Ⅰ 生活中有哪些发明
为让你在青少年科技创新活动中有所遵循,开阔视野,活跃思维,我们向你介绍搞小发明常见的几种选题思路和创造技法。但愿你从中得到精神的鼓励、方法的启迪,产生研究与创作的灵感,会心地说一声:“我能行!”。
一、什么是科学小发明
一提到"发明"二字,有些同学就害怕了,那有多难啊!其实创造发明并不神秘,有好多中小学生的发明,都在全国甚至国际上获了奖呢!
科学小发明,是指青少年在日常学习、生活、劳动中,对那些感觉到用起来不称心、不方便的东西或方法,运用自己学过的科学知识,设计、制造出目前还没有的更称心、更方便的新物品或新方法。它同"大发明"比较起来,选择的范围比较窄,解决的问题比较单一,使用的材料比较好找,所花的经费也不多,所以称为"小发明"。
小发明有没有质量标准呢?有。一件优秀的小发明应具备"三性",即新颖性、创造性和实用性。
1.新颖性。新颖性是指你在完成这个小发明之前,还没有出现过同样内容或技术的产品。也就是说,你既在街上的商店里买不到同样的产品,也没有在书刊、广播电视中看或听到过介绍;同样的发明,既没有由他人向专利局提出过申请并记载于专利申请文件中,也没有由他人申报参加各级发明创造比赛。但是,如果你在别的发明上增加了新的功能、新的方法、新的用途,或是将原有的几件物品巧妙地组合在一起,构成一个新个体,增加了新的功能,那也算具有新颖性。
好客鞋
一天,魏强同学跟爸爸到一个朋友家做客,一进门就把他给难住了:主人家铺着地毯,不换鞋显得不礼貌。换鞋吧,脚又有臭味。回家后,魏强就想:如果有一种拖鞋,不用脱下脚上的鞋就能穿,那该多好!后来,他从旅游鞋上的尼龙搭扣得到启发:将拖鞋上的鞋袢装上尼龙搭扣,一按就搭上,一掀就拉开,要肥要瘦不就可以调节了吗?于是他找来一双旧拖鞋,剪开鞋袢,缝上尼龙搭扣,做成了"好客鞋"。这项小发明在第四届全国青少年发明创造比赛中获得了三等奖。
其实,魏强的小发明只不过是将尼龙搭扣这项别人的发明移植到拖鞋上,但使拖鞋有了新的功能,尼龙搭扣也有了新用途,这项小发明也就具备了新颖性。
2.创造性。创造性是指小发明同原来的同类产品已有的技术相比,有突出的实质性特点和显著的进步。
方便肥皂盒
一般的肥皂盒装点水,肥皂就会发粘,不容易取出来,肥皂的寿命也很短。天津的范平同学利用杠杆原理发明了方便肥皂盒。打开肥皂盒,肥皂就会立起来。它和同类产品相比,技术上要先进一些,获得了第一届全国青少年发明创造比赛一等奖。
3、实用性。实用性是指该发明能够制造或使用,并且产生积极的效果。小发明要能够做成实实在在的物品,不能只是想法或设计图纸,而且还要能够解决生产生活中的实际问题。
防虫树裙
山西临县盛产枣子,但枣曲虫对枣子的危害很大。刘艳同学仔细观察枣曲虫的生长活动规律,发现雌虫要爬上树干与雄虫交配再残害树叶、树果。他就想了一个办法,在树干的半腰围一圈硬塑料片,内层涂上除虫药膏,使雌虫上不了树。这种简单巧妙的防虫树裙,实用性强,受到了枣农的欢迎,荣获第六届全国青少年发明比赛一等奖。
当然,完成一件小发明并不是"眉头一皱,计上心来"这么简单,它要经过选题、构思设计、制作、实践检验与改进、成功等步骤。
搞小发明的第一步,就是要确定发明的对象,考虑研究什么问题,这就是选题。对青少年来说,应从自己所熟悉的生活实际出发,在学校、家庭及周围的生活圈中去寻找发明题材。如当你在学习、生活中遇到一些困难时,你肯定会说:"要是有某某东西就好了。"这个你想的所要发明的东西就可作为发明对象。不过,同学们在选题时,一定要结合自己的知识水平和设计制作能力,不要空想办不到的发明。
体裁选好后,接着是构思设计。也就是根据基本的科学原理和经验,设计出选题对象的形态、结构、方法与实施方案。构思时尽可能想出多套设计方案,再根据可行性与实用性精选出最佳结构方案。方案以取材简单、巧妙易行、缺点最少为好。
构思成熟后,就可以开始制作了。制作时应尽可能利用现有条件,在少花钱甚至不花钱的前提下制作出精巧的作品。某些技术上的问题,可以向老师和家长请教,有时还可以找一些有关厂家帮助制作部分部件。
小发明样品完成后,还要进行实践检验与改进。即将作品拿去使用一段时间,在使用中发现问题,并向家长老师和同学广泛征求意见,看还有没有改进或不合理的地方。然后综合各方面的意见,对小发明加以改进。几乎每件优秀的小发明都是"改"出来的。
至此,你将会享受到成功的喜悦。接下来,就可申报参加各级青少年发明创造比赛、申请专利或向报刊投稿了。参赛的申报文件主要包括组委会提供的申报表、项目说明和证明材料,其中,项目说明内容为:发明的选题是怎样发现的、发明方案是怎样设计的、发明作品是怎样制作的?这项发明如何体现出新颖性、创造性和实用性?你的创造性贡献是什么?进一步完善该发明的建议和设想。附上外观图(最好还有黑白照片)、结构图、原理图和其它必要的图表资料。凡涉及医疗保健用品、动植物新品种和国家保护的动植物的小发明项目,还必须提供有关部门的证明材料。
科学小发明是一件人人能做的事,也是一项趣味无穷的实践活动。只要大家用心观察周围的事物,善于发现问题,提出问题,大胆探索,动手实践,勇于突破条条框框的束缚,就会有所创新,有所发明。
二小发明选题思路
1、列举缺点找选题
学搞小发明首先就要学会选择发明课题。
一个重要的方法,就是从学习、生活中不顺当、不方便、不合意的事情着手,列举缺点,多问"有什么缺点需要克服的?"再去寻找克服缺点的方法,这种根据现有物品的缺点而提出改革设想的方法称缺点列举法,也是选择小发明题目的一种简便有效的方法。
四用防触电插座
电源插座几乎家家都有,但它很容易触电,对于小孩子来说特别危险,而且插上拔下很麻烦。上海的徐琛同学解剖了几种传统的电源插座,设计了一种"四用防触电插座",这种插座在普通插座的插孔中,加装了两道绝缘的活门,只有插头同时插入两个插孔时,才能接通电源。这样,当小孩不注意把小手或铁钉等插入任一插孔时,由于有两道门挡着,也就不会触电了。这项小发明荣获了第二届全国青少年科学创造发明比赛一等奖。
气压水瓶的改进
气压水瓶有缺点吗?有!由于它的出水管直插瓶内水底,所以每次压水时,底部的沉淀物往往使压出的水变浑浊。北京的张雪克同学针对这个缺点,对气压水瓶作了改进,他把吸水管口接了一截橡胶管,管口加一个塑料浮球,由于球始终浮在水面上,所以气压水瓶底部的沉淀物不会从吸管吸出。该发明获得了第二届全国青少年创造发明比赛三等奖。
列举物品的缺点实际上就是发现问题,而创造发明正是为了解决存在的问题。所以,我们每发现一个缺点,提出一个问题,往往就找到了一个发明的题目。
那么,怎样研究和发现缺点呢?
首先,要随时留意自己日常使用的物品存在哪些不足或不方便之处,并善于抓住一件物品深究细挖。伞,是大家常用的遮阳避雨的工具,似乎没有什么文章可做,可一些大小发明家却抓住它不放,花样日异翻新,如太阳伞、双人伞、折叠伞、母子伞、快干伞、天文伞……层出不穷。可见,一件事物有很多的发明题材可搞,而同一题材又可用各种不同的设计方案构成不同的发明。再拿钢笔来说吧,它的缺点还很多,如笔帽容易脱落或丢失,笔尖容易堵塞,圆形笔杆容易从桌上滑落损坏笔尖,晚上停电或野外作业写字看不见……当你尽可能多地列举出某一物品的诸多缺点后,再根据你的能力,选择某一缺点或部分缺点作为研究对象,确定小发明课题。
充气太阳灶太阳
能对人们极有吸引力,但目前的太阳灶造价高,工艺复杂,又笨重(50千克左右),调节也麻烦,野外工作和旅游时携带就不方便了。上海的连鑫等同学在调查研究的基础上,明确了主攻方向:简化太阳灶的制作工艺,减轻重量,减少材料消耗,降低成本,获取最大的功率。他们首先把两片圆形塑料薄膜边缘粘结,充气后就膨胀成一个抛物面,再在反光面上贴上真空镀铝涤纶不干胶片。用打气筒向内打气,改变里面气体压强,随着打气的多少,上面一层透明膜向上凸起,反光面向下凹,可以达到自动会聚反射光线的目的。这种"无基板充气太阳灶"只有4千克重,拆装方便,便于携带,获第三届全国青少年科学发明创造比赛一等奖。
该发明实际上是多种移植的结果:他们把充气玩具的技术,日常商品商标的不干胶贴片,凸透镜似的抛物面结构,移植到新的太阳灶上来,他们把课本上的光学、流体力学的原理等知识,移植到太阳灶的设计上,从而成功地完成了小发明。
蜡烛灯
蜡烛是人们常用的一种照明工具,但烛焰怕风,烛体不易固定,亮度不能控制。怎样改进这些缺点呢?湖北监利中学的柳国弘同学先考虑固定烛体与防风,他将蜡烛插在一个铁筒中,罩上一个玻璃罩。他联想到卡口式灯泡的固定方式,并借用到蜡烛灯上,安了个弹簧以使烛焰保持在灯罩的最佳中心位置。
怎样使蜡烛不流泪呢?解决这个问题,必须不断降低蜡烛顶部温度,使热量向四周传导散发。汽车的发动机前面均有金属散热片,是否也可以借鉴到蜡烛灯上来呢?他在润肤香脂金属盒上钻一个大孔,将剪好的散热片剪成电扇片的形状,在中心打一个同样的大孔,将剪好的散热片焊接在盒上(两者的大孔要对齐)。
怎样控制烛焰的亮度呢?他受煤气炉的空气阀的启发,用内外两个带气窗的套圈套在一起(内圈用散热片下面的铁盒,外圈用一另做的塑料圈),通过转动气门来控制空气流量,实现了调节烛焰亮度的愿望。这个发明可说是一项2"移花接木"的综合体,灯罩是从煤油灯来的,固定方式是从卡口灯泡来的,散热片是从汽车来的。
由此可以看出,移植法是一种很有意义的发明思路,同学们掌握得好,能搞出相当好的小发明。
运用移植法大关键是要扩大知识面,了解一些新技术、经常分析一些物品或其某一结构的原理、功能。这样,大脑里可供移植的信息多了,你搞小发明时就可信手拈来,为你所用。
Ⅱ 2009的十大发明有那些
美刊评出2009年度十大发明 年年月月,都有无数发明狂人在忙碌。他们可能无法治愈白血病或者送宇航员上火星,但其作品对现实的影响一样深远。美国《大众科学》杂志据此评选出2009年度十大发明。 1. 摩天大楼逃生轮(研发成本:33.5万美元,耗时:6年) “9·11”事件后,凯文·斯通为帮助人们在灾难时刻成功逃离摩天大楼设计。使用者只需打开一个抽屉大小的盒子,将一条纤维制成的绳索钩在某个安全牢靠的物体或连接点上,然后将类似外衣的安全吊带套在身上,打开窗即可一溜而下,距地最高可达100层楼。使用时完成全部准备动作不用一分钟。并配有手动的备用制动杆,从100层高的大楼下到地面,耗时不到四分钟,平均一秒钟下一层。 2.最快的坦克(名称:Ripsaw;研发成本:未知;耗时:5年) Ripsaw的设计目标是在崎岖难行的地带执行无人任务,这辆无人驾驶的坦克能以每小时60英里的速度在泥泞的野地里披荆斩棘,发明者用焊接钢管做车架,使得车身强度增加50%,自重减少50%。 此项发明吸引了美国军方无人地面车(UGV)开发人员的注意,并获得国防部125万美元的资助。进行测试,Ripsaw与其他UGV的最大区别就是速度。其他UGV最高时速只有20英里左右,而价值76万美元的Ripsaw却能跟上悍马。 3. 能发电的减震器(名称:GenShock;研发成本:10万美元;耗时:2年) 这个由麻省理工学院最优秀的一群学生设计的节能减震器,利用汽车颠簸时的上下运动产生电力,帮助减少汽车交流发电机的工作量,最终达到省油目的。 GenShock其实是一个简单的液压系统,减震器的活塞将液体泵入,驱动液压马达和一个微型电动发电机。 研发小组已与悍马制造商签订了商业合同,估计GenShock将很快出现在美军的悍马车队上。 4. “喉语”翻译器(名称:Audeo;研发成本:33万美元;耗时:5年) 这个小小的装置意在帮助那些因为运动神经元疾病、创伤性脑损伤或其他问题出现言语障碍的人。Audeo是将3个药片大小的电极贴在喉部,捕捉大脑和声带之间发出的信号。电极内一个处理器可以过滤或者放大这些信号,然后将它们传输至附带的电脑上,电脑软件将这些信号解码,转换成单词,通过扬声器读出来。不过这种技术仍有改进空间。现在使用Audeo每分钟最多只能说30个单词,大概是正常说话速度的五分之一。 5. “第六感”界面(名称:SixthSense;研发成本:350美元;耗时:8个月) 戴上由迷你投影机、摄像头和笔记本电脑组合而成的“第六感”(SixthSense),让人们以无缝方式操作智能数字设备,提供科幻作品中想像的交互体验。这套设备基本思路是:一个便携式投影机和摄像头吊你的在胸前,两者都与你背着的手提电脑相连,你的拇指和食指上缠着4种不同颜色的记号或胶带。当系统接通,摄像头就开始捕捉影像,传送回电脑,后者的视觉运算模块随即开始工作。 目前,发明者将与韩国三星公司工程师合作,将整个系统缩小,装到该公司生产的一款内置投影仪的智能手机上。 6. 截瘫人士助行器(名称:ReWalk;研发成本:超过200万美元;耗时:10年) 1997年秋摔断脖子后,以色列工程师阿米特·高弗很快开始研究ReWalk,一种可以帮助截瘫患者站立、慢走、甚至爬楼的外骨骼结构。 高弗做出的样品重44磅,只消几分钟就能“穿”上,它有几种模式,如行走、坐下和上下楼梯,用腕部一个控制器进行操纵。就像拐杖一样,这套设备很多配件(包括电动机和电池组)都是成品,无须定制。 7. 更好的静脉导管(名称:VascularPathways;研发成本:60万美元;耗时:6年) 过去30年来,用于把药物和液体滴入病人身体的静脉导管设计一直没有多大变化。阿米尔·拜尔森发现,40%的医务人员第一次进行静脉注射时都会遭遇失败。将针刺入皮肤,盲目地向前推进,常会令静脉阻塞,影响长达数周。 相形之下,拜尔森发明的VascularPathways十分实用。不管采用什么针头,使用VascularPathways的医务人员只要一看到有血通过针管回流,就知道已经找到静脉,然后就可以推动一个滑杆,将一条导引线从针内安全推出。在导管顺着导引线接进来之前,导引线卷成一个圆圆的花形,以防导管尖端伤到静脉壁。最后,针和导引线抽走,留下导管就位,再也不必反复寻找静脉。 8. 环保鱼饵(名称:IronClads;研发成本:未知;耗时:数月) 柔软而便宜的软性塑料鱼饵很受钓鱼爱好者欢迎,但它们非常容易脱落。2006年,酷爱钓鱼的霍宾斯决定亲自打造一种更坚固的饵料,用于冰钓。最后他发明了“铁甲”,用聚酯管制成的骨架提升塑料强度,可经受93磅的拉伸强度。 之后,霍宾斯抛弃有毒的塑料,改用硅树酯材料。如果被鱼儿扯掉带走,硅树酯饵会逐渐生物降解,而不是像塑化聚氯乙烯制成的软鱼饵那样释放出有毒物质。现在环保型“铁甲”正接受测试,预计今年可以出现在商店货架上。 9. 植物油发电站(名称:Vegawatt;研发成本:30万美元;耗时:4年) 工程师詹姆斯·佩雷特这个名为Vegawatt的发明是全球首个利用废弃植物油为建筑持续提供电力和热水的装置。Vegawatt售价2.2万美元,月租435美元,每周可以处理大约80加仑废油(约为一个大型餐馆的标准用量),每小时生产5千瓦电力,每周节省1000美元,减少10%的能源成本。 10. 蘑菇墙板(名称:Greensulate;研发成本:1500美元;耗时:2年) 艾本·巴耶尔和盖文·迈金泰尔准备用蘑菇建房。在实验室内,两位发明者用水、过氧化氢、淀粉、再生纸和稻壳等农业废弃品做成模具,然后注入菌丝,它是蘑菇的根体,看上去就像一束束白色的纤维。这些纤维消化养料,10到14天后就会发育成一张紧密的网络,把模具变成结构坚固的生物复合板。然后再用高温加以烘烤,阻止菌丝继续生长。两周之后,板材制作完成,可以用于墙体。 目前,这种蘑菇板材已经试用于佛蒙特州一家学校的体育馆。
Ⅲ 还有那些超越性的发明
磁铁矿
磁铁不是人发明的,有天然的磁铁矿,最早有效利用磁铁的应该是中国人。所以"指南针"是中国 人四大发明之一。至于成分那就是铁、钴、镍等.其原子结构特殊,原子本身具有磁矩. 一般的这些矿物分子排列混乱.磁区互相影响就显不出磁性.. 但是在外力(如磁场)导引下分子排列方向趋向一致.就显出磁性.也就是俗称的磁铁.铁 钴 镍 是最常用的磁性物质 基本上磁铁分永久磁铁与软铁 永久磁铁是加上强磁 使磁性物质的自旋与电子角动量成固定方向排列 软磁则是加上电流(也是一种加上磁力的方法) 等电流去掉 软铁会慢慢失去磁性 至于最早磁铁谁发现 最古老的记载是中国黄帝大战蚩尤的指南车 所以称为中国四大发明之一了!中国在西元前一世纪即知道有磁铁极化的情形。战国时代,就曾 利用一根自然磁铁,放在有刻度 的铜盘上,用来占卜。北宋时利用两种方法制造出人工磁铁,一 种是将烧红的铁针,置于南北方向,急速冷却后,利用地球的磁 场将铁针磁化;另一种是用磁石摩擦铁针而成。《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的存在,发现在磁偏角的影响下,磁针指向南方,比真正的南方略偏东。依据这些 知识,而发展出将磁铁做为指南针的科学应用。 磁铁只是一个通称,是泛指具有磁性的东西,实际的成分不一定包含铁。较纯的金属态的铁本身没有永久磁性,只有靠近永久磁铁才会感应产生磁性,一般的永久磁铁里面加了其他杂质元素(例如碳)来使磁性稳定下来,但是这样会使电子的自由性降低而不易导电,所以电流通过的时候灯泡亮不起来。 铁是常见的带磁性元素,但是许多其他元素具有更强的磁性,像很多强力磁铁就是铷铁硼混合而成的.
[编辑本段]基本常识
古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头,称其为“吸铁石”。这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片,而且在随意摆动后总是指向同一方向。早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。
经过千百年的发展,今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果,而且还可以提高磁力。在18世纪就出现了人造的磁铁,但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢,直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。随后,20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁[Rare Earth magnet 包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。至此,磁学科技得到了飞速发展,强磁材料也使得元件更加小型化。
[编辑本段]磁化(取向)方向
大多数磁性材料可以沿同一方向充磁至饱和,这一方向叫做“磁化方向”(取向方向)。没有取向方向的磁铁(也叫做各向同性磁铁)比取向磁铁(也叫各向异性磁铁)的磁性要弱很多。
什么是标准的“南北极”工业定义?
“北极”的定义是磁铁在随意旋转后它的北极指向地球的北极。同样,磁铁的南极也指向地球的南极。
在没有标注的情况下如何辨别磁铁的北极?
很显然只凭眼睛是无法分辨的。可以使用指南针贴近磁铁,指向地球北极的指针会指向磁铁的南极。
如何安全的处理和存放磁铁?
要始终十分小心,因为磁铁会自己吸附到一起,可能会夹伤手指。磁铁相互吸附时也有可能会因碰撞而损坏磁铁本身(碰掉边角或撞出裂纹)。
将磁铁远离易被磁化的物品,如软盘,信用卡,电脑显示器,手表,手机,医疗器械等。
磁铁应远离心脏起搏器。
较大尺寸的磁铁,每片之间应加塑料或硬纸垫片以保证可以轻易地将磁铁分开。
磁铁应尽量存放在干燥,恒温的环境中。
如何做到隔磁?
只有能吸附到磁铁上的材料才能起到隔断磁场的作用,而且材料越厚,隔磁的效果越好。
什么是最强的磁铁?
目前最高性能的磁铁是稀土类磁铁,而在稀土磁铁中钕铁硼是最强力的磁铁。但在200摄氏度以上的环境中,钐钴是最强力的磁铁。
[编辑本段]磁铁的种类
磁铁,应该叫磁钢,英文 Magnet,磁钢现在主要分两大类,一类是软磁,一类是硬磁;
软磁包括硅钢片和软磁铁芯;硬磁包括铝镍钴、钐钴、铁氧体和钕铁硼,这其中,最贵的是钐钴磁钢,最便宜的是铁氧体磁钢,性能最高的是钕铁硼磁钢,但是性能最稳定,温度系数最好的是铝镍钴磁钢,用户可以根据不同的需求选择不同的硬磁产品。
怎样来定义磁铁的性能?
主要有如下3个性能参数来确定磁铁的性能:
剩磁Br :永磁体经磁化至技术饱和,并去掉外磁场后,所保留的Br称为剩余磁感应强度。
矫顽力Hc:使磁化至技术饱和的永磁体的B降低到零,所需要加的反向磁场强度称为磁感矫顽力,简
称为矫顽力
磁能积BH:代表了磁铁在气隙空间(磁铁两磁极空间)所建立的磁能量密度,即气隙单位体积的静磁能量。由于这项能量等于磁铁的Bm和Hm的乘积,因此称为磁能积。
磁场:对磁极产生磁作用的空间为磁场
表面磁场:永磁体表面某一指定位置的磁感应强度
如何选择磁铁?
在决定选择哪一种磁铁之前应明确需要磁铁发挥何种作用?
主要的作用:移动物体,固定物体或抬升物体。
所需磁铁的形状:圆片形,圆环形,方块形,瓦片形或特殊形状。
所需磁铁的尺寸:长,宽,高,直径及公差等等。
所需磁铁的吸力,期望价格及数量等等。
指南针就是根据磁铁的性质发明的
[编辑本段]磁铁的作用
1 指南北
2 吸引轻小物体
3 电磁铁可以做电磁继电器
4 发电机
磁现象的发现
先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”
其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁 的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。” 汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极,一个称N 极,一个称S 极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。
到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。
地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体,可以自由转
动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚。
磁现象的应用
「在传统工业中的应用」:
在讲述磁性材料的磁性来源、电磁感应、磁性器件时,我们已经提到了有些磁性材料的实际应用。实际上,磁性材料已经在传统工业的各个方面得到了广泛应用。
例如,如果没有磁性材料,电气化就成为不可能,因为发电要用到发电机、输电要用到变压器、电力机械要用到电动机、电话机、收音机和电视机中要用到扬声器。众多仪器仪表都要用到磁钢线圈结构。这些都已经在讲述其它内容时说到了。
「生物界和医学界的磁应用」:
信鸽爱好者都知道,如果把鸽子放飞到数百公里以外,它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢?原来,鸽子对地球的磁场很敏感,它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁,鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔,强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。
在医学上,利用核磁共振可以诊断人体异常组织,判断疾病,这就是我们比较熟悉的核磁共振成像技术,其基本原理如下:原子核带有正电,并进行自旋运动。通常情况下,原子核自旋轴的排列是无规律的,但将其置于外加磁场中时,核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长,当系统达到平衡时,磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用,如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后,自旋系统已激化的原子核,不能维持这种状态,将回复到磁场中原来的排列状态,同时释放出微弱的能量,成为射电信号,把这许多信号检出,并使之时进行空间分辨,就得到运动中原子核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构,而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围,脑脊液为黑色的,并有白色的硬膜为脂肪所衬托,使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑,及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化,而且可作心室分析,进行定性及半定量的诊断,可作多个切面图,空间分辨率高,显示心脏及病变全貌,及其与周围结构的关系,优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。
磁不仅可以诊断,而且能够帮助治疗疾病。磁石是古老中医的一味药材。现在,人们利用血液中不同成分的磁性差别来分离红细胞和白细胞。另外,磁场与人体经络的相互作用可以实现磁疗,在治疗多种疾病方面有独到的作用,已经有磁疗枕、磁疗腰带等应用。用磁铁作成的除铁器可以去除面粉等中可能存在的铁末,磁化水可以防止锅炉结垢,磁化种子可以在一定程度上使农作物增产。
「天文、地质、考古和采矿等领域的磁应用」:
我们已经知道,地球是一块巨大的磁铁,那么,它的磁性来自何处?它是自古就有的吗?它和地质状况有什么联系?宇宙中的磁场又是如何的?
至少在图片上我们都见过灿烂的北极光。我国自古代就有了北极光的记载。北极光实际上是太阳风中的粒子和地磁场相互作用的结果。太阳风是由太阳发出的高能带电粒子流。当它们到达地球时,与地磁场发生相互作用,就好象带电流的导线在磁场中受力一样,使得这些粒子向南北极运动和聚集,并且和地球高空的稀薄气体相碰撞,结果使气体分子受激发,从而发光。
太阳黑子是太阳上磁场活动非常剧烈的区域。太阳黑子的爆发对我们的生活会产生影响,例如使得无线电通信暂时中断等。因此,研究太阳黑子对我们有重要意义。
地磁的变化可以用来勘探矿床。由于所有物质均具有或强或弱的磁性,如果它们聚集在一起,形成矿床,那么必然对附近区域的地磁场产生干扰,使得地磁场出现异常情况。根据这一点,可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性,获得地磁图,对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步勘探,往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。
不同地质年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根据岩石的磁性辅助判断地质年代的变化以及地壳变动。
很多矿藏资源都是共生的,也就是说好几种矿物质混合的一起,它们具有不同的磁性。利用这个特点,人们开发了磁选机,利用不同成分矿物质的不同磁性以及磁性强弱的差别,用磁铁吸引这些物质,那么它们所受到的吸引力就有所区别,结果可以将混在一起的不同磁性的矿物质分开,实现了磁性选矿。
「军事领域的磁应用」:
磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器,由于坦克或者军舰都是钢铁制造的,在它们接近(无须接触目标)时,传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸,提高了杀伤力。
在现代战争中,制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到,从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测,可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料-吸波材料,它可以吸收雷达发射的电磁波,使得雷达电磁波很少发生反射,因此敌方雷达无法探测到雷达回波,不能发现飞机,这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的F117隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。
在美国的“星球大战”计划中,有一种新型武器“电磁武器”的开发研究。传统的火炮都是利用弹药爆炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮弹迅速加速,推出炮膛。而电磁炮则是把炮弹放在螺线管中,给螺线管通电,那么螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力,将炮弹射出。这就是所谓的电磁炮。类似的还有电磁导弹等。
[编辑本段]磁铁的知识
磁铁的种类很多 ,一般分为永磁和软磁两大类,我们所说的磁铁,一般都是指永磁磁铁
永磁磁铁又分二大分类:
第一大类是:金属合金磁铁包括钕铁硼磁铁Nd2Fe14B)、钐钴磁铁(SmCo)、铝镍钴磁铁(ALNiCO)
第二大类是:铁氧体永磁材料(Ferrite)
1、钕铁硼磁铁: 它是目前发现商品化性能最高的磁铁,被人们称为磁王,拥有极高的磁性能其最大磁
能积(BHmax)高过铁氧体(Ferrite)10倍以上。其本身的机械加工性能亦相当之好。工作温度最高可
达200摄氏度。而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。但因为其化学活
性很强,所以必须对其表面凃层处理。(如镀Zn,Ni,电泳、钝化等)。
2. 铁氧体磁铁:它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通过陶瓷工艺法制造而成,质地比较硬,属
脆性材料,由于铁氧体磁铁有很好的耐温性、价格低廉、性能适中,已成为应用最为广泛的永磁体。
3. 铝镍钴磁铁:是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。铸造工艺可以加工生产成
不同的尺寸和形状,可加工性很好。铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄
氏度以上。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。
4、钐钴(SmCo)依据成份的不同分为SmCo5和Sm2Co17。由于其材料价格昂贵而使其发展受到限制。钐
钴(SmCo)作为稀土永磁铁,不但有着较高的磁能积(14-28MGOe)、可靠的矫顽力和良好的温度特
性。与钕铁硼磁铁相比,钐钴磁铁更适合工作在高温环境中。
[编辑本段]磁铁的历史
随着社会的发展,磁铁的应用也越来越广泛,从高科技产品到最简单的包装磁,目前应用最为广泛的
还是钕铁硼磁铁和铁氧体磁铁。 从磁铁的发展历史来看,十九世纪末二十世纪初,人们主要使用碳
钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末,铝镍钴磁铁开发成功,才使磁铁的大规模应
用成为可能。五十年代,钡铁氧体磁铁的出现,既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到
高频领域。到六十年代,钐钴永磁的出现,则为磁铁的应用开辟了一个新时代。1967年,美国Dayton
大学的Strnat等,研制成钐钴磁铁,标志着稀土磁铁时代的到来。迄今为止,稀十永磁已经历第一代
SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。目前铁氧体磁铁仍然是用量最大
的永磁材料,但钕铁硼磁铁的产值已大大超过铁氧体永磁材料,钕铁硼磁铁的生产已发展成一大产业
磁力大小排列为:钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁。
磁铁制作工艺: 钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁制作工艺也有所不同
1、 钕铁硼磁铁从工艺讲,有烧结钕铁硼磁铁和粘接钕铁硼磁铁,我们主要讲烧结钕铁硼磁铁。
[编辑本段]钕铁硼磁铁流程
工艺流程:配料 → 熔炼制锭→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 → 磨加工 → 销切加
工 → 电镀 → 成品。 其中配料是基础,烧结回火是关键
钕铁硼磁铁生产工具:有熔炼炉、鄂破机、球磨机、气流磨、压制成型机、真空封装机、等静压机、
烧结炉、热处理真空炉、磁性能测试仪、高斯计。
钕铁硼磁铁加工工具:有专用切片机、线切割机床、平磨机、双面机、打孔机、倒角机、电镀设备。
[编辑本段]什么是磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的时速可达到500公里以上,是当今世界最快的地面客运交通工具,有速度快、爬坡能力强、能耗低运行时噪音小、安全舒适、不燃油,污染少等优点。并且它采用采用高架方式,占用的耕地很少。磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车。磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起,摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的锵锵声,实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。
Ⅳ 求小学六年级科技小发明
创新小发明制作方法1、自制羽毛球
准备材料:空饮料瓶一只,泡沫水果网套两只,橡皮筋一根,玻璃弹子一只。
制作过程:
1.取250毫升空饮料瓶一只,将瓶子的上半部分剪下;
2.将剪下的部分均分为8份,用剪刀剪至瓶颈处,然后,将每一份剪成大小一致的花瓣形状;
3.将泡沫水果网套套在瓶身外,用橡皮筋固定在瓶口处;
4.将另一只泡沫水果网套裹住一粒玻璃弹子,塞进瓶口,塞紧并露出1厘米左右;
5.剪下半只乒乓球,将半球底面覆在瓶口上,四边剪成须状,盖住瓶口后用橡皮筋固定住。
6.美化修饰后,一只自制羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打,看看效果怎么样?
2、自制香皂纸
制作材料和工具:
吸湿性较好的白纸,小块香皂,一支毛笔和一次性饮料罐。
制作方法:
先把香皂切碎后放在罐里,盛上适量的水后把杯子放在炉上加热,等香皂融化,将白纸裁成火柴盒大小,一张张涂透皂液,再取出阴干就成了香皂纸。
3、自制热气球
1.首先我们用软纸裁出6~8个叶状的纸片。
2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。
3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。
4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面 创新小发明制作方法1、自制羽毛球
准备材料:空饮料瓶一只,泡沫水果网套两只,橡皮筋一根,玻璃弹子一只。
制作过程:
1.取250毫升空饮料瓶一只,将瓶子的上半部分剪下;
2.将剪下的部分均分为8份,用剪刀剪至瓶颈处,然后,将每一份剪成大小一致的花瓣形状;
3.将泡沫水果网套套在瓶身外,用橡皮筋固定在瓶口处;
4.将另一只泡沫水果网套裹住一粒玻璃弹子,塞进瓶口,塞紧并露出1厘米左右;
5.剪下半只乒乓球,将半球底面覆在瓶口上,四边剪成须状,盖住瓶口后用橡皮筋固定住。
6.美化修饰后,一只自制羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打,看看效果怎么样?
2、自制香皂纸
制作材料和工具:
吸湿性较好的白纸,小块香皂,一支毛笔和一次性饮料罐。
制作方法:
先把香皂切碎后放在罐里,盛上适量的水后把杯子放在炉上加热,等香皂融化,将白纸裁成火柴盒大小,一张张涂透皂液,再取出阴干就成了香皂纸。
3、自制热气球
1.首先我们用软纸裁出6~8个叶状的纸片。
2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。
3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。
4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面。
4、自制手电筒
具体制作方法是:将一只废易拉罐(如露露饮料罐)起掉一头盖子,另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池,电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖(如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上),在盒盖中央挖一个圆形小洞,洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。取一段寻线两端剥去线皮,一端绕在灯座上,另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下,灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时,用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上,手电筒就会发光,大拇指离开导线跳起,手电筒就灭了,使用非常方便。
5、自制太阳灶
找一个大号手电筒上的凹面反光碗,用硬质泡沫塑料或木料削一根长约4厘米的圆柱体,直径以正好能紧紧塞进反光碗的圆孔为宜。在圆柱的一端横向钻一个细孔,穿入一根直径相当于孔径的铁丝,然后将露在圆柱外的铁丝两头扳折成90°,各留5厘米即可。把圆柱塞入反光碗的圆孔内,再将铁丝两端插在一块泡沫塑料或木质底板上。将一根细竹签的两头削尖,一头插在反光碗中央的圆柱上,另一头插上一小块土豆。把该装置放在太阳下,让反光碗朝着太阳方向,然后,耐心调节竹签长度,让插上去的土豆正好位于发光焦点上。要不了多久,土豆就会被太阳光烤熟,发出香味。
6、自制 彩色蜡烛
材料:彩色蜡笔、蜡
制作方法:
1.找一个废弃的罐装饮料桶(如1.25升的可乐瓶子),整齐地剪去盖子的部分,把蜡削入桶中。
2.把桶放人热水中,并搅拌里面的蜡,使之全部熔化。最好用开水。不过要请父母帮忙,或在父母的监护下进行这个步骤。
3.把熔化的液体倒人一个形状好看的容器(比如放小块儿巧克乃的心形框)中。不要倒得太多哟。至于原因嘛,往下看。当然了,你要先在容器中放入作蜡烛芯的线。
4.原来的蜡冷却悟,阿依照卜面的方法把熔化的彩色蜡笔液倒入其中(彩色蜡笔这个时候派上用场了)。这样把不同颜色的蜡一层层加上去,好看的蜡烛就做成了。
7、自制壁挂花篮
材料与工具:雪碧饮料瓶两个、胶水、刻刀、剪刀。
制作方法:
1. 将一只雪碧饮料瓶的绿色底套取下,剪成莲花状,翻转向下和瓶身粘成底座。
2. 在绿色底套上截取2厘米宽的绿色环,仍套在瓶身上。
3. 去掉瓶颈,在瓶上剪出13厘米长8厘宽的宽带一条,和3厘米宽的窄带若干条。
4. 用刻刀在3厘米窄条上刻出花纹
Ⅳ 发明家根据什么发明了什么
托马斯来阿尔瓦爱迪生是位举世闻源名的美国电学家和发明家,他除了在留声机、电灯、电
话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创
造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明,为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。
Ⅵ 有哪些简单又实用的发明,将来可能会解决环境危机
在我们生活中有许多的,例如自行车这个发明,如今现代化发展迅速,很多人坐小型汽车方便。自行车没有汽车尾气那些东西,减少污染。
Ⅶ 要是能发明出一种既什么的又什么,该多好哇
望远镜最早是荷兰一家眼镜店的老板利伯希(HansLippershey)偶然发明的。他为检查磨制出来的透镜光度。把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线看过去。发现远处的教堂好像拉近了。于是在无意中发明了望远镜。1608年他申请了望远镜专利。不过当时他同城市里几十个眼镜匠都不认可他的发明。都说是自己先发明的。这也无从考证了。伽利略是第一个把望远镜用于天文观测的。所以可以说是伽利略发明了天文望远镜。
Ⅷ 发明多少个发明是发明家
精神算什么?这个世界是现实的。
发明不在多少?关键是影响力。想像电灯这样的,发明一个就可以算是是发明家了,不痛不痒的小发明,一百个也不算发明家。