學(xué)習(xí)日志集合

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第0教學(xué)單元概論課 2013年10月10日 第4周 星期四今天上了由清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心主辦的實(shí)驗(yàn)室科研探究的第一課-概論課。課程上老師主要介紹了有關(guān)這門課的開辦目的與的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)流程。總的來(lái)說，這門課的目的在于開闊在校本科生的視野，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)科交叉的思想和意識(shí)。這正是我選擇這門課程的初衷，我認(rèn)為在現(xiàn)在這個(gè)各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科都有一定程度的發(fā)展的社會(huì)中，學(xué)科交叉格外重要。作為一名剛剛步入大學(xué)的大一新生，大學(xué)留給我的第一印象便是復(fù)雜。首先分院系，不知道自己的專業(yè)是否真的合適；再者便是選課，許多課程都是想上但又猶豫的，害怕自己的時(shí)間精力分配不好。而實(shí)驗(yàn)室科研探究課為

2、我提供了一個(gè)更加全面的視角，更加開闊的獲取知識(shí)的渠道。在課上，我可以聽到來(lái)自不同院系的老師教授對(duì)其任教專業(yè)的介紹和理解。這樣就讓我對(duì)部分專業(yè)有更進(jìn)一步的了解，可以最大程度的認(rèn)知自己的真正興趣所在。古人有云，三百六十行行行出狀元。而現(xiàn)在的社會(huì)與古人所居的社會(huì)大不相同，現(xiàn)在社會(huì)中重大成就往往不在于某一單一學(xué)科的單項(xiàng)成就，而在于兩個(gè)，甚至多個(gè)學(xué)科交叉時(shí)所迸發(fā)出的靈感。而且，即使我們以后做不成科學(xué)家，而從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)說，一個(gè)見多識(shí)廣的人，一個(gè)有更多經(jīng)歷的人，一個(gè)視角更加開闊的人，往往能夠在處理事務(wù)時(shí)更加從容，獲益終生。聽了這堂概論課之后，我更加堅(jiān)定自己的之前選課時(shí)的選擇，并且希望能夠再剩下的7個(gè)教學(xué)單元

3、中學(xué)到更多的知識(shí)。 第25教學(xué)單元激光表面改性技術(shù)研究 2013年10月23日 第7周 星期三課上，老師首先聲明了這節(jié)課的重點(diǎn)。重點(diǎn)在于物質(zhì)材料的表面改性，而不在于激光。激光僅僅只是使材料的表面改性的一種方法和渠道，我們的最終目的是把物質(zhì)的表面改造成為我們想要的樣子。激光具有一些很好的性質(zhì)比如方向性，單色性，相干性等等。其中它所具有的高能量被人們看重，并且被利用為改變物體表面的技術(shù)之一。激光的方向性支持他可以在一個(gè)很小的區(qū)域里對(duì)物質(zhì)和材料進(jìn)行操作，而它具有的單位面積上的高能量（約為1000瓦特的電磁爐的3千億倍）是他的確勝任這項(xiàng)工作。激光在表面技術(shù)中的應(yīng)用主要包括：激光硬化、激光熔覆、激光誘導(dǎo)

4、反應(yīng)、激光蒸發(fā)沉積、激光拋光、激光表面清洗、激光表面織構(gòu)等等。以鐵來(lái)舉例，當(dāng)鐵被加熱到紅熱狀態(tài)（即奧氏體占主導(dǎo)地位時(shí)）鐵易被塑性。之后需要以極快的速度冷卻到常溫，否則常溫下在鐵中仍然有許多奧氏體存在導(dǎo)致鐵的硬度，強(qiáng)度不能滿足人類的要求。如采用這種激光的技術(shù)，僅僅對(duì)鐵的表面進(jìn)行加工的話，在加工完的瞬間，由于鐵的導(dǎo)熱極好，鐵就會(huì)迅速冷卻，完成加工。這樣的話，不僅加快了加工的速度，而且節(jié)約了材料。但對(duì)于這種微觀的加工，不確定性則會(huì)增加，從而在某種程度上限制了這項(xiàng)激光表面改性技術(shù)的應(yīng)用。所以我們是否能夠通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)對(duì)該性后的結(jié)果物質(zhì)進(jìn)行推斷，對(duì)性能進(jìn)行更加精準(zhǔn)預(yù)測(cè)呢。 第52教學(xué)單元仿

5、真學(xué)，21世紀(jì)嶄新學(xué)科 2013年10月16日 第5周 星期三課上，老師首先通過一個(gè)物理上的例子（一個(gè)小物體在彈簧阻力和另外一個(gè)阻尼力下的運(yùn)動(dòng)）對(duì)比了真正求精確解與通過仿真學(xué)來(lái)讓計(jì)算機(jī)求相當(dāng)精確的近似解的性價(jià)比，而引出仿真學(xué)的概念與前景。仿真學(xué)的關(guān)鍵是模型試驗(yàn)，是對(duì)一個(gè)實(shí)際存在的真實(shí)系統(tǒng)建模出來(lái)的數(shù)學(xué)模型的模型試驗(yàn)。在現(xiàn)實(shí)的生活與科研中，有許許多多的數(shù)據(jù)和結(jié)果很難通過做真正的實(shí)驗(yàn)得到，甚至有些數(shù)據(jù)或判斷根本不能通過實(shí)驗(yàn)的方式得到（如核彈的爆發(fā)的破壞力，摧毀小行星的實(shí)驗(yàn)等等）。在這些情況下，現(xiàn)代仿真學(xué)的優(yōu)勢(shì)便突出出來(lái)：價(jià)格低廉，安全性好，可操控性強(qiáng)。然而，我覺得仿真學(xué)也是有一定局限性的。因?yàn)樵谀?/p>

6、種意義上講，我們通過仿真學(xué)得到的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)只是一個(gè)近似值或者是一個(gè)人們對(duì)此的一個(gè)預(yù)期，他與真正的現(xiàn)實(shí)必然存在著或多或少的差距。而這種差距的大小是我們關(guān)心的問題。對(duì)于開篇第一個(gè)問題，當(dāng)取值越密，結(jié)果越逼近準(zhǔn)確值，而當(dāng)遇到更復(fù)雜的情況時(shí)其結(jié)果可能有較大波動(dòng)性。所以我覺得，在合理應(yīng)用仿真學(xué)的知識(shí)理論時(shí)，應(yīng)注重對(duì)在仿真過程中與真實(shí)的偏差的大小的分析。同時(shí)注重仿真模型的優(yōu)化，找到更好的、產(chǎn)生誤差更小的模型。為確保仿真過程的可靠性，我認(rèn)為還應(yīng)加上誤差分析這一環(huán)節(jié)，看看所產(chǎn)生的誤差最大會(huì)有多大，從而決定這種便利的仿真是否真正可行，以確保最后實(shí)施的準(zhǔn)確性。 第85教學(xué)單元演示實(shí)驗(yàn)的物理性與趣味性 2013年10

7、月31日 第5周 星期四課上，老師先介紹了這門課程開辦的初衷：為了增加同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣，為了改變大家以前幾乎一直對(duì)物理的偏見。今天我主要學(xué)到了幾種3D的制作方式，以及，觀察并實(shí)踐了及中小型趣味物理實(shí)驗(yàn)（凱爾特魔石，翻身陀螺等等）和超導(dǎo)磁懸浮列車的模型。關(guān)于3D，它是通過模擬物體本身的不同部分到人雙眼的視角差而使人感覺它是立體的。老師介紹的第一種3D是通過紅藍(lán)雙色的圖片和紅藍(lán)眼鏡來(lái)完成的。人幾乎不能從紅色鏡片中看到紅色的圖片部分，只能看到藍(lán)色的部分；藍(lán)色的鏡片同理，這樣便人為地造成了視角差產(chǎn)生了3D的效果。第二種是通過偏振片來(lái)構(gòu)造視角差的。人們通過在投影器上和眼鏡上分別安裝偏振片是人的兩只眼

8、睛可以看到不同的圖片部分，從而產(chǎn)生視角差。之后，老師簡(jiǎn)要介紹了分別由小棱鏡和凹面鏡形成3D效果的兩種不同的方法。之后便是凱爾特魔石（一種可輕易單方向旋轉(zhuǎn)但難以按另一方向旋轉(zhuǎn)的魔石）。雖然其完整的理論體系到現(xiàn)在仍然沒有建成，但其大致可以用其質(zhì)量軸與旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量軸不重合來(lái)解釋。我們看了由凱爾特魔石構(gòu)造出來(lái)的物理模型，并從實(shí)踐中加深了對(duì)物理研究及其研究步驟的理解。最后我們觀察了受魔石啟發(fā)制作的翻身陀螺和直立蛋等小型物理趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)施。通過這堂課，我對(duì)物理有了些新生的看法，物理并不完全是枯燥的公式和計(jì)算，它也可以是從生活中來(lái)的一些趣味探究。 第89教學(xué)單元光學(xué)顯微分析及定量金相 2013年10月15

9、日 第5周 星期二 今天上了真正意義上的實(shí)驗(yàn)室科研探究的第一課光學(xué)顯微分析及定量金相。在上課之前我先查了一些關(guān)于光學(xué)顯微鏡的資料，包括其工作原理，發(fā)展歷史等等。在課上，老師也用了很大的篇幅來(lái)更加詳細(xì)的講解了這一部分知識(shí)。公元前一世紀(jì)，人們發(fā)現(xiàn)通過球形物體去觀察微小物體，可以使其成像，對(duì)球形表面能使物體放大的有了認(rèn)識(shí)。在1590年，和意大利的制造者已經(jīng)造出類似的放大，此時(shí)，顯微鏡僅僅只是當(dāng)時(shí)上流社會(huì)中貴族的玩具。在1610年前后，的和的在研究的同時(shí)，改變和之間的，得出合理的顯微鏡結(jié)構(gòu)。16731677年期間，列文·虎克制成單組元式的高倍顯微鏡，在意味著顯微鏡不再僅是玩具，而更加面向科研

10、了。在眾多諾貝爾獎(jiǎng)中，關(guān)于顯微鏡的就有超過5項(xiàng)。之后老師給我們講解了關(guān)于金相的知識(shí)，著重以鐵為代表，講解了生鐵，熟鐵，鋼的本質(zhì)區(qū)別，鐵與碳不同溫度下的不同形態(tài)，以及碳在鐵中的不同種類的分布。最后，我們親自觀察了蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵的表面金相，而且我們還利用該儀器趣味的觀察了手機(jī)屏幕LED燈的放大圖。這節(jié)課幾乎顛覆了我對(duì)鐵以往的認(rèn)知，在學(xué)到了更多知識(shí)的同時(shí)，我也認(rèn)識(shí)到了自身的局限。更深的理解了這門實(shí)驗(yàn)室科研探究的意義。 第92教學(xué)單元超聲加工技術(shù)及應(yīng)用 2013年10月11日 第4周 星期五課上，老師首先對(duì)什么是超聲，什么是超聲加工技術(shù)以及超聲加工的應(yīng)用和應(yīng)用原理給我們做了一個(gè)較為細(xì)致的介紹。超聲

11、波是高于16kHz的聲波，人耳聽不到，但卻是客觀存在的自然現(xiàn)象。對(duì)于許多許多的材料，由于他們本身過于硬和脆（如一般的玻璃，石榴石，鋯質(zhì)材料等等）。如果用一般的加工方法進(jìn)行切割和鉆孔加工的話，很容易將材料整體破壞，從而造成一筆不小的經(jīng)濟(jì)損失和物質(zhì)上的浪費(fèi)。而通過這種超聲加工技術(shù)，在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)，對(duì)被加工的材料進(jìn)行極快的沖擊，則很大程度上保證了加工的成功率。雖然這種加工技術(shù)的加工對(duì)象較為局限，但他對(duì)這些特定材料的加工的幾乎獨(dú)一無(wú)二的能力使其極有發(fā)展前景。根據(jù)老師上課所講，這種超聲加工技術(shù)的關(guān)鍵在于設(shè)備中變幅桿。變幅桿是一根上粗下細(xì)的桿件，他可以通過減小振動(dòng)的面積的方法將振幅擴(kuò)大，使其滿足超聲加

12、工的要求。但同時(shí)對(duì)變幅桿的要求也極為苛刻。要求變幅桿整個(gè)桿件其中不能有縫隙，否則，因其縫隙的存在，則會(huì)出現(xiàn)桿的上部加工桿的下部的尷尬情況，而且，變幅桿的成本極高。所以，我比較關(guān)注一些關(guān)于變幅桿的保護(hù)措施和變幅桿的回收再利用的有關(guān)環(huán)節(jié)。超聲技術(shù)的確有很大的發(fā)展前景，在生活中的許多方面都有它的應(yīng)用，如超聲波清洗等等。 第93教學(xué)單元揭開發(fā)明創(chuàng)作的面紗,由科研項(xiàng)目專利帶來(lái)的啟發(fā) 2013年10月24日 第6周 星期四課上,老師先講了他這項(xiàng)科研的發(fā)明專利的來(lái)由。老師的這項(xiàng)專利是關(guān)于軍用拉伸已骨折的骨頭的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)專利僅僅用了兩周的時(shí)間便完成了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制作樣品的所有工作，并且以其質(zhì)量輕，強(qiáng)度大的特點(diǎn)

13、很好地滿足了軍方的要求。然而，這項(xiàng)看似高深莫測(cè)的科研發(fā)明專利的原理竟是取材于人們?nèi)粘Ｓ玫睦瓧U箱。這個(gè)牽引器將拉桿箱的拉桿部分換為只可單向移動(dòng)的的牙狀齒（用線切割技術(shù)完成），來(lái)保證被拉開的骨頭不會(huì)再度相互摩擦造成二次損傷?？梢姡S許多多的科研專利都是來(lái)自生活的?？蒲邪l(fā)明專利本身應(yīng)用的技術(shù)也許高深，其中涉及的許多理論也許是我們還沒有掌握的，但其原理，決定這項(xiàng)專利的靈感往往是來(lái)源于生活的，來(lái)源于人們對(duì)實(shí)踐的理解與認(rèn)識(shí)的。人們之所以區(qū)別于動(dòng)物，在于人不僅僅能適應(yīng)環(huán)境，當(dāng)環(huán)境不夠適宜的時(shí)候還能夠盡力改造環(huán)境。我們?cè)谡n上看了一些幾乎是完全出于實(shí)踐中的專利：因高層擦玻璃的危險(xiǎn)度高而發(fā)明出來(lái)的磁性雙面玻璃擦、

14、因洗澡后玻璃上布滿霧氣而創(chuàng)造出來(lái)的涂層玻璃同這節(jié)課的標(biāo)題一樣，我覺得我現(xiàn)在對(duì)于科研專利有了更深的理解。人們搞科研的原因是現(xiàn)實(shí)生活中存在或大或小的局限，不盡合人意。人們希望通過科研的方式來(lái)進(jìn)一步改善生活。所以我們應(yīng)當(dāng)更加注重生活中的局限，同時(shí)留心關(guān)注與其類似的事件，這樣的話，科研專利至少會(huì)離我們更進(jìn)一步。 第98教學(xué)單元醫(yī)用高場(chǎng)磁共振成像儀探索人體生命奧秘 2013年10月21日 第5周 星期一這堂實(shí)驗(yàn)課由老師給我們講解磁共振成像的原理和它在臨床上的應(yīng)用。首先是它的原理，醫(yī)用高場(chǎng)磁共振成像是利用質(zhì)子在極大磁場(chǎng)中的類似于陀螺般旋轉(zhuǎn)完成的。該磁場(chǎng)的發(fā)生原理是電流的磁效應(yīng)。在醫(yī)用高場(chǎng)磁共振成像儀的圓柱

15、筒外層，有用液氮封存的導(dǎo)體（以此來(lái)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)）向其中通入較強(qiáng)的電流，由安培右手定則，產(chǎn)生沿該圓柱筒形儀器的強(qiáng)磁場(chǎng)（現(xiàn)使用的儀器中，該磁場(chǎng)強(qiáng)度可至5特斯拉）。除了這個(gè)沿向強(qiáng)磁場(chǎng)之外，在這項(xiàng)技術(shù)中還需要一個(gè)指向圓筒中軸的徑向磁場(chǎng)。考慮到如果用同樣的方法，則產(chǎn)生徑向磁場(chǎng)的強(qiáng)電流會(huì)受到沿向磁場(chǎng)的作用，而且這樣的能量消耗太大。所以醫(yī)學(xué)上采用了類似于共振效應(yīng)的技術(shù)，加上一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，使質(zhì)子在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)不斷的收到磁場(chǎng)的作用，從而達(dá)到理論所想的徑向大磁場(chǎng)的效果。之后，我們對(duì)比了通過醫(yī)用高場(chǎng)磁共振成像儀所成的患者患病部位圖片和通過CT所成的X光片的區(qū)別。在其中可以明顯的看出磁共振影片的優(yōu)越性?，F(xiàn)在，高場(chǎng)磁

16、共振成像技術(shù)在許多許多大型醫(yī)院都有應(yīng)用，它正處于平民化的階段。那么，如何降低這項(xiàng)技術(shù)的使用成本，增加這項(xiàng)技術(shù)的普及率令人關(guān)注。我們知道，磁共振的機(jī)器由于液氮的緣故，正常情況下人們是永遠(yuǎn)不會(huì)關(guān)閉它，讓它停下來(lái)的。那么可否通過增加它的利用率，來(lái)變相降低其使用成本呢？簡(jiǎn)要總結(jié)：通過這八次課的學(xué)習(xí)，我對(duì)實(shí)驗(yàn)室科研有了更深一步的了解，同時(shí)視野也被開闊了不少。例如：學(xué)習(xí)完金屬金相之后，我對(duì)鐵（鐵碳合金）的不同種類和不同結(jié)構(gòu)有了一個(gè)簡(jiǎn)單而初步的了解，接觸到了一些平日從來(lái)沒有思考過的問題，我覺得這對(duì)我來(lái)說是一種提升；學(xué)習(xí)過趣味物理之后，我對(duì)物理的看法或多或少的改變了些，那節(jié)課的魔石實(shí)驗(yàn)和超導(dǎo)磁懸浮的的確確勾起了我的興趣，我從中感受到了物理的吸引人的一面；學(xué)習(xí)過激光表面改性之后，我不得不感慨于激光所帶有的高能量，以及人們想到利用這樣蘊(yùn)含高能量密度的激光的智慧；上完醫(yī)用高磁場(chǎng)之后，我對(duì)其磁共振的原理以及其成像方式有了一個(gè)較為初級(jí)的理解，在臨床實(shí)驗(yàn)中，我們親自看到了清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中高磁場(chǎng)對(duì)人的實(shí)驗(yàn)，感受到了科研技術(shù)的重要性正如第一節(jié)概論課所言，現(xiàn)在的時(shí)