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    福州回收实验室设备
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    福州回收实验室设备

    更新时间:2020-09-23   浏览数:11
    所属行业:化工 化工机械设备 化工反应设备
    发货地址:山东省济宁梁山县  
    产品规格:
    产品数量:9999.00件
    包装说明:
    单 价:888.00 元/件
    经纬仪的结构(主要常用部件):
    1. 望远镜制动螺旋 2. 望远镜 3. 望远镜微动螺旋 4.水平制动 5. 水平微动螺旋 6. 脚螺旋 9. 光学瞄准器 10.物镜调焦 11.目镜调焦 12. 度盘读数显微镜调焦 13. 竖盘指标管水准器微动螺旋 14. 光学对中器 15.基座圆水准器 16.仪器基座 17. 竖直度盘 18. 垂直度盘照明镜 19. 照准部管水准器20. 水平度盘位置变换手轮
    望远镜与竖盘固连,安装在仪器的支架上,这一部分称为仪器的照准部,属于仪器的上部。望远镜连同竖盘可绕横轴在垂直面内转动,望远镜的视准轴应与横轴正交,横轴应通过水盘的刻画中心。照准部的数轴(照准部旋转轴)插入仪器基座的轴套内,照准部可以作水平转动。
    分类/经纬仪
    经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同,分为游标经纬仪,光学经纬仪和电子经纬仪。目前我国主要使用光学经纬仪和电子经纬仪,游标经纬仪早已淘汰。
    电子经纬仪
    光学经纬仪
    光学经纬的水平度盘和竖直度盘用玻璃制成,在度盘平面的周诶边缘刻有等间隔的分划线,两相邻分划线间距所对的圆心角称为度盘的格值,又称度盘的小分格值。一般以格值的大小确定精度,分为:
    DJ6 度盘格值为1° DJ2 度盘格值为20′ DJ1 (T3)度盘格值为4′
    按精度从高精度到低精度分:DJ0.7,DJ1,DJ2,DJ6,DJ30等(D,J分别为大地和经纬仪的首字母)
    经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器,可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。整套仪器由仪器、脚架部两部分组成。
    应用举列(已知A、B两点的坐标,求取C点坐标):
    是在已知坐标的A、B两点中一点架设仪器(以仪器架设在A点为列),完成安置对中的基础操作以后对准另一个已知点(B点),然后根据自己的需要配置一个读数1并记录,然后照准C点(未知点)再次读取读数2。读数2与读数1的差值既为角BAC的角度值,再精确量取AC、BC的距离,就可以用数学方法计算出C点的精确坐标。
    一些建设项目的工地上,我们会经常看到一些技术人员架着一台仪器在进行测量工作,他们所使用的仪器就是经纬仪。经纬仪初的发明与航海有着密切的关系。在十五 十六世纪,英国、法国等一些发达国家,因为航海和战争的原因,需要绘制各种地图、海图。早绘制地图使用的是三角测量法,就是根据两个已知点上的观测结果,求出远处第三点的位置,但由于没有合适的仪器,导致角度测量手段有限,精度不高,由此绘制出的地形图精度也不高。而经纬仪的发明,提高了角度的观测精度,同时简化了测量和计算的过程,也为绘制地图提供了更精确的数据。后来经纬仪被广泛地使用于各项工程建设的测量上。经纬仪包括基座、度盘(水平度盘和竖直度盘)和照准部三个部分。基座用来支撑整个仪器。水平度盘用来测量水平角。照准部上有望远镜、水准管以及读数装置等等。
    应用/经纬仪
    经纬仪是望远镜的机械部分,使望远镜能指向不同方向。经纬仪具有两条互相垂直的转轴,以调校望远镜的方位角及水平高度。此类架台结构简单,成本较低,主要配合地面望远镜(大地测量、观鸟等用途)使用,若用来观察天体,由于天体的日周运动方向通常不与地平线垂直或平行,因此需要同时转动两轴并随时间变换转速才能追踪天体,不过视场中其它天体会相对于目标天体旋转,除非加上抵消视场旋转的机构,否则不适合用于长时间曝光的天文摄影。
    应用举列(已知A、B两点的坐标,求取C点坐标):
    是在已知坐标的A、B两点中一点架设仪器(以仪器架设在A点为例),完成安置对中的基础操作以后对准另一个已知点(B点),然后根据自己的需要配置一个读数1并记录,然后照准C点(未知点)再次读取读数2。读数2与读数1的差值既为角BAC的角度值,再精确量取AC、BC的距离,就可以用数学方法计算出C点的精确坐标。
    自制方法/经纬仪
    一、赤经及赤纬在茫茫大海中,航行的船只遇到危险,求急救时,就是要让救援的人知道船只的所在处,也就是说要将船只所在的经纬度告知救援的人。经纬度不仅能在海洋上指出船只的位置。它的大好处是能将一个物体的确实位置,很简洁地让大家都能明了。同样的,在无际无涯的夜空星海中,一旦发现了新的星体,你如何将它的正确位置,公诸于世呢?你是否想到应该有一种类似经纬度的度量系统,来标定星球位置,制作星图呢?天文学家所使用的度量系统是赤经(Rightascension)及赤纬(Declination),赤纬的单位是度(Degrees),赤经单位是时(Hours)、分(Minutes),我们对这些也许并不熟悉,但要了解也并不难。
    由于星辰距我们甚远,单靠眼睛实在辨别不出它们之间的远近差别,因此这些星球在我们看来都好像同样远近。我们就假想有一悬空之球壳罩住了整个地球,这个假想的球就叫做天球(Celestialsphere),而这些星星就固定在球壳内面,每次我们只能看到半个球面。因为地球自转的结果,天球便好像由东至西不断地绕着我们旋转,而天球北(南)极恰在地球地理北(南)极的正上空,天球赤道也恰在地球赤道的正上空,即位在二天极的。像地球一样,我们将天球刻划上了经纬度,在天文学中这相当于地球纬(经)度的,便叫做赤纬(赤经)。从天极到天球赤道间,赤纬共分90°;而赤经共分24时,1时又分60分,即1h=60m=15°,这是因为地球或天球每小时旋转15°而得名。这套决定天体位置的方法,看起来相当复杂,但是它有许多好处。例如,天球不断旋转,所以星星的视位置不断改变,像是由东至西横过夜空;同时,又因地球公转结果,虽在同一时刻,隔几天后,星星位置也稍稍偏西;或是你由北向南行走时,星星对地平线之相对位置,也都有所改变。既然星星之视位置,如此善变,故要依照所见来说明其位置,是相当困难的,只能借着赤经、赤纬来说明了,因为每一个星球恰与一组赤经纬度相对应。但也由于星象瞬息万变,到底应如何去测量其赤经及赤纬呢?二、经纬仪之制作经纬仪(Theodolite)是用来量度赤经、赤纬的,它是一种具有许多天文望远镜特性的观测装置。介绍一种简单的经纬仪做法,所须材料列于表一,各材料之尺寸大小仅供参改,可自斟酌,但各零件之相关位置必须弄清。制作之前先看看图1,图2,图3,及作法:1.用厚(3/8)"之三夹板,锯下二个圆盘,直径比量角器(分度器)稍大约(1/2)"即可。以强力胶在每一圆盘上,黏上二块量角器,量角器底边中点,须确实黏在圆盘中心上。(见图2)。2.把一个圆盘用二根螺丝钉,固定在D上,圆盘之圆心与90°之连线,必须与D之中线重叠,在D之两端各钉上一个螺丝圈,(注意不是钉在有圆盘的那一面,见图2)视线便可通过两个小圈观察。3.在另一圆盘圆心处,凿一(1/4)"的洞,这洞要同时穿过A、C,(见图3),用一螺丝穿过栓好,调整一下松紧程度,使C很容易旋转。4.从附于D之量角器圆心凿洞,以木栓或螺丝将D、C旋紧。但D、C间要能转动,不要固定。5.用铁片截取三个三角形,以螺丝钉或小钉子将它们附于C上,三角形之尖端必须平贴于量角器上。6.以铰链将A、B接好。(见图1)7.G、H上距一端(3/4)"处凿一小洞,距此洞1"处起,沿每一木绦之中线,凿一宽(3/16)"之细缝,直到距另一端1"处。在小洞处以螺丝钉将G、H栓在A之二边,再用座钻通过细缝将G、H栓在B之边上,这是用来调整角度x的。钉螺丝或座钻时,应钉在适当位置,以致当调整至细缝末端时,A、B能够重合。经纬仪这时便可使用了。三、经纬仪之使用将经纬仪支在架子上,像椅子、像机三角架均可,目的只在使视线容易通过D之螺丝圈观察。把经纬仪面向南方放好,首先视臂D不要举起,(即纬度表E指在零),调整B板之倾斜,使视线沿视臂看到地平线,将B板固定在这位置,此时B板即保持水平,现在旋转C、D观察天体,则E即指示出天体之地平纬度(Altitude)。现在将经纬仪A板举高至x角,x=90°-(测量地之纬度),例如,你在台北测量,纬度大约25°3',角x就等于64°57';另一个法子是将视臂指向北极星,D保持在这方向,而移动A板,使纬度表E之读数为90°,此时A板即与B成x角了,当然你稍微想想便知道,可用这种方法来测量你所在地的纬度了,为什么这样子A与B就成x角呢?(注一)仰望天极(即北极星处)时仰角即为你的纬度,因此当E读数为零时,将板A举起x角后,视臂即指向天球赤道,为什么?(注二)调整x角之目的,在于求得星星对天球赤道面之仰角(即赤纬度),而不须顾虑到因观测地之纬度不同,所引起之星星视位置之变化。此时由西至东旋转视臂,便画出了天球赤道位置。为了测度赤经,你必经将经度表F刻成赤经单位——时,每隔15°为1时,由零度起反时针方向刻。现在移动视臂注视南天之一已知星,从星图、天文日历或其它参考星源,决定此星之赤经、赤纬,旋转经度表F,使C之指针指向适当之赤经值。此时纬度表应即自动指在了正确的赤纬值,否则仪器便有了偏差。将F固定住,现在旋转C、D,把视臂指向另一星球,此时从E、F就可读出,此星球之赤纬度、赤经度了。在天球赤道以北之星球赤纬度为正,在天球赤道以南之星赤纬度为负,即E盘上朝开口处之量角器度数为正,另一个为负。例如:角宿大星(Spica),在四、五、六月夜空均可见,它的赤经度(R.A.)=13h23m37s,赤纬度(D.)=-11°00'19'',将视臂指向角宿大星,此时纬度表E读数应约为-11°,调整经度表F至13h23m37s。现在旋转视臂D,注视轩辕大星(Regulus),此时在E上就可读出约12°06',F上约10h07m,于是知道轩辕大星之R.A.=10h07m,D.=12°06
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    红外分光光度计(Infrared Spectrophotometer)
    紫外可见分光光度计
    气体工业名词术语。是一种用棱镜或光栅进行分光的红外光谱仪。由光源发出的红外线分成完全对称的两束光:参考光束与样品光束。它们经半圆型调制镜调制,交替地进入单色仪的狭缝,通过棱镜或光栅分光后由热电偶检测两束光的强度差。当样品光束的光路中没有样品吸收时,热电偶不输出信号。一旦放入测试样品,样品吸收红外光,两束光有强度差产生,热电偶便有约10Hz的信号输出,经过放大后输至电机,调节参考光束光路上的光楔,使两束光的强度重新达到平衡,由笔的记录位置直接指出了某一波长的样品透射率,波数的连续变化就自动记录了样品的红外吸收光谱或透射光谱。
    红外分光光度计是国内台采用计算机直接比例记录原理的高性能红外分光光度计产品、填补国内外空白,在国内居于良好水平,占据国内红外仪器的主要市场。该仪器实现了人机对话,操作简单、功能完善、可广泛地应用在石油、化工、医药、环保、教学、材料科学、公安、国防中个领域,是科研、生产、教学不可缺少的分析测试仪器。
    发展历程/红外分光光度计
    分光器为棱镜的色散型红外分光光度计
    分光器为光栅的色散型红外分光光度计
    基本工作原理/红外分光光度计
    用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样,如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振,这个基团就吸收一定频率的红外线,把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来,便能得到全面反映试样成份特征的光谱,从而推测化合物的类型和结构。IR光谱主要是定性技术,但是随着比例记录电子装置的出现,也能迅速而准确地进行定量分析。
    主要特点/红外分光光度计
    ·在国内首次采用计算机直接比例纪录原理
    ·采用一块高能量双闪耀光栅复盖整个工作波段
    ·采用高性能计算机进行仪器控制和数据处理
    ·WINDOWS中文操作软件
    ·采用进口热电偶做红外接收器件,保证了仪器的高性能和可靠性
    ·采用USB接口,方便连接仪器主要数据处理功能:光谱背景基线记忆光谱背景基线校正光谱数据累加运算%T与ABS转换光谱数据平滑运算光谱基线倾斜校正光谱文件管理光谱峰值检出光谱数据微分运算光谱数据四则运算光谱刻度扩展光谱吸收扩展
    主流产品推荐/红外分光光度计
    天津港东生产的WGH-30型、WGH-30A型、WGH-30A型红外分光光度计;
    天津拓普生产的TJ270-30A型红外分光光度计
    天津市新天光分析仪器技术有限公司(原天津市光学仪器厂)专业生产红外分光光度计
    有机分析方面的应用/红外分光光度计 编辑
    1、化合物中各原子团组合排列情况,是同红外光谱中出现的特征官能团来确定的。
    (1) 溴化四氯化对位甲酚的结构,过去实验认为它有三种可能的结构,但未能鉴别确定,现经过红外光谱证实只有一种结构。
    (2) 二分子醛缩合醇酮,应为(I)式。若(I)式R换成吡啶基,则化学性质和(I)却不相同了,它具有烯二醇式的反应如(II)式。可是在极烯的溶液中,也看不到自由羟基的3700cm(-1)-谱带,却在2750cm(-1)有缔全氢键出现。可知它已形成了分子内氢键。(I)羟酮式(II)烯二醇式
    2、异构体的测定——可鉴定立体异构体和同分异构体
    (1) 顺反异体的测定——顺反异构体原子团排列顺序因无对称中心,故C=C双键在1630cm(-1),724cm(-1),而反式的C=C在较高频率。
    (2) 同分异构体的鉴定——红外光谱900~660cm(-1)区内可看到苯环取代位置不同的同分体。
    如二甲苯三个异构体的吸收谱带很不相同。邻位在742cm(-1),间位在770cm(-1),对位在800cm(-1),且因对二甲苯对称性强,它的C=C双键(苯骨架)在1500cm(-1)变小,并且600cm(-1)谱带消失。
    又如正丙基、异丙基、叔丁基由红外光谱中的甲基弯曲振动可以看出。在1375cm(-1)只出现一个吸收带,则表示为正丙基;若在1375cm(-1)出现相等强度的双峰,则为异丙基;若在`1390cm(-1)及1365cm(-1)出现一强一弱谱带,则为叔丁基。
    乙醇和甲醚的分子式完全相同C2H6O,乙醇有羟基吸收带在3500cm(-1),C-0伸缩振动在1050~1250cm(-1),羟基弯曲振动在950cm(-1)。甲醚在3500cm(-1)无羟基吸收。它的强1150~1250cm(-1),这两个同分异构体很容易区别。
    3、化学反应的检查——一个化学反应是否已进行完全,可用红外光谱检查,这是因原料和预期的产品都有其特征吸收带。例如氧化仲醇为酮时,原料仲醇的羟基吸收应消失,酮的羰基171cm(-1)应在产物中出现才反应进行完全。
    4、未知物剖析——可先将未知物分离提纯,作元素分析,写出分子式,计算不饱和度。从红外光谱可得到此未知物主要官能团的信息,确定它是属于哪种化合物。结合紫外、核磁等可鉴定此化合物的结构。
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    示波器的组成普通示波器有五个基本组成部分:显示电路、垂直(Y轴)放大电路、水平(X轴)放大电路、扫描与同步电路、电源供给电路。普通示波器的原理功能方框图如图5-1所示。
    1.显示电路
    显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器一个重要组成部分。示波管的基本原理图如图所示。由图可见,示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。
    (1)电子枪
    电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流,去轰击荧光屏使之发光。它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、阳极A1、第二阳极A2组成。除灯丝外,其余电极的结构都为金属圆筒,且它们的轴心都保持在同一轴线上。阴极被加热后,可沿轴向发射电子;控制极相对阴极来说是负电位,改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目,也就是控制荧光屏上光点的亮度。为了提高屏上光点亮度,又不降低对电子束偏转的灵敏度,现代示波管中,在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。


    阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。在第二阳极上加有一个比阳极更高的正电压。穿过控制极小孔的电子束,在阳极和第二阳极高电位的作用下,得到加速,向荧光屏方向作高速运动。由于电荷的同性相斥,电子束会逐渐散开。通过阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用,使电子重新聚集起来并交汇于一点。适当控制阳极和第二阳极之间电位差的大小,便能使焦点刚好落在荧光屏上,显现一个光亮细小的圆点。改变阳极和第二阳极之间的电位差,可起调节光点聚焦的作用,这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的,通常加有很高的电压,它有三个作用:①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速,使电子有足够的能量去轰击荧光屏,以获得足够的亮度;②石墨层涂在整个锥体上,能起到屏蔽作用;③电子束轰击荧光屏会产生二次电子,处于高电位的A3可吸收这些电子。
    (2)偏转系统
    示波管的偏转系统大都是静电偏转式,它由两对相互垂直的平行金属板组成,分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。当电子在偏转板之间运动时,如果偏转板上没有加电压,偏转板之间无电场,离开第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动,射向屏幕的中心。如果偏转板上有电压,偏转板之间则有电场,进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置。
    如图5-3所示。如果两块偏转板互相平行,并且它们的电位差等于零,那么通过偏转板空间的,具有速度υ的电子束就会沿着原方向(设为轴线方向)运动,并打在荧光屏的坐标原点上。如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差,则偏转板间就形成一个电场,这个电场与电子的运动方向相垂直,于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。这样,在两偏转板之间的空间,电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动。后,电子降落在荧光屏上的A点,这个A点距离荧光屏原点(0)有一段距离,这段距离称为偏转量,用y表示。偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比。同理,在水平偏转板上加有直流电压时,也发生类似情况,只是光点在水平方向上偏转。


    (3)荧光屏
    荧光屏位于示波管的终端,它的作用是将偏转后的电子束显示出来,以便观察。在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质,因而,荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制极的电压时,电子束中电子的数目将随之改变,光点亮度也就改变。在使用示波器时,不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上,否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏,从而失去发光能力。
    涂有不同荧光物质的荧光屏,在受电子冲击时将显示出不同的颜色和不同的余辉时间,通常供观察一般信号波形用的是发绿光的,属中余辉示波管,供观察非周期性及低频信号用的是发橙黄色光的,属长余辉示波管;供照相用的示波器中,一般都采用发蓝色的短余辉示波管。


    2.垂直(Y轴)放大电路
    由于示波管的偏转灵敏度甚低,例如常用的示波管13SJ38J型,其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V(约12V电压产生1cm的偏转量),所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大,再加到示波管的垂直偏转板上,以得到垂直方向的适当大小的图形。


    3.水平(X轴)放大电路
    由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低,所以接入示波管水平偏转板的电压(锯齿波电压或其它电压)也要先经过水平放大电路的放大以后,再加到示波管的水平偏转板上,以得到水平方向适当大小的图形。


    4.扫描与同步电路
    扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移,即形成时间基线。这样,才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。


    5.电源供给电路
    电源供给电路供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。


    由示波器的原理功能方框图可见,被测信号电压加到示波器的Y轴输入端,经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压,虽然多数情况都采用锯齿电压(用于观察波形时),但有时也采用其它的外加电压(用于测量频率、相位差等时),因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关,以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压,或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。


    此外,为了使荧光屏上显示的图形保持稳定,要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样,不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节,而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样,对于只能产生连续扫描(即产生周而复始、连续不断的锯齿波)一种状态的简易示波器(如国产SB10型等示波器)而言,需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号,以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能(即平时不产生锯齿波,当被测信号来到时才产生一个锯齿波,进行一次扫描)功能的示波器(如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言,需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号,使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要,同步(或触发)信号可通过同步或触发信号选择开关来选择,通常来源有3个:①从垂直放大电路引来被测信号作为同步(或触发)信号,此信号称为“内同步”(或“内触发”)信号;②引入某种相关的外加信号为同步(或触发)信号,此信号称为“外同步”(或“外触发”)信号,该信号加在外同步(或外触发)输入端;③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”,是由220V,50Hz电源电压,通过变压器次级降压后作为同步信号。
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    实验仪器
    实验仪器,是自然科学具体实验时用到的仪器,主要是物理学、化学、生物学使用仪器较多(包含化学仪器)。现代常用的实验仪器有试管、烧杯、蒸发皿、坩埚、酒精灯、布氏漏斗、洗气瓶、干燥管、托盘天平、量筒、容量瓶、滴定管、量器装置等。
    中文名 实验仪器 外文名 无 实 质 自然科学具体实验时用到的仪器 用 途生物学 常用实验仪器烧杯、蒸发皿、坩埚
    目录
    1 重要性
    2 仪器前景
    3 起源发展
    ▪ 卡文迪许实验室
    ▪ 麦克斯韦
    ▪ 汤姆逊
    ▪ 卢瑟福
    4 玻璃仪器
    ▪ 化学仪器
    ▪ 分离物质的仪器
    5 实验仪器
    6 磁力搅拌器作用
    7 注意事项
    8 基本操作
    9 信息化
    10 管理制度
    重要性
    实验仪器自制,是指在没有现成的商品化仪器可供购买,或虽买得到但买不起的情况下,寻找相关材料自行研制和制作符合教学要求的实验仪器。其意义主要在于:①过渡性地解决仪器资源不足,及原有旧仪器与新课程新教材匹配不良等问题,为全面有效地展开实验教学提供条件空间;②也为开发出工业化商品化仪器创造条件雏形;③培养学生的创新精神和实践能力。学生的教具(学具)自制活动,是物理实验教学活动的一种形式,是物理实验教学活动的重要组成部分。
    可以培养的学生的动手能力和想象力
    自制教具的制作过程是一个学生动脑的过程,从初步在脑海里构想,动手设计,再到中间过程的反复考量修改都需要自己的思考才能进行下一步地制作,到后完成中间的经历其实就是一个发现问题,解决问题的过程,既锻炼了学生的动手能力同时也是学生养成积极思考的好习惯。这一过程不仅使所学知识得到了巩固和运用,更重要的是使学生的思维能力、动手能力、创造能力得到了培养。教具自制的这种功能,是任何现成仪器所不具备和不能代替的。
    教具自制是素质教育的一个重要体现
    素质教育就是要求学生全面发展,要激发学生的个体的优势以改变应试教育同一化的模式,是每个学生的个体优势突显出来。而且自制实验仪器的过程是一个学生猎奇的过程,只有兴趣才会激发学生的兴趣,使枯燥的知识变为生动有趣的劳动课的模式。而且在学具制作过程中会经历失败的苦恼和通过不懈的努力获得终成功的喜悦。这对于促进学生非智力因素的发展和心理素质的增强,都起着十分重要的作用。同时,对于学生科技意识的培养,也是十分重要的。这种教育功能,也是任何现成仪器所不具备和不能替代的。
    能有效培养学生的学习主动性
    著名物理学家麦克斯韦说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比,学生自制的仪器,虽然经常出毛病,但却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西”。在中学实验室里教学仪器数量有限,使用一般都强调要按步骤操作,如果非正常损坏,则要赔偿,甚至罚款。因此,学生普遍存在害怕心理,使用时小心谨慎,不敢越雷池一步。学生处于被动实验状态,学习的积极性和主动性受到了压制。而自制教具取材容易,制作简单,损坏了可以再制作,这是商品仪器无法比拟的,它能有效地提高了学生学习的积极性、主动性。另外,学生通过自制的教具,能加深对教材内容的深入理解。
    还可以解决在教育经费上问题
    教育自制既能受到学生的欢迎,又能收到学校的欢迎因为自制的实验仪器可以在成本上,利用工业边角料和日常生活废旧品制作或改制成有用的教具,自然就会成为低成本教具或称为廉价教具。在教育经费不足的情况下,可以弥补教具经费之不足。
    仪器前景编辑
    实验室仪器行业主要企业近700家目,拥有实验室离心机、天平、热分析仪器、动力测试仪器、真空仪器与装置、电泳仪、铸造测试仪器、应变测量仪、环境试验设备、土工测试仪器、声学仪器、陶瓷检测仪器12个专业,主要企业年产值在2010年近60亿人民币,其中一部分产品已达到或接近世界先进水平,质量稳定,少部分高端仪器达到国际先进水平,具有自主知识产权,先后进入欧洲、美洲、非洲、东南亚市场,取得了可喜的成绩,年出口额达10亿人民币。但是我们必须看到长期以来来自国外的著名仪器公司凭借技术和优势,占据国内很大一部分市场,年进口额约为32亿元人民币,发展我国实验室仪器任重道远。
    国家“十二五”规划指出:培育和发展战略性新兴产业对推进产业结构升级、加快经济发展方式转变具有重要意义,必须把突破一批支撑战略性新兴产业发展的关键共性技术作为科技发展的优先任务。实验室仪器行业市场潜力:年需量约为320亿,具有很大的市场需求。已有项目列为国家重点扶持和发展项目。
    起源发展
    卡文迪许实验室
    卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室,实际上就是它的物理系。剑桥大学建于1209年,历史悠久,与牛津大学同为英国的高学府。
    剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l~1874年间,是当时剑桥大学的一位校长威廉
    化学实验仪器
    化学实验仪器
    ·卡文迪许私人捐款兴建的。他是十八~十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲。这个实验室就取名卡文迪许实验室,当时用了捐款8450英镑,除去盖成一栋实验楼馆,还买了一些仪器设备。
    英国是十九世纪发达的资本主义国家之一。把物理实验室从科学家私人住宅中扩展出来,成为一个研究单位,这种做法顺应了十九世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,为科学研究的开展起了很好的促进作用。随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然的趋势。卡文迪许实验室后来几十年的历史,证明剑桥大学这位校长是有远见的。
    负责创建卡文迪许实验室的是著名物理学家、电磁场理论的奠基人麦克斯韦。他还担任了届卡文迪许实验物理学教授,实际上就是实验室主任或物理系主任,直至1879年因病去世(年仅四十八岁)。在他的主持下,卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究,按照麦克斯韦的主张,在系统地讲授物理学的同时,还辅以表演实验。表演实验则要求结构简单,学生易于掌握。他说:“这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。”从那个时候起,使用自制仪器就形成了卡文迪许实验室的传统。
    麦克斯韦
    实验室附有工厂,可以制作很精密的仪器,麦克斯韦很重视科学方法的训练,特别是科学史的研究。例如:他用了几年的时间整理一百年前H.卡文迪许有关电学实验的论著,并带领大家重复和改进卡文迪许做过的一些实验。有人不理解他的想法,但是后来证明麦克斯韦是有远见的。同时,卡文迪许实验室还进行了多项研究,例如:地磁、电磁波速度、电气常数的精密测量、欧姆定律实验、光谱实验、双轴晶体等等,这些工作起了为后人开辟道路的作用。
    物理实验仪器
    物理实验仪器
    麦克斯韦的继任者是斯特技特即瑞利第三。他在声学和电学方面很有造诣。在他主持下,卡文迪许实验室系统地开设了学生实验。1884年,瑞利因被选为皇家学院教授而辞职,由二十八岁的J.J.汤姆逊继任。
    汤姆逊
    J.J.汤姆逊对卡文迪许实验室有卓越贡献,在他的建议下,从1895年开始,卡文迪许实验室实行吸收外校(包括国外)毕业生当研究生的制度,一批批的良好青年陆续来到这里,在J.J.扬姆逊的指导下进行学习与研究。在他任职的三十五年间,卡文迪许实验室的工作人员开展了如下工作:进行了气体导电的研究,从而导致了电子的发现;进行了正射线的研究,发明了质谱仪,从而导致了同位素的研究;对基本电荷进行测量,不断改进方法,为以后的油淌实验奠定了基础;膨胀云室的发明,为基本粒子的研究提供了有力武器;电磁波和热电子的研究导致了真空二极管和三极管的发明,促进了无线电电子学的发展和应用。其他如X射线,放射性以及α、β射线的研究都处于世界良好地位。
    卡文迪许实验室在J.J.汤姆逊的领导下,建立了一整套研究生培养制度和良好的学风。他培养的研究生当中,著名的有卢瑟福、朗之万、汤森德、麦克勒伦、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、H.A.威尔逊、里查森、巴克拉等等,这些人都有重大建树,其中有多人得诺贝尔奖,有的后来调到其他大学主持物理系工作,成为科学研究的中坚力量。
    卢瑟福
    1919年,J.J.汤姆逊让位于他的学生卢瑟福。卢瑟福是一位成绩卓著的实验物理学家,是原子核物理学的开创者。卢瑟福更重视对青年人的培养。在他的带领下,查德威克发现了中子,考克拉夫特和瓦尔顿发明静电加速器,布拉凯特观察到核反应,奥利法特发现氰,卡皮查在高电压技术和低温研究取得硕果,另外还有电离层的研究,空气动力学和磁学的研究等等。
    1937年,卢瑟福去世后,由W.L.布拉格继任第五届教授,以后是莫特和皮帕德。七十年代以后,古老的卡文迪许实验室大大地扩建了,研究的领域包括天体物理学,粒子物理学,固体物理以及生物物理等等。卡文迪许实验室至今仍不失为世界著名实验室之一。
    应该指出,卡文迪许实验室之所以能在近代物理学的发展中做出这么多的贡献,有它特定的时代背景和社会条件,但是它创造的经验还是很值得人们吸取和借鉴的。
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