理论等等。（2）通过引入隐含不可逆性的几率假定，从可逆的动力学方程中推导出不可逆性的理论。例如，在处理具有大数目的系统时，人们抛弃了动力学观点，而把碰撞事件或一系统状态的改变看作是马尔代夫类型的随机过程，即在某种瞬间发生的事件只依赖于那个瞬间的状态而根本不依赖于过去的历史。于是，粒子碰撞造成的不稳定性动力学关联在微观状态被打破，抹去了粒子过去运动的信息。分子运动论和统计力学就是这样构建出来的。（3）还有一些理论，它们基于时间反演不变的理论，但通过引入初始条件或通过t的拉普拉斯变换，从而成为不可逆理论，宇宙学的时间箭头就是这样引入的。 普里高津认为，几率分布允许我们在动力学描述的框架内把相空间复杂的微观结构包括进去。因此，它包含附加的信息，此种信息在个体轨道的层次上不存在。因为对于具有对初始条件敏感性的不稳定系统，个体轨道变得不可计算，只能给出多种运动形式的几率分布。于是，在分布函数ρ的层次上，我们得到一个新的动力学描述，它允许我们预言包含特征时间尺度的系统的未来演化，这在个体轨道层次上是不可能的。个体层次与统计层次间的等价性被打存了。而对于稳定体系，“个体”层次（对应于单个轨道）和“统计”层次（对应于系统）是等价的。在不可积动力学体系中，个体的某一轨道可以对应于不同的系统分布ρ，而同一系统分布ρ可以对应不同的个体轨道，过去和未来的不对称性在系统层面上涌现出来，它意味着时间反演的初始系统分布是低几率的。普里高津认为宏观的时间方向是一种突现现象，同时又主张寻求微观不可逆过程的理论描述。 概率随机性被引入物理学，第一次是热力学，第二次是量子力学。然而，这两次引入却被认为具有非常不同的含义。在热力学中，随机性被认为是主观引入的，而在量子力学中，随机性被认为是客观的，具有不可还原的终极意义。将热力学第二定律作为一个基本的事实，意味着微观层次的随机性也应该是客观而非主观的，终极的非表面的。普里高津坚决反对熵和

对波粒二象性的理解

量子力学 题目: 专题理解：波粒二象性 学生姓名 专业 学号 班级 指导教师 成绩 工程技术学院 2016 年 1 月

专题理解：波粒二象性 前言： 波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里，微观粒子有时会显示出波动性（这时粒子性较不显著），有时又会显示出粒子性（这时波动性较不显著），在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性，是微观粒子的基本属性之一。但从经典物理学的观点来看，“微粒”和“波”是相互排斥的概念，或者说“波”与“微粒”是两种截然对立的存在。一个东西要么是波，要么是微粒，即“非此即彼”。那么究竟自由理解波粒二象性呢？通过对量子力学课程的学习以及查阅相关资料，我对其有了更深的理解并做了以下整理与总结。 一、波粒二象性理论的发展简述 较为完全的光理论最早是由克里斯蒂安·惠更斯发展成型，他提出了一种光波动说。稍后，艾萨克·牛顿提出了光微粒说。光的波动性与粒子性的争论从未平息。十九世纪早期，托马斯·杨完成的双缝实验确切地证实了光的波动性质。到了十九世纪中期，光波动说开始主导科学思潮，因为它能够说明偏振现象的机制，这是光微粒说所不能够的。同世纪后期，詹姆斯·麦克斯韦将电磁学的理论加以整合，提出麦克斯韦方程组。应用电磁波方程计算获得的电磁波波速等于做实验测量到的光波速度。麦克斯韦于是猜测光波就是电磁波。1888年，海因里希·赫兹做实验发射并接收到麦克斯韦预言的电磁波，证实麦克斯韦的猜测正确无误。从这时，光波动说开始被广泛认可。 为了产生光电效应，光频率必须超过金属物质的特征频率，称为其“极限频率”。根据光波动说，光波的辐照度或波幅对应于所携带的能量，因而辐照度很强烈的光束一定能提供更多能量将电子逐出。然而事实与经典理论预期恰巧相反。1905年，爱因斯坦对于光电效应给出解释。他将光束描述为一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。从普朗克黑体辐射定律，爱因斯坦推论，组成光束的每一个光子所拥有的能量等于频率乘以一个常数，即普朗克常数，他提出了“爱因斯坦光电效应方程”。1916年，美国物理学者罗伯特·密立根做实验证实了爱因斯坦关于光电效应的理论。物理学者被迫承认，除了波动性质以外，光也具有粒子性质。 在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意在1924年提出一个“物质波”假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比，即λ= h/（mv）。这个关系式后来就叫做德布罗意公式。根据德布罗意假说，电子是应该会具有干涉和衍射等波动现象。1927年，克林顿·戴维森与雷斯特·革末设计与完成的戴维森-革末实验成功证实了德布罗意假说。 2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。

探究性实验与验证性实验的区别

探究性实验与验证性实验的区别 探究性实验与验证性实验在实验目的、原理、操作步骤和实验结果等实验要素中都有显著的差异。 1．1在实验目的上的差别实验目的统领学生在实验过程中的设计思路、步骤，获取实验结果，在实验目的引导下开展后续的步骤。验证性实验目的旨在一个设计完整的实验框架下重新验证结果是否达到原理所描述，实验目的重在使实验人员了解这个实验，以达到熟悉生物固有的现象。探究性实验目的是在假设的指引下获取支持假设或推翻假设的科学实证，从而达到验证假设的目的，在这个目的指引下实验者更重视获取对假设有用的实验信息。 1．2在实验步骤上的区别实验步骤是实验设计者对实验的过程进行控制的有序过程。验证性实验往往是在已有的实验步骤设计框架上进行操作的过程，操作者的任务是严格按照设计步骤完成准确的操作要求，以求得预想中的实验结果。在操作过程中实验者可以掌握操作要领，实验的一些基本技能。探究性实验的步骤在实验者的设计中占有主要的地位，什么样的步骤取决于实验者对探究性实验目的理解程度，对实验结果的假想的细致程度。实验者在自己的假设中通过创新思维活动设计出实验步骤并完成操作，既有对步骤的期望也有对操作精确度的自我要求，目标是获得假设的成功。 1．3对实验结果的态度上的区别实验结果是一个实验的精髓所在，结果往往预示实验的成败。对待实验结果的态度反应了实验者在实验过程中辛劳、努力和思想品质、科学精神诸多素质。若实验结果容易获得，实验者往往轻率处置，敷衍了事；实验结果历经千辛万苦，实验者会费尽脑汁分析结果，推理得出合乎逻辑的解释，同时还会得到意外的收获。验证性实验结果一切在预料之中，现象明显，唾手可得，在实验者看来没有新意，没有悬念，处理的态度就多有草率，分析不得理，收获较少。探究性实验结果犹如蚕宝宝，再生形象尚未知，一切像谜一样值得探索、猜想，这样精心操作，热切期待中产生的实验结果，实验者的态度仔细认真，解释合理，收获丰富。 2两者教学上的差异 教学因对象的特点和具体情况的不同而异，探究性实验的探究特点更需要教师在教学策略中采用开放性、合作式的方案。验证性实验因其封闭性、严谨性的特点在培养学生基本技能方面，作用也不可忽视，从而采取讲授法、模仿法教学策略比较普遍。

对称性原理在物理学中的表现形式

对称性原理在物理学中的表现形式 在近代科学的开端，哥白尼对日心说的数学结构做了美学说明和论证，他从中看到令人惊异的“对称性”与“和谐联系”——这可以说是科学美学的宣言书.开普勒醉心于宇宙的和谐，他在第谷的庞杂数据中清理出具有美感的行星运动三定律，并由衷地感到难以置信的狂喜和美的愉悦.伽利略对落体定律的揭示，在纷繁的事实多样性中求得统一的定律.牛顿的严整而简单的力学体系把天地间的万物运动统摄在一起，他推崇和倡导节约原理，并认为上帝最感兴趣的事情是欣赏宇宙的美与和谐.这一切，谱写了近代科学的美的协奏曲.以相对论和量子力学为代表的现代科学，更是把科学审美发挥到了极致.撇开这些理论的抽象的理性美和雅致的结构美不谈，令人叫绝的是，数学实在和物理实在之间的（神秘的）一致是由群的关系保证的，科学理论中审美要素的存在是由群的真正本性决定的——对称性或不变性（协变性，invariance）之美跃然纸上！ (1)经典物理学中的对称性原理 在原始的意义上，对称是指组成某一事物或对象的两个部分的对等性.物理是研究客观世界的最基本规律的一美科学，而它们在很多方面存在着对等性，例如：正电荷和负电荷、电荷的负极与正极、光速的可逆性、空间与时间、正功与负功、质子与中子、电子与正电子等均具有对称性.万有引力公式F=GMm/r2与静电力公式F=KQ1Q2/r2，弹性势能公式E=0.5kx2与动能公式E=0.5mv2，凸透镜成象公式1/u+1/v=1/f与并联电阻公式1/R1+1/R2=1/R、弹簧串联公式1/k1+1/k2=1/k，欧姆定律公式I=U/R与压强公式P=F/S、密度公式ρ=m/V 、电场强度E=F/Q、电压U=W/Q与电容C=Q/U，安培力F=BIL与电功W=Uit，重量G=ρgV与热量Q=cm Δt等均具有相似性根据这些相似性.开普勒用行星轨道的椭圆对称性代替了古希腊人所坚持的圆形对称性, 开普勒第一定律：每个行星都沿椭圆轨道运行，太阳就在这些椭圆的一个焦点上. 物理学中有一些规律属于基本定律，它们具有支配全局的性质，掌握它们显然是极端重要的.例如力学中的牛顿定律是质点、质点组机械运动（非相对论）的基本定律，电磁学的麦克斯韦方程组是电磁场分布、变化的基本定律，物理学中还有另外一种基本定律的表述形式，这就是最小作用原理（变分原理），它可表述为系统的各种相邻的经历中，真实经历使作用量取极值.可以看出最小作用原理的表述形式与牛顿定律、麦克斯韦方程组的表述形式极不相同.牛顿定律告诉我们，质点此时此刻的加速度由它此时此刻所受的力和它的质量的比值决定；麦克斯韦方程组告诉我们，此时此刻的电场分布由此时此刻的电荷分布以及此时此刻的磁场的变化决定，此时此刻的磁场分布由此时此刻的电流分布以及此时此刻的电场

对波粒二象性的理解和认识

对波粒二象性的理解与认识 摘要:光的波粒二象性被发现之后,德布罗意由此得到启发,大胆地把这二象性推广 到物质客体上去,提出了实物粒子也具有波粒二象性的理论。本文结合所学知识，通过对波粒二象性发展的简单梳理，阐述了目前自己对其的理解与认识。 引言 量子论和相对论是近代物理学的两大支柱, 两者都改变了人们对物质世界的根 本认识并对20世纪的科学技术、生产实践起到了决定性的推动作用。相对论以相对时空观取代源于常识的绝对空观, 量子力学则用以物质粒子的波粒二象性为基础的 概率来描述物质粒子的行为, 使物质粒子的行为具有了神秘的不确定性。经过课本 上的知识的学习，我进行了进一步的了解总结与思考。 1.光的波粒二象性 光究竟是粒子还是波？这个问题涉及对光的本性的不同认识。1672年,牛顿向英国皇家学会递交了一篇《关于光和色的新理论》的论文。他认为光是由许多机械微粒组成的,提出了光的微粒说。19世纪托马斯·扬和其他一些人决定性的证明了, 光的粒子理论是错误的。他们认为,光更应该是一种波。关于波,我们熟悉的一种特性是,干涉。托马斯·扬利用他的著名的双缝实验装置制造出两个光波源, 并观察到光也 有类似的干涉图案。这样,在19世纪下半叶，光的波动说占了统治地位。 但是,没有过多久,19世纪末进行的一些实验,发现了一些新的实验现象,不能用光 的波动理论解释。这些实验里面最著名的就是光电效应和康普顿效应,。而爱因斯坦在普朗克的量子假说基础上提出的光量子假说，对光电效应成功地解释,又复兴了以前的光的粒子论。但这一次并没有否定波动说, 而是由此得出了光的波粒二象性的 结论。 2.物质波 1923 年, 德布罗意在光有波粒二象性的启示下, 提出实物粒子也具有波动性的 假说。德布罗意认为, 任何运动着的物体都伴随着一种波动, 而且不可能将物体的运动和波的传播分开, 这种波称为相位波。存在相位波是物体的能量和动量同时满足 量子条件和相对论关系的必然结果。后来薛定愕解释波函数的物理意义时称为,物 质波,。 德布罗意的物质波理论是在没有得到任何已知事实支持的情况下提出来的, 所 以还只能是一种假说。1 927 年初, 戴维孙和革末通过电子束在镍单晶体表面上散射的实验，观察到了和X射线衍射类似的电子衍射图像，首先证实了德布罗意假说的正确性。同年G. P. 汤姆逊用多晶体薄膜做电子衍射实验，也观察到了和X射线衍射类似的电子衍射图像，实验观测和由德布罗意理论得到的结果非常一致, 这充分证明 了电子具有波动性, 再一次用无可辩驳的事实向人们展示了德布罗意理论是正确的。 以后, 人们通过实验又观察到原子、分子等微观粒子都具有波动性。实验证明了物质具有波粒二象性, 不仅使人们认识到德布罗意的物质波理论是正确的, 而且为

高二物理波粒二象性知识点总结

高二物理波粒二象性知识点总结 高二物理课本中，粒二象性是量子力学中非常重要的概念之一，学生要掌握相关知识点，下面给大家带来高二物理波粒二象性知识点，希望对你有帮助。 高二物理波粒二象性知识点一、量子论 1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。 2.量子论的主要内容 ①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即能量子或称量子，也就是说组成能量的单元是量子。 ②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。 3.量子论的发展 ①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。 ②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。 ③到1925年左右，量子力学最终建立。 二、黑体和黑体辐射

1.热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①物体在任何温度下都会辐射能量。 ②物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。 3.实验规律： ①随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加; ②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 三、光电效应