“加油!向未来”的科学实验探讨
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理论 与研究
西 部 皮 革
２０１８年 １月
“加 油 ！ 向未 来 ” 的 科 学 实 验 探 讨
姚 婧摘 要 ：本 文对 中央 电视 台制 作的 大型科 学实验 节 目 《加 油 ！向未 来》 节 目中几个 科 学 实验进 行 了介 绍 和探 讨 ，其 中 包括 北
（２）现 实生 活 中 ，火 星究竟 是一 个 怎样 的存 在 ？火 星 上 的黑 色 是 火 山喷发 的黑色 的玄 武岩 质 的东 西 ，现在 已知 火 星上 有 水 ，还 有 液 态水 ，火 星 的北 半球 曾经有 大片 的海 洋 ，跟 地 球 正好 相 反 。火 星 和地球 之 间 的距离 不断 变化 ，最 远 的时 候 能达 到 ４亿 公 里 ，即使 地 球 和火 星距 离 最 近 的 时候 ，用 现 有 的 最快 方式 也 需 要 六 到 十 个 月 ， 由于大 气稀 薄 ，火 星上 昼夜温 差极 大 ，平 均 温 度为 零 下 五六 十 摄 氏 度 ，赤 道地 区 白天 最高 温为二 十多摄 氏度 ，夜 间最 低 温 约 为零 下 一 百 摄 氏度 ｕ 。火星 上砂 石遍 布 ，布满 了火 山与 干 涸 的河 床 ，基 本 上
（１） 中国 已经有 了 自己定 位系 统 ：北斗 。在 前 不久 的朱 日和 阅 兵上 ，有很 多 单兵 设备 其实 都 已经植 入 了我们 的 北 斗导 航 系 统 ，大 大提 高 了部 队的作 战能 力和 管理 效 率 。演示 了一种 极 其 微小 的北 斗 导航 芯 片 ，ＵＦｉｒｅｂｉｒｄ ＵＣ６２２６。大概 长是 ３毫米 ，宽是 ２毫米 ，超 低 功耗 ，它 可 以与 国外 的同类 芯 片相 媲美 ，甚 至 超 越 ，为 更 多 的应 用 功能 和使用 奠 定 了关键 的基 础 。未来 它 可 以植 入 到更 多 的智 能 终 端 设 备 里面 ，我们 就 可 以 更便 利地 享 受 到 我们 自己 的卫 星 导 航 系 统 。 鄂 尔 多斯 ，伊 金霍 洛旗 ，草 原上 放 牛 已经不 用 人 亲 自放 牛 ，只需 要 使 用北 斗卫 星 放牧 系统 ，将 系统 放在 牛 的项 圈里 。牧 民 可 以通 过 手 机 查看 牛 的位 置 ，同时 可以设 置 电子 围 栏 ，一旦 牛 群 走 出北 斗 规 划 的监 控范 围 ，手机 将收 到消 息提 醒 。通 过北 斗 卫 星 放牧 系统 ，牧 民 几 千 年来 的放 牧生 活发 生 了巨大 变 化 ，如今 牧 民在 家 里 用手 机 就 可 以放牧 ，用 实 验证 明 了它具有 以下放 牧 功能 ：规 划 牧 民 找 到牛 群 位 置 的路径 、明确牛 群所 在 的经纬 度 、短报 文 功 能也 就 是 牧 民在 没 有 通 讯信 号 的情 况下 利 用 卫 星通 道 发 送 一 百 二 十字 以 内的 文 字 消 息 ， 而且短 报 文功 能 是 北 斗 导 航 系 统所 独 有 的 ， 即使 是 覆 盖 率 很 高 的 ＧＰＳ也没 有 这一功 能 。此 功能 不 仅在 牧 业 ，也 在 渔 业 、农业 和抢 险 救 灾情 况 下发 挥重 要作 用 。原 因 ：北 斗导 航 系 统是 专 门 为导 航 设 计 的 ，但 在建 设 之初 ，国家实 现 区域 性 的 导航 服 务 ，在 这 区域 卫 星 导 航 系统 中 ，附 加 了短报 文 通 信 功 能 。现 在 北 斗 一代 和 二 代 是 兼 容 的 ，都 支持 短 报文 功能 。但 同时 也用 实验 证 明 了用 北 斗 终端 打 电话 的功 能 目前 还 不能 实现 。随 着技 术 的进 步 ，专 家们 也 在 研究 通 导 一 体 化 ，就是 通信 和 导航 的结合 ，为人 类 提供 更 便捷 的服 务 。北 斗 系 统 对 于我们 国家来 讲具 有非 常重 要 的 战略 意义 ，我 们 现 在 的制 导 系 统 比如 导 弹 ，军事 上用 的 各 种 定 位 系 统 。如 果 依 赖 国 外 的 导航 系 统 ，如 果跟 它发 生 冲突 ，那 就 没 法 用 了 。所 以 对 于 一 个 国 家来 讲 ， 如 果 没有 这样 的安 全 的定位 系统 ，国家 的安全 就会 受到危 害 。
斗 卫星放 牧 系统 、 火星的环 境及 落 日颜 色、ＦＡＳＴ与脉 冲 星、视 觉暂 留 。通过 这些科 学实验 方 法与 现 象的 介绍 ，用科 学知 识 进行 解
释 ，这 些科 学知识 并 不深 奥 ，与理 工科 学生的 电子 、通信 、物 理 、天 文等 方 面 紧 密结 合 。用 最 简 明的科 学道 理 解释 身边 的各 种 现
是一 颗荒 漠星球 。那 为什 么火 星这 样 的环 境 ，人 类选 择 它 作 为移 民
的一个 目标 呢 ？因为 太 阳系里有 一 个宜 居 带 ，这个 宜 居 带 要 离太 阳
不 远不 近 ，要 能 够 允 许 液态 水 的存 在 ，靠 太 阳太 近 ，水 都 蒸 发 光
了 ，太 远 又太冷 了，符合 这样条 件 的 只有 地 球 和火 星 两个 星球 。有
象 ， 实 现 了 学 以 致 用 。
关 键词 ：北 斗 ；火星 ；脉 冲星 ；视 觉暂 留
·
中图分 类号 ：Ｇ４２０
文 献标 志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７１—１６０２ （２０１８）０２—００１６—０２
１ “加油 ！向未来 ” 与科 学 大 型科学 实验 节 目 《加 油 ！向未来 》 有 两 季 ， 自开播 以来 受 到 广泛 的好 评 ，这个 节 目里面 有很 多 有意 思 的科 学 实 验 ，而且 这 些 科 学 现象 与我们 生 活息 息相关 ，很 多就 用 到 了理 工科 的学 生 的 大学 知 识 ，笔者 对其 中 的 四个 科学 实验 结合 科学 知识 进行 了探讨 。 ２ 科 学 实验 与探讨
西 部 皮 革
２０１８年 １月
“加 油 ！ 向未 来 ” 的 科 学 实 验 探 讨
姚 婧摘 要 ：本 文对 中央 电视 台制 作的 大型科 学实验 节 目 《加 油 ！向未 来》 节 目中几个 科 学 实验进 行 了介 绍 和探 讨 ，其 中 包括 北
（２）现 实生 活 中 ，火 星究竟 是一 个 怎样 的存 在 ？火 星 上 的黑 色 是 火 山喷发 的黑色 的玄 武岩 质 的东 西 ，现在 已知 火 星上 有 水 ，还 有 液 态水 ，火 星 的北 半球 曾经有 大片 的海 洋 ，跟 地 球 正好 相 反 。火 星 和地球 之 间 的距离 不断 变化 ，最 远 的时 候 能达 到 ４亿 公 里 ，即使 地 球 和火 星距 离 最 近 的 时候 ，用 现 有 的 最快 方式 也 需 要 六 到 十 个 月 ， 由于大 气稀 薄 ，火 星上 昼夜温 差极 大 ，平 均 温 度为 零 下 五六 十 摄 氏 度 ，赤 道地 区 白天 最高 温为二 十多摄 氏度 ，夜 间最 低 温 约 为零 下 一 百 摄 氏度 ｕ 。火星 上砂 石遍 布 ，布满 了火 山与 干 涸 的河 床 ，基 本 上
（１） 中国 已经有 了 自己定 位系 统 ：北斗 。在 前 不久 的朱 日和 阅 兵上 ，有很 多 单兵 设备 其实 都 已经植 入 了我们 的 北 斗导 航 系 统 ，大 大提 高 了部 队的作 战能 力和 管理 效 率 。演示 了一种 极 其 微小 的北 斗 导航 芯 片 ，ＵＦｉｒｅｂｉｒｄ ＵＣ６２２６。大概 长是 ３毫米 ，宽是 ２毫米 ，超 低 功耗 ，它 可 以与 国外 的同类 芯 片相 媲美 ，甚 至 超 越 ，为 更 多 的应 用 功能 和使用 奠 定 了关键 的基 础 。未来 它 可 以植 入 到更 多 的智 能 终 端 设 备 里面 ，我们 就 可 以 更便 利地 享 受 到 我们 自己 的卫 星 导 航 系 统 。 鄂 尔 多斯 ，伊 金霍 洛旗 ，草 原上 放 牛 已经不 用 人 亲 自放 牛 ，只需 要 使 用北 斗卫 星 放牧 系统 ，将 系统 放在 牛 的项 圈里 。牧 民 可 以通 过 手 机 查看 牛 的位 置 ，同时 可以设 置 电子 围 栏 ，一旦 牛 群 走 出北 斗 规 划 的监 控范 围 ，手机 将收 到消 息提 醒 。通 过北 斗 卫 星 放牧 系统 ，牧 民 几 千 年来 的放 牧生 活发 生 了巨大 变 化 ，如今 牧 民在 家 里 用手 机 就 可 以放牧 ，用 实 验证 明 了它具有 以下放 牧 功能 ：规 划 牧 民 找 到牛 群 位 置 的路径 、明确牛 群所 在 的经纬 度 、短报 文 功 能也 就 是 牧 民在 没 有 通 讯信 号 的情 况下 利 用 卫 星通 道 发 送 一 百 二 十字 以 内的 文 字 消 息 ， 而且短 报 文功 能 是 北 斗 导 航 系 统所 独 有 的 ， 即使 是 覆 盖 率 很 高 的 ＧＰＳ也没 有 这一功 能 。此 功能 不 仅在 牧 业 ，也 在 渔 业 、农业 和抢 险 救 灾情 况 下发 挥重 要作 用 。原 因 ：北 斗导 航 系 统是 专 门 为导 航 设 计 的 ，但 在建 设 之初 ，国家实 现 区域 性 的 导航 服 务 ，在 这 区域 卫 星 导 航 系统 中 ，附 加 了短报 文 通 信 功 能 。现 在 北 斗 一代 和 二 代 是 兼 容 的 ，都 支持 短 报文 功能 。但 同时 也用 实验 证 明 了用 北 斗 终端 打 电话 的功 能 目前 还 不能 实现 。随 着技 术 的进 步 ，专 家们 也 在 研究 通 导 一 体 化 ，就是 通信 和 导航 的结合 ，为人 类 提供 更 便捷 的服 务 。北 斗 系 统 对 于我们 国家来 讲具 有非 常重 要 的 战略 意义 ，我 们 现 在 的制 导 系 统 比如 导 弹 ，军事 上用 的 各 种 定 位 系 统 。如 果 依 赖 国 外 的 导航 系 统 ，如 果跟 它发 生 冲突 ，那 就 没 法 用 了 。所 以 对 于 一 个 国 家来 讲 ， 如 果 没有 这样 的安 全 的定位 系统 ，国家 的安全 就会 受到危 害 。
斗 卫星放 牧 系统 、 火星的环 境及 落 日颜 色、ＦＡＳＴ与脉 冲 星、视 觉暂 留 。通过 这些科 学实验 方 法与 现 象的 介绍 ，用科 学知 识 进行 解
释 ，这 些科 学知识 并 不深 奥 ，与理 工科 学生的 电子 、通信 、物 理 、天 文等 方 面 紧 密结 合 。用 最 简 明的科 学道 理 解释 身边 的各 种 现
是一 颗荒 漠星球 。那 为什 么火 星这 样 的环 境 ，人 类选 择 它 作 为移 民
的一个 目标 呢 ？因为 太 阳系里有 一 个宜 居 带 ，这个 宜 居 带 要 离太 阳
不 远不 近 ，要 能 够 允 许 液态 水 的存 在 ，靠 太 阳太 近 ，水 都 蒸 发 光
了 ，太 远 又太冷 了，符合 这样条 件 的 只有 地 球 和火 星 两个 星球 。有
象 ， 实 现 了 学 以 致 用 。
关 键词 ：北 斗 ；火星 ；脉 冲星 ；视 觉暂 留
·
中图分 类号 ：Ｇ４２０
文 献标 志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１６７１—１６０２ （２０１８）０２—００１６—０２
１ “加油 ！向未来 ” 与科 学 大 型科学 实验 节 目 《加 油 ！向未来 》 有 两 季 ， 自开播 以来 受 到 广泛 的好 评 ，这个 节 目里面 有很 多 有意 思 的科 学 实 验 ，而且 这 些 科 学 现象 与我们 生 活息 息相关 ，很 多就 用 到 了理 工科 的学 生 的 大学 知 识 ，笔者 对其 中 的 四个 科学 实验 结合 科学 知识 进行 了探讨 。 ２ 科 学 实验 与探讨