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高能加速器的起源

2023-08-21 19:29:36
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meira

1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×10厘米/秒的高速α 粒子束(即氦核)作为“炮弹”,轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”,实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布,发现原子核本身有结构,从而激发了人们寻求更高能量的粒子来作为“炮弹”的愿望。

静电加速器(1928年)、回旋加速器(1929年)、倍压加速器(1932年)等不同设想几乎在同一时期提了出来,并先后建成了一批加速装置。

1932年美国科学家柯克罗夫特(J.D.Cockcroft)和爱尔兰科学家沃尔顿(E.T.S.Walton)建造成世界上第一台直流加速器——命名为柯克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器,以能量为0.4MeV的质子束轰击锂靶,得到α 粒子和氦的核反应实验。这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应,因此获得了1951年的诺贝尔物理奖。

1933年美国科学家凡德格拉夫(R.J.van de Graaff)发明了使用另一种产生高压方法的高压加速器——命名为凡德格拉夫静电加速器(右图)。

以上两种粒子加速器均属直流高压型,它们能加速粒子的能量受高压击穿所限,大致在10MeV。 

奈辛(G.Ising)于1924年,德维罗(E.Wideroe)于1928年分别发明了用漂移管上加高频电压原理建成的直线加速器,由于受当时高频技术的限制,这种加速器只能将钾离子加速到50keV,实用意义不大。但在此原理的启发下,美国实验物理学家劳伦斯(E.O.Lawrence)1932年建成了回旋加速器,并用它产生了人工放射性同位素,为此获得了1939年的诺贝尔物理奖。这是加速器发展史上获此殊荣的第一人。

由于被加速粒子质量、能量之间的制约,回旋加速器一般只能将质子加速到25MeV左右,如将加速器磁场的强度设计成沿半径方向随粒子能量同步增长,则能将质子加速到上百MeV,称为等时性回旋加速器。

为了对原子核的结构作进一步的探索和产生新的基本粒子,必须研究能建造更高能量的粒子加速器的原理。1945年,前苏联科学家维克斯列尔(V.I.Veksler)和美国科学家麦克米伦(E.M.McMillan)各自独立发现了自动稳相原理,英国科学家阿里芳特(M.L.Oliphant)也曾建议建造基于此原理的加速器——稳相加速器。

自动稳相原理的发现是加速器发展史上的一次重大革命,它导致一系列能突破回旋加速器能量限制的新型加速器产生:同步回旋加速器(高频加速电场的频率随倍加速粒子能量的增加而降低,保持了粒子回旋频率与加速电场同步)、现代的质子直线加速器、同步加速器(使用磁场强度随粒子能量提高而增加的环形磁铁来维持粒子运动的环形轨迹,但维持加速场的高频频率不变)等。

自此,加速器的建造解决了原理上的限制,但提高能量受到了经济上的限制。随着能量的提高,回旋加速器和同步回旋加速器中使用的磁铁重量和造价急剧上升,提高能量实际上被限制在1GeV以下。同步加速器的环形磁铁的造价虽然大大减少,但因横向聚焦力较差,真空盒尺寸必须很大,造成磁铁的磁极间隙大,依然需要很重的磁铁,要想用它把质子加速到10GeV以上仍是不现实的。

1952年美国科学家柯隆(E.D.Courant)、李温斯顿(M.S.Livingston)和史耐德(H.S.Schneider)发表了强聚焦原理的论文,根据这个原理建造强聚焦加速器可使真空盒尺寸和磁铁的造价大大降低,使加速器有了向更高能量发展的可能。这是加速器发展史上的又一次革命,影响巨大。此后,在环形或直线加速器中,普遍采用了强聚焦原理。

美国劳伦斯国家实验室1954年建成的一台6.2GeV能量的弱聚焦质子同步加速器,磁铁的总重量为1万吨。而布鲁克海文国家实验室33GeV能量的强聚焦质子同步加速器,磁铁总重量只有4千吨。这说明了强聚焦原理的重大实际意义。 

以上主要介绍的是质子环形加速器,对电子加速器来说情况有所不同。1940年美国科学家科斯特(D.W.Kerst,右图)研制出世界上第一个电子感应加速器。但由于电子沿曲线运动时其切线方向不断放射的电磁辐射造成能量的损失,电子感应加速器的能量提高受到了限制,极限约为100MeV。电子同步加速器使用电磁场提供加速能量,可以允许更大的辐射损失,极限约为10GeV。电子只有作直线运动时没有辐射损失,使用电磁场加速的电子直线加速器可将电子加速到50GeV,这不是理论的限度,而是造价过高的限制。

加速器的能量发展到如此水平,从实验的角度暴露出了新的问题。使用加速器作高能物理实验,一般是用加速的粒子轰击静止靶中的核子,然后研究所产生的次级粒子的动量、方向、电荷、数量等,加速粒子能参加高能反应的实际有用能量受到限制。如果采取两束加速粒子对撞的方式,可以使加速的粒子能量充分地用于高能反应或新粒子的产生。

1960年意大利科学家 (B.Touschek)首次提出了这项原理,并在意大利的Frascati国家实验室建成了直径约1米的AdA对撞机,验证了原理,从此开辟了加速器发展的新纪元。

现代高能加速器基本都以对撞机的形式出现,对撞机已经能把产生高能反应的等效能量从1TeV提高到10~1000TeV,这是加速器能量发展史上的又一次根本性的飞跃。

自世界上建造第一台加速器以来,七十多年中加速器的能量大致提高了9个数量级,同时每单位能量的造价降低了约4个数量级,如此惊人的发展速度在所有的科学领域都是少见的。

随着加速器能量的不断提高,人类对微观物质世界的认识逐步深入,粒子物理研究取得了巨大的成就。中国加速器的诞生

加速器原理

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2023-08-12 12:31:201

静电加速器的原理

静电加速器是通过输电带将喷电针电晕放电的电荷输送到一个绝缘的空心金属电极内,使之充电至高电压用以加速带电粒子。加速器加速粒子的能量受到所使用绝缘材料击穿电压的限制。为了提高静电加速器的工作电压和束流强度,近代静电加速器安置在钢筒内,钢筒内充有绝缘性能良好的高压气体,以提高静电高压发生器的耐压强度,加速粒子能量可达14兆电子伏特(MeV) 。静电加速器属于低能加速器,主要作各种技术应用。早期的范德格喇夫静电高压发生器是动带式的,它的基本工作原理如图1所示。金属薄壁的高压电极由绝缘支柱支撑着。绝缘材料制成的输电带在两个转轴间不停地运动。喷电针排连接在喷电电源(电压为数十千伏的直流高压电源)上,通过针尖在气体中的电晕放电,使周围与针尖极性相同的离子在电场作用下从针尖喷向输电带,使输电带充电。随着输电带的运动,带上的电荷进入高压电极。极内刮电针排同高压电极相连和输电带之间所形成的电场,同样使气体电晕放电,从而使电荷转移到高压电极上去。随着不停传送电荷,高压电极的电压很快地升高。假设高压电极对地的电容是C,当它上面积累的电荷是Q时,它对地的电压可由 公式1 来决定。这关系式对时间微分后得公式2式中Ia是有效充电电流,它等于输电带送到高压电极的电流(输电电流)减去通过各种途径从高压电极漏去的电流(泄漏电流)。当电压上升到某值时,泄漏电流恰好等于输电电流,即Ia=0,此值即为此高压发生器的平衡电压。这种高压发生器,要改变电压极性是很方便的,只要改变喷电电源极性即可实现。如电子静电加速器高压所需的极性同图1所示正好相反。
2023-08-12 12:31:311

电动汽车的三线加速器的工作原理是什么?

你好、两组传感器、一个共用正极、一个共用负极两个信号线。控制器是通过改变占空比来实现加速功能。控制器根据车型分不同的功率(也就是控制器外观大小),不同的电压;控制器主要是接受用户的操控指令,电池到电机的能量控制,控制器相当于电动车的大脑,对车速,车况,用户的操控进行分析和转换从而实现整车加速,减速,停止等等功能,电动车控制器另外也有具备了很强的保护功能,防止电动车飞车撞人,防止用户电量过低骑行,防止电机缺相运行,搭配报警器还可以遥控启动整车,防盗锁电机报警等等。电动车控制器内部有管理芯片,写有软件程序,根据不同的客户体验,很方便随时调整,启动力度,启动速度,电子刹车,智能延时,定时休眠,故障修复,效率匹配,降噪调节可以延展的功能会越来越多,使得电动车设计用户体验更趋人性化。电动车控制器原理其实主要为电流控制电路,负责驱动电机转动,并能随时进行调控,
2023-08-12 12:31:471

指拨加速器原理

利用VPN技术。在指拨加速器中,工作的原理是利用VPN技术。游戏加速器是针对个人用户快速、安全连接游戏服务器的一种服务。它是VPN技术,通过虚拟专用网络将电信加速到网通,或将网通加速到电信等。
2023-08-12 12:32:071

回旋加速器的原理及有关公式?

T=2πmV/qBV=2πm/qB f=1/T=qB/2πm
2023-08-12 12:32:192

王者荣耀加速器有用吗

  1、王者荣耀加速器是有用的。   2、游戏加速器原理:让用户通过软件连接到指定的服务器上,避开了网络的阻塞。它的作用是个中转的作用,其他没提高客户端或服务端的速度,它是将你的连接中转到其他服务器上,在通过其他服务器连接游戏服务器。这样建立个独立通道,从而提高了连接速度。
2023-08-12 12:32:281

粒子加速器的工作原理是怎样的

带电粒子在电场中会受力而得到加速、提高能量,这是至今为止的粒子加速器采用的原理,中性粒子不可能在这样的原理下得到加速。因此,粒子加速器应定义为:利用电磁场加速带电粒子的装置。粒子加速器可以加速电子、质子、离子等带电粒子,使粒子的速度达到几千公里/秒、几万公里/秒,甚至接近光速(光在真空中的传播速度是30万公里/秒)。根据相对论原理,加速器可以把带电粒子的速度增加到无限接近光速,但无论如何也达不到光速。现代的加速器应该称其为“加能器”更确切。举例来说,一台电子加速器,注入的电子能量为20GeV(1GeV=109 eV,也就是10亿电子伏特),相应的电子速度为0.99999999979倍光速。电子经加速器加速后,能量可达到100GeV,电子速度达到0.999999999987倍的光速。这说明,电子在这台加速器里速度几乎没有增加,而能量增加了4倍。其实,加速器离人们的生活并不远。现代生活中已经普及的电视、计算机显示器所用的显像管就是一台小小的电子加速器。
2023-08-12 12:32:401

回旋加速器的原理?

利用电场使带电粒子加速,利用磁场使带电粒子偏转,若外加交变电压的频率和粒子在磁场中做圆周运动的频率相等时,粒子每一次偏转进入电场后就可以及时的加速。但由于相对论效应,粒子高速运动时做圆周运动的周期不再保持不变,因而用回旋加速器加速带电粒子,使其获得的能量也是有限的。百度知道里面有很详细的介绍,而且有图,你可以找出来看的。不难找。
2023-08-12 12:32:581

谁有霍尔式加速器(电动车用)的原理及电路图

给你一个霍尔电路图。希望你能成功。
2023-08-12 12:33:092

重离子加速器的工作原理

提供一定能量,一定强度的重离子(A>4的离子)束的装置。重离子加速器的加速原理和结构基本上与质子加速器相同。但是,对于加速器来说,重离子与质子等轻离子的最大差别是它们的荷质比(Q/A)不同,这里Q是离子的电荷态,A是它的原子质量数。一般,重离子的荷质比远小于1(质子的荷质比=1)。为了讨论方便,常用单核能En代替粒子的动能EEn=E/A,对直线形加速器来说,引出束流的单核能 V为加速电压。而对圆形加速器,则有 这里k正比于(B ρ)2,(B ρ)为磁刚度。  由上述公式可以看出,如果要获得与质子相同的单核能的重离子束,要么增加磁场或圆形加速器的尺寸,要么增加加速电压,这样就要大幅度地提高加速器的造价,并且以后的日常运行费用也是相当昂贵的。为了降低造价,提高(Q/A)值是较好的办法。  在重离子加速器中,有两种提高荷质比Q/A的方法。  提高重离子源的电荷态。一个理想的重离子源应能提供强度大,寿命长,电荷态高的不同离子的束流,一般用电子轰击原子和等离子体中的离子,或者用快速离子剥离方法得到高电荷态离子流。电子轰击源的通量密度要求很大,重离子加速器使用的重离子源是PIG源和双等离子体源。由PIG重离子源引出几种典型重离子流的电荷态分布如下表。
2023-08-12 12:33:451

直线电子加速器的工作原理是怎样的?

直线电子加速器的工作原理是通过耦合加热的电子,之后,通过微波源进行加速,获得高能量的电子,从而打击钨靶面产生高能X线,进行治疗!
2023-08-12 12:34:001

粒子加速器的工作原理是怎样的?带电粒子的速度极限是多少?

加速器的工作原理,它只能加速带有电荷的粒子,正电荷加速的方向和电场相同,带电粒子的速度极限为1万多。
2023-08-12 12:34:083

辐照加速器的原理

利用高能电子直线加速器技术来进行辐照加工项目,不但可以将它应用在化工产品方面,而且也可以用在农产品加工以及医疗事业方面。对提升区域内的工农业档次、加大本地区产品的出口力度、推动外向型经济的发展有极大的作用!当今从事辐照的装置,一种是利用钴-60伽玛源,一种是利用加速器。他们两者的比较,从射线的发射功率上来讲,14KW的加速器,相当于100万居里的钴-60放射源;但由于钴-60源是呈球形状发射射线,所以对射线的利用率低,大约只有20%,其它方向的射线都被浪费,而加速器的射线方向是一个方向,对射线的利用率高,达93%以上。所以如果将射线的利用率考虑在内,则14KW的电子加速器至少相当于200-300万居里以上的放射源的加工能力。而在相同加工能力下,直线加速器辐射源的建源费用和辐照加工成本只需钴-60源的l/2~l/3。
2023-08-12 12:34:411

静电加速器的工作原理?

加速器的全称是“带电粒子加速器”,顾名思义,它是利用电磁场加速带电粒子的装置。带电粒子包括电子、质子、a粒子和各种离子。加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子加速度加快.能量增高。自1931年首台静电加速器问世以来.这种作为探索原子核结构而发展起来的粒子加速器得到迅速的发展。加速器类型已增加到20多种,数量已达五千多台。
2023-08-12 12:34:581

范德格拉夫静电加速器原理

静电原理。1、范德格拉夫静电加速器目的是一个极高电压的静电加速器用来加速静电加速器中的带电粒子,去轰击原子、质子等以解开原子核内部的秘密。2、范德格拉夫静电加速器简称(范氏起电机)由美国科学家范德格拉夫于1931年发明,至今已经80余年。
2023-08-12 12:35:191

物理中的“回旋加速器”的工作原理和被加速次数与周期的计算

磁场和电场相互合作,在两个半圆内带电粒子在磁场中匀速旋转,在两个磁场之间有电场加速,这样不断回旋就加速了. 当速度发生变化时,在磁场中的旋转半径就变了,根据粒子电量和磁场强度就可以算出粒子飞出磁场所需的速度,这就是飞出时速度,而粒子的加速度根据磁场是可以算出的,每次经过电场速度增加多少是可以算出的,这样就可以得出被加速的次数了. 而一个周期内被加速两次,所以周期只要次数除2就可以了.
2023-08-12 12:35:261

请问,有哪位仁兄知道高尔夫球场用到的电感加速器工作原理,谢谢!

你这是什么东东,不过我是球童,不知道这些东西,有时间可以帮你问问。
2023-08-12 12:35:352

电动车加速器的原理

通电,转动转把,电机转,就开始跑起来了,加速度跟电机功率有关
2023-08-12 12:35:451

电瓶叉车加速器原理

您可以问下刘先生186/2625/6835
2023-08-12 12:35:522

磁力弹弓效应制作双向加速器原理

弹弓效应的加速。磁力弹弓效应制作双向加速器原理是利用了弹弓效应的加速产生的动力制造而成的。弹弓效应是一个物理名词,指的是小天体、人造太空飞行器等借助大质量天体重力获得更大动能。
2023-08-12 12:36:001

液氮加速器的工作原理

氮气增压入门篇 氮气增压就是一般所谓的NOS,而NOS则是由"NitrousOxide System",缩写而来,不过NOS究竟是什么呢?简单的说,就是一种将一氧化二氮(N20)强制灌入引擎中的系统。大家都知道,要使引擎产生更大动力的不二法门,就是让引擎吸入更多空气,并且搭配上适当比例的燃油,藉此产生更高的油气爆发效率,turbo或Super Charger这一类增压系统,即是*着增压器来将空气压缩后送入引擎,才得以在排气量不变的情况下,令引擎产生更大的动力。NOS改装的基本原理也是如此,只不过NOS的结构上简单许多,而且NOS并非只是单纯的压缩空气,而是透过前面提到的一氧化二氮令引擎发挥更大效率。 为何将一氧化二氮送入引擎就能提升动力?一氧化二氮受热之后会分解成两个氮分子,以及一个氧分子,其中的氧分子就可以增加混合气中氧分子的浓度,令混合器的爆炸压力更为强大。一氧化二氮又称为氧化亚氮,坊间则是有不少人习惯以笑气,称之,这是因为一氧化二氮和医学上广泛使用在麻醉用途的气体相当近似,所以笑气,这个昵称也正是由此而来. NOS的形式 NOS是以一氧化二氮灌入引擎后提升爆发力,因此在改装NOS时至少必须包含以下几项硬体,分别是气瓶、喷嘴、电磁阀以及启动开关。 气瓶就是填充一氧化二氮的钢制容器,除了外观尺寸上的分别,亦有空重、总重以及瓶内压力等规格;喷嘴如同引擎供油系统中的喷油嘴,喷嘴口径越大,喷出的气体量就越多,对于马力的助益也相对越大;电磁阀是控制喷嘴作动的重要组件,因为NOS的喷射原理是利用瓶内压力将气体灌入引擎,因此在气瓶和喷嘴之间必须装设一个控制器,以控制气体的喷射竺否;启动开关则是提供指令让电磁阀作动的重要部品,一般大多装设在油门踏板正下方,或是节气门拉线的末端位置,不过也有利用节气门电压以感测油门开度,让驾驶者在油门全开之际一并启动NOS。 不过除了上述四项主要结构,其实在NOS系统中,除了气瓶本身的开关外,还必须另外装设一或二道安全开关,否则长时间使用NOS会导致燃烧室压力过大,温度也会急剧升高,以一般通常是将NOS视作"最后阶段",或是在"重要关头"才使用而为了使NOS在平常处于Off状太安全开关就显得格外重要。 基于安全性的考量,一般建议词最好不要连续使用超过1分钟,月引擎承受过大负荷而受损。除调外,喷嘴的装设位置和电磁阀的控制精准性也不容忽视。喷嘴的位置会影响气体流速和雾化效果,所以一般多半装设在距离节气门15—3Ocm处;电磁阀的精准性则相当重要,因为N0S必须在节气门全开的状态下喷射,如果在节气门开启角度不足或是已经关闭时继续供给,将造成一氧化二氮逆流,严重者甚至会出现回火现卜这时候流量计或空气芯就很容易损坏. 关于NOS的改装形式,基本上可以大分为"干式",与"湿式"两种,干式是指单纯喷射气体,湿式则是除了气体之外还包括了燃油,因此湿式系统所使用的喷嘴通常为"丫"字形设计,也就是将一氧化二氮与燃油同时喷入燃烧室。就改装效果来说,比干式系统更能精准控制油气混合此,因此也可以使用大流量喷嘴,马力的提升幅度也更大。 除了干式和湿式之外,依照喷嘴装设的位置,NOS还可以分成单点与多点两种喷射形式。单点所指的是喷嘴装设在节气门前方的进气管路上,国内改装店家多半是采取这种方式;多点则是由数个喷嘴所构成,位置多半是装设在进气歧管上,也就是针对每只歧管个别加装上独立的喷嘴,多点直喷式在美国Drag职业赛车上相当常见,改装效果也比起单点形式更为优异,不过由于歧管必须钻孔加工,而且作动时引擎会承受极大负荷,也更容易造成缸内部品的伤害,因此较少用在一般道路版的NOS改装上.
2023-08-12 12:36:081

电子感应加速器的基本原理如下:一个圆环真空室处于与环面垂直的磁场中,图甲中两个同心的实线圆代表圆环

在0~T4时间内,磁场的方向垂直纸面向外,且逐渐减小,根据楞次定律知,则感应电场的方向为逆时针方向,则电子沿虚线圆的切线方向注入到环内将做减速运动.在T4~T2时间内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐增大,根据楞次定律知,感应电场的方向为逆时针方向,则电子沿虚线圆的切线方向注入到环内将做减速运动.在T2~34T时间内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律知,感应电场的方向为顺时针方向,电子加速.在34T~T时间内,磁场的方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律知,感应电场的方向为顺时针方向,电子加速.又电子沿虚线做圆周运动,轨道半径不变,速度增大,根据r=mvqB,v增大,则B增大.所以电子在该磁场变化的一个周期内可能被加速的时间是从t=3T4~T.故D正确,A、B、C错误.故选:D.
2023-08-12 12:36:171

Ryu JaeHong这个名子翻成韩语叫什么?Ryu怎么念?

柳在洪 liu
2023-08-12 12:30:503

新人教版七年级生物下册教案

   七年级生物 教案是进行教学活动的前提与关键。主要目的在于确定教学内容的广度与深度,深入理解教学内容的生物实质。我整理了关于新人教版七年级生物下册的教案,希望对大家有帮助!   新人教版七年级生物下册教案设计   输送血液的泵——心脏   教学目标   1.学生描述心脏的结构和功能。   2.学生通过观察和思考,获取有关心脏结构的知识并推测它们的功能,发展学生的思维能力,强化生物体结构与功能相适应的观点。   3.概述血液循环的途径,区别动脉血与静脉血。   重 点   1、学生能够通过观察心脏各腔室的厚薄以及有关瓣膜的结构特点,来推测它们各自的功能。   2、血液循环的途径和意义。   难 点   1、学生能够通过观察各腔室的厚薄以及瓣膜的结构特点,来推测它们各自的功能。   2、了解血液循环途径,以及在血液循环过程中血液成分的变化。   教学用具   1、购置新鲜的羊的心脏数个,其中一半保持完好,其余的解剖好,以备观察。另准备解剖盘,盛有水的烧杯,小漏斗。   2、医用输液管、心脏结构模型、血液循环演示仪。   教学过程:   一. 复习引入   师:我们前面学习了血流的管道——血管,由不同类型的血管和心脏构成封闭的管道系统:血液在其中循环流动。如果在管道系统中把心脏排除在外,只有各种血管组成封闭的管道,血液在其中能否正常循环流动?(出示由两组输液管连接成的封闭管道,装入滴有少许红墨水的水)   生:不能流动/能流动。   师:演示将封闭的管道平放、竖立,观察液体能否流动。   生:不论怎样放置,液体都不能自动地在管道内循环流动。   师:如果要想使管内液体流动起来,但又不能改变管道的位置,能否做到?   生:用手交替压缩输液管的回血管,管内液体循环流动起来。   师:请思考,通过上述过程,联想在人体内血液循环过程中,心脏起什么作用?   生:平时我们能够感受到心脏的跳动,特别是剧烈运动后,心跳更加剧烈。   生:心脏通过收缩为血液循环提供动力,推动着血液在管道系统中循环流动。   师:对,心脏在血液循环流动过程中,就相当于汽车的发动机,为整个循环过程提供动力,同时也象抽水机的泵,保证了血液能够从低处流向高处。心脏为什么能够提供动力?心脏的结构和功能是怎样的?   本节课,我们来学习和认识输送血液的泵——心脏。请同学们尝试通过观察揭开心脏之迷。(下发观察材料和提纲,通过观察解决相关问题。)   二.新授   生:以小组为单位,观察羊的心脏,借此来了解人的心脏的结构。师:请各组汇报各自的观察结果,注意按照科学观察的 方法 和顺序进行。   生:我们结合人体内脏图,了解到人的心脏位置和形状:心脏位于胸腔,两肺之间略偏左下,大小约和自己的拳头相当,形状类似平时人们画的心形,上面较宽血管多,下面稍尖。   师:(借助人的心脏模型)心脏在胸腔内的位置是这样的,靠身体左侧或右侧对应的称为心脏的左侧或右侧,同时同学们要从不同角度观察心脏,能大致区分心脏的前后和左右。   生:通过观察剖开的心脏壁,有肌肉纤维,说明心脏主要由肌肉组织构成。肌肉组织具有收缩和舒张的特性,所以,心脏可以收缩和舒张,也就是跳动,可以挤压血液,推动着血液在血管内循环流动。   师:看来只有心脏不停地收缩舒张,才能不断地推动着血液循环流动,那么在人的一生中,心脏是从不休息的,是这样的吗? 生:是这样的,如果心脏不跳动了,人也就死亡了。   生:不是,我从资料上了解到,人类的心脏也是要休息的,只不过是方式不太一样,它是通过舒张时间相对长于收缩时间来保证休息的。   师:是的,心脏在保证正常工作的同时也得到充分的休息。心脏是如何使血液回流心脏再将血液射入血管的? 生:我们观察解剖的心脏,看到心脏是由四个腔室组成,分别是:左心房、左心室、右心房、右心室,而且发现只有同侧的心房与心室相同,左右是完全隔开的。   生:我们比较了心脏四个腔室的壁,尽管都是由肌肉组成的,但是厚度差别很大,最厚的是左心室,然后是右心室,心房的壁整体都不如心室厚。   生:是这样,老师,我们组观察的心脏没有剖开,用手捏心房和心室的壁感觉不一样,心房的壁感觉要薄的多。为什么会这样呢?   师:(结合人的心脏模型)同样是心脏的壁,但是厚度却不同,同学们试着结合肌肉的功能特点,作出推测,为什么会有这些不同? (学生小组交换意见)   生:肌肉能够收缩提供动力,肌肉越厚,收缩也就约有力量,腔室里面的血液获得的动力也越大,向前流动越远。心房壁薄,收缩力量小,血液流的距离不远,心室肌肉壁厚,收缩有力,血液流的距离远。血液流动最远的应该是左心室射出的血,因为左心室是四个腔室中壁最厚的。   生:我们分析认为,从心脏在人体中所处的自然位置来看,心房在靠上的位置,心室相对靠下一些,应该是心房的血液流向心室,血液从心室离开心脏流向全身,血液流回心脏进心房。所以心室的壁都比心房要厚。   师:实际情况是不是这样吗?我们怎样才能知道推测是否正确呢?请同学们提出探究的方案。 生:(讨论,效果不很理想。)   师:能否运用我们前面学习过的各类血管的结构特点和功能,帮助我们解决现在遇到的困难?   生:根据各类血管的功能,结合刚才的推测,动、静脉与心脏腔室的通连关系应该是:我们想通过向静脉血管里面灌水,看看是不是从动脉血管流出,如果是从动脉中流出说明前面的推测是正确的。   师:如何判断与心脏连接的血管是哪类血管呢?   生:看血管壁的薄厚,外观直径相当的,壁厚,内径小的是动脉血管,壁薄,内径大的是静脉血管。   生:也可以通过已解剖的心脏,看心房、心室和外面的哪条血管连通,通连关系是“房连静,室连动”,然后在没有解剖的心脏对应位置找到相应的动脉和静脉。   师:很好,同学们不但善于动脑筋解决问题,还善于 总结 规律。大家可以依据不同的方法判断并实际操作,看会有什么样的结果出现。   (学生两组合一组,每组各有一个已解剖的和完好的动物心脏,进行实验)   师:请各组介绍你们实验的结果和认识。   生:我们从与右心房相通的静脉向里面注水,水是从动脉血管流出的,说明前面的推测是正确的,血液从静脉u2192心房u2192心室u2192动脉,血液从动脉流出。   生:我们还注意到,从一侧静脉注入水,水是从与同侧心室相通的动脉中流出的。   师:(边听学生介绍,一边在黑板上画心脏简单工作示意图)血液是从静脉进入心房,心房血液进入心室,血液又从同侧的心室进入动脉,离开心脏的。各组实验都进行的顺利吧!?   生:顺利,结果是这样的。   生:老师,我们灌了好长时间,不知为什么水总是进不去,流的到处都是?   师:让我们大家帮帮这一组好不好?看看问题出在哪里?我们请这一组的同学上来示范他们是怎样做的。(该组同学上讲台示范操作)   生:老师他们灌水的那条血管不是静脉血管,是动脉血管。   师:(通过与解剖的心脏比照,同时比较同等粗细的血管的管壁)大家看到,这组同学选择注入水的这条血管的确是动脉血管。那么,为什么从动脉血管灌不进去水呢?(有部分同学低头搬看本组的实验材料)   生:在动脉血管与心室的连接处有瓣膜,这是动脉瓣。动脉瓣只能朝向动脉开,动脉里面的血液不能流回心室。所以,从动脉血管灌不进去水。   生:在心房和心室之间也有这样只能单向开放的瓣膜,这是房室瓣。有了房室瓣,心室的血液也不会倒流回心房了。   师:这样看来,心脏内的各种瓣膜保证了血液只能从心房流向心室,从心室流向动脉,而不能倒流。   师:(展示课件,心脏收缩舒张的动画演示)位于我们胸腔内的心脏,从它的组成、结构,都是与它的功能相适应的,就象工作能力巨大的泵,保证了血液在管道内不断地循环流动。血液循环具体是如何进行的,下一课时学习。   板书设计   输送血液的泵——心脏   1.心脏的结构和功能   2.血液循环的途径:体循环和肺循环   教学后记   初中生物教学情感教学应用   摘要:   情感教学作为生物教学中一种重要的教学方式和组成部分,有着不可替代的地位和作用。在初中生物教学中运用情感教学,教师应该设计合理的教学计划,制定适当的教学目标,为学生营造出优良的学习环境,激发学生对生物学习的热情,同时为建立良好的师生关系打下基础。生物是初中阶段的一门基础课程,实验性强,能够培养学生的实践能力以及对待科学的严谨态度,所以,在生物教学中实施情感教学的素质 教育 的重要性不言而喻。   关键词:   初中;生物;情感教学   在大力提倡素质教育的形势下,情感教学已经成为大众关注的重点。情感教学是一种新型教育模式,在初中生物课程教学中,可以尝试通过将情感教学贯穿于教学过程来提高生物课堂的教学质量。情感教学可以唤起初中学生的求知欲望和好奇心理,激发他们的 发散思维 ,在实际教学中起着其他教学方式难以替代的作用。生物课本中涵盖了大量的生物学历史,还掺杂着不少生物实验,标本制作以及视频等不同形式的辅助教学手段,因此,生物教师应该合理利用这些资源,让情感教学将课堂学习氛围变得轻松愉快,以提高教学效果。   一、情感教学与生物教学   情感教学是整个教育体系的重要组成部分,属于全面发展教育。教育工作者在教学过程中应适当地对学生进行情感教学,尊重学生个性,培养学生的社会品质,提升学生的自控能力,丰富学生的情感体验,形成学生健康全面的人格特征。情感教学关注教学中学生的 学习态度 、情绪变化及信念信仰,促进学生更好地融入社会,健康发展。初中生的学校教育是教师和学生共同参与的,双方不可或缺。在课堂教学中,教师与学生之间的交流不仅有知识信息,还有情感信息,是一个动态的交流过程。利用情感教学法在生物课中对学生进行理论知识教学的同时,其教学法也得到恰当的展现,这是素质教育的要求之一,同时也是为了更有效地完成教学目标,提高教学质量和效果。对学生进行情感教学是当前教育教学中的薄弱环节,尤其是体现在生物教学中,生物教学有3个目标,其中对情感教学的要求是帮助学生具备一致的行为、个性化的价值观念和稳定的态度。在情感教学中,充分发挥学生的主体地位,通过积极而有效地参与,以知识为中介,以 学习方法 为桥梁,帮助学生逐渐获得理解并熟练运用生物学的能力,让生物学成为生活的一个辅助工具。学生在收获生物学知识的同时,更获得了处理问题的能力,激发兴趣、萌生情感、启发思维,进而形成正确的学习态度。结合情感教学的教学目标和生物教学的传授特点,教师要达到寓情感教学于生物教学之中,不能只让学生被动地学习和掌握 文化 知识,而且要帮助他们在人生观、价值观及情感态度观等方面全面发展,帮助他们主动参与到生物学科的教育探究活动之中。因此,教育工作者要摆脱传统的教育观念,摆脱“以学科和知识为中心”的理念和束缚,真正促进学生学习方式的转变,才是初中生物教学改革的切入点和突破口。与此同时,引导学生自己学会独立思考、学会创新,明白创新的过程是逆境中成长历练的过程,其过程不可能是一帆风顺的。例如,我们所熟知的“杂交水稻之父”袁隆平,他取得光环的背后是无数的艰辛,“”期间承受政治的压力,这是对精神的历练;培育水稻的过程,中午冒着烈日,仔细寻找着只有几万分之一概率的雄性不育水稻,这是对身体的历练。袁隆平就是凭着这种顽强的意志和不懈的精神,最终成功培育出了高产优质的杂交水稻。   二、情感教学在生物教学中的应用   一名合格的教育工作者在教学中的主打情绪应该是积极而快乐的,营造轻松愉快的课堂氛围,让学生在愉快积极的状态下学习和思考,整个课堂的气氛是充满朝气与活力的,师生之间的互动更是良性的,如此循环,学生充分发挥了主体作用,课堂效果事半功倍。教师在对学生进行综合评价时,多从鼓励的角度出发,给予学生积极的评价和奖励,这种肯定的态度不仅增强了学生的自信心,激发了内在潜力,更让学生产生了积极的情感体验。除此之外,教师对课堂的每一个教学环节,都应该是精心策划与周密部署的,通过自己的教学 经验 ,对学生学习兴趣的激发和引导其实是最基本的情感教育,通过对生物科学的探索,帮助学生主动发现生物学科的无限魅力。生物教师要首先做到全身心投入到科学知识的海洋之中,令自己身临其境,这样才能更妥当地营造出良好的学习氛围,达到情感教学的目的。在生物课堂上要激发学生的兴趣,活跃课堂气氛,还可以使用恰当的艺术性语言。因此需要生物教师能熟练地运用表达技巧,这对教师来说是一项挑战,但对学生来说则是新的学习方法。另外,对于一些知识难点,平铺直叙难以让学生明白,可以应用恰当比喻方式,形象化知识内容,使学生更容易保持对生物的学习兴趣。比如,生物课中会讲到细胞结构,一般听到的就是老师按照书本上的内容,加上自己总结的语句。如果老师说,一个细胞是一个机构组织,这个机构有它的规定任务,机构内部由各个部门负责相应的职责,这个机构的院落围墙就相当细胞的细胞膜等类似的语言。这样,学生就能比较贴切地领会细胞结构中各个组成部分之间大概的联系。一名合格的教师应该热爱自己的教师职业和自己所教授的学科,更应该爱护自己的每一位学生,这是最基本的职业道德,也是基本要求。初中生的心智并不是那么成熟,情绪波动较大,易受身边人和事物的影响,教师作为一个重要的角色经常出现在学生面前,其一举一动都会对学生产生影响,积极的教师当然就会产生积极的影响。所以,生物课上教师对学生应做到一视同仁,但也要注意到学生个体的差异性,尊重爱护每一位学生,不偏袒学习成绩好的,不歧视表现差的。主动与学生进行情感上的交流沟通,让学生感受到教师的关怀和生物学习的乐趣。鼓励式教育也应该融入其中,多表扬学生,积极教学,培养学生学习生物的积极态度。不仅如此,教师也是学生之间沟通的一座桥梁,生物教学要注重培养学生之间的合作能力,营造学生之间良好的生物探索氛围,利用情感教学培养学生在社会中的各种能力。如此种种都会促进师生之间良好感情的发展,积极地影响生物教学中情感教学的效果。   三、情感教学在生物教学中的未来   初中生物的情感教学得到加强之后,可以更充分地调动学生主动学习生物的积极性,培养学生的发散思维,让学生不再是枯燥乏味的学习机器,为以后步入工作岗位取得良好业绩,并对社会发展有所贡献打下坚实的基础。当前情感教学在学校教育中被广泛实施,得到了众多教师的认可,针对课堂上的学习氛围和学生的情绪心态,情感教学成为了教育体系的重要组成部分。要尊重每一个学生作为主体的心理情绪和思想,提高其独立思考、发现以及解决生物问题的能力,就应该进行情感教学,使教学过程变得轻松。如果将情感教学从这种教育形式中分解出来,并作为一项教育的工程来开展,那么生物老师在课堂上所讲授的知识也就不单单是学生应对考试的得分助手,而是把课堂当成为学生传道授业解惑的地方,为学生讲授学习的技巧和方法,使学生发展成为一个对社会有益的个体,促进学生素质的全面提升。生物教学的情感教学,简言之就是在上课过程中,老师把自己的情感渗透到知识的每一部分及课堂的每一环节,建立起与学生之间良好的交流关系,让学生对学习生物知识充满欲望,而不是抵触,这样才有利于学生生物学习水平和思想素质的提高,对学生的未来产生持久的积极影响。   作者:戚少巨 单位:安徽省六安市皋城中学   参考文献:   [1]李冬梅.提高生物教学质量的有效策略[J].求知导刊,2015,(24):148.   [2]马艳雯.浅谈初中生物教学中情感教育的应用[J].读与写(教育教学刊),2013,(1):151.
2023-08-12 12:30:491