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2.课外阅读资料。
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测量和测量中的数据为什么重要?
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请阅读下面资料,同学们就一定会认识到测量和测量中的数据为什么重要,同时还能从科学家瑞利和拉姆塞在想什么、说什么和做什么中认识到科学探究是怎么一回事,并且学习他们之间的合作精神。
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课外阅读资料
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从密度的微小差异中发现新元素的瑞利
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瑞利(1842—1919)是英国著名物理学家,是著名物理学家汤姆逊的老师,曾担任过举世闻名的“卡文迪许实验室”第二任主任,后来又任英国皇家学会会长和剑桥大学校长。
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瑞利出身于贵族家庭,从小受到良好的家庭教育,在中、小学时就才艺初露。
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1860年,他以优异的成绩进入剑桥大学,1865年大学毕业时被列为最优等。剑桥大学主考教授提出:“瑞利的毕业论文极好,不用修改就可以直接付印。”
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瑞利在理论和实验两个方面均具有杰出的才能,所研究的工作几乎遍及当时经典物理学的各个领域。他首先研究的是电学,此后又研究声学和光学,1877—1878年写成的《声学原理》两卷,为现代声学研究奠定了重要的理论基础。他将自己毕生研究的论文仔细修改整理成五卷论文集,曾获得英国皇家学会的金奖。他在论文集的开头写下言词:伟大精深啊,上帝造物之奇妙(这里的“上帝”指的就是大自然)!研究深素吧,求得世界胸中的奥秘,乐在其中!
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他的名言是:“一切科学上的伟大发现,几乎都来自精确的量度。”
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瑞利(1842—1919)
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瑞利于1904年因发现新的元素氩而获得诺贝尔奖。
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照片是拉姆塞。瑞利和他是科学研究中最好的合作伙伴,他们共同发现惰性气体家族
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说到瑞利获奖这件事,得从我们初中物理中密度知识说起。人们常说瑞利发现氩是一个偶然,事实上瑞利早在20年前就在做精确测量各种气体密度的研究工作。1892年的某天,他在用三种方法制取氧和氮的实验过程中,发现用不同方法制取氧气的密度是相等的,但用不同方法制取氮气的密度,通过精密测量却略有差异。即从空气中提取的氮气,测得的密度为1.2572克/升,而从氨气中提取的氮气,测得的密度为1.2408克/升,两者相差0.0064克/升。此后,瑞利又进行了多次测量,发现测量的差异都是相同的。这一现象使他产生“其中的原因是什么”的问题。他的合作伙伴拉姆塞认为:可能是空气中含有某种未知的较重的气体混在氮气中,进而使它的密度增大。瑞利同意这个猜测,接着两人又用不同方法收集这种气体并进行光谱分析(科学家们用光谱分析仪来分析、鉴别物质),发现在光谱中出现了已知空气成分中的元素所没有的谱线,进而证明了这是一种还没有被人类发现的新的气体。这就是氩气发现的过程。后来,他的合作好友拉姆塞建议他继续研究这种气体的家族成员,瑞利欣然同意,他们共同研究,终于发现了惰性气体的家族——氦、氖、氩、氪、氙、氡。瑞利最后用两人的名义向英国皇家学会提交论文报告,介绍他们发现了新的气体。瑞利与拉姆塞的精诚合作,让后人十分敬佩,尽管诺贝尔奖得主是瑞利,但拉姆塞欣然接受。后来他的学生说:“他们关系十分融洽,共同为科学努力,毫无名利之争。”由于瑞利的精密测量,他的名字就有了巨大的商业价值,世界各国均有用瑞利名字命名的精密仪器制造公司。我国北京和青岛就有用瑞利名字命名的精密仪器制造公司。
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3.怎样从白沙鲸有趣的进食中认识测量?
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测量就是比较,比较并非人类的独创。
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自然中有些物种早就知道比较和怎样比较了。
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例如,中央电视台播放的动物世界系列节目“野性非洲”中,通过视频解说一群白沙鲸在大西洋中遇到其他鲸类的尸体时,并非采用争抢打斗的方式来进食。十分有趣的是它们通过相向而行地互相比较自己的形体尺寸,并按照各自形体尺寸的大小先后排序,体型大的先进食。这说明白沙鲸在它祖先的遗传基因中,早就有了比较和怎样比较了。
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4.怎样认识测量单位?
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用来作比较的标准量,就是测量单位。
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那么,这个标准量是从哪里来的?又是怎样规定的呢?
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测量的基本单位,通常源于自然中的一些不变的量值。
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