科教興國為我國家戰(zhàn)略,科普教育的推動為其中重要的一環(huán);就學(xué)習(xí)過程而言,幼兒及少年時(shí)期吸收與學(xué)習(xí)能力最強(qiáng),及早培養(yǎng)其對科學(xué)的興趣與素養(yǎng),有利于國家戰(zhàn)略的長遠(yuǎn)發(fā)展。以下是語文迷網(wǎng)小編整理的科學(xué)手抄報(bào)資料,希望喜歡^^
莫爾斯電碼
為了盡快地把有用的信息傳遞到遠(yuǎn)方去,古代的中國,在遙遠(yuǎn)的邊塞通向京城的道路上修建了許多烽火臺,邊境一有戰(zhàn)事或其它緊急情況,就一站接著一站地點(diǎn)起烽火,把信息傳到京城帝王那里。但是,烽火臺造價(jià)很高,還需要晝夜派人駐守瞭望,又不能傳達(dá)信息的具體內(nèi)容,所以,大量的信息還得靠人力傳遞。
公元前490年,希臘人在馬拉松這個(gè)地方打敗了波斯軍隊(duì),贏得了保衛(wèi)國土的勝利。為了讓首都人民盡快地分享這一喜訊,在沒有任何交通工具的情況下,希臘軍隊(duì)的將領(lǐng)就派了一個(gè)叫斐迪辟的士兵,徒步從馬拉松平原一刻不停地跑到了當(dāng)時(shí)希臘的首都雅典。當(dāng)斐迪辟向首都人民報(bào)告了勝利的喜訊后,終于因極度疲勞而倒下犧牲了。為了永遠(yuǎn)紀(jì)念這位英雄,人們就把他所跑的全路路程(42195米)列為長跑比賽的一個(gè)項(xiàng)目,并命名為馬拉松賽跑。在古代,人們傳遞信息是多么地困難啊。古代人們極力地尋找最快的傳遞信息的方法,然而,只能在神話小說里創(chuàng)造出“千里眼”和“順風(fēng)耳”,以寄托自己的理想。
“順風(fēng)耳”的理想終于由一名美國畫家實(shí)現(xiàn)了,他就是電報(bào)機(jī)的發(fā)明者──莫爾斯。
19世紀(jì)初期的一個(gè)秋天,在一艘航行的船上,一群旅客正圍著一個(gè)名叫杰克遜的醫(yī)生,聽他講述發(fā)明不久的電磁鐵:一塊馬蹄形的、纏著導(dǎo)線的鐵塊,一通電就會產(chǎn)生吸引力;而電流一斷,吸著的鐵性物質(zhì)便都掉了下來。大家都被這新鮮事吸引住了。當(dāng)時(shí)莫爾斯也正好在場,他在感到好奇的同時(shí),卻比周圍其他人想得更深、更遠(yuǎn)。他向杰克遜問了一個(gè)問題:電流在導(dǎo)線里流動的速度快不快(可見莫爾斯毫無電學(xué)知識)?當(dāng)他知道電流的速度快得在幾千千米長的電線里,一瞬間就能通過時(shí),一個(gè)大膽而又新奇的想法,在他頭腦中出現(xiàn)了。
海輪上的巧遇,改變了莫爾斯的生活道路。他放棄了自己心愛的繪畫事業(yè),開始了發(fā)明電報(bào)的艱苦研究工作。十多個(gè)春秋過去了,他終于獲得了成功,利用電流一斷一通的原理,發(fā)明了電報(bào)機(jī)和用點(diǎn)畫表達(dá)信息的電碼──“莫爾斯電碼”(目前使用的小學(xué)自然課本中選編的電碼就是其中的一種),使通訊變得便利了。
電報(bào)雖然能迅速地傳遞信息內(nèi)容,但是,發(fā)報(bào)人先得把信息內(nèi)容轉(zhuǎn)換成符號,按一定的操作規(guī)律把這種符號發(fā)送到收報(bào)人那里。收報(bào)人收到這種符號后,再利用電碼把它所代表的內(nèi)容翻譯出來,還是比較麻煩。如果能直接傳送語言信號那該多好啊!人類是永遠(yuǎn)也不會滿足的,發(fā)明了電報(bào)后,又在給自己出新的難題了。
第一個(gè)向這個(gè)難題宣戰(zhàn)并獲得勝利的是美國一位研究聾啞語的教師貝爾。貝爾開始研究這個(gè)難題時(shí),對電學(xué)一竅不通。但是,他在研究人的聲帶過程中想到:聲音是靠聲帶的振動而產(chǎn)生的,能不能把這種振動通過電流的強(qiáng)弱變化送出去呢?能不能把物體的振動變成變化的電流,再把變化的電流還原成物體的振動發(fā)出聲音來呢?這可真是個(gè)大難題。
為實(shí)現(xiàn)自己的理想,貝爾來到了千里之外的華盛頓,從頭開始學(xué)習(xí)電學(xué)知識。經(jīng)過3年的發(fā)奮努力,他在機(jī)械工匠沃特森的幫助下,終于在1876年制成了世界上第一套話筒和聽筒。用電流傳送聲音的理想實(shí)現(xiàn)了。但是,當(dāng)時(shí)的電話雜音太大,傳送距離又太短,離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。
1878年,大發(fā)明家愛迪生對電話機(jī)作了較大的改進(jìn),使通話距離增長到100多千米。
1915年,貝爾又進(jìn)一步解決了由于長距離通話給電話機(jī)帶來的一系列技術(shù)性問題,終于在這一年的美國,架起了第一條長達(dá)6000多千米的電話線路。
現(xiàn)在,電話已成了人們生活中不可缺少的通訊工具。在一些發(fā)達(dá)國家,平均每1~2人就擁有一臺電話機(jī)。電話的功能也越來越多:有的電話機(jī)當(dāng)主人不在時(shí),能自動地把對方的傳話內(nèi)容記錄在磁帶上;有的除了通話外,還能同時(shí)傳送手寫的文字或圖形;有的甚至能通過電話機(jī)前的熒光屏使通話人相互見面。這可真比神話中的千里眼和順風(fēng)耳更神了,因?yàn)檫@種可視電話同時(shí)具備了千里眼和順風(fēng)耳的雙重功能。
從放牛娃到院士
當(dāng)世界性氣候異常使一般人開始注意太平洋上的“厄爾尼諾”現(xiàn)象、大陸上的高原熱源時(shí),黃榮輝卻已對導(dǎo)致這些現(xiàn)象的大氣行星波動機(jī)制,進(jìn)行了開拓性探索。他提出:必須在垂直方向上把大氣分成很多層次才能正確描述這種波動,并在世界上最早把大氣分成34層來研究準(zhǔn)定常行星波。
他的成就引起國際同行的重視,那是1981年。到1986年,他借助電子計(jì)算機(jī)分析了幾十萬個(gè)數(shù)據(jù),編了幾萬條程序,發(fā)表了二十多篇論文,從而對準(zhǔn)定量行星波的物理成因、傳播規(guī)律以及其異常做出了進(jìn)一步的解釋,并發(fā)現(xiàn)了這種大氣波在三維空間存在兩支波導(dǎo),是沿著兩通道進(jìn)行傳播的。這就為進(jìn)行月──季度的長期天氣預(yù)報(bào)提供了一定的依據(jù),為解開一些氣象之謎提出了新的看法。
科學(xué)無國界。中國人的成就在國際大氣科學(xué)界引起一連串的反響:
“我正在撰寫一篇回顧文章,很想引用您文章中所得的結(jié)果。”此信來自美國麻省理工學(xué)院。
“在我的文章脫稿之后,中國的黃博士已發(fā)表了他用三維多層模式的研究成果,我的結(jié)果與他們的結(jié)果相類似。”英國一位著名大氣動力學(xué)家在文章中引用黃榮輝的成果進(jìn)作了上述說明……
祖國給予黃榮輝更高的榮譽(yù):他的成果榮獲中國科學(xué)院1985科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),他本人于1991年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。
那么,他是怎樣由一個(gè)放牛娃成長為一名中科院院士呢?
黃榮輝出生在福建省惠安縣一個(gè)非常窮苦的農(nóng)民家庭,父親靠給人家當(dāng)雇工或長工來養(yǎng)活全家。解放前,祖祖輩輩都沒有上過學(xué)。1949年解放了,家里分得土地,他才上學(xué)。由于生活十分困難,沒有錢交伙食費(fèi),每星期他必須自己從家中挑幾十斤白薯和柴草步行約二十公里到學(xué)校。再冷的冬天也只穿兩件破爛的冬衣,直到高中畢業(yè)前,還沒穿過一雙買的鞋。一雙木拖鞋伴他度過了中學(xué)時(shí)代。他與一位同窗好友合蓋一床被子,上學(xué)用的文具只有靠有時(shí)幫助經(jīng)濟(jì)富裕家庭的子弟背書得一點(diǎn)勞務(wù)費(fèi)來購買。然而生活的艱辛并沒有使他退即,反而更激勵(lì)他勤奮讀書,使他從小學(xué)到高中一直保持著優(yōu)異的成績。
1959年,他以優(yōu)異的成績考上了北京大學(xué)地球物理系。他是帶著家里唯一的一條被子,第一次穿著買來的鞋邁入北大這一引導(dǎo)他認(rèn)識現(xiàn)代科學(xué)的大門。學(xué)校給他最高的助學(xué)金,還有冬衣和夏衣,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)還經(jīng)常問寒問暖。這使他暗下決心:只有努力學(xué)習(xí)才能報(bào)答黨和人民對自己的培養(yǎng)。就是這樣一個(gè)純樸的信念使他戰(zhàn)勝一個(gè)又一個(gè)困難。
回顧1979年開始的準(zhǔn)定常行星波研究工作,黃榮輝感嘆:“靈感沒有幫過我的忙。”是的,他是把中國農(nóng)民的老黃牛精神和現(xiàn)代科學(xué)手段、科學(xué)思維相結(jié)合來塑造科學(xué)家的形象的。
準(zhǔn)定常行星波變化緩慢,波長上萬公里,比地球半徑(6400公里)還長,是進(jìn)行兩周以上長期天氣預(yù)報(bào)和短期氣候變化預(yù)報(bào)的關(guān)鍵性動力學(xué)問題。進(jìn)行這樣的理論研究,必須從分析浩若煙海的觀測資料入手。要在這個(gè)領(lǐng)域提出一點(diǎn)新見解、新理論,即使是訓(xùn)練有素的科學(xué)家,也要耗費(fèi)巨大的心血。黃榮輝同樣無捷徑可走。
他家老少三代五口人,居住在狹窄的簡易筒子樓里。回國后,兩個(gè)孩子都上學(xué),天天晚飯后,不論刮多大風(fēng),下多大雨,他都要到辦公室去,直到家人休息之后,他才回去“接班”用報(bào)紙把燈擋起來,繼續(xù)他的研究。
清貧的科研生活,使他和他的愛人獲得很強(qiáng)的適應(yīng)力。吃飯,他不問色香味,塞飽就行;工作累了,他不論睡地鋪還是行軍床,肩膀一挨鋪就睡著。上班時(shí),頭腦里不想柴米事,下班晚回家,愛人沒意見。對于這樣生活,他說:“人不堪其憂我也不改其樂。”
在科學(xué)的迷宮,黃榮輝有時(shí)可以忘掉一切。一年春節(jié),研究所為每人代購一只鴨子。分鴨子那天,黃榮輝推導(dǎo)有關(guān)行星波傳播的數(shù)學(xué)公式,又是很晚才回家。自行車上掛著鴨子,滿腦子還是數(shù)學(xué)公式。到家后,公式?jīng)]推導(dǎo)完,鴨子不見了。愛人說道:“你一個(gè)活人帶一只死鴨還丟了?”誰知鴨子被本所一位同事拾到。這位同事作了一個(gè)簡單的推理:我們所今天分鴨子,丟鴨子的人這么晚了才回家,這人一定是我所的“書呆子”黃榮輝。