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發明既節省成本又高的發明是什麼

發布時間:2021-03-15 09:55:39

Ⅰ 生活中有哪些發明

為讓你在青少年科技創新活動中有所遵循,開闊視野,活躍思維,我們向你介紹搞小發明常見的幾種選題思路和創造技法。但願你從中得到精神的鼓勵、方法的啟迪,產生研究與創作的靈感,會心地說一聲:「我能行!」。
一、什麼是科學小發明
一提到"發明"二字,有些同學就害怕了,那有多難啊!其實創造發明並不神秘,有好多中小學生的發明,都在全國甚至國際上獲了獎呢!
科學小發明,是指青少年在日常學習、生活、勞動中,對那些感覺到用起來不稱心、不方便的東西或方法,運用自己學過的科學知識,設計、製造出目前還沒有的更稱心、更方便的新物品或新方法。它同"大發明"比較起來,選擇的范圍比較窄,解決的問題比較單一,使用的材料比較好找,所花的經費也不多,所以稱為"小發明"。
小發明有沒有質量標准呢?有。一件優秀的小發明應具備"三性",即新穎性、創造性和實用性。
1.新穎性。新穎性是指你在完成這個小發明之前,還沒有出現過同樣內容或技術的產品。也就是說,你既在街上的商店裡買不到同樣的產品,也沒有在書刊、廣播電視中看或聽到過介紹;同樣的發明,既沒有由他人向專利局提出過申請並記載於專利申請文件中,也沒有由他人申報參加各級發明創造比賽。但是,如果你在別的發明上增加了新的功能、新的方法、新的用途,或是將原有的幾件物品巧妙地組合在一起,構成一個新個體,增加了新的功能,那也算具有新穎性。
好客鞋
一天,魏強同學跟爸爸到一個朋友家做客,一進門就把他給難住了:主人家鋪著地毯,不換鞋顯得不禮貌。換鞋吧,腳又有臭味。回家後,魏強就想:如果有一種拖鞋,不用脫下腳上的鞋就能穿,那該多好!後來,他從旅遊鞋上的尼龍搭扣得到啟發:將拖鞋上的鞋袢裝上尼龍搭扣,一按就搭上,一掀就拉開,要肥要瘦不就可以調節了嗎?於是他找來一雙舊拖鞋,剪開鞋袢,縫上尼龍搭扣,做成了"好客鞋"。這項小發明在第四屆全國青少年發明創造比賽中獲得了三等獎。
其實,魏強的小發明只不過是將尼龍搭扣這項別人的發明移植到拖鞋上,但使拖鞋有了新的功能,尼龍搭扣也有了新用途,這項小發明也就具備了新穎性。
2.創造性。創造性是指小發明同原來的同類產品已有的技術相比,有突出的實質性特點和顯著的進步。
方便肥皂盒
一般的肥皂盒裝點水,肥皂就會發粘,不容易取出來,肥皂的壽命也很短。天津的范平同學利用杠桿原理發明了方便肥皂盒。打開肥皂盒,肥皂就會立起來。它和同類產品相比,技術上要先進一些,獲得了第一屆全國青少年發明創造比賽一等獎。
3、實用性。實用性是指該發明能夠製造或使用,並且產生積極的效果。小發明要能夠做成實實在在的物品,不能只是想法或設計圖紙,而且還要能夠解決生產生活中的實際問題。
防蟲樹裙
山西臨縣盛產棗子,但棗曲蟲對棗子的危害很大。劉艷同學仔細觀察棗曲蟲的生長活動規律,發現雌蟲要爬上樹干與雄蟲交配再殘害樹葉、樹果。他就想了一個辦法,在樹乾的半腰圍一圈硬塑料片,內層塗上除蟲葯膏,使雌蟲上不了樹。這種簡單巧妙的防蟲樹裙,實用性強,受到了棗農的歡迎,榮獲第六屆全國青少年發明比賽一等獎。
當然,完成一件小發明並不是"眉頭一皺,計上心來"這么簡單,它要經過選題、構思設計、製作、實踐檢驗與改進、成功等步驟。
搞小發明的第一步,就是要確定發明的對象,考慮研究什麼問題,這就是選題。對青少年來說,應從自己所熟悉的生活實際出發,在學校、家庭及周圍的生活圈中去尋找發明題材。如當你在學習、生活中遇到一些困難時,你肯定會說:"要是有某某東西就好了。"這個你想的所要發明的東西就可作為發明對象。不過,同學們在選題時,一定要結合自己的知識水平和設計製作能力,不要空想辦不到的發明。
體裁選好後,接著是構思設計。也就是根據基本的科學原理和經驗,設計出選題對象的形態、結構、方法與實施方案。構思時盡可能想出多套設計方案,再根據可行性與實用性精選出最佳結構方案。方案以取材簡單、巧妙易行、缺點最少為好。
構思成熟後,就可以開始製作了。製作時應盡可能利用現有條件,在少花錢甚至不花錢的前提下製作出精巧的作品。某些技術上的問題,可以向老師和家長請教,有時還可以找一些有關廠家幫助製作部分部件。
小發明樣品完成後,還要進行實踐檢驗與改進。即將作品拿去使用一段時間,在使用中發現問題,並向家長老師和同學廣泛徵求意見,看還有沒有改進或不合理的地方。然後綜合各方面的意見,對小發明加以改進。幾乎每件優秀的小發明都是"改"出來的。
至此,你將會享受到成功的喜悅。接下來,就可申報參加各級青少年發明創造比賽、申請專利或向報刊投稿了。參賽的申報文件主要包括組委會提供的申報表、項目說明和證明材料,其中,項目說明內容為:發明的選題是怎樣發現的、發明方案是怎樣設計的、發明作品是怎樣製作的?這項發明如何體現出新穎性、創造性和實用性?你的創造性貢獻是什麼?進一步完善該發明的建議和設想。附上外觀圖(最好還有黑白照片)、結構圖、原理圖和其它必要的圖表資料。凡涉及醫療保健用品、動植物新品種和國家保護的動植物的小發明項目,還必須提供有關部門的證明材料。
科學小發明是一件人人能做的事,也是一項趣味無窮的實踐活動。只要大家用心觀察周圍的事物,善於發現問題,提出問題,大膽探索,動手實踐,勇於突破條條框框的束縛,就會有所創新,有所發明。
二小發明選題思路
1、列舉缺點找選題
學搞小發明首先就要學會選擇發明課題。
一個重要的方法,就是從學習、生活中不順當、不方便、不合意的事情著手,列舉缺點,多問"有什麼缺點需要克服的?"再去尋找克服缺點的方法,這種根據現有物品的缺點而提出改革設想的方法稱缺點列舉法,也是選擇小發明題目的一種簡便有效的方法。
四用防觸電插座
電源插座幾乎家家都有,但它很容易觸電,對於小孩子來說特別危險,而且插上拔下很麻煩。上海的徐琛同學解剖了幾種傳統的電源插座,設計了一種"四用防觸電插座",這種插座在普通插座的插孔中,加裝了兩道絕緣的活門,只有插頭同時插入兩個插孔時,才能接通電源。這樣,當小孩不注意把小手或鐵釘等插入任一插孔時,由於有兩道門擋著,也就不會觸電了。這項小發明榮獲了第二屆全國青少年科學創造發明比賽一等獎。
氣壓水瓶的改進
氣壓水瓶有缺點嗎?有!由於它的出水管直插瓶內水底,所以每次壓水時,底部的沉澱物往往使壓出的水變渾濁。北京的張雪克同學針對這個缺點,對氣壓水瓶作了改進,他把吸水管口接了一截橡膠管,管口加一個塑料浮球,由於球始終浮在水面上,所以氣壓水瓶底部的沉澱物不會從吸管吸出。該發明獲得了第二屆全國青少年創造發明比賽三等獎。
列舉物品的缺點實際上就是發現問題,而創造發明正是為了解決存在的問題。所以,我們每發現一個缺點,提出一個問題,往往就找到了一個發明的題目。
那麼,怎樣研究和發現缺點呢?
首先,要隨時留意自己日常使用的物品存在哪些不足或不方便之處,並善於抓住一件物品深究細挖。傘,是大家常用的遮陽避雨的工具,似乎沒有什麼文章可做,可一些大小發明家卻抓住它不放,花樣日異翻新,如太陽傘、雙人傘、折疊傘、母子傘、快乾傘、天文傘……層出不窮。可見,一件事物有很多的發明題材可搞,而同一題材又可用各種不同的設計方案構成不同的發明。再拿鋼筆來說吧,它的缺點還很多,如筆帽容易脫落或丟失,筆尖容易堵塞,圓形筆桿容易從桌上滑落損壞筆尖,晚上停電或野外作業寫字看不見……當你盡可能多地列舉出某一物品的諸多缺點後,再根據你的能力,選擇某一缺點或部分缺點作為研究對象,確定小發明課題。
充氣太陽灶太陽
能對人們極有吸引力,但目前的太陽灶造價高,工藝復雜,又笨重(50千克左右),調節也麻煩,野外工作和旅遊時攜帶就不方便了。上海的連鑫等同學在調查研究的基礎上,明確了主攻方向:簡化太陽灶的製作工藝,減輕重量,減少材料消耗,降低成本,獲取最大的功率。他們首先把兩片圓形塑料薄膜邊緣粘結,充氣後就膨脹成一個拋物面,再在反光面上貼上真空鍍鋁滌綸不幹膠片。用打氣筒向內打氣,改變裡面氣體壓強,隨著打氣的多少,上面一層透明膜向上凸起,反光面向下凹,可以達到自動會聚反射光線的目的。這種"無基板充氣太陽灶"只有4千克重,拆裝方便,便於攜帶,獲第三屆全國青少年科學發明創造比賽一等獎。
該發明實際上是多種移植的結果:他們把充氣玩具的技術,日常商品商標的不幹膠貼片,凸透鏡似的拋物面結構,移植到新的太陽灶上來,他們把課本上的光學、流體力學的原理等知識,移植到太陽灶的設計上,從而成功地完成了小發明。
蠟燭燈
蠟燭是人們常用的一種照明工具,但燭焰怕風,燭體不易固定,亮度不能控制。怎樣改進這些缺點呢?湖北監利中學的柳國弘同學先考慮固定燭體與防風,他將蠟燭插在一個鐵筒中,罩上一個玻璃罩。他聯想到卡口式燈泡的固定方式,並借用到蠟燭燈上,安了個彈簧以使燭焰保持在燈罩的最佳中心位置。
怎樣使蠟燭不流淚呢?解決這個問題,必須不斷降低蠟燭頂部溫度,使熱量向四周傳導散發。汽車的發動機前面均有金屬散熱片,是否也可以借鑒到蠟燭燈上來呢?他在潤膚香脂金屬盒上鑽一個大孔,將剪好的散熱片剪成電扇片的形狀,在中心打一個同樣的大孔,將剪好的散熱片焊接在盒上(兩者的大孔要對齊)。
怎樣控制燭焰的亮度呢?他受煤氣爐的空氣閥的啟發,用內外兩個帶氣窗的套圈套在一起(內圈用散熱片下面的鐵盒,外圈用一另做的塑料圈),通過轉動氣門來控制空氣流量,實現了調節燭焰亮度的願望。這個發明可說是一項2"移花接木"的綜合體,燈罩是從煤油燈來的,固定方式是從卡口燈泡來的,散熱片是從汽車來的。
由此可以看出,移植法是一種很有意義的發明思路,同學們掌握得好,能搞出相當好的小發明。
運用移植法大關鍵是要擴大知識面,了解一些新技術、經常分析一些物品或其某一結構的原理、功能。這樣,大腦里可供移植的信息多了,你搞小發明時就可信手拈來,為你所用。

Ⅱ 2009的十大發明有那些

美刊評出2009年度十大發明 年年月月,都有無數發明狂人在忙碌。他們可能無法治癒白血病或者送宇航員上火星,但其作品對現實的影響一樣深遠。美國《大眾科學》雜志據此評選出2009年度十大發明。 1. 摩天大樓逃生輪(研發成本:33.5萬美元,耗時:6年) 「9·11」事件後,凱文·斯通為幫助人們在災難時刻成功逃離摩天大樓設計。使用者只需打開一個抽屜大小的盒子,將一條纖維製成的繩索鉤在某個安全牢靠的物體或連接點上,然後將類似外衣的安全吊帶套在身上,打開窗即可一溜而下,距地最高可達100層樓。使用時完成全部准備動作不用一分鍾。並配有手動的備用制動桿,從100層高的大樓下到地面,耗時不到四分鍾,平均一秒鍾下一層。 2.最快的坦克(名稱:Ripsaw;研發成本:未知;耗時:5年) Ripsaw的設計目標是在崎嶇難行的地帶執行無人任務,這輛無人駕駛的坦克能以每小時60英里的速度在泥濘的野地里披荊斬棘,發明者用焊接鋼管做車架,使得車身強度增加50%,自重減少50%。 此項發明吸引了美國軍方無人地面車(UGV)開發人員的注意,並獲得國防部125萬美元的資助。進行測試,Ripsaw與其他UGV的最大區別就是速度。其他UGV最高時速只有20英里左右,而價值76萬美元的Ripsaw卻能跟上悍馬。 3. 能發電的減震器(名稱:GenShock;研發成本:10萬美元;耗時:2年) 這個由麻省理工學院最優秀的一群學生設計的節能減震器,利用汽車顛簸時的上下運動產生電力,幫助減少汽車交流發電機的工作量,最終達到省油目的。 GenShock其實是一個簡單的液壓系統,減震器的活塞將液體泵入,驅動液壓馬達和一個微型電動發電機。 研發小組已與悍馬製造商簽訂了商業合同,估計GenShock將很快出現在美軍的悍馬車隊上。 4. 「喉語」翻譯器(名稱:Audeo;研發成本:33萬美元;耗時:5年) 這個小小的裝置意在幫助那些因為運動神經元疾病、創傷性腦損傷或其他問題出現言語障礙的人。Audeo是將3個葯片大小的電極貼在喉部,捕捉大腦和聲帶之間發出的信號。電極內一個處理器可以過濾或者放大這些信號,然後將它們傳輸至附帶的電腦上,電腦軟體將這些信號解碼,轉換成單詞,通過揚聲器讀出來。不過這種技術仍有改進空間。現在使用Audeo每分鍾最多隻能說30個單詞,大概是正常說話速度的五分之一。 5. 「第六感」界面(名稱:SixthSense;研發成本:350美元;耗時:8個月) 戴上由迷你投影機、攝像頭和筆記本電腦組合而成的「第六感」(SixthSense),讓人們以無縫方式操作智能數字設備,提供科幻作品中想像的交互體驗。這套設備基本思路是:一個攜帶型投影機和攝像頭吊你的在胸前,兩者都與你背著的手提電腦相連,你的拇指和食指上纏著4種不同顏色的記號或膠帶。當系統接通,攝像頭就開始捕捉影像,傳送回電腦,後者的視覺運算模塊隨即開始工作。 目前,發明者將與韓國三星公司工程師合作,將整個系統縮小,裝到該公司生產的一款內置投影儀的智能手機上。 6. 截癱人士助行器(名稱:ReWalk;研發成本:超過200萬美元;耗時:10年) 1997年秋摔斷脖子後,以色列工程師阿米特·高弗很快開始研究ReWalk,一種可以幫助截癱患者站立、慢走、甚至爬樓的外骨骼結構。 高弗做出的樣品重44磅,只消幾分鍾就能「穿」上,它有幾種模式,如行走、坐下和上下樓梯,用腕部一個控制器進行操縱。就像拐杖一樣,這套設備很多配件(包括電動機和電池組)都是成品,無須定製。 7. 更好的靜脈導管(名稱:VascularPathways;研發成本:60萬美元;耗時:6年) 過去30年來,用於把葯物和液體滴入病人身體的靜脈導管設計一直沒有多大變化。阿米爾·拜爾森發現,40%的醫務人員第一次進行靜脈注射時都會遭遇失敗。將針刺入皮膚,盲目地向前推進,常會令靜脈阻塞,影響長達數周。 相形之下,拜爾森發明的VascularPathways十分實用。不管採用什麼針頭,使用VascularPathways的醫務人員只要一看到有血通過針管迴流,就知道已經找到靜脈,然後就可以推動一個滑桿,將一條導引線從針內安全推出。在導管順著導引線接進來之前,導引線捲成一個圓圓的花形,以防導管尖端傷到靜脈壁。最後,針和導引線抽走,留下導管就位,再也不必反復尋找靜脈。 8. 環保魚餌(名稱:IronClads;研發成本:未知;耗時:數月) 柔軟而便宜的軟性塑料魚餌很受釣魚愛好者歡迎,但它們非常容易脫落。2006年,酷愛釣魚的霍賓斯決定親自打造一種更堅固的餌料,用於冰釣。最後他發明了「鐵甲」,用聚酯管製成的骨架提升塑料強度,可經受93磅的拉伸強度。 之後,霍賓斯拋棄有毒的塑料,改用硅樹酯材料。如果被魚兒扯掉帶走,硅樹酯餌會逐漸生物降解,而不是像塑化聚氯乙烯製成的軟魚餌那樣釋放出有毒物質。現在環保型「鐵甲」正接受測試,預計今年可以出現在商店貨架上。 9. 植物油發電站(名稱:Vegawatt;研發成本:30萬美元;耗時:4年) 工程師詹姆斯·佩雷特這個名為Vegawatt的發明是全球首個利用廢棄植物油為建築持續提供電力和熱水的裝置。Vegawatt售價2.2萬美元,月租435美元,每周可以處理大約80加侖廢油(約為一個大型餐館的標准用量),每小時生產5千瓦電力,每周節省1000美元,減少10%的能源成本。 10. 蘑菇牆板(名稱:Greensulate;研發成本:1500美元;耗時:2年) 艾本·巴耶爾和蓋文·邁金泰爾准備用蘑菇建房。在實驗室內,兩位發明者用水、過氧化氫、澱粉、再生紙和稻殼等農業廢棄品做成模具,然後注入菌絲,它是蘑菇的根體,看上去就像一束束白色的纖維。這些纖維消化養料,10到14天後就會發育成一張緊密的網路,把模具變成結構堅固的生物復合板。然後再用高溫加以烘烤,阻止菌絲繼續生長。兩周之後,板材製作完成,可以用於牆體。 目前,這種蘑菇板材已經試用於佛蒙特州一家學校的體育館。

Ⅲ 還有那些超越性的發明

磁鐵礦
磁鐵不是人發明的,有天然的磁鐵礦,最早有效利用磁鐵的應該是中國人。所以"指南針"是中國 人四大發明之一。至於成分那就是鐵、鈷、鎳等.其原子結構特殊,原子本身具有磁矩. 一般的這些礦物分子排列混亂.磁區互相影響就顯不出磁性.. 但是在外力(如磁場)導引下分子排列方向趨向一致.就顯出磁性.也就是俗稱的磁鐵.鐵 鈷 鎳 是最常用的磁性物質 基本上磁鐵分永久磁鐵與軟鐵 永久磁鐵是加上強磁 使磁性物質的自旋與電子角動量成固定方向排列 軟磁則是加上電流(也是一種加上磁力的方法) 等電流去掉 軟鐵會慢慢失去磁性 至於最早磁鐵誰發現 最古老的記載是中國黃帝大戰蚩尤的指南車 所以稱為中國四大發明之一了!中國在西元前一世紀即知道有磁鐵極化的情形。戰國時代,就曾 利用一根自然磁鐵,放在有刻度 的銅盤上,用來占卜。北宋時利用兩種方法製造出人工磁鐵,一 種是將燒紅的鐵針,置於南北方向,急速冷卻後,利用地球的磁 場將鐵針磁化;另一種是用磁石摩擦鐵針而成。《夢溪筆談》中記載了磁偏角的存在,發現在磁偏角的影響下,磁針指向南方,比真正的南方略偏東。依據這些 知識,而發展出將磁鐵做為指南針的科學應用。 磁鐵只是一個通稱,是泛指具有磁性的東西,實際的成分不一定包含鐵。較純的金屬態的鐵本身沒有永久磁性,只有靠近永久磁鐵才會感應產生磁性,一般的永久磁鐵裡面加了其他雜質元素(例如碳)來使磁性穩定下來,但是這樣會使電子的自由性降低而不易導電,所以電流通過的時候燈泡亮不起來。 鐵是常見的帶磁性元素,但是許多其他元素具有更強的磁性,像很多強力磁鐵就是銣鐵硼混合而成的.
[編輯本段]基本常識
古希臘人和中國人發現自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為「吸鐵石」。這種石頭可以魔術般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動後總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其最早的指南針在海上來辨別方向。
經過千百年的發展,今天磁鐵已成為我們生活中的強力材料。通過合成不同材料的合金可以達到與吸鐵石相同的效果,而且還可以提高磁力。在18世紀就出現了人造的磁鐵,但製造更強磁性材料的過程卻十分緩慢,直到20世紀20年代製造出鋁鎳鈷(Alnico)。隨後,20世紀50年代製造出了鐵氧體(Ferrite),70年代製造出稀土磁鐵[Rare Earth magnet 包括釹鐵硼(NdFeB)和釤鈷(SmCo)]。至此,磁學科技得到了飛速發展,強磁材料也使得元件更加小型化。
[編輯本段]磁化(取向)方向
大多數磁性材料可以沿同一方向充磁至飽和,這一方向叫做「磁化方向」(取向方向)。沒有取向方向的磁鐵(也叫做各向同性磁鐵)比取向磁鐵(也叫各向異性磁鐵)的磁性要弱很多。
什麼是標準的「南北極」工業定義?
「北極」的定義是磁鐵在隨意旋轉後它的北極指向地球的北極。同樣,磁鐵的南極也指向地球的南極。
在沒有標注的情況下如何辨別磁鐵的北極?
很顯然只憑眼睛是無法分辨的。可以使用指南針貼近磁鐵,指向地球北極的指針會指向磁鐵的南極。
如何安全的處理和存放磁鐵?
要始終十分小心,因為磁鐵會自己吸附到一起,可能會夾傷手指。磁鐵相互吸附時也有可能會因碰撞而損壞磁鐵本身(碰掉邊角或撞出裂紋)。
將磁鐵遠離易被磁化的物品,如軟盤,信用卡,電腦顯示器,手錶,手機,醫療器械等。
磁鐵應遠離心臟起搏器。
較大尺寸的磁鐵,每片之間應加塑料或硬紙墊片以保證可以輕易地將磁鐵分開。
磁鐵應盡量存放在乾燥,恆溫的環境中。
如何做到隔磁?
只有能吸附到磁鐵上的材料才能起到隔斷磁場的作用,而且材料越厚,隔磁的效果越好。
什麼是最強的磁鐵?
目前最高性能的磁鐵是稀土類磁鐵,而在稀土磁鐵中釹鐵硼是最強力的磁鐵。但在200攝氏度以上的環境中,釤鈷是最強力的磁鐵。
[編輯本段]磁鐵的種類
磁鐵,應該叫磁鋼,英文 Magnet,磁鋼現在主要分兩大類,一類是軟磁,一類是硬磁;
軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯;硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼,這其中,最貴的是釤鈷磁鋼,最便宜的是鐵氧體磁鋼,性能最高的是釹鐵硼磁鋼,但是性能最穩定,溫度系數最好的是鋁鎳鈷磁鋼,用戶可以根據不同的需求選擇不同的硬磁產品。
怎樣來定義磁鐵的性能?
主要有如下3個性能參數來確定磁鐵的性能:
剩磁Br :永磁體經磁化至技術飽和,並去掉外磁場後,所保留的Br稱為剩餘磁感應強度。
矯頑力Hc:使磁化至技術飽和的永磁體的B降低到零,所需要加的反向磁場強度稱為磁感矯頑力,簡
稱為矯頑力
磁能積BH:代表了磁鐵在氣隙空間(磁鐵兩磁極空間)所建立的磁能量密度,即氣隙單位體積的靜磁能量。由於這項能量等於磁鐵的Bm和Hm的乘積,因此稱為磁能積。
磁場:對磁極產生磁作用的空間為磁場
表面磁場:永磁體表面某一指定位置的磁感應強度
如何選擇磁鐵?
在決定選擇哪一種磁鐵之前應明確需要磁鐵發揮何種作用?
主要的作用:移動物體,固定物體或抬升物體。
所需磁鐵的形狀:圓片形,圓環形,方塊形,瓦片形或特殊形狀。
所需磁鐵的尺寸:長,寬,高,直徑及公差等等。
所需磁鐵的吸力,期望價格及數量等等。
指南針就是根據磁鐵的性質發明的
[編輯本段]磁鐵的作用
1 指南北
2 吸引輕小物體
3 電磁鐵可以做電磁繼電器
4 發電機
磁現象的發現
先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識,在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦,即磁石(主要成分是四氧化三鐵)。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現:「山上有磁石者,其下有金銅。」
其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現,《呂氏春秋》九卷精通篇就有:「慈招鐵,或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為:「石是鐵 的母親,但石有慈和不慈兩種,慈愛的石頭能吸引他的子女,不慈的石頭就不能吸引了。」 漢以前人們把磁石寫做「慈石」,是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵,那麼是否還可以吸引其他金屬呢?我們的先民做了許多嘗試,發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬,也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵,而不能吸引其他物品。當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時,有時候互相吸引,有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極,一個稱N 極,一個稱S 極。同性極相互排斥,異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理,但對這個現象還是能夠察覺到的。
到了西漢,有一個名叫欒大的方士,他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西,通過調整兩個棋子極性的相互位置,有時兩個棋子相互吸引,有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝,並當場演示。漢武帝驚奇不已,龍心大悅,竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質,製作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉
動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現象他們很清楚。
磁現象的應用
「在傳統工業中的應用」:
在講述磁性材料的磁性來源、電磁感應、磁性器件時,我們已經提到了有些磁性材料的實際應用。實際上,磁性材料已經在傳統工業的各個方面得到了廣泛應用。
例如,如果沒有磁性材料,電氣化就成為不可能,因為發電要用到發電機、輸電要用到變壓器、電力機械要用到電動機、電話機、收音機和電視機中要用到揚聲器。眾多儀器儀表都要用到磁鋼線圈結構。這些都已經在講述其它內容時說到了。
「生物界和醫學界的磁應用」:
信鴿愛好者都知道,如果把鴿子放飛到數百公里以外,它們還會自動歸巢。鴿子為什麼有這么好的認家本領呢?原來,鴿子對地球的磁場很敏感,它們可以利用地球磁場的變化找到自己的家。如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵,鴿子就會迷航。如果鴿子飛過無線電發射塔,強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向。
在醫學上,利用核磁共振可以診斷人體異常組織,判斷疾病,這就是我們比較熟悉的核磁共振成像技術,其基本原理如下:原子核帶有正電,並進行自旋運動。通常情況下,原子核自旋軸的排列是無規律的,但將其置於外加磁場中時,核自旋空間取向從無序向有序過渡。自旋系統的磁化矢量由零逐漸增長,當系統達到平衡時,磁化強度達到穩定值。如果此時核自旋系統受到外界作用,如一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應。在射頻脈沖停止後,自旋系統已激化的原子核,不能維持這種狀態,將回復到磁場中原來的排列狀態,同時釋放出微弱的能量,成為射電信號,把這許多信號檢出,並使之時進行空間分辨,就得到運動中原子核分布圖像。核磁共振的特點是流動液體不產生信號稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構,而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,並有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強信號結構。核磁共振已應用於全身各系統的成像診斷。效果最佳的是顱腦,及其脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等。對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進行定性及半定量的診斷,可作多個切面圖,空間解析度高,顯示心臟及病變全貌,及其與周圍結構的關系,優於其他X線成像、二維超聲、核素及CT檢查。
磁不僅可以診斷,而且能夠幫助治療疾病。磁石是古老中醫的一味葯材。現在,人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞。另外,磁場與人體經絡的相互作用可以實現磁療,在治療多種疾病方面有獨到的作用,已經有磁療枕、磁療腰帶等應用。用磁鐵作成的除鐵器可以去除麵粉等中可能存在的鐵末,磁化水可以防止鍋爐結垢,磁化種子可以在一定程度上使農作物增產。
「天文、地質、考古和采礦等領域的磁應用」:
我們已經知道,地球是一塊巨大的磁鐵,那麼,它的磁性來自何處?它是自古就有的嗎?它和地質狀況有什麼聯系?宇宙中的磁場又是如何的?
至少在圖片上我們都見過燦爛的北極光。我國自古代就有了北極光的記載。北極光實際上是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果。太陽風是由太陽發出的高能帶電粒子流。當它們到達地球時,與地磁場發生相互作用,就好象帶電流的導線在磁場中受力一樣,使得這些粒子向南北極運動和聚集,並且和地球高空的稀薄氣體相碰撞,結果使氣體分子受激發,從而發光。
太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域。太陽黑子的爆發對我們的生活會產生影響,例如使得無線電通信暫時中斷等。因此,研究太陽黑子對我們有重要意義。
地磁的變化可以用來勘探礦床。由於所有物質均具有或強或弱的磁性,如果它們聚集在一起,形成礦床,那麼必然對附近區域的地磁場產生干擾,使得地磁場出現異常情況。根據這一點,可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性,獲得地磁圖,對地磁圖上磁場異常的區域進行分析和進一步勘探,往往可以發現未知的礦藏或者特殊的地質構造。
不同地質年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根據岩石的磁性輔助判斷地質年代的變化以及地殼變動。
很多礦藏資源都是共生的,也就是說好幾種礦物質混合的一起,它們具有不同的磁性。利用這個特點,人們開發了磁選機,利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差別,用磁鐵吸引這些物質,那麼它們所受到的吸引力就有所區別,結果可以將混在一起的不同磁性的礦物質分開,實現了磁性選礦。
「軍事領域的磁應用」:
磁性材料在軍事領域同樣得到了廣泛應用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安裝磁性感測器,由於坦克或者軍艦都是鋼鐵製造的,在它們接近(無須接觸目標)時,感測器就可以探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸,提高了殺傷力。
在現代戰爭中,制空權是奪得戰役勝利的關鍵之一。但飛機在飛行過程中很容易被敵方的雷達偵測到,從而具有較大的危險性。為了躲避敵方雷達的監測,可以在飛機表面塗一層特殊的磁性材料-吸波材料,它可以吸收雷達發射的電磁波,使得雷達電磁波很少發生反射,因此敵方雷達無法探測到雷達回波,不能發現飛機,這就使飛機達到了隱身的目的。這就是大名鼎鼎的「隱形飛機」。隱身技術是目前世界軍事科研領域的一大熱點。美國的F117隱形戰斗機便是一個成功運用隱身技術的例子。
在美國的「星球大戰」計劃中,有一種新型武器「電磁武器」的開發研究。傳統的火炮都是利用彈葯爆炸時的瞬間膨脹產生的推力將炮彈迅速加速,推出炮膛。而電磁炮則是把炮彈放在螺線管中,給螺線管通電,那麼螺線管產生的磁場對炮彈將產生巨大的推動力,將炮彈射出。這就是所謂的電磁炮。類似的還有電磁導彈等。
[編輯本段]磁鐵的知識
磁鐵的種類很多 ,一般分為永磁和軟磁兩大類,我們所說的磁鐵,一般都是指永磁磁鐵
永磁磁鐵又分二大分類:
第一大類是:金屬合金磁鐵包括釹鐵硼磁鐵Nd2Fe14B)、釤鈷磁鐵(SmCo)、鋁鎳鈷磁鐵(ALNiCO)
第二大類是:鐵氧體永磁材料(Ferrite)
1、釹鐵硼磁鐵: 它是目前發現商品化性能最高的磁鐵,被人們稱為磁王,擁有極高的磁性能其最大磁
能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機械加工性能亦相當之好。工作溫度最高可
達200攝氏度。而且其質地堅硬,性能穩定,有很好的性價比,故其應用極其廣泛。但因為其化學活
性很強,所以必須對其表面凃層處理。(如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。
2. 鐵氧體磁鐵:它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法製造而成,質地比較硬,屬
脆性材料,由於鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價格低廉、性能適中,已成為應用最為廣泛的永磁體。
3. 鋁鎳鈷磁鐵:是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產成
不同的尺寸和形狀,可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數,工作溫度可高達600攝
氏度以上。鋁鎳鈷永磁產品廣泛應用於各種儀器儀表和其他應用領域。
4、釤鈷(SmCo)依據成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17。由於其材料價格昂貴而使其發展受到限制。釤
鈷(SmCo)作為稀土永磁鐵,不但有著較高的磁能積(14-28MGOe)、可靠的矯頑力和良好的溫度特
性。與釹鐵硼磁鐵相比,釤鈷磁鐵更適合工作在高溫環境中。
[編輯本段]磁鐵的歷史
隨著社會的發展,磁鐵的應用也越來越廣泛,從高科技產品到最簡單的包裝磁,目前應用最為廣泛的
還是釹鐵硼磁鐵和鐵氧體磁鐵。 從磁鐵的發展歷史來看,十九世紀末二十世紀初,人們主要使用碳
鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀三十年代末,鋁鎳鈷磁鐵開發成功,才使磁鐵的大規模應
用成為可能。五十年代,鋇鐵氧體磁鐵的出現,既降低了永磁體成本,又將永磁材料的應用范圍拓寬到
高頻領域。到六十年代,釤鈷永磁的出現,則為磁鐵的應用開辟了一個新時代。1967年,美國Dayton
大學的Strnat等,研製成釤鈷磁鐵,標志著稀土磁鐵時代的到來。迄今為止,稀十永磁已經歷第一代
SmCo5,第二代沉澱硬化型Sm2Co17,發展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前鐵氧體磁鐵仍然是用量最大
的永磁材料,但釹鐵硼磁鐵的產值已大大超過鐵氧體永磁材料,釹鐵硼磁鐵的生產已發展成一大產業
磁力大小排列為:釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵。
磁鐵製作工藝: 釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵製作工藝也有所不同
1、 釹鐵硼磁鐵從工藝講,有燒結釹鐵硼磁鐵和粘接釹鐵硼磁鐵,我們主要講燒結釹鐵硼磁鐵。
[編輯本段]釹鐵硼磁鐵流程
工藝流程:配料 → 熔煉制錠→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 → 銷切加
工 → 電鍍 → 成品。 其中配料是基礎,燒結回火是關鍵
釹鐵硼磁鐵生產工具:有熔煉爐、鄂破機、球磨機、氣流磨、壓製成型機、真空封裝機、等靜壓機、
燒結爐、熱處理真空爐、磁性能測試儀、高斯計。
釹鐵硼磁鐵加工工具:有專用切片機、線切割機床、平磨機、雙面機、打孔機、倒角機、電鍍設備。
[編輯本段]什麼是磁懸浮列車
磁懸浮列車是一種採用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統。它的時速可達到500公里以上,是當今世界最快的地面客運交通工具,有速度快、爬坡能力強、能耗低運行時噪音小、安全舒適、不燃油,污染少等優點。並且它採用採用高架方式,佔用的耕地很少。磁懸浮列車意味著這些火車利用磁的基本原理懸浮在導軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術利用電磁力將整個列車車廂托起,擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的鏘鏘聲,實現與地面無接觸、無燃料的快速「飛行」。

Ⅳ 求小學六年級科技小發明

創新小發明製作方法1、自製羽毛球

准備材料:空飲料瓶一隻,泡沫水果網套兩只,橡皮筋一根,玻璃彈子一隻。

製作過程:
1.取250毫升空飲料瓶一隻,將瓶子的上半部分剪下;
2.將剪下的部分均分為8份,用剪刀剪至瓶頸處,然後,將每一份剪成大小一致的花瓣形狀;
3.將泡沫水果網套套在瓶身外,用橡皮筋固定在瓶口處;
4.將另一隻泡沫水果網套裹住一粒玻璃彈子,塞進瓶口,塞緊並露出1厘米左右;
5.剪下半隻乒乓球,將半球底面覆在瓶口上,四邊剪成須狀,蓋住瓶口後用橡皮筋固定住。
6.美化修飾後,一隻自製羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打,看看效果怎麼樣?

2、自製香皂紙

製作材料和工具:

吸濕性較好的白紙,小塊香皂,一支毛筆和一次性飲料罐。

製作方法:

先把香皂切碎後放在罐里,盛上適量的水後把杯子放在爐上加熱,等香皂融化,將白紙裁成火柴盒大小,一張張塗透皂液,再取出陰干就成了香皂紙。

3、自製熱氣球

1.首先我們用軟紙裁出6~8個葉狀的紙片。

2.將它們對折並用膠水將它們的邊粘在一起作成一個氣球。

3.用膠帶將四根連線粘到氣球底部。用橡皮泥將線的另外一端固定在桌子上。

4.盡量將電吹風的速度調的很慢。將吹風口向上對准底部的開口並且打開開關。氣球會慢慢變大拉緊細線並且離開桌面 創新小發明製作方法1、自製羽毛球

准備材料:空飲料瓶一隻,泡沫水果網套兩只,橡皮筋一根,玻璃彈子一隻。

製作過程:
1.取250毫升空飲料瓶一隻,將瓶子的上半部分剪下;
2.將剪下的部分均分為8份,用剪刀剪至瓶頸處,然後,將每一份剪成大小一致的花瓣形狀;
3.將泡沫水果網套套在瓶身外,用橡皮筋固定在瓶口處;
4.將另一隻泡沫水果網套裹住一粒玻璃彈子,塞進瓶口,塞緊並露出1厘米左右;
5.剪下半隻乒乓球,將半球底面覆在瓶口上,四邊剪成須狀,蓋住瓶口後用橡皮筋固定住。
6.美化修飾後,一隻自製羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打,看看效果怎麼樣?

2、自製香皂紙

製作材料和工具:

吸濕性較好的白紙,小塊香皂,一支毛筆和一次性飲料罐。

製作方法:

先把香皂切碎後放在罐里,盛上適量的水後把杯子放在爐上加熱,等香皂融化,將白紙裁成火柴盒大小,一張張塗透皂液,再取出陰干就成了香皂紙。

3、自製熱氣球

1.首先我們用軟紙裁出6~8個葉狀的紙片。

2.將它們對折並用膠水將它們的邊粘在一起作成一個氣球。

3.用膠帶將四根連線粘到氣球底部。用橡皮泥將線的另外一端固定在桌子上。

4.盡量將電吹風的速度調的很慢。將吹風口向上對准底部的開口並且打開開關。氣球會慢慢變大拉緊細線並且離開桌面。

4、自製手電筒

具體製作方法是:將一隻廢易拉罐(如露露飲料罐)起掉一頭蓋子,另一頭用圓頭榔頭敲凹。用厚瓦楞紙板捲起兩節一號電池,電池正極朝上、負極朝下裝入罐中。找一個合適的塑料蓋(如神奇大大卷的盒蓋正好可以扣在露露飲料罐上),在盒蓋中央挖一個圓形小洞,洞的大小以使燈泡插緊為宜。將燈泡底座插入小洞。取一段尋線兩端剝去線皮,一端繞在燈座上,另一端從塑料蓋側面扎一個小孔穿出。將塑料蓋蓋在易拉罐上。檢查一下,燈泡、電池是不是緊密接觸。到這里一次性手電筒就做好了。使用時,用大拇指把從側壁穿出的導線按在從拉罐無油漆的焊縫上,手電筒就會發光,大拇指離開導線跳起,手電筒就滅了,使用非常方便。

5、自製太陽灶

找一個大號手電筒上的凹面反光碗,用硬質泡沫塑料或木料削一根長約4厘米的圓柱體,直徑以正好能緊緊塞進反光碗的圓孔為宜。在圓柱的一端橫向鑽一個細孔,穿入一根直徑相當於孔徑的鐵絲,然後將露在圓柱外的鐵絲兩頭扳折成90°,各留5厘米即可。把圓柱塞入反光碗的圓孔內,再將鐵絲兩端插在一塊泡沫塑料或木質底板上。將一根細竹簽的兩頭削尖,一頭插在反光碗中央的圓柱上,另一頭插上一小塊土豆。把該裝置放在太陽下,讓反光碗朝著太陽方向,然後,耐心調節竹簽長度,讓插上去的土豆正好位於發光焦點上。要不了多久,土豆就會被太陽光烤熟,發出香味。

6、自製 彩色蠟燭

材料:彩色蠟筆、蠟

製作方法:
1.找一個廢棄的罐裝飲料桶(如1.25升的可樂瓶子),整齊地剪去蓋子的部分,把蠟削入桶中。

2.把桶放人熱水中,並攪拌裡面的蠟,使之全部熔化。最好用開水。不過要請父母幫忙,或在父母的監護下進行這個步驟。

3.把熔化的液體倒人一個形狀好看的容器(比如放小塊兒巧克乃的心形框)中。不要倒得太多喲。至於原因嘛,往下看。當然了,你要先在容器中放入作蠟燭芯的線。

4.原來的蠟冷卻悟,阿依照卜面的方法把熔化的彩色蠟筆液倒入其中(彩色蠟筆這個時候派上用場了)。這樣把不同顏色的蠟一層層加上去,好看的蠟燭就做成了。

7、自製壁掛花籃

材料與工具:雪碧飲料瓶兩個、膠水、刻刀、剪刀。

製作方法:
1. 將一隻雪碧飲料瓶的綠色底套取下,剪成蓮花狀,翻轉向下和瓶身粘成底座。

2. 在綠色底套上截取2厘米寬的綠色環,仍套在瓶身上。

3. 去掉瓶頸,在瓶上剪出13厘米長8厘寬的寬頻一條,和3厘米寬的窄帶若干條。

4. 用刻刀在3厘米窄條上刻出花紋

Ⅳ 發明家根據什麼發明了什麼

托馬斯來阿爾瓦愛迪生是位舉世聞源名的美國電學家和發明家,他除了在留聲機、電燈、電
話、電報、電影等方面的發明和貢獻以外,在礦業、建築業、化工等領域也有不少著名的創
造和真知灼見。愛迪生一生共有約兩千項創造發明,為人類的文明和進步作出了巨大的貢獻。

Ⅵ 有哪些簡單又實用的發明,將來可能會解決環境危機

在我們生活中有許多的,例如自行車這個發明,如今現代化發展迅速,很多人坐小型汽車方便。自行車沒有汽車尾氣那些東西,減少污染。

Ⅶ 要是能發明出一種既什麼的又什麼,該多好哇

望遠鏡最早是荷蘭一家眼鏡店的老闆利伯希(HansLippershey)偶然發明的。他為檢查磨製出來的透鏡光度。把一塊凸透鏡和一塊凹鏡排成一條線看過去。發現遠處的教堂好像拉近了。於是在無意中發明瞭望遠鏡。1608年他申請瞭望遠鏡專利。不過當時他同城市裡幾十個眼鏡匠都不認可他的發明。都說是自己先發明的。這也無從考證了。伽利略是第一個把望遠鏡用於天文觀測的。所以可以說是伽利略發明了天文望遠鏡。

Ⅷ 發明多少個發明是發明家

精神算什麼?這個世界是現實的。

發明不在多少?關鍵是影響力。想像電燈這樣的,發明一個就可以算是是發明家了,不痛不癢的小發明,一百個也不算發明家。

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與發明既節省成本又高的發明是什麼相關的資料

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