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粉尘爆炸实验报告

实验原理

可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧就越剧烈。当剧烈燃烧在有限的空间急速进行时，就会发生爆炸。

实验用品

金属罐、小塑料瓶、塑料片、气囊、蜡烛、火柴、橡皮管

实验装置

实验步骤

1、剪去金属罐和小塑料瓶上部，并在金属罐和小塑料瓶底侧各打

一个小孔，小孔大小比橡皮管外径略小。

2、如图，用橡皮管连接金属罐和小塑料瓶，气囊。

3、在小塑料瓶中放入干燥的面粉，把蜡烛放入金属罐中，并点燃。用塑料片盖住罐口。

4、快速挤压气囊，鼓入大量空气，使面粉充满罐，观察现象并分

析原因。

实验现象

听到响亮的爆炸声，塑料片飞到空中，说明面粉粉尘发生了爆炸。

面粉、煤粉等表面积较大，在空气中与明火易发生爆炸，所以面粉

生产车间严禁烟火。

数学与医学： CT和 DNA

文章摘要： DNA是分子生物学的重要研究对象，是遗传信息的携带

者，它具有一种特别的立体结构一一双螺旋结构，后者在细胞核中呈

扭曲、绞拧、打结和圈套等形状。可是你知道吗 ?DNA的这种双螺旋在细胞核中的扭曲、绞拧、打结和圈套等形状，这正好是数学中的扭结

理论研究的对象，北京大学姜伯驹教授就对此深有研究。

【编者按】现如今说到 DNA和 CT 人们已经一点都不陌生了， DNA 大家都知道是跟遗传有关系的， CT 的就更不用多说了，医院里身体检测的常用工具。可是，你知道吗， DNA和 CT 的研究出现却是得益于数学理论在其背后的强力支撑，一起来看看吧。

如果说二次大战以前，数学主要用于天文、物理，那么，现在数学

已广泛的深入到化学、生物和经济、管理等社会科学中了，不信?请看下文。

下面三项有关生物、医学和化学的高技术中，数学起着关键性的作用。X 射线计算机层析摄影伩的问世是本世纪医学中的奇迹，其原理

是基于不同的物质有不同的X 射线衰减系数。如果能够确定人体的衰

减系数的分布，就能重建其断层或三维图像。但通过X射线透射时，只能测量到人体的直线上的X 射线衰减系数的平均值。当直线变化时，此平均值也随之变化。能否通过此平均值以求出整个衰减系统的

分布呢 ?人们利用数学中的Radon变换解决了此问题，变换已成为CT 理论的核心。首创CT 理论的 A.M.Cormark 及第一台CT 制作者C.N.Hounsfiled 因而荣获 1979 年诺贝尔医学和生理学奖。

另一项高技术是H.hauptman 与 J.Karle合作，发明了测定分子结

构的新方法，利用它可以直接显示被X 射线透射的分子的立体结构。

人们应用此方法，并结合利用计算机，已测出包括维生素、激素等数

万种分子结构，推动了有机化学、药物学和生物学等的发展，二发明

人分享了 1985 年的诺贝尔化学奖。

DNA 是分子生物学的重要研究对象，是遗传信息的携带者，它具有

一种特别的立体结构一一双螺旋结构，后者在细胞核中呈扭曲、绞拧、打结和圈套等形状。可是你知道吗 ?DNA的这种双螺旋在细胞核中的扭曲、绞拧、打结和圈套等形状，这正好是数学中的扭结理论研究的对象，北京大学姜伯驹教授就对此深有研究。

同样另一个有关 DNA的问题，人的某种遗传学病，在一群体中是否会由于一代一代地遗传而患者越来越多 ? 20 世纪初有些生物学家认为

确会如此，如果这样，那么势必后代每个人都会成为患者，这一问题在1098 年被英国著名的数学家 Hardy 利用简单的概率运算，指出

这种说法是错误的，他证明了：患者的分布是平稳的，不随时间而改变，差不多同时，德国的一位医师Weinberg 也得到同样的结论，这一发现被称为 Hardy—— Weinberg 定律。

由此可见，在与人类身体健康息息相关的生物学、医学领域中，数

学也起着关键的作用，这一“科学的皇后”始终在人类社会的进步和

发展过程中贡献着力量。

知识扩展——扭曲理论

它是代数拓扑的一个分支，按照数学上的术语来说，是研究如何把若干个圆环嵌入到三维实欧氏空间中去的数学分支。纽结理论的特别之处是它研究的对象必须是三维空间中的曲线。

平时所见的左手三叶结和右手三叶结就是扭曲理论的研究内容，你会发现无论怎么摆弄，都不可能把三叶结解开成为一个简单的圆圈。

规范描述实验现象

文章摘要：描述化学实验现象最常见的几个问题是以偏概全，本末倒置，人云亦云，口语化，相对应的是我们应当做到全面、准确、实事求是和规范化。

化学反应现象是化学反应本质的外在表现，我们要做好化学实验，同时应该用规范的语言把实验现象完整的描述出来，这在日常的学习和考试中显的尤为重要。下面概括 4 种常见问题。

一、以偏概全

初中生刚接触化学，感到新、奇、特，在观察化学实验现象时，往

往只看热闹，不看门道；只观察到声、光、热、响等明显现象，而忽

略细微变化的情况。如钟罩内红磷的燃烧，只看到“冒白烟、发出白光”，而没有看到钟罩内水面上升的现象；如镁条的燃烧，只看到“发出耀眼的白光”，而没有看到石棉网上有白色固体生成等。

镁条燃烧发出耀眼白光

细心观察每一个化学实验，再用准确、恰当的语言描述出来，不是

一朝一夕的事情，需要教师精心培养学生良好的实验观察习惯，养成清晰、流畅的口头表达能力。正如门捷列夫所说：“观察是第一步，没有观察，就没有接踵而来的前进” 。

二、本末倒置

不少同学在描述现象时，会出现本末倒置的情况，如澄清石灰水使

二氧化碳变浑浊；紫色石蕊使盐酸变红等等。究其原因，没有掌握化学反应的本质，需要教师加强元素及其化合物的规律教学。在一些实验操作过程中，操作顺序与实验成功起着关键性的作用。如氢气还原氧化铜，“通、点、熄、停”四步，前者颠倒要爆炸，后者颠倒要氧化。因此，在做每一个实验时，要弄清化学反应的反应原理、装置原理、操作原理。不按规矩，不成方圆。只有这样，实验现象的描述才具有科学性。

三、人云亦云

在用过氧化氢制取氧气的实验时，有位同学由于没有加入催化剂二氧化锰，导致没有氧气放出，但在填写实验报告时，没有分析失败的原因，而是抄袭他人的实验成果。这种不良的实验风气在中学生身上经常出现。如何在实验教学中培养学生实事求是的科学态度，客观、准确的描述实验现象，纠正弄虚作假的不良习气，是化学教师一个重要的职责。千教万教，教人求真；千学万学，学做真人。正如戴安邦所说“科学教学不单只传知识，而要进行全面的教学，包括人的科学思想和品德的培养”。

四、描述口语化

许多同学在描述实验现象时，往往用词不当，造成考试中的不必要

失分。如“碳酸钙与盐酸反应”描述成“碳酸钙化了，有泡放出” ；“点燃酒精灯”说成“酒精灯烧了” ；“二氧化碳与澄清石灰水反应”描述成“石灰水变白了”等等。

这些不规范的语言描述，都需要教师根据学生的实际情况，循序渐