『壹』 世界十大經典實驗是什麼
最簡單的儀器和設備,發現了最根本、最單純的科學概念,這些 「抓」住了物理學家眼中「最美的」科學之魂的實驗,就像是一座座 歷史豐碑一樣,人們長久的困惑和含糊頃刻間一掃而空,對自然界的 認識更加清晰。 羅伯特·克瑞絲是美國紐約大學石溪分校哲學系的教員、布魯克 海文國家實驗室的歷史學家,他最近在美國的物理學家中作了一次調 查,要求他們提名歷史上最美麗的科學實驗。9月份出版的《物理學 世界》刊登了排名前10位的最美麗實驗,其中的大多數都是我們耳熟 能詳的經典之作。令人驚奇的是這十大實驗中的絕大多數是科學家獨 立完成,最多有一兩個助手。所有的實驗都是在實驗桌上進行的,沒 有用到什麼大型計算工具比如電腦一類,最多不過是把直尺或者是計 算器。 從十大經典科學實驗評選本身,我們也能清楚地看出2000年來科 學家們最重大的發現軌跡,就像我們「鳥瞰」歷史一樣。 《物理學世界》對這些實驗進行的排名是根據公眾對它們的認識 程度,排在第一位的是展示物理世界量子特徵的實驗。但是,科學的 發展是一個積累的過程,9月25日的美國《紐約時報》根據時間順序 對這些實驗重新排序,並作了簡單的解釋。 埃拉托色尼測量地球圓周長 古埃及的一個現名為阿斯旺的小鎮。在這個小鎮上,夏日正午的 陽光懸在頭頂:物體沒有影子,陽光直接射入深水井中。埃拉托色尼 是公元前3世紀亞歷山大圖書館館長,他意識到這一信息可以幫助他 估計地球的周長。在以後幾年裡的同一天、同一時間,他在亞歷山大 測量了同一地點的物體的影子。發現太陽光線有輕微的傾斜,在垂直 方向偏離大約7度角。 剩下的就是幾何學問題了。假設地球是球狀,那麼它的圓周應跨 越360度。如果兩座城市成7度角,就是7/360的圓周,就是當時5000 個希臘運動場的距離。因此地球周長應該是25萬個希臘運動場。今天, 通過航跡測算,我們知道埃拉托色尼的測量誤差僅僅在5%以內。( 排名第七) 伽利略的自由落體實驗 在16世紀末,人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落得快, 因為偉大的亞里士多德已經這么說了。伽利略,當時在比薩大學數學 系任職,他大膽地向公眾的觀點挑戰。著名的比薩斜塔實驗已經成為 科學中的一個故事:他從斜塔上同時扔下一輕一重的物體,讓大家看 到兩個物體同時落地。伽利略挑戰亞里士多德的代價也許使他失去了 工作,但他展示的是自然界的本質,而不是人類的權威,科學做出了 最後的裁決。(排名第二) 伽利略的加速度實驗 伽利略繼續提煉他有關物體移動的觀點。他做了一個6米多長、3 米多寬的光滑直木板槽。再把這個木板槽傾斜固定,讓銅球從木槽頂 端沿斜面滑下,並用水鍾測量銅球每次下滑的時間,研究它們之間的 關系。亞里士多德曾預言滾動球的速度是均勻不變的;銅球滾動兩倍 的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平 方成比例:兩倍的時間里,銅球滾動4倍的距離,因為存在恆定的重 力加速度。(排名第八) 牛頓的棱鏡分解太陽光 艾薩克·牛頓出生那年,伽利略與世長辭。牛頓1665年畢業於劍 橋大學的三一學院,後因躲避鼠疫在家裡呆了兩年,再後來順利地得 到了工作。當時大家都認為白光是一種純的沒有其他顏色的光(亞里 士多德就是這樣認為的),而彩色光是一種不知何故發生變化的光。 為了驗證這個假設,牛頓把一面三棱鏡放在陽光下,透過三棱鏡, 光在牆上被分解為不同顏色,後來我們稱作為光譜。人們知道彩虹的 五顏六色,但是他們認為那是因為不正常。牛頓的結論是:正是這些 紅、橙、黃、綠、青、藍、紫基礎色有不同的色譜才形成了表面上顏 色單一的白色光,如果你深入地看看,會發現白光是非常美麗的。( 排名第四) 卡文迪許扭矩實驗 牛頓的另一偉大貢獻是他的萬有引力定律,但是萬有引力到底多 大? 18世紀末,英國科學家亨利·卡文迪許決定要找出這個引力。他 將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來,這個木棒就像 啞鈴一樣;再將兩個350磅重的鉛球放在相當近的地方,以產生足夠 的引力讓啞鈴轉動,並扭動金屬線。然後用自製的儀器測量出微小的 轉動。 測量結果驚人的准確,他測出了萬有引力恆量的參數,在此基礎 上卡文迪許計算地球的密度和質量。卡文迪許的計算結果是:地球重 6.0×1024公斤,或者說13萬億萬億磅。(排名第六) 托馬斯·楊的光干涉實驗 牛頓也不是永遠正確。在多次爭吵後,牛頓讓科學界接受了這樣 的觀點:光是由微粒組成的,而不是一種波。1830年,英國醫生、物 理學家托馬斯·楊用實驗來驗證這一觀點。他在百葉窗上開了一個小 洞,然後用厚紙片蓋住,再在紙片上戳一個很小的洞。讓光線透過, 並用一面鏡子反射透過的光線。然後他用一個厚約1/30英寸的紙片 把這束光從中間分成兩束。結果看到了相交的光線和陰影。這說明兩 束光線可以像波一樣相互干涉。這個實驗為一個世紀後量子學說的創 立起到了至關重要的作用。(排名第五) 米歇爾·傅科鍾擺實驗 去年,科學家們在南極安置一個擺鍾,並觀察它的擺動。他們是 在重復1851年巴黎的一個著名實驗。1851年法國科學家米歇爾·傅科 在公眾面前做了一個實驗,用一根長220英尺的鋼絲將一個62磅重的 頭上帶有鐵筆的鐵球懸掛在屋頂下,觀測記錄它前後擺動的軌跡。周 圍觀眾發現鍾擺每次擺動都會稍稍偏離原軌跡並發生旋轉時,無不驚 訝。實際上這是因為房屋在緩緩移動。 傅科的演示說明地球是在圍繞地軸自轉的。在巴黎的緯度上,鍾 擺的軌跡是順時針方向,30小時一周期。在南半球,鍾擺應是逆時針 轉動,而在赤道上將不會轉動。在南極,轉動周期是24小時。(排名 第十) 羅伯特·米利肯的油滴實驗 很早以前,科學家就在研究電。人們知道這種無形的物質可以從 天上的閃電中得到,也可以通過摩擦頭發得到。1897年,英國物理學 家J·J·托馬斯已經確立電流是由帶負電粒子即電子組成的。1909年 美國科學家羅伯特·米利肯開始測量電流的電荷。米利肯用一個香水 瓶的噴頭向一個透明的小盒子里噴油滴。小盒子的頂部和底部分別連 接一個電池,讓一邊成為正電板,另一邊成為負電板。當小油滴通過 空氣時,就會吸一些靜電,油滴下落的速度可以通過改變電板間的電 壓來控制。 米利肯不斷改變電壓,仔細觀察每一顆油滴的運動。經過反復試 驗,米利肯得出結論:電荷的值是某個固定的常量,最小單位就是單 個電子的帶電量。(排名第三) 盧瑟福發現核子實驗 1911年盧瑟福還在曼徹斯特大學做放射能實驗時,原子在人們的 印象中就好像是「葡萄乾布丁」,大量正電荷聚集的糊狀物質,中間 包含著電子微粒。但是他和他的助手發現向金箔發射帶正電的阿爾法 微粒時有少量被彈回,這使他們非常吃驚。盧瑟福計算出原子並不是 一團糊狀物質,大部分物質集中在一個中心小核上,現在叫做核子, 電子在它周圍環繞。(排名第九) 托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉實驗 牛頓和托馬斯·楊對光的性質研究得出的結論都不完全正確。光 既不是簡單的由微粒構成,也不是一種單純的波。20世紀初,麥克斯 ·普克朗和阿爾伯特·愛因斯坦分別指出一種叫光子的東西發出光和 吸收光。但是其他實驗還是證明光是一種波狀物。經過幾十年發展的 量子學說最終總結了兩個矛盾的真理:光子和亞原子微粒(如電子、 光子等等)是同時具有兩種性質的微粒,物理上稱它們:波粒二象性。 將托馬斯·楊的雙縫演示改造一下可以很好地說明這一點。科學 家們用電子流代替光束來解釋這個實驗。根據量子力學,電粒子流被 分為兩股,被分得更小的粒子流產生波的效應,它們相互影響,以至 產生像托馬斯·楊的雙縫演示中出現的加強光和陰影。這說明微粒也 有波的效應。 《物理學世界》編輯彼特·羅格斯推測,直到1961年,某一位科 學家才在真實的世界裡做出了這一實驗。(排名第一)
『貳』 什麼是實驗設計報告
實驗報告是把實驗的目的、方法、過程、結果等記錄下來,經過整理,寫成的書面匯報。
應用寫作給出的定義如下
科技實驗報告是描述、記錄某個科研課題過程和結果的一種科技應用文體。撰寫實驗報告是科技實驗工作不可缺少的重要環節。雖然實驗報告與科技論文一樣都以文字形式闡明了科學研究的成果,但二者在內容和表達方式上仍有所差別。科技論文一般是把成功的實驗結果作為論證科學觀點的根據。實驗報告則客觀地記錄實驗的過程和結果,著重告知一項科學事實,不夾帶實驗者的主觀看法。
定義
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實驗報告是在科學研究活動中人們為了檢驗某一種科學理論或假設,通過實驗中的觀察、分析、綜合、判斷,如實地把實驗的全過程和實驗結果用文字形式記錄下來的書面材料。實驗報告具有情報交流的作用和保留資料的作用。[1]
種類
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按科目分類
因科學實驗的對象而異。如化學實驗的報告叫化學實驗報告,物理實驗的報告就叫物理實驗報告。
常見的曲線圖
應用記錄儀器描記出的曲線圖,這些指標的變化趨勢形象生動、直觀明了。
在實驗報告中,可任選其中一種或幾種方法並用,以獲得最佳效果。
討論
根據相關的理論知識對所得到的實驗結果進行解釋和分析。如果所得到的實驗結果和預期的結果一致,那麼它可以驗證什麼理論?實驗結果有什麼意義?說明了什麼問題?這些是實驗報告應該討論的。但是,不能用已知的理論或生活經驗硬套在實驗結果上;更不能由於所得到的實驗結果與預期的結果或理論不符而隨意取捨甚至修改實驗結果,這時應該分析其異常的可能原因。如果本次實驗失敗了,應找出失敗的原因及以後實驗應注意的事項。不要簡單地復述課本上的理論而缺乏自己主動思考的內容。
另外,也可以寫一些本次實驗的心得以及提出一些問題或建議等。
結論
結論不是具體實驗結果的再次羅列,也不是對今後研究的展望,而是針對這一實驗所能驗證的概念、原則或理論的簡明總結,是從實驗結果中歸納出的一般性、概括性的判斷,要簡練、准確、嚴謹、客觀。
『叄』 實驗設計內容是什麼
在實驗設計題中變數控制的思路應該貫穿始終。即:
自變數的控制、因變數的檢測、無關變數的排除
1、 如何描述實驗原理:
描述實驗原理時都需要說明的內容有
①自變數的操作依據是什麼
②自變數和因變數的關系如何
③用什麼檢測手段來體現因變數
2、 實驗步驟要體現什麼
實驗步驟最終要回答和說明的關鍵問題是
① 如何控制自變數
② 如何檢測因變數
③ 如何排除和平衡無關變數
3、 實驗結果
描述實驗結果就是要說明:
某種實驗結果的出現能反映出自變數和因變數的怎樣的聯系
『肆』 什麼是實驗設計
真實驗設計 在心理學研究中,採用真實驗設計來進行實驗研究是檢驗實驗效果的一個重要方法。真實驗設計對實驗條件的控製程度要求較高,在使用這類實驗設計時,實驗者可以有效地操縱實驗變數,能有效的控制內在無效來源和外在無關因素的影響,能在隨機化原則基礎上選擇和分配被試,從而更能客觀的反映實驗處理的作用。 (一)完全隨機化設計 也稱簡單隨機化設計,是指用隨機化方法將被試隨機分為幾組,然後依實驗的目的對各組被試實施不同的處理。 1、隨機實驗組控制組前測後測設計 (1)設計的模式 R O1 X O2 R O3 O4 (2)設計的評價 隨機實驗組控制組前測後測設計基本控制了絕大多數影響內部效度的因素。 優點:①採用隨機分配被試的方法。 ②安排實驗組和控制組。 缺點:使用前測的反作用。 (3)設計的顯著性檢驗 對隨機實驗組控制組前測後測設計所得的實驗數據進行統計分析,有兩類方法可以使用。 A、對增值分數進行統計分析 B、協方差分析法 2、隨機實驗組控制組後測設計 (1)設計的模式 R X O1 R O2 (2)設計的評價①設立實驗組和控制組 ②採用隨機化原則 ③無前測 (3)設計的顯著性檢驗 參數:t-檢驗 非參數:曼-惠特尼U-檢驗或中位數檢驗 3、隨機多組後測設計 (1)設計的模式 R X1 O1 R X2 O2 R X3 O3 (2)實驗結果的檢驗 ①單因素方差分析 ②紐曼-丘爾斯(N-K)檢驗或其他成對比較方法。 (二)多因素實驗設計 是指在實驗中包括兩個或兩個以上的因素(自變數),並且每個因素都有兩個或兩個以上的水平,各因素的各個水平互相結合,構成多種組合處理的一種實驗設計,又稱完全隨機析因設計。 1、完全隨機析因設計的類型 因素:對應大寫字母 A B 因素水平:對應小寫字母 a b (*):因素之間的相互結合關系 A*B a1a2 b1b2b3 2*3 A*B*C 2*3*4 2、完全隨機雙因素析因設計 完全隨機雙因素析因設計是指研究者用隨機分配的方法將被試分為若干組(分組的個數等於實驗處理的個數),同時用隨機的方法分配每一組被試接受一種實驗處理的實驗設計。 (1)實驗設計的模式R a1b1 O1 R a1b2 O2 R a2b1 O3 R a2b2 O4 R a3b1 O5 R a3b2 O6 3、雙因素析因設計的主效應和交互效應。 主效應:指由每個單獨因素(自變數)所引起的因變數的變化。 交互效應:指當一個因素(自變數)對因變數影響大小因其他因素的水平或安排的不同而有所不同時,所產生的交互作用影響因變數的結果。 (1)2x2完全隨機實驗設計的基本模式 R a1b1 O1 R a1b2 O2 R a2b1 O3 R a2b2 O4 (2)2x2完全隨機化設計的主效應和交互效應的解釋 (三)隨機化區組設計 隨機化區組設計的目的在於使區組內被試差異盡量縮小,而對區組之間的差異依據設計要求而定。 首先把被試按某些特質分到不同的區組內,使區組內的被試比區組間的被試更接近同質,將被試分好區組後,再將各區組內的被試隨機分到各不同的實驗處理或實驗組、控制組內,因此稱作隨機化區組設計。 原則:同一區組內的被試盡量「同質」 人數分配有三種情況:①一名被試作為一個區組。 ②每個區組內的被試的人數是實驗處理數目的整數倍。 ③區組的單位是一個團體。 總之,每一個區組應該接受全部實驗處理,每一種實驗處理在不同的區組中重復的次數應該完全相同。 優點:考慮到個別差異對實驗結果的影響,而把實驗單元(被試)劃分為幾個區組,並在統計計算上將這種影響從組內誤差中分離出來,從而進一步反應出實驗處理的作用。 1、隨機化區組單因素設計 2、隨機化區組多因素設計
『伍』 證明DNA是遺傳物質的幾個著名經典實驗中,在實驗設計思...
【答案】D
【答案解析】試題分析:肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設計思路就是設法分離DNA和蛋白質等物質,單獨的、直接的去觀察它們的作用。故本題答案選D。
考點:DNA是遺傳物質的經典實驗
點評:本題著重考查證明DNA是遺傳物質的幾個著名經典實驗中的實驗設計思路,屬於對識記、理解層次的考查。
『陸』 世界十大經典實驗是什麼
托馬斯·楊雙縫演示應用於電子干涉實驗
加利略自由落體實驗
羅伯特·密利根油滴實驗
牛頓棱鏡分解陽光實驗
托馬斯·楊光干涉實驗
卡文迪許扭秤實驗
埃拉托色尼測地球圓周實驗
加利略加速度實驗
盧瑟福a粒子散射實驗
傅科擺實驗
『柒』 實驗設計是什麼
一種有計劃的研究,包括一系列有意圖性的對過程要素進行改變與其效果觀測,對這些結果進行統計分析以便確定過程變異之間的關系,從而改變這過程。
實驗設計是實驗中確定,排列變數所用的結構。
『捌』 巴普洛夫經典實驗是什麼
巴甫洛夫的經典實驗:經典條件反射實驗(狗進食的搖鈴實驗)
反射是神經系統活動的基本方式,是有機體通過神經系統對體內外刺激產生有規律的應答活動。反射一般分為兩大類:無條件反射和條件反射。
A.無條件反射:是人和動物先天遺傳的,不學而能的反射,也稱為本能。
B.條件反射:是人和動物後天獲得的經過學習才會的反射。
實驗過程:巴甫洛夫在研究狗的進食行為時發現,狗吃到食物時,會分泌唾液,這是自然的生理反應,不需要學習,這種反應叫無條件反射,引起這種反應的刺激是食物,稱為無條件刺激。如果在狗每次進食時發出鈴聲,一段時間後,狗只要聽到鈴聲也會分泌唾液,這是作為中性刺激的鈴聲由於與無條件刺激聯結而成了條件刺激,由此引起的唾液分泌就是條件反射,後人稱之為「經典性條件作用」。
經典條件反射是在無條件反射的基礎上建立的,是暫時性的神經聯系。條件反射既是生理現象,又是心理現象。條件反射就其生理機制來說,是神經系統活動的過程,是生理現象;就其揭露條件刺激的信號意義來說,是心理現象。在上訴實驗中,鈴聲是條件刺激,食物是無條件刺激。條件反射的形成意味著鈴聲已經成為食物的信號。動物有機體既已「認識」了鈴聲的信號意義,這就表明它已經有了心理活動。同時,條件反射的建立也表明了如狗一樣的動物具有一定的學習能力。
巴甫洛夫認為,可以引起條件反射的信號可分為具體信號(如聲、光、味等,又叫第一信號)和抽象信號(如語言、詞等具體信號的信號,又叫第二信號)。
由具體信號引起的神經活動過程,叫第一信號系統,是人和動物共有的;
由抽象信號引起的神經活動過程,叫第二信號系統,是人類特有的。人的心理活動是以第二信號系統為主,兩種信號系統協同活動的結果。在生活中,談虎色變就屬於第二信號系統的條件作用。學生一想到測驗或聽到即將舉行測驗就產生焦慮,也屬於第二信號系統的條件作用。並不是測驗使得學生焦慮,而是有關測驗的觀念和語義導致學生焦慮。
重點梳理:
第一信號系統:具體信號;人+動物;
Eg:看到穿白大褂的就哭、望而生畏、看檸檬酸。
第二信號系統:抽象信號;人;
Eg:談虎色變、畫餅充飢。
『玖』 經典實驗室設計指的是
實驗室可以是分散形式,也可以是組合形式。完成一組 PCR 實驗,通常應經過試劑配製、樣品處理、核酸擴增及產物分析四個實驗過程,若實驗工藝需要,還應增加樣品粉碎過程。
一、分散形式 PCR 實驗室
所謂分散形式 PCR 實驗室,是指完成上述實驗過程的實驗用房彼此相距較遠,呈分散布置形式。對於這種布置形式的 PCR 實驗室,由於各個實驗之間不易相互干擾,因此無需特殊條件要求。
本文標簽:設計規范
二、組合形式 PCR 實驗室
所謂組合形式 PCR 實驗室, 是指完成 PCR 四個實驗過程的實驗用房相鄰布置,組成獨立實驗區域的形式。對於組合形式 PCR 實驗室,由於各個實驗間集中布置,容易造成相互干擾,因此,對總體布局以及屏障系統具有一定的要求。各室在入口處設緩沖間,以減少室內外空氣交換。試劑配製室及樣品處理室宜呈微正壓,以防外界含核酸氣溶膠的空氣進入,造成污染;核酸擴增室及產物分析室應呈微負壓,以防含核酸的氣溶膠擴散出去污染試劑與樣品。
如果使用熒光 PCR 儀,擴增室和產物分析室可以合並。
若房間進深允許,可設 PCR 內部專用走廊。需要指出的是在減少室內外空氣交換方面,緩沖間比專用走廊更有意義。
各個區域之間應具備單向的實驗工藝流、物流、人流與氣流,形成單向流程的保護屏障,避免實驗之間的相互干擾,防止核酸氣溶膠對實驗過程造成污染產生假性結果。
PCR實驗室的空氣流向必須嚴格按照試劑儲存和准備區→標本制備區→擴增區→擴增產物分析區空氣壓力逐漸遞減方式進行,防止擴增產物順空氣氣流進入擴增前的區域。需要嚴格的通風設計,若通風設計不合理,會使風速流向混亂,甚至危害人們健康。
進入實驗室區域工作人員應該按照以下路徑:
公共清潔區——更衣間(更換潔凈服)——緩沖間——污染實驗區
工作人員退出實驗室的路徑為:
污染試驗區——緩沖間——淋浴間(有條件的可設置)——更衣間——公共清潔區