第八章----科学效应和现象及详解ppt课件.ppt

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1、第八章第八章 科学效应和现象及详解科学效应和现象及详解1243 3第一节第一节 科学效应和现象的作用科学效应和现象的作用第二节第二节 科学效应和现象清单科学效应和现象清单第三节第三节 科学效应和现象的应用步骤科学效应和现象的应用步骤第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解返回第一节第一节 科学效应和现象的作用科学效应和现象的作用从跨进校门，我们就开始了对数学、物理、化学、生物等自然科学知识从跨进校门，我们就开始了对数学、物理、化学、生物等自然科学知识的学习，花费了大量的时间和精力来学习和掌握各门知识。但是，对于的学习，花费了大量的时间和精力来学习和掌握各门知识。但是，对于如何在实践中

2、应用所学到的这些知识，却是一片茫然。进入社会以后，如何在实践中应用所学到的这些知识，却是一片茫然。进入社会以后，在学生时代所学的大量自然科学知识基本上都被封存起来了，很少再有在学生时代所学的大量自然科学知识基本上都被封存起来了，很少再有机会来重新回顾这些知识，更谈不上利用这些知识来解决那些看起来难机会来重新回顾这些知识，更谈不上利用这些知识来解决那些看起来难以解决的技术问题。以解决的技术问题。然而，在解决技术问题的过程中，这些科学原理，尤其是科学效应和现然而，在解决技术问题的过程中，这些科学原理，尤其是科学效应和现象的应用，对于问题的求解往往具有不可估量的作用。一个普通的工程象的应用，对于问题

3、的求解往往具有不可估量的作用。一个普通的工程师通常知道大约师通常知道大约100个效应和现象，但是科学文献中却记录了大约个效应和现象，但是科学文献中却记录了大约10 000种效应。种效应。下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第一节第一节 科学效应和现象的作用科学效应和现象的作用每种效应都可能是求解某一类问题的关键由于在学校里学生们只学习到每种效应都可能是求解某一类问题的关键由于在学校里学生们只学习到了效应本身，而并没有学过如何将这些效应用到实际工作中。因此，当了效应本身，而并没有学过如何将这些效应用到实际工作中

4、。因此，当他们从学校毕业以后，即使在运用一些众所周知的效应时也会出现问题，他们从学校毕业以后，即使在运用一些众所周知的效应时也会出现问题，更不用说那些很少听说的效应了。另一方面，作为科学原理和效应的发更不用说那些很少听说的效应了。另一方面，作为科学原理和效应的发现者，科学家们常常并不关心，也不知道该如何去应用他们所发现的效现者，科学家们常常并不关心，也不知道该如何去应用他们所发现的效应。应。在对大量高水平专利的研究过程中，阿奇舒勒发现了这样一个现象在对大量高水平专利的研究过程中，阿奇舒勒发现了这样一个现象:那些那些不同凡响的发明专利通常都是利用了某种科学效应，或者是出人意料地不同凡响的发明专利

5、通常都是利用了某种科学效应，或者是出人意料地将已知的效应及其综合，应用到以前没有使用过该效应的技术领域中。将已知的效应及其综合，应用到以前没有使用过该效应的技术领域中。例如，市场上出售的一次性压电打火机，是利用了压电陶瓷的压电效应例如，市场上出售的一次性压电打火机，是利用了压电陶瓷的压电效应制成的。制成的。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第一节第一节 科学效应和现象的作用科学效应和现象的作用只要用大拇指压一下打火机上的按钮，将压力施加到压电陶瓷上，压电只要用大拇指压一下打火机上的按钮，将压力施加到

6、压电陶瓷上，压电陶瓷就会产生高电压，由此形成火花放电，从而点燃可燃气体。陶瓷就会产生高电压，由此形成火花放电，从而点燃可燃气体。为了帮助工程师利用科学原理和效应来解决工程技术问题，阿奇舒勒和为了帮助工程师利用科学原理和效应来解决工程技术问题，阿奇舒勒和TRIZ理论的研究者共同开发了一个科学效应数据库。其目的就是为了将理论的研究者共同开发了一个科学效应数据库。其目的就是为了将那些在工程技术领域中常常用到的功能和特性，与人类已经发现的科学那些在工程技术领域中常常用到的功能和特性，与人类已经发现的科学原理和效应所能够提供的功能和特性对应起来，以方便工程师进行检索。原理和效应所能够提供的功能和特性对应

7、起来，以方便工程师进行检索。下面首先介绍下面首先介绍TRIZ理论中，解决发明问题时经常遇到的、需要实现的理论中，解决发明问题时经常遇到的、需要实现的30种功能，以及实现这些功能时经常用到的种功能，以及实现这些功能时经常用到的100个科学效应和现象，然后个科学效应和现象，然后对这对这100个科学效应和现象进行了详细解释，以便于读者进行查阅和应个科学效应和现象进行了详细解释，以便于读者进行查阅和应用。用。上一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二节第二节 科学效应和现象清单科学效应和现象清单到目前为止，人类已经发现

8、的科学原理和效应在数量上是非常惊人的。到目前为止，人类已经发现的科学原理和效应在数量上是非常惊人的。如何将这些宝贵的知识组织起来，便于工程技术人员进行检索和使用呢如何将这些宝贵的知识组织起来，便于工程技术人员进行检索和使用呢?通过对全世界通过对全世界250万份高水平发明专利的研究，万份高水平发明专利的研究，TRIZ将高难度的问题和将高难度的问题和所要实现的功能进行了归纳总结，常见的共有所要实现的功能进行了归纳总结，常见的共有30个功能，并赋予每个功个功能，并赋予每个功能以相对应的一个代码，功能代码详见能以相对应的一个代码，功能代码详见表表8-1。有了功能代码，可根据代。有了功能代码，可根据代码

9、来查找码来查找TRIZ所推荐的此代码下的各种可用科学效应和现象，科学效应所推荐的此代码下的各种可用科学效应和现象，科学效应和现象清单详见表和现象清单详见表8-1。返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第三节第三节 科学效应和现象的应用步骤科学效应和现象的应用步骤当设计一个新的技术系统时，为了将两个技术过程连接在一起，就需要当设计一个新的技术系统时，为了将两个技术过程连接在一起，就需要找到一个纽带。虽然我们清楚地知道这个纽带应该具备什么样的功能，找到一个纽带。虽然我们清楚地知道这个纽带应该具备什么样的功能，却不知道这个

10、纽带到底应该是什么。此时，我们就可以到科学效应和现却不知道这个纽带到底应该是什么。此时，我们就可以到科学效应和现象清单中，利用纽带所应该具备的功能来查找相应的科学效应。象清单中，利用纽带所应该具备的功能来查找相应的科学效应。当对现有技术系统进行改造时，往往会希望将那些不能满足要求的组件当对现有技术系统进行改造时，往往会希望将那些不能满足要求的组件替换掉。此时，由于该组件的功能是明确的，所以我们可以将该组件所替换掉。此时，由于该组件的功能是明确的，所以我们可以将该组件所承担的功能作为目标，到科学效应和现象清单中查找相应的科学效应。承担的功能作为目标，到科学效应和现象清单中查找相应的科学效应。表表

11、8-1列出了可以实现技术创新的列出了可以实现技术创新的30种功能及其对应的种功能及其对应的100个科学效应和个科学效应和现象现象(其详细解释见本章第四节其详细解释见本章第四节)，我们可以利用此表解决技术创新中遇，我们可以利用此表解决技术创新中遇到的问题。应用科学效应和现象解决问题时，一般有如下到的问题。应用科学效应和现象解决问题时，一般有如下6个步骤个步骤:下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第三节第三节 科学效应和现象的应用步骤科学效应和现象的应用步骤(1)首先根据实际情况对问题进行分析，确定解决此问题所要

12、实现的功能。首先根据实际情况对问题进行分析，确定解决此问题所要实现的功能。(2)根据功能从科学效应和现象清单表中确定与此功能相对应的功能代码，根据功能从科学效应和现象清单表中确定与此功能相对应的功能代码，此代码应是此代码应是F1F30中的一个。中的一个。(3)从科学效应和现象清单表中查找此功能代码下从科学效应和现象清单表中查找此功能代码下TRIZ所推荐的科学效应所推荐的科学效应和现象，获得相应的科学效应和现象的名称。和现象，获得相应的科学效应和现象的名称。(4)筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的科学效应筛选所推荐的每个科学效应和现象，优选适合解决本问题的科学效应和现象。和现象

13、。(5)查找优选出来的每个科学效应和现象的详细解释，应用于该问题的解查找优选出来的每个科学效应和现象的详细解释，应用于该问题的解决，并验证方案的可行性决，并验证方案的可行性;如果问题没能得到解决或功能无法实现，重新如果问题没能得到解决或功能无法实现，重新分析问题或查找合适的效应。分析问题或查找合适的效应。(6)形成最终的解决方案形成最终的解决方案上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第三节第三节 科学效应和现象的应用步骤科学效应和现象的应用步骤例如，电灯泡厂的厂长将厂里的工程师召集起来开会，他让这些工程

14、师例如，电灯泡厂的厂长将厂里的工程师召集起来开会，他让这些工程师们看一叠来自顾客的批评信，显然顾客对灯泡质量非常不满意。们看一叠来自顾客的批评信，显然顾客对灯泡质量非常不满意。(1)问题分析问题分析:工程师们觉得灯泡里的压力有些问题。压力有时比正常的高，工程师们觉得灯泡里的压力有些问题。压力有时比正常的高，有时比正常的低。有时比正常的低。(2)确定功能确定功能:准确测量灯泡内部气体的压力。准确测量灯泡内部气体的压力。(3)TRIZ推荐的可以测量压力的物理效应和现象推荐的可以测量压力的物理效应和现象:机械振动、压电效应、机械振动、压电效应、驻极体、电晕放电、及韦森堡效应等。驻极体、电晕放电、及韦

15、森堡效应等。(4)效应取舍效应取舍:经过对以上效应逐一分析，只有经过对以上效应逐一分析，只有“电晕电晕”的出现依赖于气体的出现依赖于气体成分和导体周围的气压，所以电晕放电适合测量灯泡内部气体的压力。成分和导体周围的气压，所以电晕放电适合测量灯泡内部气体的压力。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第三节第三节 科学效应和现象的应用步骤科学效应和现象的应用步骤(5)方案验证方案验证:如果在灯泡灯口上加上额定高电压，气体达到额定压力就会如果在灯泡灯口上加上额定高电压，气体达到额定压力就会产生电晕放电。产生电

16、晕放电。(6)最终解决方案最终解决方案:用电晕放电效应测量灯泡内部气体的压力。用电晕放电效应测量灯泡内部气体的压力。应用科学效应和现象解决技术问题是再简单不过的事情了，这就像我们应用科学效应和现象解决技术问题是再简单不过的事情了，这就像我们到超市买东西一样，选择好要买东西的种类，衡量一下几种同类产品的到超市买东西一样，选择好要买东西的种类，衡量一下几种同类产品的性价比，我们就可以做出决定了。其实性价比，我们就可以做出决定了。其实TRIZ提供的所有工具都一样，只提供的所有工具都一样，只要我们有要我们有“解决问题解决问题”的欲望，任何的欲望，任何“方案方案”都会很简单地就属于自己都会很简单地就属于

17、自己了。了。上一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解一、一、X射线射线X射线是波长介于紫外线和，射线间的电磁辐射，由德国物理学家伦琴射线是波长介于紫外线和，射线间的电磁辐射，由德国物理学家伦琴于于1895年发现，故又称伦琴射线。波长小于年发现，故又称伦琴射线。波长小于0.1埃埃(1埃埃=10-10m)的称为的称为超硬超硬X射线，在射线，在0.11埃范围内的称硬埃范围内的称硬X射线，射线，110埃范围内的称软埃范围内的称软X射射线。线。X射线的特征是波长非常短，频率

18、很高，它是不带电的粒子流，因射线的特征是波长非常短，频率很高，它是不带电的粒子流，因此能产生干涉、衍射现象。此能产生干涉、衍射现象。X射线具有很强的穿透力，医学上射线具有很强的穿透力，医学上X射线常用做透视检查，工业中用来探射线常用做透视检查，工业中用来探伤。长期受伤。长期受X射线辐射对人体有伤害。射线辐射对人体有伤害。X射线可激发荧光、使气体电离、射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故使感光乳胶感光，故X射线可用做电离计、闪烁计数器和感光乳胶片检射线可用做电离计、闪烁计数器和感光乳胶片检测等。晶体的点阵结构对测等。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，射线可产生显著的衍射作用，

19、X射线衍射法已射线衍射法已成为研究晶体结构、形态和各种缺陷的重要手段。成为研究晶体结构、形态和各种缺陷的重要手段。下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解二、安培力二、安培力安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力，其本质是在洛伦兹力的作安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力，其本质是在洛伦兹力的作用下，导体中作定向运动的电子与金属导体中晶格上的正离子不断地碰用下，导体中作定向运动的电子与金属导体中晶格上的正离子不断地碰撞，把动量传给导体，因而使载流导体在磁场中受到

20、磁力的作用。撞，把动量传给导体，因而使载流导体在磁场中受到磁力的作用。电流为电流为I、长为、长为L的直导线，在匀强磁场的直导线，在匀强磁场B中受到的安培力大小为中受到的安培力大小为:F=BILsin其中其中为电流方向与磁场方向间的夹角。为电流方向与磁场方向间的夹角。安培力的方向由左手定则判定安培力的方向由左手定则判定:伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。对于任意形状的电流受非穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电

21、流元IL，则每段电流元，则每段电流元处的磁场处的磁场B可看成匀强磁场，电流元所受的安培力为可看成匀强磁场，电流元所受的安培力为:上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解 F=ILBsin把这些安培力加起来就是整个电流受的力。把这些安培力加起来就是整个电流受的力。应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即=0或或180 时，电时，电流不受磁场力的作用。当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力流不受磁场力的作

22、用。当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大最大:F=BIL三、巴克豪森效应三、巴克豪森效应1919年，巴克豪森发现铁的磁化过程的不连续性，铁磁性物质在外场中年，巴克豪森发现铁的磁化过程的不连续性，铁磁性物质在外场中磁化实质上是它的磁畴存在逐渐变化的过程，与外场同向的磁畴不断增磁化实质上是它的磁畴存在逐渐变化的过程，与外场同向的磁畴不断增大，不同向的磁畴逐渐减小。在磁化曲线最陡区域，磁畴的移动会出现大，不同向的磁畴逐渐减小。在磁化曲线最陡区域，磁畴的移动会出现跃变，尤其硬磁材料更是如此。跃变，尤其硬磁材料更是如此。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度

23、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解当铁受到逐渐增强的磁场作用时，它的磁化强度不是平衡地而是以微小当铁受到逐渐增强的磁场作用时，它的磁化强度不是平衡地而是以微小跳跃的方式增大的。发生跳跃时，有噪声伴随着出现。如果通过扩音器跳跃的方式增大的。发生跳跃时，有噪声伴随着出现。如果通过扩音器把它们放大，就会听到一连串的把它们放大，就会听到一连串的“咔嗒咔嗒”声，这就是声，这就是“巴克豪森效应巴克豪森效应”。后来，当人们认识到铁是由一系列小区域组成，而在每个小区域内，所后来，当人们认识到铁是由一系列小区域组成，而在每个小区域内，所有的

24、微小原子磁体都是同向排列的，巴克豪森效应才最后得到合理的解有的微小原子磁体都是同向排列的，巴克豪森效应才最后得到合理的解释。每个独立的小区域，都是一个很强的磁体，但由于各个磁畴的磁性释。每个独立的小区域，都是一个很强的磁体，但由于各个磁畴的磁性彼此抵消，所以普通的铁显示不出磁性。但是当这些磁畴受到一个强磁彼此抵消，所以普通的铁显示不出磁性。但是当这些磁畴受到一个强磁场作用时，它们才会同向排列起来，于是铁便成为磁体。在同向排列的场作用时，它们才会同向排列起来，于是铁便成为磁体。在同向排列的过程中，相邻的两个磁畴彼此摩擦并发生振动，噪声就是这样产生的。过程中，相邻的两个磁畴彼此摩擦并发生振动，噪声

25、就是这样产生的。只有所谓的只有所谓的“铁磁物质铁磁物质”具有这种磁畴结构，也就是说，这些物质具有具有这种磁畴结构，也就是说，这些物质具有形成强磁体的能力，其中以铁表现得最为显著。形成强磁体的能力，其中以铁表现得最为显著。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解如一个铁磁棒在一个线圈里，当线圈电流增大时，线圈磁场增大，此时如一个铁磁棒在一个线圈里，当线圈电流增大时，线圈磁场增大，此时铁中的磁力线会猛增，然后趋向于饱和，这种现象也称为巴克豪森效应。铁中的磁力线

26、会猛增，然后趋向于饱和，这种现象也称为巴克豪森效应。四、包辛格效应四、包辛格效应包辛格效应是塑性力学中的一个效应，是指原先经过变形，然后在反向包辛格效应是塑性力学中的一个效应，是指原先经过变形，然后在反向加载时，弹性极限或屈服强度降低的现象，特别是弹性极限在反向加载加载时，弹性极限或屈服强度降低的现象，特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。此效应是时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。此效应是德国的包辛格于德国的包辛格于1886年发现的，故称为包辛格效应。由于在金属单晶体年发现的，故称为包辛格效应。由于在金属单晶体材料中不出现包辛格效应，

27、所以一般认为，它是由多晶体材料晶界间的材料中不出现包辛格效应，所以一般认为，它是由多晶体材料晶界间的残余应力引起的。包辛格效应使材料具有各向异性性质。若一个方向屈残余应力引起的。包辛格效应使材料具有各向异性性质。若一个方向屈服极限提高的值和相反方向降低的值相等，则称为理想包辛格效应。服极限提高的值和相反方向降低的值相等，则称为理想包辛格效应。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解有反向塑性变形的问题须考虑包辛格效应，而其他问题，为了简化常忽有反向塑性变形

28、的问题须考虑包辛格效应，而其他问题，为了简化常忽略这一效应。略这一效应。包辛格效应在理论上和实际上都有其重要意义。在理论上由于它是金属包辛格效应在理论上和实际上都有其重要意义。在理论上由于它是金属变形时长程内应力的度量，包辛格效应可用来研究材料加工硬化的机制。变形时长程内应力的度量，包辛格效应可用来研究材料加工硬化的机制。在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应;其次，包其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。辛格效应大的材料，内应力较大。五、爆炸五、爆炸爆炸是指一个化学反应能不断地自我加速而在瞬间完成，并伴随有光的爆炸是指一个

29、化学反应能不断地自我加速而在瞬间完成，并伴随有光的发射，系统温度瞬时达到极大值和气体的压力急剧变化，以致形成冲击发射，系统温度瞬时达到极大值和气体的压力急剧变化，以致形成冲击波等现象。波等现象。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解由于急剧的化学反应被限制在一定的环境内导致气体剧烈膨胀，这能使由于急剧的化学反应被限制在一定的环境内导致气体剧烈膨胀，这能使密闭环境的外壁损坏甚至破裂、粉碎，造成爆炸的效果。爆炸可通过化密闭环境的外壁损坏甚至破裂、粉碎，造成爆

30、炸的效果。爆炸可通过化学反应、放电、激光束效应、核反应等方法获得。学反应、放电、激光束效应、核反应等方法获得。爆炸力学主要研究爆炸的发生和发展规律，以及对爆炸的力学效应的利爆炸力学主要研究爆炸的发生和发展规律，以及对爆炸的力学效应的利用和防护。它从力学角度研究化学爆炸、核爆炸、电爆炸、粒子束爆炸、用和防护。它从力学角度研究化学爆炸、核爆炸、电爆炸、粒子束爆炸、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波、高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。自然界的雷电、地震、火山爆高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。自然界的雷电

31、、地震、火山爆发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可用爆炸力学方法来研究。发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可用爆炸力学方法来研究。爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科，爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科，在武器研制、矿藏开发、机械加工、安全生产等方面有着广泛的应用。在武器研制、矿藏开发、机械加工、安全生产等方面有着广泛的应用。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解六、标记物六、标记物在材料中引入标记物，可以简化混

32、合物中包含成分的辨别工作，而且使在材料中引入标记物，可以简化混合物中包含成分的辨别工作，而且使有标记物的运动和过程的追踪更加容易。可作为标记物的物质有有标记物的运动和过程的追踪更加容易。可作为标记物的物质有:铁磁物铁磁物质、普通的和发光的油漆、有强烈气味的物质等。质、普通的和发光的油漆、有强烈气味的物质等。七、表面七、表面物体的表面物体的表面:用面积和状态来描述物体外表的性质和特性。表面状态确定用面积和状态来描述物体外表的性质和特性。表面状态确定了物体的大量特性和与其他物体交互作用时所呈现的本性。了物体的大量特性和与其他物体交互作用时所呈现的本性。八、表面粗糙度八、表面粗糙度表面粗糙度是指加工

33、表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解其两波峰或两波谷之间的距离其两波峰或两波谷之间的距离(波距波距)很小很小(在在1 mm以下以下)，用肉眼是难以，用肉眼是难以看到的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度反映零件表面的光看到的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度反映零件表面的光滑程度，表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度是衡量零件表面滑程度，表面粗糙度越

34、小，则表面越光滑。表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配合面的工作精度、接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配合面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影旋转件的疲劳强度、零件的美观等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。最常见的表面粗糙度参数是响。最常见的表面粗糙度参数是“轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差”，记作，记作Ra。九、波的干涉九、波的干涉由两个或两个以上的波源发出的具有相同频率，相同振动方

35、向和恒定的由两个或两个以上的波源发出的具有相同频率，相同振动方向和恒定的相位差的波在空间叠加时，在叠加区的不同地方振动加强或减弱的现象，相位差的波在空间叠加时，在叠加区的不同地方振动加强或减弱的现象，称为称为“波的干涉波的干涉”。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解符合上列条件的波源称为符合上列条件的波源称为“相干波源相干波源”，它们发出的波称为，它们发出的波称为“相干波相干波”。这是波的叠加中最简单的情况。这是波的叠加中最简单的情况。两相干波叠加后，

36、在叠加区内每一个位置有确定的振幅。在有的位置上，两相干波叠加后，在叠加区内每一个位置有确定的振幅。在有的位置上，振幅等于两波分别引起的振动的振幅之和，这些位置的合振动最强，称振幅等于两波分别引起的振动的振幅之和，这些位置的合振动最强，称为为“相长干涉相长干涉”;而有些位置的振幅等于两波分别引起的振动的振幅之差，而有些位置的振幅等于两波分别引起的振动的振幅之差，这些位置上的合振动最弱，称为这些位置上的合振动最弱，称为“相消干涉相消干涉”。它是波的一个重要特性。它是波的一个重要特性。在日常生活中最常见的是水波的干涉，利用电磁波的干涉，可作定向发在日常生活中最常见的是水波的干涉，利用电磁波的干涉，可

37、作定向发射天线射天线;利用光的干涉，可精确地进行长度测量等。利用光的干涉，可精确地进行长度测量等。十、伯努利定律十、伯努利定律丹尼尔丹尼尔伯努利于伯努利于1726年首先提出了年首先提出了“伯努利定律伯努利定律”。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是理想液体做稳定流动时能量守恒。在密封管道内流动的理理，其实质是理想液体做

38、稳定流动时能量守恒。在密封管道内流动的理想液体具有压力能、动能和势能三种能量，它们可以互相转变，并且管想液体具有压力能、动能和势能三种能量，它们可以互相转变，并且管道内的任一处液体的这三种能量总和是一定的，即道内的任一处液体的这三种能量总和是一定的，即“动能动能+势能势能+压力能压力能=常数常数”。其最为著名的推论为。其最为著名的推论为:等高流动时，流速大，压力就小等高流动时，流速大，压力就小由以上定律得出伯努利方程为由以上定律得出伯努利方程为:式中式中P1/r压力能压力能;V2/(2g)动能动能;h势能。势能。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及

39、时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解又流速公式为又流速公式为:V=Q/A式中式中V流速流速;U流量流量;A截面积截面积当流体的速度加快时，物体与流体接触的接口上的压力减小当流体的速度加快时，物体与流体接触的接口上的压力减小;反之，压力反之，压力会增加。会增加。十一、超导热开关十一、超导热开关超导热开关是一个用于低温超导热开关是一个用于低温(接近接近0 K)下的装置，用于断开被冷却物体和下的装置，用于断开被冷却物体和冷源之间的连接。当工作温度远低于临界温度的时候，此装置充分发挥冷源之间的连接。当工作温度远低于临界温度的时候，此装置充分

40、发挥了超导体从常态到超导状态的转化过程中热导电率显著减少的特性了超导体从常态到超导状态的转化过程中热导电率显著减少的特性(高达高达10 000倍倍)。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解热开关由一条连接样本和冷却器的细导线或担丝组成热开关由一条连接样本和冷却器的细导线或担丝组成(参见居里效应参见居里效应)。当电流通过缠绕线螺线管时会产生磁场，使超导性停止，让热量通过导当电流通过缠绕线螺线管时会产生磁场，使超导性停止，让热量通过导线，就相当于开关处于线，

41、就相当于开关处于“打开打开”;当移开磁场的时候，超导性就得到恢复，当移开磁场的时候，超导性就得到恢复，电线的热阻快速增加，换句话说，相当于开关处于电线的热阻快速增加，换句话说，相当于开关处于“关闭关闭”。十二、超导性十二、超导性超导性是指在温度和磁场都小于一定数值的条件下，许多导电材料的电超导性是指在温度和磁场都小于一定数值的条件下，许多导电材料的电阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质。具有超导性的材料称为超导阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质。具有超导性的材料称为超导体。许多金属体。许多金属(如钢、锡、铝、铅、担、妮等如钢、锡、铝、铅、担、妮等)、合金、合金(如妮错合金、妮钦如妮错合金、妮

42、钦合金合金)和化合物和化合物(如如Nb3Sn妮锡超导材料、妮锡超导材料、Nb3Al等等)都可成为超导体。从都可成为超导体。从正常态过渡到超导态的温度称为该超导体的转变温度正常态过渡到超导态的温度称为该超导体的转变温度(或临界温度或临界温度Te)。现有材料仅在很低的温度环境下才具有超导性。现有材料仅在很低的温度环境下才具有超导性。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解当磁场达到一定强度时，超导性被破坏，这个磁场极限值称为临界磁场。当磁场达到一定强度时，超导

43、性被破坏，这个磁场极限值称为临界磁场。目前发现的超导体有两类目前发现的超导体有两类:第一类只有一个临界磁场第一类只有一个临界磁场(如电汞、纯铅等如电汞、纯铅等);第第二类有下临界磁场二类有下临界磁场He1和上临界磁场和上临界磁场He2。当外磁场达到。当外磁场达到He1时，第二类超时，第二类超导体内出现正常态和超导态相互混合的状态导体内出现正常态和超导态相互混合的状态;只有磁场增大到只有磁场增大到He2时，其时，其体内的混合状态消失而转化为正常导体。体内的混合状态消失而转化为正常导体。超导体已逐步应用于加感器、发电机、电缆、储能器和交通运输设备等超导体已逐步应用于加感器、发电机、电缆、储能器和交

44、通运输设备等方面。方面。十三、磁场十三、磁场在永磁体或电流周围所发生的力场，即凡是磁力所能达到的空间，或磁在永磁体或电流周围所发生的力场，即凡是磁力所能达到的空间，或磁力作用的范围，叫做磁场力作用的范围，叫做磁场;所以严格说来，磁场是没有一定界限的，只有所以严格说来，磁场是没有一定界限的，只有强弱之分。强弱之分。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解与任何力场一样，磁场是能量的一种形式，它将一个物体的作用传递给与任何力场一样，磁场是能量的一种形式，它将一

45、个物体的作用传递给另一物体。磁场的存在表现在它的各个不同的作用中，最容易观察的是另一物体。磁场的存在表现在它的各个不同的作用中，最容易观察的是对场内所放置磁针的作用，力作用于磁针，使该针向一定方向旋转。自对场内所放置磁针的作用，力作用于磁针，使该针向一定方向旋转。自由旋转磁针在某一地方所处的方位表示磁场在该处的方向，即每一点的由旋转磁针在某一地方所处的方位表示磁场在该处的方向，即每一点的磁场方向都是朝着磁针的北极端所指的方向。如果我们想象有许许多多磁场方向都是朝着磁针的北极端所指的方向。如果我们想象有许许多多的小磁针，则这些小磁针将沿磁力线而排列，所谓的磁力线是在每一点的小磁针，则这些小磁针将

46、沿磁力线而排列，所谓的磁力线是在每一点上的方向都与此点的磁场方向相同。磁力线始于北极而终于南极，磁力上的方向都与此点的磁场方向相同。磁力线始于北极而终于南极，磁力线在磁极附近较密，故磁极附近的磁场最强。磁场的第二个作用便是对线在磁极附近较密，故磁极附近的磁场最强。磁场的第二个作用便是对运动中的电荷产生力，此力恒与电荷的运动方向相垂直，与电荷的电量运动中的电荷产生力，此力恒与电荷的运动方向相垂直，与电荷的电量成正比。成正比。磁场强度磁场强度:表示磁场强弱和方向的矢量。表示磁场强弱和方向的矢量。上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处

47、理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解由于磁场是电流或运动电荷引起的，而磁介质在磁场中发生的磁化对磁由于磁场是电流或运动电荷引起的，而磁介质在磁场中发生的磁化对磁场也有影响。场也有影响。磁力线磁力线:描述磁场分布情况的曲线。这些曲线上各点的一切线方向，就是描述磁场分布情况的曲线。这些曲线上各点的一切线方向，就是该点的磁场方向。曲线越密的地方表示磁场越强，曲线越稀的地方表示该点的磁场方向。曲线越密的地方表示磁场越强，曲线越稀的地方表示磁场越弱。磁力线永远是闭合的曲线，永磁体的磁力线，可以认为是由磁场越弱。磁力线永远是闭合的曲线，永磁体的磁力线，可以认为是由N

48、极开始，终止于极开始，终止于S极。实际上永磁体的磁性起源于电子和原子核的运动，极。实际上永磁体的磁性起源于电子和原子核的运动，与电流的磁场没有本质上的区别，磁极只是一个抽象的概念，在考虑到与电流的磁场没有本质上的区别，磁极只是一个抽象的概念，在考虑到永磁体内部的磁场时，磁力线仍然是闭合的。永磁体内部的磁场时，磁力线仍然是闭合的。十四、磁弹性十四、磁弹性上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解磁弹性效应是指当弹性应力作用于铁磁材料时，铁磁体不但会产生弹性磁弹

49、性效应是指当弹性应力作用于铁磁材料时，铁磁体不但会产生弹性应变，还会产生磁致伸缩性质的应变，从而引起磁畴壁的位移，改变其应变，还会产生磁致伸缩性质的应变，从而引起磁畴壁的位移，改变其自发磁化的方向。自发磁化的方向。十五、磁力十五、磁力磁力是指磁场对电流、运动电荷和磁体的作用力。磁力是靠电磁场来传磁力是指磁场对电流、运动电荷和磁体的作用力。磁力是靠电磁场来传播的，电磁场的速度是光速，因此磁力作用的速度也是光速。电流在磁播的，电磁场的速度是光速，因此磁力作用的速度也是光速。电流在磁场中所受的力由安培定律确定。运动电荷在磁场中所受的力就是洛伦兹场中所受的力由安培定律确定。运动电荷在磁场中所受的力就是

50、洛伦兹力。但实际上磁体的磁性由分子电流所引起，所以磁极所受的磁力归根力。但实际上磁体的磁性由分子电流所引起，所以磁极所受的磁力归根结底仍然是磁场对电流的作用力。这是磁力作用的本质。结底仍然是磁场对电流的作用力。这是磁力作用的本质。十六、磁性材料十六、磁性材料上一页 下一页返回严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节第四节 科学效应和现象详解科学效应和现象详解磁性材料主要是指由过渡元素铁、钻、镍及其合金等组成的能够直接或磁性材料主要是指由过渡元素铁、钻、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的材料。间接产生磁性的材料