物理自动化
本科毕业论文说明书
市十二五规划负荷预测研究
系别电气工程系
专业班级电气工程及其自动化（2）班学生姓名
指导教师
提交日期2011 年 5 月18 日
华南理工大学广州学院
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学广州学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名：日期：年月日
指导教师签名：日期：年月日
华南理工大学广州学院
毕业设计（论文）任务书
兹发给07级电气班学生毕业设计（论文）任务书，内容如下：
1.毕业设计（论文）题目：清远市十二五规划负荷预测研究
2.应完成的项目：
（1）查阅相关电力负荷预测参考文献,学习预测理论和模型；
（2）对所给地区历史GDP和电量数据等资料进行数学分析，并采用不少于两种预测方法得到所给地区十二五规划期内的电力系统负荷。（如：灰色预测法和神经网络法）
（3）对预测结果作出分析比较，给出相关结论和建议；
（4）编制出程序软件；（采用Matlab，VB均可）
（5）按学院要求完成毕业论文撰写。
备注:本次课题基于十二五清远电网规划，清远市负荷预测的理论研究，由两位同学参与进行同样历史数据的负荷预测，最后要求两位同学将相互结果综合比较。
3.参考资料以及说明：
[1]刘卫国.MA TLAB程序设计与应用.高等教育出版社，2006年6月第2版
[2]程浩忠.电力系统规划.北京:中国电力出版社，2008.4
[3]康重庆，夏清，刘梅.电力系统负荷预测.北京: 中国电力出版社，2007
[4]韩富春，王娟娟.基于神经网络的电力系统状态估计.电力系统及其自动化学报报，2002年12月第14卷第六期
[5]江宇科.电网规划中的负荷预测初探,广西电业，2009年10月
备注：还有其他众多参考文献，拷贝电子档发给。另要求学生自行查找相关文献。
4.本毕业设计（论文）任务书于2011年01月10日发出，应于2011年05月20日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。
专业教研组（系）负责人审核2011 年01月05日
指导教师（导师组负责人）签发2011年01月07日
毕业设计（论文）评语：
毕业设计（论文）总评成绩：
毕业设计（论文）答辩小组负责人签字：
年月日
摘要
电力负荷预测是电力系统的重要组成部分，也是电力系统运行的经济基础，任何时候，电力负荷预测对电力系统规划的运行都极其的重要。近几年，随着我国电力供需矛盾的突出及其电力工业市场化运营机制的推行，电力负荷预测的准确性有待进一步的提高，然而由于社会运转速度的不断加快和信息量的膨胀，使准确的负荷预测变的愈加困难。所以，电力负荷预测已成为电力行业必不可以少的一项工作。
本文基于清远市1995年至2010年的历史用电数据，并预测十二五期间全社用电量。首先介绍了负荷预测的理论基础，即通过说明负荷预测的方法、特点、原理以及实现步骤来突显理论基础的重要性，同时，本文重点介绍了灰色预测法和神经网络法的理论基础及建模过程，并且灰色预测法采用的是GM（1，1）模型，神经网络法采用的则是BP神经网络。通过对这两种模型的分析与研究，并根据实际用电量，从而预测出2011年至2015年清远市全社会用电量。同时，通过对比灰色预测法、BP神经网络法以及多元线性回归预测法和时间序列法的预测结果，分析各种方法的适用范围，并提出了灰色预测和BP神经网络的改进建议，并就四种预测方法的结果进行了组合预测的设想。本文预测结果的得出是通过MATLAB软件编程实现。
关键词：负荷预测，灰色预测法，神经网络法，用电量
I
Abstract
Power load forecasting is an important part of the power system，but also the economic foundation of power system operation，at any time load forecasting of power system planning of the operation are extremely important。In recent years，as China's outstanding power supply and demand and the power industry the implementation of market mechanism，the accuracy of load forecasting to be further improved，and the accelerating rate of social functioning and expansion of information so that accurate load forecasting becomes more difficult。so the load forecasting has become the power industry shall not be less of a job。
This article is based in Qingyuan City from 1995 to 2010 the history of electricity data to predict second five-power consumption during the whole society。First introduces the theoretical basis of load forecasting，load forecasting that by describing the method，characteristics，principles and implementation steps to highlight the importance of theory，while the paper also highlights the gray prediction method and the theoretical basis of neural network and the construction mode process，and the gray prediction method uses a GM (1,1) model，neural network method is used in BP neural network。Through the analysis of these two models and research，and based on actual consumption in order to predict the 2011-2015 total electricity consumption in Qingyuan City。Also，by comparing the gray prediction method，BP neural network and multiple linear regression method and time series forecasting results of the analysis of the scope of application of various methods and made the gray BP neural network prediction and suggestions for improvement，and to Four prediction methods were forecasting the results of the idea。This prediction results obtained by MATLAB software programming。
Keywords：load forecasting，gray prediction method，neural networks，electricity
II
目录
摘要 ..........................................................I ABSTRACT ....................................................... I I 第一章绪论 (1)
1.1选题背景和意义 (1)
1.2负荷预测的概述 (1)
1.2.1 负荷预测的基本概念 (1)
1.2.2 负荷预测的分类 (2)
1.2.3 负荷预测的特点 (3)
1.2.4 负荷预测的原理 (4)
1.2.5 负荷预测的步骤 (5)
1.3国内外负荷预测的研究现状与发展趋势 (6)
1.4本文的主要工作 (7)
1.5本章小结 (7)
第二章负荷预测方法综述 (8)
2.1负荷预测方法简要分析 (8)
2.1.1 单耗法 (8)
2.1.2 趋势外推法 (8)
2.1.3 弹性系数法 (9)
2.1.4 回归预测法 (10)
2.1.5 时间序列法 (10)
2.1.6 专家预测法 (11)
2.1.7 小波分析预测技术 (11)
2.1.8 优先组合预测技术 (11)
2.2本章小结 (12)
第三章清远市十二五规划负荷预测建模 (13)
3.1原始资料收集及分析 (13)
3.1.1 清远市经济状况分析 (13)
3.1.2 历史用电量分析 (14)
3.1.3 数据相关性分析 (15)
3.2基于灰色预测方法的模型建立 (17)
3.2.1 灰色预测的概念 (17)
3.2.2 灰色预测基本原理 (17)
3.2.3 GM（1，1）模型的建立 (17)
3.2.4 应用GM（1,1）模型预测清远市十二五期间全社会用电量 (20)
3.2.5 预测结果分析 (24)
3.3基于神经网络法的模型建立 (25)
3.3.1 人工神经网络的基本概念 (25)
3.3.2 人工神经网络的特点 (25)
3.3.3 人工神经网络的分类 (26)
3.3.4 BP神经网络模型与结构 (26)
3.3.5 BP神经网络的算法描述 (27)
3.3.6 应用BP网络模型预测清远市十二五期间全社会用电量 (29)
3.3.7 预测结果与分析 (31)
3.4本章小结 (32)
第四章预测实现与结果分析 (33)
4.1M ATLAB简介 (33)
4.2预测结果的比较与分析 (34)
4.3预测的改进建议 (35)
4.3.1 灰色预测模型的改进 (35)
4.3.2 BP网络的改进 (36)
4.4组合预测的设想 (37)
4.4.1 组合预测的理论知识 (37)
4.4.2 单一预测模型权重系数的求解 (37)
4.5本章小结 (40)
总结 (41)
参考文献 (42)
致谢 (43)
附录 (44)
附录一灰色预测法MATLAB源程序代码 (44)
附录二神经网络法MATLAB源程序代码 (45)
第一章绪论
第一章绪论
1.1 选题背景和意义
本次课题基于十二五清远电网规划，清远市负荷预测的理论研究，具有一定的研究性和可行性。
电力负荷预测是电力系统的重要组成部分，也是电力系统运行的经济基础，任何时候，电力负荷预测对电力系统规划的运行都极其的重要。近几年，随着我国电力供需矛盾的突出及其电力工业市场化运营机制的推行，电力负荷预测的准确性有待进一步的提高，然而由于社会运转速度的不断加快和信息量的膨胀，使准确的负荷预测变的愈加困难。所以，电力负荷预测已成为电力行业必不可以少的一项工作。
基于清远市的负荷预测，目的是通过实际的例子说明负荷预测的重要性，同时可以根据所预测出的负荷值，以调整清远市的产业生产格局，从而提高其经济发展水平，促进整个清远市的综合竞争力。正值十二五期间，依据清远市自身的条件特点，对当地用电负荷进行一个全面系统的分析研究是相当有必要的。
十二五期间是经济飞速发展的五年，清远市凭借着国家的有利政策及本地的实际情况，在这五年期间势必带来整个地区的蜕变。同样，负荷预测的分析研究，也是规范产电、送电、配电、用电的依据，同时也可以促进全社会用电的经济、安全、可靠。
1.2 负荷预测的概述
1.2.1 负荷预测的基本概念
电力负荷预测[1]是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。从预测对象来看，电力负荷预测包括对未来电力需求量（功率）的预测和对未来用电量（能量）的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。
最大负荷功率预测对于确定电力系统发电设备及输电设备的容量非常重要。为了选择适当的机组类型和合理的电源结构以及确定燃料计划，必须预测电力及电量需
华南理工大学广州学院本科毕业论文说明书
求。负荷曲线的预测可以为研究电力系统的峰值、抽水蓄能电站的容量以及发输电设备的协调运行提供数据支持。
1.2.2 负荷预测的分类
电力负荷预测是根据过去负荷情况，在结合现在负荷发展变化趋势，以及天气、气候、经济以及社会等因素来确定未来各种用电量情况。电力负荷预测按照不同的标准可分成以下几类[1]。
一、负荷预测按时间分类
电力负荷预测中经常按时间期限进行分类，通常分为长期、中期、短期和超短期负荷预测。由于工作性质的差异，电网调度部门与电力系统规划设计部门对负荷预测时间跨度的分类差别较大，因此电力负荷预测往往按照电网调度和电网规划两种方式分别进行分类。
（1）电网规划部门对电力负荷预测的时间范围划分界定如下：
1）长期负荷预测一般指预测期限为10～30年并以年为单位的预测。该类预测用于战略规划，包括对发电能源资源的长远需求的估计，确定电力工业的战略目标，电力新科技发展和科技开发规划，以及长远电力发展对资金总量的需求估计等，均需要从长期电力负荷预测的结果出发来做出分析和判断。
2）中期负荷预测指预测期限为5～10年并以年为单位的预测。中期预测的期限大致与电力工程项目的建设周期相适应，因此，对电力规划部门来讲这种期限的预测至关重要。根据这种预测的结果，做出发输配电项目的建设计划，对电网的规划、增容和改建工作至关重要，是电力规划部门的重要工作之一。
3）短期负荷预测的预测期限为1～5年，主要是为电力系统规划，特别是配电网规划服务的，对配电网的增容、规划极为重要。同时由于短期负荷预测的时间较短，与电力系统的近（短）期发展直接相关，因此短期负荷预测的准确与否对于电力系统而言是十分重要的。
（2）电网调度部门对电力负荷预测的时间范围划分界定如下：
1）超短期负荷预测是指时间跨度在1h之内的负荷预测，其中用于电能质量控制需5～10s负荷预测值，用于安全监视需要1～5min的负荷值，而用于预防控制和紧急状态处理需要10～60min的负荷值。超短期负荷预测的结果用于编制发电机的运行计划，确定旋转设备用容量，控制检修计划，估计收入，计算燃料及购入电量的数量和费用。该类型预测结果的使用对象是电网调度员。
2）短期负荷预测是指时间跨度在24～48h内的负荷预测，主要用于水火电分配、水火协调、经济调度和功率交换。该类负荷预测结果的使用对象是编制调度计划的工程师。
第一章绪论
3）中期负荷预测是指时间跨度在一周至一月内的负荷预测，主要用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划。该类预测结果的使用对象是编制中长期运行计划的工程师。
4）长期负荷预测则指以年为单位的负荷预测，主要用于电源和电网的发展规划，需数年至数十年的负荷值。该类预测结果的使用对象是规划工程师。
二、负荷预测按行业分类
负荷预测按行业可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷的负荷预测。
虽然负荷可以大致这样分类预测，但并不严格，对于按某类负荷进行预测时，可能因存在交叉而发生某些实际负荷归类的多种选择。此时，需要由电力企业按各自更具体的负荷预测分类细目具体确定。
三、负荷预测按特性分类
根据负荷预测表示的不同特性，常常又分为最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷峰谷差、高峰负荷平均、低谷负荷平均、平峰负荷平均、全网负荷、母线负荷、负荷率等的预测，以满足电力企业管理工作的需要。
1.2.3 负荷预测的特点
由于负荷预测是根据电力负荷的过去推测它的未来数值，所以负荷预测工作所研究的对象是不确定事件。只有不确定事件、随机事件，才需要人们采用适当的预测技术，推知负荷的发展趋势和可能达到的状况。这就是负荷预测具有以下明显的特点[2]。
1、准确性
因为电力负荷未来的发展是不确定的，它要受到多种多样复杂因素的影响，而且各种影响因素也是发展变化的。人们对于这些发展变化有些能够预先估计，有些却很难事先预见到，加上一些临时变化的影响，因此就决定了预测结果的不准确性或不完全准确性。
2、条件性
各种负荷预测都是在一定的条件下做出的，对于条件而言，又可分为必然条件和假设条件两种。
3、时间性
各种负荷预测都有一定的时间范围，因为负荷预测属于科学预测的范畴，因此，要求有比较确切的数量概念，往往需要指明预测的时间。
4、多方案性
由于预测的不准确性和条件性，所以有时要对负荷在各种可能的发展情况下进行预测，就会得到各种条件下不同的负荷预测方案。
1.2.4 负荷预测的原理
负荷预测工作是根据电力负荷的发展变化规律，预计或判断其未来发展趋势和状况的活动，因此必须科学的总结出预测工作的基本原理，用于指导负荷预测工作[2]。
1、可知性原理
也就是说预测对象的发展规律，其未来的发展趋势和状况是可以为人们所知道的，这是人们在进行预测活动的基本依据。
2、可能性原理
因为事物的发展变化是在内因和外因共同作用下进行的，内因的变化及外因作用大小不同，因此事物的发展变化会有很多种可能。对某一具体指标的预测，往往是按照某发展变化的多种可能性，进行多方案预测的。
3、连续性原理
又称惯性原理，连续性原理是指预测对象的发展是一个连续统一的过程，其未来发展是这个过程的继续。该原理认为事物发展变化过程中会将某些原有的特征保持下来，延续下去。电力系统负荷的发展变化同样存在着惯性，这种惯性正是进行负荷预测的主要依据。
4、相似性原理
在很多情况下，作为预测对象的一个事物，其现在的发展过程和发展状况可能与过去一定阶段的发展过程和发展状况相类似，因此可以根据已知发展过程和状况来预测所预测对象的未来发展过程和状况，这就是相似性原理。目前，预测技术中使用的类推法或类比法，就是这个原理的预测方法。
5、反馈性原理
反馈就是利用输出返回到输入端，再调节输出结果。人们在预测活动实践中发现，当预测的结果和经过一段实践所得到的实际值存在差异时，可利用这个差距，对远期预测值进行反馈调节，以提高预测的准确性。在进行反馈调节时，实质上就是将预测的理论值也实际相结合，首先认真分析预测值和实际值之间的差距及产生差距的原因。然后根据查明的原因，适当改变输入数据及参数，进行反馈调整，使预测质量进一步提高。
6、系统性原理
系统性原理认为预测对象是一个完整的系统，它本身有内在的系统，又因与外界事物的联系形成它的外在系统。预测对象的未来发展是系统整体的动态发展，而整个系统的动态发展与它的各个组成部分和影响因素之间的相互作用相互影响密切相关。系统性原理强调整体最佳，只有系统整体最佳的预测，才是高质量的预测，才能为决策者提供最佳的预测方案。
1.2.5 负荷预测的步骤
负荷预测工作的关键在于收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，进行大量试验性研究，总结经验，不断修正模型和算法，以准确反映负荷变化规律。其基本过程如下[1]。
具体的过程如下：
（1）调查和选择历史数据资料。多方面调查和收集资料，包括电力企业内部资料和外部资料，从众多的资料中挑选出有用的部分，即把资料浓缩到最小量。挑选资料时的标准要是直接、可靠并且要最新的资料。如果资料收集和选择的不好，会直接影响负荷预测的质量。
（2）历史资料的整理。一般来说，由于负荷预测的质量不会超过所用资料的质量，所用要对所收集的与负荷有关的统计资料进行审核和必要的加工整理，来保证资料的质量，从而为保证预测质量打下基础，即要注意资料的完整无缺，数字准确无误，反映的都是正常状态下的水平，资料中没有异常的“分离项”，还要注意资料的补缺，并对不可靠的资料加以核实调整。
（3）对负荷数据的处理。在经过初步调整之后，还要对所用资料进行数据分析预处理，即对历史资料中的异常值的平稳化以及缺失数据的补遗，针对异常数据，主要采用水平处理和垂直处理方法。
数据的水平处理即在进行分析数据时，将前后两个时间的负荷数据作为基准，设定待处理数据的最大变动范围，当待处理数据超过这个范围，就视为不良数据，采用
平均值的方法平稳其变化。数据的垂直处理在负荷数据预处理时考虑其24h的小周期，即认为不同日期的同一时刻的负荷应该具有相似性，同时刻的负荷值应维持在一定的范围内，对于超出范围的不良数据修正为待处理数据的最近几天该时刻的负荷平均值。
（4）建立负荷预测模型。负荷预测模型是统计资料轨迹的概括，预测模型是多种多样的，因此，对于具体资料要选择恰当的预测模型，这是符合预测的至关重要的一步。当由于模型选择不当而造成预测误差过大时，就需要改换模型，必要时，还可同时采用几种数学模型分别进行运算，以便对比、选择。
在选择适当的预测技术后，建立负荷预测数学模型，进行预测工作。由于已掌握的发展变化规律，并不能代表将来变化规律，所以要对影响预测对象的新因素进行分析，对预测的模型进行恰当的修正后确定预测值。
（5）应用预测模型。将模型应用到实际的系统中，对未来时段情况进行预测。
（6）评价预测结果。通过对各种方法的预测结果进行比较和综合分析，根据经验和常识判断结果的合理性，对预测结果进行适当的修正，求得最终的预测结果。
（7）评价预测精度。对所采用预测方法进行可信度分析。
（8）编写预测分析报告。汇总以上内容，编写满足相关要求的电力负荷预测及其分析报告。
具体的预测步骤可根据具体情况进行简化和整理。
1.3 国内外负荷预测的研究现状与发展趋势
长期以来，国内外对电力的预测工作进行了长期研究。产生了许多电力负荷预测的理论和方法。一类是电力弹性系数、综合电耗法、产值单耗法和增长速度法。另一类是一元相关法、多元相关法、回归分析法和灰色系统法等。如果使用前一类方法，则需要先预测出产值、产量和增长速度等数据。目前我国经济正处于转型时期，很多数据无法测出或无法测准。而且已有的用电系数、用电定额等如今也会发生变化，用两种准确度不高的数据来计算，得到的预测值也不会很准确。如果使用后一类方法，首先要用统计分析方法找出用电量、负荷与时间、各行业总产值、国内生产总值等数值之间的关系和变化的规律，从而建立数学模型，然后用数学模型来进行预测。整个预测的过程也是对数学模型不断的进行校验和调整的过程。这个过程一般来说也不是短时间就可以完成的[6]。
于是，有学者开始将各种智能化算法，如人工神经网络法、遗传算法、最小绝对值滤波算法等用于在受到诸如气象变化、经济环境变化等随机因素干扰情况下的电力
系统负荷预测。由于电力系统的负荷受众多不确定因素的影响，是典型的灰色系统，运用灰色系统来分析众多不确定因素与电力负荷预测的关联度已经运用广泛，但如何准确定量描述，以何种准则来进行不确定因素的人工修整仍是一个难题，所以，通常很多地区很大程度上依靠预测人员的经验进行预测[3]。
与此同时，科学家们正在研究新的预测技术，其中最具有代表性的就是模糊预测技术和利用人工神经网络的预测方法，国内外也发表了很多关于这两种方法论文，但对于这些方法还尚未获得统一的认识，还未形成公认的数学预测模型，因此，要把这些新的预测方法运用到实际中还存在一定的距离，但是，它们的发展前景却是不可估量的。
1.4 本文的主要工作
本文是关于电力负荷预测的理论研究学习，所要完成的工作主要包括以下几点：（1）查阅相关电力负荷预测参考文献,学习预测理论和模型。
（2）对清远市历史GDP和电量数据等资料进行数学分析，并采用灰色预测法的GM（1，1）模型和BP神经网络得到清远市十二五规划期间的电力系统负荷。本文主要的是预测其全社会用电量。
（3）对预测结果作出分析比较，给出相关结论和建议。
（4）采用Matlab编制出程序软件。
同时，在时间允许的情况下，可在预测结果上进行完善与改进，即通过改进GM （1,1）预测模型以及BP神经网络，或者利用组合预测来提高预测效果和精度。
1.5 本章小结
本章是整个课题顺利完成的前期准备工作，是撰写完整课题的必要阶段。本章选题背景与意义、负荷预测的分类、特点、原理与步骤的介绍，旨在于对负荷预测进行一些基础性的总结，同时，对负荷预测国内外现状的研究描述，目的在于清楚负荷预测已有的技术及存在的问题，对本文主要工作的阐述，是大致了解课题所要完成的任务。只有清楚了上述情况，才能进行后续的工作，并且从上述所描述中我们可以较为清楚的知道：本次课题要从哪里做起，需要做些什么工作，工作完成之后需要得到什么样的结论，需要获得什么样的数据。这一系列的问题都可以从本章中得到较为满意的答案。
总之本章是一个基础性的章节，针对本章所需内容的简要分析，是为后续工作做必要的准备，因此，这一系列的前期准备工作就显得十分有必要。
第二章负荷预测方法综述
2.1 负荷预测方法简要分析
2.1.1 单耗法
单耗法[2]即单位产品电耗法，是通过某一工业产品的平均单位产品用电量以及该产品的产量，得到生产这种产品的总用电量，计算公式是：
=（2-1）
A b g
式中：A——用电量；
b——产品产量；
g——产品的单位耗电量。
单耗法需要做大量细致的统计工作，近期预测效果较佳。但实际中很难对所有产品较准确地求出其用电单耗，工作量也较大。有时考虑用国民生产总值或工农业生产总值b，结合其电量单耗（产值单耗）g，计算出用电量A bg
=，这就是产值单耗法。
2.1.2 趋势外推法
当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条适合的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型)(t
y=。当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时，
f
赋予变量所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列未来值，这就是趋势外推法[2]。外推法有线性趋势外推法、对数趋势外推法、二次曲线趋势外推法、指数曲线趋势外推法，生长曲线趋势外推法。
应用趋势外推法有两个假设条件：（1）假设负荷没有跳跃式变化；（2）假设负荷的发展因素也决定未来的发展，其条件是不变或变化不大。选择合适的趋势模型是应用趋势外推法的重要环节，图像识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方法。
第二章 负荷预测方法综述
趋势外推法的优点是只需要历史数据、所需的数据量较少。缺点是如果负荷出现变动，会引起较大的误差。
2.1.3 弹性系数法
电力弹性系数的一般定义为：
a b
β=
（2-2）
其中，a 、b 分别为电力或电量和国内生产总值的年均增长率。
电力弹性系数法[2]就是利用电力弹性系数对某一地区的电力负荷进行预测的方法。若已知电力弹性系数的预测值为β，规划期的国内生产总值（GDP ）的年均增长率为K α，则根据电力弹性系数的一般定义，可测算出电力或电量的年均增长率为：
K
P βα
α= （2-3）
那么，就可以利用下面公式预测出规划期所需的电力或电量：
()t K
t W W βα
+=10 （2-4） 式中：t W ——规划期的电力或电量；
0W ——基年的实际电力或电量；
β——规划期采用的电力弹性系数；
K α——规划期预计的国内生产总值年均增长率；
t
——基年至规划年间隔的年数。
弹性系数法预测电力负荷的关键及核心的问题是如何确定规划期的电力弹性系数值。由于弹性系数值受多方面因素的影响，而且又具有某种时间惯性，因此既可以从历史数据中寻找，又必须考虑它在未来可能发生的变化，从分析影响弹性系数的诸因素的变化中去预测（或估计）出规划期弹性系数的可能取值。
应用弹性系数法预测电力负荷，一般仅适合于大范围、较长时段的预测，属于较长期趋势预测。它是一种宏观预测方法，因此，预测时段短、预测范围小时，应用电力弹性系数法难以获得满意的结果。
当然，弹性系数法也有其自身的优点，那就是计算简单，这也是该方法的最大特点。
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2.1.4 回归预测法
基于电力负荷量是由经济发展程度所决定的，因此回归预测类模型便通过建立负荷与经济变量的相关关系，以回归预测技术来实现对电力负荷发展规律的描述。由于在预测过程中，以数理统计中的回归分析方法为基础来确定变量之间的相关关系而达到预测目的，故而称为回归预测模型或经济预测模型预测法，简称回归预测法[1]。
回归预测法是目前广泛应用的定量预测方法，通过对历史数据的分析研究，探索经济、社会各有关因素与电力负荷的内在联系和发展变化规律，并根据对规划期内，本地区经济、社会发展情况的预测来推算未来的负荷，其任务是确定预测值和影响因子之间的关系。
在具体实现中，电力负荷预测的回归预测模型往往是通过对影响因子值（比如国民生产总值、工农业总产值、人口和气候等）和用电的历史资料进行统计分析，以确定用电量和影响因子之间的函数关系，从而实现预测。该方法依赖于模型的准确性，更依赖于影响因子本身预测的准确度。
回归预测法是最小二乘法原理的发展，根据自变量的多少，可分为一元线性回归、二元线性回归和多元线性回归，此外，还有非线性回归等回归模型。
利用回归预测法时，主要采用多元非线性回归模型建立负荷与影响因素之间的关系，预测值可写为：
()()n
t i
i
Y a b x t =+
∑
（2-5） 式中：()t Y 为t 时刻的预测负荷值；()()i x t 为第i 个影响负荷变化的因素在t 时刻的取值；a i ，b i 为回归系数。
回归分析法的主要优点在于它能够通过模型来解释各变量之间的关系，它对因果关系的处理是十分有效的。同时，它也有缺点：一是要收集较多的观测值，它的预测准确度与样本有关，所以付出的代价一般比较大；二是计算量大；三是要经常评审模型。
2.1.5 时间序列法
时间序列法[4]是一种最为常见的短期负荷预测方法，它是针对整个观测序列呈现出的某种随机过程的特性，去建立和估计产生实际序列的随机过程的模型，然后用这些模型去进行预测。它利用了电力负荷变动的惯性特征和时间上的延续性，通过对历史数据时间序列的分析处理，确定其基本特征和变化规律，预测未来负荷。
时间序列预测方法可分为确定型和随机性两类，确定型时间序列作为模型残差用
第二章负荷预测方法综述
于估计预测区间的大小，随机型时间序列预测模型可以看作一个线性滤波器。根据线性滤波器的特性，时间序列可划为自回归(AR)、动平均(MA)、自回归-动平均(ARMA)、累计式自回归-动平均(ARIMA)、传递函数(TF)几类模型，其负荷预测过程一般分为模型识别、模型参数估计、模型检验、负荷预测、精度检验预测值修正5个阶段。
2.1.6 专家预测法
专家预测法分为专家会议法和专家小组法。专家会议法通过召集专家开会，面对面讨论问题，每个专家能充分发表意见，并听取其他专家意见。这种方法缺点是：①参加会议的人数有限影响代表性；②权威者的意见将起主导作用，一些专家盲从权威者的意见，或者碍于面子，不坚持与权威者不同的看法。因此，得出的结论不能集中所有专家的正确看法。专家小组法可以避免这些问题，专家小组法又称德尔菲法（Ddelphi）。古希腊传说中，在德尔菲有一个阿波罗神殿，希腊神在此可以预卜未来。本世纪40年代，美国兰德公司借用德尔菲这个地名，把专家小组预测法叫做德尔菲预测法。专家们不通过会议形式，而是通过书面形式独立的发表个人见解，专家之间相互保密，经过多次反复，给专家以重新考虑并修改原先意见的机会，最后综合出预测结果。德尔菲法最初用于科学发现和技术发明的预测，后来逐步用于经济预测。它在电力系统中可以用来预测未来哪些电力技术将有突破性发展，这种突破将在何时发生；某一地区哪一时期的用电水平将有何等显著性变化；更具体地，未来一年或者几年全国或地区发电量及用电量的预测等[2]。
2.1.7 小波分析预测技术
小波分析[5]是今年来兴起的一种新的信号分析处理技术，它在时域和频域上同时具有良好的局部化性质，在处理非平稳时间序列中体现出很大的优越性。其优于传统的Fourier分析的主要之处在于：能对不同的频率成分采用逐渐精细的采样步长，从而可以聚焦到信号的任意细节，尤其是对奇异信号很敏感，能很好的处理微弱或突变的信号，其目标是将一个信号的信息转化成小波系数，从而能够方便地加以处理、存储、传递、分析或被用于重建原始信号。这些优点决定了小波分析可以有效地应用于负荷预测问题的研究。
2.1.8 优先组合预测技术
优选组合预测[2]有两类概念，一指将几种预测方法得到的预测结果，选取适当的权重进行加权平均的一种预测方法；二是指在集中预测方法中比较，选择拟合度最佳或差标准最小的预测模型作为最优模型进行预测。组合预测方法是建立在最大信息利
华南理工大学广州学院本科毕业论文说明书
用的基础上，它集结了多种单一模型所包含的信息，进行最优组合。因此，在大多数情况下，通过组合预测可以达到改善预测结果的目的。
组合预测是在单个预测模型不能完全正确地描述预测量的变化规律时发挥其作用。一个能够完全反应预测量变化规律的模型完全可能比组合预测效果好。如果可以找到一个能够很好地反映经济发展过程规律的模型，则用这个模型预测是很合适的，如果这个模型不易找到，或者把握不大，则采用不同预测角度建立多种模型进行组合预测是一种有效的补偿方法，特别是简单平均组合预测更是一种较为简便、稳健的实用方法。组合预测理论认为：对同一预测问题而言，多个不同预测模型的线性组合在一定条件下能够有效地改善模型的拟合能力和提高预测的精度因此，应用优化组合预测方法进行电力负荷预测，能将各个模型有机地组合在一起，综合各个模型的优点，获得更为准确的预测结果，优化组合预测方法从理论上可以求得最佳的组合权系数。如果这个权系数能保持稳定，应用优化组合预测方法将取得很好的效果。但实际上优化组合预测方法得出权值常常不稳定，从而影响预测结果精度。其优点是预测精度较高，确定性较好。缺点是受到两方面的限制：一个是不可能将所有在未来起作用的因素全包含在模型中；另一个是很难确定众多参数之间的精确关系在各个部门间转换模型。
2.2 本章小结
本章主要是对负荷预测的部分方法进行了简单的描述与分析，通过参阅部分参考文献可知，任何一种预测方法都有其自身的优点与缺点，当我们就某地未来用电量进行预测时，就必须综合考虑当地的实际情况，合理的选择适合本地未来用电量的预测方法。同时，随着国内外对电力负荷预测方法的深入研究，对电力负荷预测方法提出了新的发展方向，如上文中提到的专家系统预测技术、优先组合预测技术、小波分析预测技术等新技术，就是为了填补目前大众方法的不足而提出来的。本论文所要用到的神经网络法也一种新的预测技术，该方法在对于数值不稳定，温度以及气象等因素导致预测结果不精确上取得了重大的成就。
物理学的意义
物理学的意义 ——我的物理学观我相信理学知识是人类智能的结晶。物理学，在我看来，是研究事物宏观及微观变化规律的，尤其是运动的变化规律。 我对生存的环境有着诸多的不解，心中一直有深深认识它的渴望。于是常常思考，日月为何会发光，风为什么看不见但却有那样强大的力量？对于这样的问题，单是靠个人的思想我想不明白，如中国古人荀子所言：“终日所思不如须臾之所学。”单是目前对物理学这么一丁点儿的学习认识就让我感受到物理学对我认知世界有多么重要。这一学科的知识是千百年来无数人努力探索的成果，而继承先人的智慧，对我来说，有着极其重要的意义。 今天，我们享用着科学研究所带来的前所未有的技术成果，然而，这一切都离不开物理学的研究和发展。近400年，尤其是近100多年，人类社会的进步超过了过去的几千年。而这段时期，也正是物理学飞速发展的时期。今天的物理学正以它特有的魅力，影响和推动着其它学科乃至社会的飞速发展，并日益展现出其强大的基础科学功能。 物理学是自然科学的基础，它是在人们认识自然和改造自然的过程中发展和壮大起来的。自然科学与生产实践相结合变成直接的社会生产力，社会生产力的发展又推动自然科学向更深层次发展。从更深层次上分析，物理学的发展和完善不仅推动了整个自然科学的发展
和完善，同时也推动了社会的进步。物理学中的科学实验方法是检验自然科学真理性的标准。物理学的发展促进了辩证唯物主义的完善和发展，它的每一次大的飞跃都为自然科学的发展创建了一新的平台。在这个新的平台之上，社会对新的技术的需求增大。正如恩格斯所总结的:“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。” 物理学描绘了物质世界的一幅完整的图象，它揭示出各种运动形态的相互联系与相互转化，充分体现了世界的物质性与物质世界的统一性。物理学史告诉我们，新的物理概念和物理观念的确立是人类认识史上的一个飞跃，只有冲破旧的传统观念的束缚才能得以问世。正确的科学观与世界观的确立，对科学的发展具有重要的作用。物理学是理论和实验紧密结合的科学。物理学中很多重大的发现，重要原理的提出和发展都体现了实验与理论的辩证关系：实验是理论的基础，理论的正确与否要接受实验的检验，而理论对实验又有重要的指导作用，二者的结合推动物理学向前发展。通过学习物理学，能够使我形成正确的世界观。 一个科学理论的形成过程离不开科学思想的指导和科学方法的 应用。正确的科学思维和科学方法是在人的认识途径上实现从现象到本质，从偶然性到必然性，从未知到已知的桥梁。这样的科学方法能够使我在学习过程中打开学科大门的钥匙，在工作中便有了科技创新的锐利武器。 生活离不开物质,离不开运动,离不开生命,离不开思考。人是有生命的,有思想的,有智慧的。一个纯粹的物质世界却能诞生出我们具
物理知识在实际生活中的一些应用
初中物理知识在实际生活中的一些应用 寨里中学刘善锋 物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的加深起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了重要的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家的科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展、社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。 新课程标准告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，通过探索物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。”在生活中，我们会接触到各种各样的物体，为了更好的了解和使用它们，就要用到相关的物理知识。用身边的事例去解释和总结物理规律，学生易于接受和理解。只要时时留意，经常总结，就会不断发现有利于物理教学的事例，从而丰富我们的课堂，活跃教学气氛，简化物理概念和规律。 物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略，在比萨大教堂做礼拜时，悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣，后来反复观察，反复研究，发现了摆的等时性原理；勇于实践的美国物理学家富兰克林，为认清“天神发怒”的本质，在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子，冒着生命危险，利用一个带铁丝的风筝将“上帝之火”请下凡间，由此发明了避雷针；古希腊阿基米德发现阿基米德原理；牛顿从苹果落地发现了万有引力定律；德国物理学家伦琴发现X射线……研究身边的琐事并因此成名的物理学家的事例不胜枚举。 物理学也存在于同学们身边。学习了电学知识后，同学们发现电在我们生活中起着举足轻重的作用。电灯、电视机、电饭煲、电褥子、电磁炉等，在很多家庭中都是必需品。当某个时候突然停电时，我们会变得手足无措。没有了电视，我们会觉得生活很单调;没有了电灯，我们会觉得回到了点煤油灯的时代。特别是现在的孩子，每次遇到这种情况，他们都会感叹电在现代文明中的重要作用。 于是，同学们自发的对家庭中涉及到电的物体进行了探究。经过一段时间的努力，他们得出各种各样的结论。在交流的基础上，各小组进行了汇总，得出几方面的结论： 一、在家庭线路安装方面 1.电表箱中电能表的选择，220V 20A的规格满足了大多数家庭用电器总功率 过大的要求。 2.电线的选择，2.5平方毫米的铜导线允许通过的最大电流23A，即与电能表 相匹配，又满足了大功率用电器对导线的安全要求。 3.闸刀开关中的保险丝，熔点低，电阻大。当线路中出现短路或过载时能自 动熔断，起到保护电路的作用。 4.漏电断路器，比闸刀开关更先进一些，除了对短路和过载起作用外，对于 意外的漏电和触电事故能起到自动跳闸的作用，更好的保障我们的人身安全。 5.三孔插座中的地线，可以把漏电电流及时的导入大地，避免了因用电器漏 电造成的人身触电事故。洗衣机、空调和其它大功率用电器的电源线都是三线 插头，就是为了和地线配套使用。 二、厨房中的电器 1.电饭煲利用电流的热效应，把电能转化为热能，它的热效率较低。 2.电磁炉能把电能转化为电磁能，电磁能转化为电能，电能再转化为热能。
物理模型在中学物理教学中的作用和意义
学号20095040104 学院物理电子工程学院 专业物理学 年级2009级 姓名杨超 论文题目物理模型在中学物理教学中的作用和意义 指导教师刘慧职称高级实验师
2013年05月01日
目录 摘要 (1) Abstract (1) 引言 (1) 1物理模型的概念 (2) 2物理模型的种类 (2) 2.1 理想化物理模型和探索性物理模型 (2) 2.2 对象模型、过程模型和理论模型 (2) 3物理模型在中学教育中的作用 (5) 3.1 物理模型可以培养学生正确的科学思维方法 (5) 3.2 物理模型具有教师传播知识和学生获取知识的桥梁作用 (5) 3.3 物理模型具有软化教学过程的作用 (6) 4物理模型在中学物理教学中的意义 (6) 4.1 物理模型能够促进学生适应新一轮课程改革 (6) 4.2 物理模型能够促进知识迁移创新学习 (6) 4.3 物理模型能够满足高考改革的需求 (6) 5培养学生构建物理模型的能力 (6) 5.1 引导学生主动掌握建立物理模型的方法 (6) 5.2 模式化构建模型步骤 (7) 5.3 充分利用教学资源降低构建模型的难度 (7) 5.4 重视思维程序训练 (7) 结束语 (8) 参考文献 (8)
物理模型在中学物理教学中的作用和意义 学生姓名：杨超学号：20095040104 学院：物理电子工程学院专业：物理学 指导教师：刘慧职称：高级实验师 摘要：在我国的传统物理教学中，教师比较注重知识的传授，教学活动的开展都是围绕如何有效地传授物理知识。在这样的环境下，学生的知识掌握比较牢固，但随着教育改革的深入，对学生解决实际问题和探索性问题能力的要求越来越高，传统的教育模式已经无法满足学生能力提高的需要。针对这一现象，本论文提出应该重视物理模型在中学物理教学中的作用和意义。本文主要介绍了物理模型的概念、分类以及在中学物理教学中的作用和意义，最后还介绍了培养学生构建物理模型能力的方法。 关键词：物理模型；作用和意义；模型构建 Roles and significances of physical models in middle school teaching Abstract：Traditional physical education in our country pays more attention to imparting knowledge, so the whole teaching process was just around how to teach effectively. In this situation, the students could master the knowledge well. However, as the education reform further, the demand ever higher in solving practical or exploratory problems. Traditional education has been unable to meet the students’ needs of improving the ability. Aiming at this phenomenon, This essay presents that it’s necessary to think highly of the roles and significances of physical models in middle school teaching. This essay mainly introduces the physical models’concept and classification, the roles and significances of physical models are also highlighted. At last, it introduces the ways to improve the students’ ability of constructing physical models. Key words：physical models；roles and significances；models constructing 引言 物理学的研究对象遍及整个物质世界,大到天体,小至基本粒子,无奇不有,无所不在。面对具体复杂的物体,研究它们形形色色的运动,如果不采取科学思维方法,人
浅析物理学史在中学物理教学中的意义和作用
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5e15508959.html, 浅析物理学史在中学物理教学中的意义和作用 作者：王泽秀 来源：《理科爱好者·教育教学版》2011年第01期 摘要：培养和提高中学生的终生体育意识，是体育发展的趋势，是新课程改革的内在要求。而学校体育又是学生终身体育的基础。因此，我们体育教师应积极采取措施来激发学生的运动兴趣，形成对体育的热爱，养成经常参加体育运动的习惯，逐步建立终身体育的意识， 关键词：中学生；终身体育意识；培养；策略 [中图分类号]G633.96[文献标识码]C[文章编号]1671-8437(2011)01-0106-01 一引言 终身体育是90年代以来体育发展和改革中提出的一个新概念。终身体育是指一个人终身进行身体锻炼和接受体育教育。它包含两个方面的内容：一是指人从生命开始至生命结束不停地学习与参加身体锻炼，使体育成为生活中不可或缺的内容；二是在终身体育思想的指导下，以体育的体系化、整体化为目标，为人在不同时期、不同生活领域中提供参加体育活动的机会和实践过程。 中学阶段的学生正处在青春发育期，是培养体育意识，养成体育锻炼习惯，掌握体育知识与技能，全面锻炼身体，促进身心健康的重要时期。这个阶段的身体生长、发育如何，将直接影响他们的一生。所以，学校体育在终身体育的体系中，起着承上启下的作用，其目的、任务具有明显的奠基功能和终身效益。所以，学校体育是学生终身体育的基础和关键的环节。在学校体育教学中推行终身体育，培养学生终身体育的意识、习惯、技巧和能力，使他们离开学校后能够继续经常从事有益的体育活动，将体育看成生活中必不可缺少的组成部分。 二学校体育教育如何培养中学生的终身体育意识 (一)加强体育理论教育
关于现代物理学在科技中的应用
现代物理学在航天技术中的应用 我国航天技术持续的不断发展，为我国空间科学的发展以及空间探测奠定坚实的基础。空间的物理学研究将不仅带动我国基础科学研究，而且将引领我国航天技术水平的进一步提高，有效促进空间科学与航天科技水平的协调发展。自上世纪90年代开始，我国利用“神舟”号飞船和返回式卫星，在空间材料和流体物理以及空间技术研究等领域开展了大量实验研究，取得一批重要成果。根据我国空间科学中长期发展规划，将利用返回式卫是进行微重力科学实验，同时探讨进行引力理论验证的专星方案。空间的物理学研究涉及空间基础物理、微重力流体物体、微重力燃烧、空间材料科学和空间生物技术等学科领域。空间基础物理涉及当今物理学的许多前沿的重大基础问题，在科学上极为重要，在我国还是薄弱领域。随着我国经济实力的增长，应该适时地安排引力理论家验证的专星研究。一、空间引力实验与引力波探测基础物理实验研究检验现有引力理论的假设和预言、寻找新的相互作用和引力波探测将为认识引力规律和四种相互作用的统一理论提供实验依据。加强空间引力实验和空间天文观测对于我国在空间基础科学领域参与国际竞争和发展高新空间技术具有重要牵引意义。与会专家认为应开展如下研究工作: 1、空间等效原理实验检验(TEPO); 2、空间微米作用程下非牛顿引力实验检验(TISS); 3、激光天文动力学空间计划(ASTROD); 4、空间引力波探测。 二、空间的冷原子物理和原子钟研究 冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。为了突破地面实验的温度极限和空间尺度，增加测量时间，以便进行更高精度的测量和探索新的物理现象，在微重力环境下进行冷原子物理实验是非常必要的。专家建议开展如下研究工作: 1、空间实验室中的物质波及其相干性研究; 2、微重力条件下用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚探索物理极限; 3、空间超高精度微波原子钟; 4、空间高精度光钟。 三、微重力流体物理 微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺
物理学史在物理教学中的作用
物理学史在物理教学中的作用 物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。而在初中物理教材中没有较系统的介绍物理学的发展史，只是在物理概念和规律的引入时安排了一些物理史实的片段和物理学家的姓名作简单的介绍和提及。在物理教学中通过展现历史上物理学家探索物理世界奥秘的艰辛历程，可以让学生从物理学发展的历史中领悟到科学的本质、科学的人性以及科学思想、科学方法和科学精神，从而全面提高学生的科学素养。所以在物理教学中比较系统地介绍物理学史是很有必要的，其表现为以下四个方面： 一、对物理学发展史有较系统的了解，有利于学生思维的开拓。探索精神的发扬和能力的培养。 通过学生在初中对物理的学习，基本上能掌握《课程标准》中所规定的物理概念和规律，并能应用所学的知识，去解释一些简单的物理现象和解决物理问题，但绝大多数学生对物理学发展的历史过程却是个盲点，不了解所学到的知识在历史发展的过程中属于哪一段，这段在整个物理理论建立和发展的过程中起什么样的作用，是否存在一定的局限性。是否还有发展和完善的可能，只是为了学而学。这样不利于发扬学生的主观能动性，发扬勇于探索和开拓的精神，不利于人才的培养。根据素质教育的要求不仅要教会学生掌握物理基本概念和基本规律，更重要的是让学生对物理的发展历史过程有一个简单的、较系统的了解，根据学生的现有知识水平和理解能力介绍物理思想，物理学的研究方法，介绍物理概念的形成过程，这样不仅有利于学生的各方面能力的培养，还有利于学生的辩证唯物主义世界观的教育有利于物理人才的培养：更有利于培养社会需要的人才。也使他们对近代物理学发展有一个初步的了解。近代物理学的研究对象范围之大、程度之深、内容之复杂是史无前例的，与以往的历史大不相同。但只有对以往历史的了解，才能发展未来。正如获得诺贝尔物理学奖的杨振宁教授所说：“在所有的物理学和数学的最前沿的工作，很大一部分是要在猜想上……当然并不是说可以胡乱猜想的，必须建立在过去的一些知识上面”。这里所指的过去知识就是指已经发展的历史过程，只有了解过去的历史，才有今天有根据的猜想，才有明天的新突破。 二、对物理学史的了解，有助于学生对物理知识的理解和掌握。 根据物理教学情况，不可能有太多的时间来较系统介绍物理学发展的历史，但可以把部分的内容体现在平时的教学中，可以根据教材的编排特点，在单元复习中结合知识结构的整理，系统介绍这些知识获得历史过程和方法以及在物理学史中的位置和作用，逐步地分单元地把物理学史系统而又简单介绍给学生，这样不仅扩大了学生的知识面，而且有利于学生对物理知识的掌握和理解。例如在完成九年级教材第十四章《电和磁》中的《电磁感应》的教学内容后，可以按奥斯特发现电流的磁效应的现象为线索介绍历史上人们对电和磁的认识过程，使学生了解奥斯特以大胆探索不断开拓的进取精神突破了以往认为电和磁割裂的观点，揭示了电和磁的关系，使学生了解奥斯特的电流磁效应现象的发现是物理学史上
蛋白质提取的几种简单方法
蛋白质的提取方法 选择材料及预处理 以蛋白质和结构与功能为基础，从分子水平上认识生命现象，已经成为现代生物学发展的主要方向，研究蛋白质，首先要得到高度纯化并具有生物活性的目的物质。蛋白质的制备工作涉及物理、化学和生物等各方面知识，但基本原理不外乎两方面。一是得用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中，如盐析，有机溶剂提取，层析和结晶等；二是将混合物置于单一物相中，通过物理力场的作用使各组分分配于来同区域而达到分离目的，如电泳，超速离心，超滤等。在所有这些方法的应用中必须注意保存生物大分子的完整性，防止酸、硷、高温，剧烈机械作用而导致所提物质生物活性的丧失。蛋白质的制备一般分为以下四个阶段：选择材料和预处理，细胞的破碎及细胞器的分离，提取和纯化，浓细、干燥和保存。 微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料，所选用的材料主要依据实验目的来确定。对于微生物，应注意它的生长期，在微生物的对数生长期，酶和核酸的含量较高，可以获得高产量，以微生物为材料时有两种情况： （1）得用微生物菌体分泌到培养基中的代谢产物和胞外酶等； （2）利用菌体含有的生化物质，如蛋白质、核酸和胞内酶等。植物材料必须经过去壳，脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同，其中所含生物大分子的量变化很大，另外与季节性关系密切。对动物组织，必须选择有效成份含量丰富的脏器组织为原材料，先进行绞碎、脱脂等处理。另外，对预处理好的材料，若不立即进行实验，应冷冻保存，对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。 蛋白质的分离纯化 一，蛋白质（包括酶）的提取 大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。 （一）水溶液提取法 稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大、是提取蛋白质最常用的溶剂，通常用量是原材料体积的1-5倍，提取时需要均匀的搅拌，以利于蛋白质的溶解。提取的温度要视有效成份性质而定。一方面，多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大，因此，温度高利于溶解，缩短提取时间。但另一方面，温度升高会使蛋白质变性失活，因此，基于这一点考虑提取蛋白质和酶时一般采用低温（5度以下）操作。为了避免蛋白质提以过程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制剂（如二异丙基氟磷酸，碘乙酸等）。 下面着重讨论提取液的pH值和盐浓度的选择。
热力学在生活中的应用
本科课程论文 题目热力学在生活中的应用 学院工程技术学院 专业机械设计制造及其自动化 年级 学号 姓名 指导老师 2014年11月20日
目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.前言 (3) 4.正文 (3) 4.1热力学第一定律 (3) 4.2热力学第二定律 (4) 4.3生活中的热力学现象及应用 (4) 4.4 热机 (5) 4.5 结论 (6) 5.参考文献 (7)
热力学在生活中的应用 1.摘要：热力学第一和第二定律是热力学的最基本最重要 的理论基础，其中热力学第一定律从数量上描述了热能与 机械能相互转换时数量的关系。热力学第二定律从质量上 说明热能与机械能之间的差别，指出能量转换是时条件和 方向性。在工程上它们都有很强的指导意义。 2.关键字：热力学生活应用热机 3.前言：热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的 交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了 社会的快速发展也不可避免地损失部分能量并对环境造 成一定程度的污染。 4.正文： 4.1 热力学第一定律 热力学第一定律：热力学的基本定律之一。是能的转 化与守恒定律在热力学中的表现。它指出热是物质运动的 一种形式，并表明，一个体系能增加的量值△E（=E末-E 初）等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和，可表示为△E＝W＋Q。 对热力学第一定律应从广义上理解，应把系统能的变 化看作是系统所含的一切能量（如化学的、热的、电磁的、原子核的、场的能量等）的变化，而所作的功是各种形式 的功，如此理解后，热力学第一定律就成了能量转换和守 恒定律。在1885年，恩格斯把这个原理改述为“能量转化 与守恒定律”，从而准确而深刻地反映了这一定律的本质容。 同时热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不 可能制造的。在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机
物理学史的研究现状及教育作用
物理学史的研究现状及教育作用 发表时间：2020-04-01T10:16:30.040Z 来源：《教育学文摘》2019年8月16期5批次作者：刘朋朋[导读] 在新课程改革的大背景下，中学物理课堂中融入物理学史是改革的必然趋势 摘要：在新课程改革的大背景下，中学物理课堂中融入物理学史是改革的必然趋势。这是因为物理学史有着重要的教育作用，物理学史可以激发学生的学习兴趣，启发学生的科学思维，培养学生的科学精神。目前国内外的专家、学者对物理学史做了大量的研究，并取得了一些研究成果。综观这些研究可以发现一些共同特点:在研究方向上，对于物理学史的教育价值、教育意义研究较多，而具体实施方法研究较少；在物理学史的教学建议上，原则性阐述较多，结合物理教材的深入研究较少。本文主要阐述物理学史的研究现状及教育作用。关键字：物理学史；课堂；兴趣；科学方法；科学精神 一、物理学史的研究现状 近年来，物理学史的教育作用引起了国内外专家、学者的重视，他们纷纷投入这方面的研究，并取得了一些重要成果。在这方面美国起步最早，研究的基础也比较深厚，从二十世纪四十年代开始，就对物理学史进行研究，研究物理发展过程，研究物理学家的成果，研究物理学家的研究方法，研究物理学史的教育作用，发展非常迅速，使美国在这一方面的研究一直处于世界领先地位。而我国在这方面的研究就比较晚，物理学史教育的研究最早在二十世纪八十年代，真正进入物理学史的研究行列是在九十年代，这个时期将物理学史引入中学物理教学的呼声越来越高。1982年中国科技史学会在北京召开了第一次物理学史讨论会，会议就物理学史教学进行了专门讨论。1986年中国物理学会召开“物理学史普及工作座谈会”，会议明确提出“用物理学史改进物理教学”的重大问题。1999年中国物理学史学会在北京和杭州召开，为北京市和浙江省100多位中学教师讲授“物理学史引人物理教学”知识，并普及物理学史知识。近几年，物理学史和物理教学的结合发展很快，部分新出版的教材也尝试着将物理学史有机地编入教材。在此过程中，越来越多的教师投入到了探索行列，有关的学术观点和研究成果不断涌现。但是对于物理学史的教育价值、教育意义研究比较多，而具体实施方法研究较少，研究还浮在表面；在物理学史的教学建议上，原则性阐述较多，结合物理教材的深入研究较少。 新课程改革也尝试着将物理学史融入物理教学中，从学习者的角度出发强调学生是学习的主体，教师只是学生学习的引导者，可是实施情况令人担忧。目前只有大学物理课堂上才讲述物理学史，讲得也不是太多，更多还是知识的讲解，部分讲座中也涉及到一些物理学史。而中学物理课堂中却很少融入物理学史，即使教材中涉及到一些物理学史，教师也不愿意花费时间讲述物理学史。有些年轻教师也讲一点，但也是蜻蜓点水，没有讲出实质性的东西。例如2019年一研究者曾对北碚区六所中学的53名高中物理教师在物理教学中融入物理学史的状况进行调查，发现只有24.1％的物理教师经常在物理教学中融入物理学史，62.9％的物理教师偶尔在教学中融入物理学史，13.0％的物理教师在教学中基本不融入物理学史。这是因为高考中很少出现有关物理学史方面的考题，部分教师认为学生学习知识不需要关注它的过去，过去的科学不如现在的，后者已经取代了前者，对前者进行教学研究已经没有任何意义了。还有些教师认为中学物理课时很少，教师几乎没有足够的时间来讲述物理学家的主要研究成果，更没有时间来解释这些成果是如何得到的。 二、物理学史的研究意义 古人云：以铜为鉴可正衣冠，以古为鉴可知兴衰，以人为鉴可以明得失，以史为鉴可以知兴替。学习物理也是一样，我们不仅要了解前人的研究成果，还要学习他们的研究方法，知道他们的研究过程，学习他们对待科学的态度，并从中受到教育。 物理学史是一个巨大的精神宝库，很值得我们去挖掘、去开发、去利用。它具体介绍了一些物理学家的研究成果，揭示了物理学家是在怎样的环境下、怎样的条件下做出这些发明或发现的，在这个过程中受到哪些相关启示而取得突破性进展，又是如何继承前人的研究成果，吸取同行或其他学科科学家的思想与智慧的；运用了怎样的科学思想和科学方法，如何进行逻辑推理和观察实验的，中间经历了哪些曲折，又是在什么样的精神状态下推进研究的；讲述了科学家们的品质和性格是多样的, 有神秘主义者、唯物主义者, 有工匠也有贵族, 有品质高尚的也有卑鄙的人, 科学是人类集体智慧的结晶, 任何有志之士都可以在科学的原野上任意驰骋。 学习物理学史，对教师而言不仅是专业能力的提升，而且也是解决问题的方法源泉。所以老师不仅要传授知识，更重要的是给学生讲前人的研究方法，让他们少走弯路，更早更快出研究成果。对于学生而言，可以激发学生学习物理的兴趣。俗话说，兴趣是最好的老师。学生一旦有了兴趣，那么学习物理的热情，求知欲随即就产生了，这样学习物理就化被动为主动了。总之，物理学史可以激发学生的学习兴趣，启发学生的科学思维，培养学生的科学精神。学习物理学史，可以探索科学发展的历程，领略科学丰富多彩的趣味，弘扬科学名家的丰功伟绩，学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神。 三、物理学史融入物理课堂的思考 物理学史要融入物理课堂，成为习以为常的事情来做，作为教师本人，由于要时不时给学生讲解物理学史，所以要不断的积累物理学史方面的知识。首先要对物理学的发展过程要非常熟悉，物理学在各个时期取得了哪些成就，又是用什么研究方法得到的，这就要求教师要不停的学习，可以通过看科技报，看科技类方面的期刊，看科技方面的电视，网上查找阅读有关物理学史。具备了这样的知识，在教学的过程中可以信手拈来，课堂更加有趣，高效。作为学生也要时刻关注最新科技成果，科技前沿，与时俱进。对学校而言，应该将更多的科学家及成果展示在走廊、教室，当老师讲课的时候谈到某个科学家，学生发现自己也比较熟悉，因为就在墙上，平时都能见到。 物理是以实验为基础的一个学科，要重视实验。物理学家在研究过程中发明的实验仪器，如果条件允许的话，我们也可以去做，还原当时的研究过程，这也许能激发学生的兴趣，更加热爱物理。有些实验也可以让学生自己做，让他们体会科学研究过程的艰辛不易。 总之，将物理学史融入物理课堂就是要激发学生学习的兴趣，让他们认识到科学家不是神，也是像我们每个人一样会吃饭喝水，他们能做的事，我们同样能做到。更有信心面对这个世界，它并不是那么神秘不可及。 参考文献 [1] 栾玉广.自然物理技术研究方法[M].中国物理技术出版社，2010:23,74.
19世纪末期物理学的三大发现及其意义复习过程
19世纪末期物理学的三大发现及其意义
精品资料 19世纪末期物理学的三大发现及其意义19世纪末，以牛顿力学、热力学、麦克维斯电磁学理论和原子论为基础的经典物理学理论体系已相当完善。正当物理学界陶醉于成功的喜悦中时，一些有远见的科学家却与意识到，在物理学晴朗的天空中出现了乌云。 1900年4月27日，一向以保守著称的英国皇家学会主席、著名物理学家达尔文发表长篇演说，指出：经典物理学本来十分晴朗的天空上出现了两朵“乌云”。一是“紫外灾难”——热辐射在位于短波的紫外线部分的实验结果与经典统计力学、电磁学理论相背；二是“以太危机”——当时的实验结果表明：麦克维斯电磁学理论中光、电、磁传播所需要的介质——“以太”可能根本就不存在。经典物理学正在发生危机，这预示着即将发生一场革命。 其实从1895年开始，连续三年的三大发现，x射线，放射性和电子的发现已经成为揭开物理学革命序幕的三声春雷。1895年伦琴发现了X射线，1896年法国的贝克勒尔发现了铀盐的放射性，1897年英国的J·J汤姆逊发现了电子。这些新发现猛烈的冲击着经典物理学理论，打破了物理学界沉闷的空气，被誉为“世纪之交的三大发现”，是现代物理学发轫的标志。 早在19世纪三四十年代，人们就发现，真空管内的金属电极在通电时其阴极会发出某种射线，这种射线受磁场影响，具有能量，被称为阴极射线。而对阴极射线性质的深入研究导致了X射线的发现。1895年德国物理学家伦琴在赫兹和勒纳德发表了论阴极射线的穿透力的论文后，准备对这一问题做进一步研究。他重复了勒纳德的实验，发现阴极射线确实能穿透铝箔在空气中行进几厘米，使涂有铂氰化钡的荧光屏上产生荧光。在多次实验后，他意外地发现了一 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
实验在物理学发展中的作用
物理学史作业 2012届 实验在物理学发展中的作用 学生姓名赵孟冬 学号 08103137 院系数理信息学院 专业物理学 指导教师余国祥 完成日期2012年12月19日 实验在物理学发展中的作用 摘要 物理学是一门以实验为本科学。物理实验不仅是物理学理论的基础，更是物理学发展的基本动力。伽利略的实验研究特别是他把实验和数学方法结合来研究物理规律使物理学开始走上了真正的科学道路。实验在物理学的发展中有巨大的推动作用，在物理学中，每个概念的建立，每个规律的发现，无不有坚实的实验基础，而且在物理学史上，许多关键的问题的解决，最终都要诉诸实验。本文介绍了近代物理学的发展中四个着名的实验以及其在物理学发展中的作用。 关键词物理学；物理实验；发展；作用 目录 摘要 (2) 引言 (4) 1. 发现新事物.探索新规律 (4) . X射线的发现 (4) X射线的发现的过程 (4) 产生的影响 (5) 2. 验证物理理论 (5)
. 光电效应的研究 (5) 光电效应的发现 (6) 勒纳德的新发现 (6) 密立根的光电效应实验 (6) 研究光电效应的意义 (7) 3. 测定物理常量 (7) . 基本电荷的测定 (7) 汤森德电解法 (7) 汤姆逊的膨胀云室法 (8) 威尔逊的平板电极法 (8) 密立根的水珠平衡法 (8) 密立根油滴平衡法 (8) e的精确值 (9) 4. 推广应用新技术 (9) . 核磁共振 (9) 从核磁矩的研究谈起 (9) 珀塞尔小组的共振吸收实验 (9) 布洛赫的核感应实验 (10) 实际中的应用 (12) 参考文献 (12) 引言 物理学是以实验为本的科学，在物理学的发展中起来重要作用。在物理学的工作者中有90%从事实验工作。而从伦琴获得诺贝尔奖以来的一百年，176位获奖的物理学家中有67%
物理学史与物理思想的建构
物理学史与物理思想的建构 大同市实验中学（037010）田雨禾 现代教育科学，心理科学和信息科学技术的综合和相互渗透，已成为教育发展和改革的强大动力。传统的教和学的模式正在酝酿重大的突破，教育面临着有史以来最为深刻的变革。这场教育的大变革不仅仅是教育形式和学习方式的重大变化，更重要的是将对教育的思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响。 物理学是人类对客观物质世界认识的结晶，它的基本使命是认识客观物质世界。研究目标是正确揭示客观物质世界所有现象和过程的本质的规律。研究方法包括观察、实验、假说和科学推理等。物理学特点决定了高中物理教育的功能定位，即以物理学的知识体系为载体，以创新精神和实践能力的培养为重点，以提高学生的科学素质为目标，通过强化物理知识的形成过程和应用过程，认识科学、技术、社会的紧密联系。体验，认识和运用科学研究的过程和方法，进而激发学生学习物理的兴趣，培养学生的观察实验能力、思维能力、分析和解决问题的能力，逐步提高学生的学习能力和研究能力，逐步树立正确的世界观、人生观、价值观，最终达到全面提高素质，发展个性，形成特长的目的。物理学以及高中物理教育的特点，功能定位决定了高中学生在物理课堂学习策略上与其它学科在课堂学习策略上应该也有所不同。 很多物理教育家指出，物理教学不仅要给出物理事实和物理规律，而且要对学生进行科学思想与科学方法教育。这与新一轮课改所提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这三个维度的课程目标完全吻合。诺贝尔物理学奖得主，著名物理学家杨振宁博士就曾经这样说过，“进了一个好的研究院，学生都不坏，都得了博士学位。过了15年，他们的成就可以很悬殊。所以悬殊决不是他们的天分差得那么远，也绝对不是他们的技术差得那么多。最主要的是有的人走到一个正确的方向。这个方向在以后5年、10年或15年有了大发展，他们和这个方向与之俱长，就可以有大成就。”由此可见科学思想和科学方法的建构与掌握的重要性。物理学史含有的极为丰富的科学思想、科学精神与人文思想，是进行素质教育的极好内容，能够培养学生多方面的能力，是进行物理教学十分必要的部分。由于物理事实和物理规律具体，较容易把握，而科学思想与科学方法隐含其中，较为抽象，因此容易被忽略。因此，在中学物理的教学中如何从物理学史料中发掘物理思想，引导学生建构物理思想以真正提高学生的科学素养，从而提高全民族的素质，已成为当前中学物理教学的一个重要任务和使命，新课程目标的提出也给物理学史在物理教学中的渗透以及二者的结合提供了发展的天地。 一、新课标提倡的面向过程的教学给物理教学和物理学史的结合提供了广阔的空间。 现代教育理念所提出的教学根本目的，是促进学生的全面发展。新课程标准又把它具体化为“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这三个维度的课程目标。教学实践告诉我们，不仅要教给学生现代科技所必需的系统的物理知识，还应教给学生科学的学习和研究方法，科学既是一种人类的知识体系又是人类认识世界的一种方式和探索过程，而通常的科学方法都贯穿在物理学发展的过程中。物理学具有很强的继承性，许多科学家就是从对本学科历史的研究中，开始自己的创造活动的。牛顿说过：“如果说我比别人看的远一点，那是因为我站在巨人肩膀上的缘故”。不仅牛顿如此，凡做出重大贡献的物理学家都善于批判和继承。学习物理学史有助于活跃思维，增强胆识，使学生更自觉地继承前人的事业，有效地进行学习研究。上海教科院顾泠沅教授在《教学任务的变革》一文中提到：早在上世纪五十年代，英国哲学家波兰尼(M.polanyi)就曾说过：“我们所知道的多于我们所能言传的”。他据此推断出人类大脑中的知识分为两类：明确知识和默会知识。所谓明确知识是指能言传的，可以用文字等来表述的知识；而默会知识则是不能言传的，不能系统表述的那部分知识。而且人
分离、提纯的常用物理方法及装置.docx
分离、提纯的常用物理方法及装置 1.物质分离、提纯的区别 (1)物质的分离 将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。 (2)物质的提纯 将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。 2.依据物理性质选择分离、提纯的方法 (1)“固＋固”混合物的分离(提纯 ) (2)“固＋液”混合物的分离(提纯 ) (3)“液＋液”混合物的分离(提纯 ) 3.物质分离、提纯的常用方法及装置 (1)过滤 (如下左图 ) 适用于不溶性固体与液体的分离。操作注意：一贴、二低、三靠。 (2)蒸发 (如上右图 ) 蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质；而对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质，采用降温结晶的方法。
在蒸发结晶中应注意：①玻璃棒的作用：搅拌，防止液体局部过热而飞溅；②当有大量晶体 析出时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干。 (3)蒸馏：分离沸点不同的液体混合物 ①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处；②蒸馏烧瓶内要加沸石；③冷凝管水流方向应 为“逆流”。 (4)萃取和分液：①溶质在萃取剂中的溶解度大；②两种液体互不相溶；③溶质和萃取剂不反 应；④分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。 (5)升华 (如下左图 )：利用物质升华的性质进行分离，属于物理变化。 (6)洗气 (如上右图 )：除去气体中的杂质气体。说明：长管进气短管出气。 1.依据物理性质选择分离方法 (1)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO 之后过滤 () (2)用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇() (3)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥 的方法 () (4)NaCl 的熔点高，除去碘中的NaCl 应采用加热升华的方法 () (5)根据食用油和汽油的密度不同，可选用分液的方法分离() (6)将 Cl 2与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2() 答案(1)× (2)× (3)× (4) √ (5)× (6)× 解析(1)乙醇的沸点低易挥发，适合用蒸馏法。 (2)乙醇与水互溶，不能萃取出水溶液中的溶质。 (3) 由于氯化钠的溶解度随温度升高变化不大，而硝酸钾的溶解度随温度升高变化很大，
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高二知识点：物理在日常生活中的广泛应用 查字典物理网高中频道为各位学生同学整理了高二知 识点：物理在日常生活中的广泛应用，供大家参考学习。更多内容请关注查字典物理网高中频道。 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
物理学对人类的影响
魅力科学论文 题目物理学对人类的影响 姓名吴赐恩 专业交通运输 学号 201334012 指导教师张志强 郑州科技学院车辆与交通工程系 二O一六年六月
摘要：从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理 中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。 关键词：渗入；各个领域；科学意识；科学学习方法 一、物理学对生活的影响 物理是一门具有悠久历史的自然学科。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入人类生活的各个领域；物理学存在于物理学家的身边；物理学也存在于我们身边；在学习中，我们要应树立科学意识，大处着眼，小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式。 科学思维方式物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。 例如，日常生活中的雨衣。下雨天，外出的人们不是打伞，就是穿雨衣。雨衣为什么不透水呢？奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧，它是用防雨布（经过防水剂处理的普通棉布）制成的。防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后，变成细小的粒子，均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡，就形成椭圆形水珠，在石蜡上面滚来滚去。可见，是石蜡起了防雨的作用。物理学上把这种不透水的现象，叫做“不浸润现象”。而水一旦遇到普通棉布，就通过纤维间的毛细管渗透进去，这就叫做“浸润现象” 物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力，叫做内聚力；而不同物质的分子之间的相互作用力，叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下，就会产生“浸润现象”；反之，则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水，正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。 再如下面一个例子：五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。 一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收