恒溫槽的裝配與性能測試及引力波的實驗探測給我們的啟示

恒溫槽的裝配與性能測試Assemblyanddeterminationofperformanceofthethermostaticbath【摘要】本實驗通過對恒溫槽實際溫度的測量，了解其溫度的波動情況，對其性能進行評估。并設(shè)計了兩種不同恒溫原理的恒溫槽，評估其性能優(yōu)劣?！続bstract】Inthisexperiment,werealizedthefluctuationoftemperaturebymeasuringactualtemperatureofthermostaticbath,andevaluateditsperformance.Andwedesignedtwotypesofbaththathaddifferentprinciplestofindwhichisbetter.【關(guān)鍵詞】恒溫槽溫度靈敏度波動【Keyword】ThermostaticbathTemperatureSensitivityfluctuation【前言】在許多物理和化學(xué)實驗中，由于待測的數(shù)據(jù)如折射率、粘度、電導(dǎo)、蒸汽壓、電動勢、化學(xué)反應(yīng)的速度常數(shù)、電離平衡常數(shù)等都與溫度有關(guān)。因此，這些實驗都必須在恒溫的條件下進行，這就需要各種恒溫的設(shè)備。通常用恒溫槽來控制溫度，維持恒溫。一般恒溫槽的溫度都只是相對的穩(wěn)定，多少總有一定的波動，大約在±0.1℃，如果稍加改進也可達到0.01℃，要使恒溫設(shè)備維持在高于室溫的某一溫度，就必須不斷補充一定的熱量，使由于散熱等原因引起的熱損失得到補償。恒溫槽之所以能夠恒溫，主要是依靠恒溫控制器來控制恒溫槽的熱平衡。當(dāng)恒溫槽的熱量由于對外散失而使其溫度降低時，恒溫控制器就驅(qū)使恒溫槽中的電加熱器工作，待加熱到所需要的溫度時，它又會使其停止加熱，使恒溫槽溫度保持恒定。本實驗對超級恒溫水浴裝置和貝克曼組裝裝置兩種不同恒溫原理的恒溫槽進行恒溫溫度測量，通過在恒溫狀態(tài)下測量恒溫槽的溫度波動，對其靈敏性進行判斷，從而評估恒溫槽的性能。一、實驗?zāi)康呐c要求1、了解恒溫槽的構(gòu)造及恒溫原理，初步掌握其裝配和調(diào)試的基本技術(shù)。2、繪制恒溫槽靈敏度曲線(溫度—時間曲線)，學(xué)會分析恒溫槽的性能。3、掌握貝克曼溫度計和溫控儀的調(diào)試與使用方法。二、實驗原理：恒溫槽的裝置是多種多樣的。它主要包括下面的幾個部件：1敏感元件，也稱感溫元件；2控制元件；3加熱元件。感溫元件將溫度轉(zhuǎn)化為電信號而輸送給控制元件，然后由控制元件發(fā)出指令讓電加熱元件加熱或停止加熱。圖1-1。圖1-1即是一恒溫裝置。它由浴槽、加熱器、攪拌器、溫度計、感溫元件、恒溫控制器等組成，現(xiàn)分別介紹如下：1、浴槽：通常用的是10dm3的圓柱形玻璃容器。槽內(nèi)一般放蒸餾水，如恒溫的溫度超過了100℃-60℃～300℃～9080℃～16070℃～200圖1-1恒溫槽裝置圖1-浴槽;2-加熱器;3-攪拌器;4-溫度計;5-感溫元件(熱敏電阻探頭)6-恒溫控制器;7-貝克曼溫度計。2、加熱器：常用的是電熱器，我們用的電加熱器把電阻絲放入環(huán)形的玻璃管中，根據(jù)浴槽的直徑大小彎曲成圓環(huán)制成。它可以把加熱絲放出的熱量均勻地分布在圓形恒溫槽的周圍。電加熱器由電子繼電器進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)恒溫。電加熱器的功率是根據(jù)恒溫槽的容量、恒溫控制的溫度以及和環(huán)境的溫差大小來決定的。最好能使加熱和停止加熱的時間各占一半。為了提高恒溫的效果和精度，我們在恒溫控制器和電加熱器之間串接一只1kV的可調(diào)變壓器，其恒溫槽的電路圖設(shè)計如下：圖1-2恒溫槽電路圖實驗開始時，由于室溫距恒定溫度的溫差較大，為了盡快升溫達到恒定溫度，我們就把串接的輸出電壓調(diào)高一些，而待其溫度逐漸接近恒溫溫度時，為了減少滯后現(xiàn)象，要把可調(diào)變壓器的輸出電壓降低一些，這樣能較好地提高恒溫槽控溫的精度。3、攪拌器：一般采用功率為40W的電動攪拌器，并將該電動攪拌器串聯(lián)在一個可調(diào)變壓器上用來調(diào)節(jié)攪拌的速度，使恒溫槽各處的溫度盡可能地相同。攪拌器安裝的位置，槳葉的形狀對攪拌效果都有很大的影響。為此攪拌槳葉應(yīng)是螺旋槳式的或渦輪式的，且有適當(dāng)?shù)钠瑪?shù)、直徑和面積，以使液體在恒溫槽中循環(huán)，保證恒溫槽整體溫度的均勻性。4、溫度計：恒溫槽中常以一支1/10℃的溫度計測量恒溫槽的溫度。用貝克曼溫度計測量恒溫槽的靈敏度。所用的溫度計在使用前都必須進行校正和標(biāo)化。圖1-3控溫原理圖5、恒溫控制器：我們實驗室采用的溫控儀是7151-DM型有測溫部件的控溫儀。它采用穩(wěn)定性能較好的熱敏電阻作為感溫元件，感溫時間較短、使用方便、調(diào)速快、精度高并能進行遙控遙測。這個感溫元件又因使用了特殊的燒結(jié)工藝，故只需要將此感溫元件（探頭）放在所需的控溫部位，就能在控溫的同時，從測溫儀表上精確地反應(yīng)出被控溫部位的溫度值。如圖1-3所示。由圖1-3我們可知控溫儀是由感溫電橋、交流放大器、相敏放大器、控溫執(zhí)行繼電器四部分組成。熱敏電阻Rt及R11、R12、R16和電位器Rp組成交流感溫電橋，當(dāng)熱敏電阻探頭感受的實際溫度低于給定溫度時，橋路輸出變?yōu)樨撔盘?，使J1開始動作，并觸發(fā)J2啟動閉合，接通外接加熱回路，這時加熱器導(dǎo)通開始對體系加熱，當(dāng)感受到的溫度與給定溫度相同時，橋路平衡，無信號輸出，J1恢復(fù)常開狀態(tài)，使J2失去觸發(fā)信號而恢復(fù)常開狀態(tài)，斷開加熱回路，加熱停止。當(dāng)實際溫度再下降時控溫執(zhí)行繼電器再次動作，重復(fù)上述過程達到控溫目的。該儀器的測溫系統(tǒng)是利用直流電橋的不平衡從而在電表上迅速指示精確的溫度值，而得到測溫結(jié)果。具體的使用方法詳見附錄控溫儀的使用方法。實驗室中還有一種常用的恒溫裝置是超級恒溫水浴，它的控溫原理和上述的溫控儀基本相同，只不過它的感溫元件是一支接觸式溫度計(有時也稱導(dǎo)電表)而不是熱敏電阻探頭，如圖1-4所示。該溫度計的下半段類似于一支水銀溫度計，上半段是控制用的指示裝置，溫度計的毛細管內(nèi)有一根金屬絲和上半段的螺母相連，它的頂部放置一磁鐵，當(dāng)轉(zhuǎn)動磁鐵時，螺母即帶動金屬絲沿螺桿向上或向下移動，由此來調(diào)節(jié)觸針的位置。在接點溫度計中有兩根導(dǎo)線，這兩根導(dǎo)線的一端與金屬絲和水銀柱相連，另一端則與溫度的控制部分相連。這種恒溫槽的控溫器是電子繼電器，不象上述的控溫儀那種電路。這個繼電器實際上是一個自動開關(guān)，它與接觸式溫度計相配合，當(dāng)恒溫槽的溫度低于接觸式溫度計所設(shè)定的溫度時，水銀柱與觸針不接觸，繼電器由于沒電流通過或電流很小，這時繼電器中的電磁鐵磁性消失，銜鐵靠自身彈力自動彈開，將加熱回路接通進行加熱。反之則停止加熱，這樣交替地導(dǎo)通、斷開、加熱與停止加熱，使恒溫水浴達到恒定溫度的效果?？販鼐纫话氵_0.1℃，最高可達0.05圖1-4接觸溫度計的構(gòu)造圖1-調(diào)節(jié)帽；2-調(diào)節(jié)固定螺絲；3-磁鐵；4-螺桿引出線；4’-水銀槽引出線；5-標(biāo)鐵；6-觸針；7-刻度板；8-螺絲桿；9-水銀槽。這種恒溫水浴還裝有電動機和水泵一套，便于將恒溫的水通過水泵注入所需測量的體系外部，做到不僅可在恒溫水浴中恒溫而且還可對外接體系進行恒溫。此裝置還備有冷卻裝置,可將循環(huán)水打入儀器帶走多余的熱量以達到更好地恒溫效果。但是這兩種恒溫裝置都屬于“通”“斷”二端式控溫，因此不可避免地存在著一定的滯后現(xiàn)象，如溫度的傳遞、感溫元件(熱敏探頭或接觸式溫度計)繼電器、電加熱器等的滯后。所以恒溫槽控制的溫度存在有一定的波動范圍，而不是控制在某一固定不變的溫度。其波動范圍越小，槽內(nèi)各處的溫度越均勻，恒溫槽的靈敏度越高。靈敏度的高低是衡量恒溫槽恒溫優(yōu)劣的主要標(biāo)志，它不僅與溫控儀所選擇的感溫元件、繼電器、接觸式溫度計等靈敏度有關(guān)，而且與攪拌器的效率、加熱器的功率、恒溫槽的大小等因素有關(guān)。攪拌的效率越高，溫度越易達到均勻，恒溫效果越好。加熱器的功率用可調(diào)變壓器進行調(diào)節(jié)，以保證在恒溫槽達到所需的溫度后減小電加熱的余熱，減小溫度過高或過低地偏離恒定溫度的程度。此外,恒溫槽裝置內(nèi)的各個部件的布局對恒溫槽的靈敏度也有一定的影響。一般布局原則是：加熱器與攪拌器應(yīng)放得近一些，這樣利于熱量的傳遞。我們設(shè)計的電加熱器是由環(huán)形的玻璃套管制成的，攪拌器裝在環(huán)形中間，有利于整個恒溫槽內(nèi)熱量的均勻分布。感溫元件熱敏探頭應(yīng)放在合適的位置并與槽中的溫度計相近，以正確地確定溫控儀面板上的指示溫度，并且不宜放置得太靠近邊緣。恒溫槽靈敏度的測定是在指定溫度下觀察溫度的波動情況。也可在同一溫度下改變恒溫槽內(nèi)各部件的布局來測量，從而找出恒溫槽的最佳和最差布局。也可選定某一布局，改變加熱器電壓和攪拌速度測定對恒溫槽溫度波動曲線的影響。該實驗用較靈敏的貝克曼溫度計，在一定的溫度下，記錄溫度隨時間的變化。如記最高溫度為t1，最低溫度為t2，恒溫槽的靈敏度為：靈敏度常以溫度為縱坐標(biāo)，以時間為橫坐標(biāo)繪制成溫度——時間曲線來表示，如下圖1-5：圖1-5靈敏度的溫度——時間曲線(a)表示恒溫槽靈敏度較高；(c)表示加熱器功率太大；(b)靈敏度較低；(d)表示加熱器功率太小或散熱太快。四、實驗儀器儀器名稱廠家數(shù)量HK-2A超級恒溫水浴南京南大萬和科技南京大學(xué)應(yīng)用物理研究監(jiān)制（教學(xué)用）1臺JDW-3精密電子溫差測量儀南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所1臺組裝繼電器—1臺TDGC2-3KVA型接觸調(diào)壓器上海全力電器1臺導(dǎo)線—若干貝克曼溫度計—1個五、實驗步驟:圖-5實驗裝置圖按照圖-5圖-5實驗裝置圖開始實驗測量：（1）正常散熱狀態(tài)使用超級恒溫水浴箱裝置，將設(shè)定溫度調(diào)節(jié)至35.00℃，待其加熱至35.00℃時，將溫差測量儀置零，使用計算機開始收集溫度-時間數(shù)據(jù)。收集完畢后，開關(guān)調(diào)至組裝裝置部分，電源調(diào)至100V，待穩(wěn)定后，收集數(shù)據(jù)。然后調(diào)至175V，重復(fù)測量。（2）改變散熱狀態(tài)向恒溫槽循中環(huán)入適當(dāng)流量的冷凝水后穩(wěn)定不變，測量步驟同（1）。七、數(shù)據(jù)處理方法：將操作步驟6之?dāng)?shù)據(jù)以時間為橫坐標(biāo)，溫度為縱坐標(biāo)，繪制各個條件下的溫差——時間曲線，求算恒溫槽的靈敏度，并對恒溫槽的性能進行評價?！緦嶒灲Y(jié)果與討論】一、實驗結(jié)果各情況靈敏度和波動周期數(shù)據(jù)：實驗情況靈敏度（℃）周期*正常散熱狀態(tài)超級槽±0.004約500組裝槽100V±0.034760組裝槽175V±0.1011500通冷凝水超級槽±0.020約400組裝槽100V±0.0341300組裝槽175V±0.094500*超級槽圖像難以判斷明顯的波動周期，為粗略估計。時間為計數(shù)點。從靈敏度上看，超級恒溫槽恒溫效果明顯好于組裝槽（詳見附錄figure14）。組裝槽隨電壓增加，靈敏度降低，與波動周期無明顯關(guān)系。改變散熱狀態(tài)至通冷凝水，超級槽靈敏度下降，而組裝槽靈敏度略有上升，與波動周期無明顯關(guān)系。二、結(jié)果討論超級恒溫槽靈敏度高于組裝槽，符合實驗預(yù)期，這是由兩者控溫原理決定的。由于組裝槽使用貝克曼溫度計，其中水銀柱在達到或低于恒溫溫度時，控制加熱電路通斷有一定滯后，決定了其靈敏度，且與散熱狀態(tài)無關(guān)，符合實驗結(jié)果。另外靈敏度受加熱功率影響較大，可能是由于電路通斷時加熱器溫度來不及改變所致。通冷凝水時超級槽靈敏度有明顯下降，應(yīng)該是由于冷凝水流速不穩(wěn)定所致。從數(shù)據(jù)看，溫度波動周期與散熱狀態(tài)、加熱功率似乎無明顯關(guān)系，但實際上應(yīng)是兩者共同作用結(jié)果。加熱功率低、散熱快，升溫慢，周期就越大，但散熱快降溫快，周期就約小。三、誤差分析本實驗誤差主要來自于儀器和外部環(huán)境因素所導(dǎo)致的不可控誤差。系統(tǒng)誤差：1、水流不穩(wěn)定。2、攪拌效果難以使恒溫槽各處溫度相同。3、熱電偶測溫計不準(zhǔn)。4、精密測溫計與熱電偶測溫計存在偏差。5、實驗中環(huán)境溫度有所改變。由于精密測溫計難以在預(yù)設(shè)35.00℃處置零，貝克曼溫度計也難以精確調(diào)到35.00℃，所以實驗無法評估恒溫溫度與預(yù)設(shè)溫度的絕對偏差情況，這是以后實驗需要改進的地方。四、實驗總結(jié)本次實驗步驟簡單，數(shù)據(jù)皆由儀器給出，計算機處理，極大地簡化了數(shù)據(jù)處理步驟，但很考驗學(xué)生的作圖能力與分析能力。提高恒溫槽的靈敏度可以對實驗儀器和實驗條件進行如下改進：在實驗允許的條件下減小實驗的加熱功率；攪拌速度須足夠大，使恒溫介質(zhì)各部分溫度盡量一致；加熱器放在攪拌器附近，使熱量迅速傳到各部分；定溫計要放在加熱器附近，測定溫度的溫度計應(yīng)放在被研究體系的附近。【結(jié)論】實驗通過控制變量法改變條件，探究不同條件對于恒溫槽的影響，衡量恒溫槽的性能，從中得知復(fù)雜電路控溫效果好于觸點式電路，加熱電壓越高，恒溫靈敏性能越差，但低加熱功率又會導(dǎo)致升溫慢?！緟⒖假Y料】[1]傅獻彩沈文霞姚天揚.物理化學(xué)（下冊）.北京:高等教育出版社,2021.[2]中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院實驗中心.實驗1恒溫槽的裝配與性能測試（講義）.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2021.【附錄】數(shù)據(jù)處理部分一、6種情況的ΔT-t圖以下為實驗中6種情況的分列圖，分別是正常散熱狀態(tài)下的超級槽，組裝槽100V和175V，通冷凝水下的超級槽，組裝槽100V和175V。由于實驗儀器問題，溫度數(shù)據(jù)記錄總在0.144℃附近出現(xiàn)到0.235℃的壞點般的突躍，與實際情況不符，故下圖均已做修正。FigureSEQFigure\*ARABIC1FigureSEQFigure\*ARABIC2FigureSEQFigure\*ARABIC3FigureSEQFigure\*ARABIC4前一段（0—500）屬于溫度未穩(wěn)定階段，可予忽略。FigureSEQFigure\*ARABIC5前一段（0—1500）屬于溫度未穩(wěn)定階段，可予忽略。FigureSEQFigure\*ARABIC6根據(jù)靈敏度公式分析上圖，得到各情況靈敏度和波動周期數(shù)據(jù)：實驗情況靈敏度（℃）周期*正常散熱狀態(tài)超級槽±0.004約500組裝槽100V±0.034760組裝槽175V±0.1011500通冷凝水超級槽±0.020約400組裝槽100V±0.0341300組裝槽175V±0.094500*超級槽圖像難以判斷明顯的波動周期，為粗略估計。時間為計數(shù)點。二、不同情況對比圖為更直觀地了解溫度變化情況，做如下各種情況的對比圖。FigureSEQFigure\*ARABIC7從圖中可以看出，組裝槽溫度變化具有明顯的周期波動，易于分析：升溫速率175V大于100V，而降溫時兩曲線基本平行，說明不加熱時散熱速率相同，符合實際情況。FigureSEQFigure\*ARABIC8通冷凝水時，100V曲線呈波動狀態(tài)緩慢上升，說明100V加熱功率較低，且由于冷凝水流速不穩(wěn)定故波動上升。比較上列兩圖可以看出，組裝槽隨加熱電壓增大，靈敏度降低。FigureSEQFigure\*ARABIC9FigureSEQFigure\*ARABIC10從超級槽與組裝槽的對比來看，超級槽靈敏度均高于組裝槽。FigureSEQFigure\*ARABIC11通冷凝水下，超級槽靈敏度有明顯降低，且波動更不規(guī)律，可能由于冷凝水流速不穩(wěn)定所致。FigureSEQFigure\*ARABIC12改變散熱狀態(tài)，組裝槽100V的靈敏度未見明顯改變。FigureSEQFigure\*ARABIC13改變散熱狀態(tài)至通冷凝水時，組裝槽175V靈敏度略有減小但變化仍不明顯。FigureSEQFigure\*ARABIC14*為保證作圖效果，曲線有部分縱向平移。

引力波的實驗探測給我們的啟示摘要：引力理論的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)百年，從牛頓到愛因斯坦，從萬有引力定律到廣義相對論。在這過程中，科學(xué)家們引力波的預(yù)言質(zhì)疑不休、爭論不止。而引力波的實驗探測無疑證明了一切。引力波的發(fā)現(xiàn)，彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞，也確定了他的理論的正確。這是人類史上出現(xiàn)的又一契機，它將為人類社會帶來重大變革?！捌莆濉笔侵袊鴤鹘y(tǒng)迎財神的日子。2016年的這一天，卻一個讓全世界物理學(xué)界沸騰的日子，甚至許多的物理學(xué)家為之痛哭流涕——被預(yù)言已經(jīng)百年的引力波，終于被探測到了。引力是什么？在今天人們所知道的物質(zhì)的四種基本相互作用中，引力作用為最弱。四種相互作用按作用強度比例順序是：強相互作用(1),電磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此，在研究基本粒子的運動時，引力一般略去不計。但在天文學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，由于涉及的對象的質(zhì)量極其巨大，引力就成為不僅支配著天體的運動，而且往往是天體的結(jié)構(gòu)和演化的決定因素。引力并不是一種所謂的“力”，而是一種屬性。牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中首次提出萬有引力定律，基于此，他結(jié)識了彗星的運動軌道和地球上的潮汐現(xiàn)象，并根據(jù)萬有引力定律成功地預(yù)言并發(fā)現(xiàn)了海王星。萬有引力定律出現(xiàn)后，才正式把研究天體的運動建立在力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，從而創(chuàng)立了天體力學(xué)。簡單的說，質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大，地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，突破了絕對時間和絕對空間的概念，否定了瞬時超距作用，從根本上動搖了建立在這些舊觀念基礎(chǔ)上的牛頓引力理論。經(jīng)過十年的探索后，愛因斯坦于1915年提出了迄今為止最成功的近代引力理論——廣義相對論。廣義相對論中，引力被歸咎于時空的彎曲。這種彎曲是由物質(zhì)造成的，物質(zhì)的質(zhì)量越大，所形成的扭曲也就越嚴(yán)重。但是這種彎曲，對于人類來說根本感知不到，一是因為人類伴隨這種彎曲一起彎曲了，而是由于這種彎曲太微小。大質(zhì)量物體發(fā)生的扭曲引起了震動，而這種震動，就是引力波。科學(xué)家們通過探測這種時空震蕩，來證實引力波的存在。早在1916年，愛因斯坦在廣義相對論中就預(yù)言了引力波的存在。而科學(xué)家們普遍認為，這次LIGO這一發(fā)現(xiàn)是愛因斯坦相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”，證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性，彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞，驗證了已故科學(xué)家愛因斯坦的預(yù)言。探測的儀器叫做邁克爾遜干涉儀，或是LIGO。LIGO的“兩條腿”都有4千米長，最近的一次升級就花去了幾十億美元。LIGO的原理是什么？簡單來說是利用光速不變，在同樣的直線路程里測試耗時，而通過時間的偏差（盡最大可能排除誤差，也是耗資巨大的原因）來判定空間確實存在震動。這樣的實驗設(shè)置基于愛因斯坦的假設(shè)：光速不變，是因為以光的視角看，它沿途經(jīng)過的空間發(fā)生了折疊伸縮?？赡艿囊Σㄌ綔y源包括致密雙星系統(tǒng)（白矮星，中子星和黑洞）。在2016年2月11日，LIGO科學(xué)合作組織和Virgo合作團隊宣布他們已經(jīng)利用高級LIGO探測器，首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。在過去的數(shù)十年里，許多物理學(xué)家和天文學(xué)家為證明引力波的存在進行了大量研究。其中，泰勒和赫爾斯由于第一次得到引力波存在的間接證據(jù)榮獲1993年諾貝爾物理學(xué)獎。到目前為止，類似的雙中子星系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近十個，但是雙黑洞系統(tǒng)卻是首次。在實驗方面，第一個對直接探測引力波作偉大嘗試的人是韋伯。雖然他的共振棒探測器最后沒能找到引力波，但是韋伯開創(chuàng)了引力波實驗科學(xué)的先河，為如今的碩果打下了基礎(chǔ)。因為在地面上很容易受到干擾，所以物理學(xué)家們也在向太空進軍。歐洲的空間引力波項目eLISA（演化激光干涉空間天線）。eLISA將由三個相同的探測器構(gòu)成為一個邊長為五百萬公里的等邊三角形，同樣使用激光干涉法來探測引力波。此項目已經(jīng)歐洲空間局通過批準(zhǔn)，正式立項，目前處于設(shè)計階段，計劃于2034年發(fā)射運行。作為先導(dǎo)項目，兩顆測試衛(wèi)星已經(jīng)于2015年12月3日發(fā)射成功，目前正在調(diào)試之中。中國的科研人員，在積極參與目前的國際合作之外之外，也在籌建自己的引力波探測項目。引力波的實驗探測引起了世界范圍的轟動，這些探測極其不易，宇宙中發(fā)生爆炸性的大事件時產(chǎn)生的引力波，才相對容易探測到，例如黑洞合并、星系合并、超新星爆炸等。100年前，愛因斯坦在預(yù)言引力波存在時就曾說：“這些數(shù)值是如此微小，她們不會對任何的東西產(chǎn)生顯著的作用，沒人能夠去測量它們?！辈桃环蚪o出解釋：“時間發(fā)生得越早，距離越遠，越會在宇宙中傳播期間被紅移。紅移指的是由于宇宙本身的膨脹將所有的波動的波長拉直拉平，這樣其波動性就難以被探測到。例如，這次LIGO探測到的引力波，是13億年以前兩個大約30個太陽質(zhì)量的黑洞并合所產(chǎn)生的引力波，振幅之小，是在原子核尺寸的千分之一的尺度。能探測到真的是非常不容易，LIGO實驗組的科學(xué)家們也是在幾十年里經(jīng)歷多次挫折，不斷調(diào)整方案，改進儀器，才最終探測到的?！彼运某晒μ綔y也標(biāo)志著在這個領(lǐng)域人類的技術(shù)進步到了前所未有的水平。而它所具有的里程碑意義不止在科學(xué)情感上，更在于能夠打開人類的一個新的世界——每個人都對它滿懷期待。如果電磁波探測是人類的眼睛，那么人類又多了一雙聆聽外界的耳朵。馬克斯·普朗克引力物理研究所說：“在《星際穿越》和《三體》中，都不約而同地將引力波選為了未來科技發(fā)達的人類的通訊手段，這也許只能是美好的幻想，但對于天文研究而言，引力波的確開啟了一扇新的窗口。吹進來的第一縷清風(fēng)，就帶來了一個重大的信息：極重的恒星級雙黑洞系統(tǒng)存在并可以在足夠短的時間（10億年）內(nèi)并合。這是讓我們始料未及的。誰能知道在將來的更多的探測中，LIGO和一眾引力波探測器能帶給我們什么樣的驚喜呢？”引力波有兩個非常重要而且比較獨特的性質(zhì)。第一：不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時就不會有電磁輻射產(chǎn)生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進途中的天體。比如，來自于遙遠恒星的光會被星際介質(zhì)所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過。對于天文學(xué)家來說，這兩個特征允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測過的天文現(xiàn)象信息，而每一個電磁波譜的打開，都會為我們帶來前所未有的發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家們同樣期望引力波也是如此。而引力波本身的性質(zhì)也可能對基礎(chǔ)物理學(xué)產(chǎn)生巨大的影響。另外，引力波蘊含的，很可能是宇宙誕生的畫面。我們從小都被告知一個最著名的猜想——宇宙是在一場爆炸中誕生的。這意味著，在時空的開始，宇宙又一次最為劇烈的震動。引力波就能讓我們還原這個震動——它是否存在？有多大規(guī)模？不僅如此，引力波還能傳遞信息——我們看不到的宇宙空間在發(fā)生什么？據(jù)科學(xué)家解釋，這次的引力波就是在遙遠的距離上巨大的黑洞變化引起的。而這一結(jié)果也證明了黑洞真實存在——至少是廣義相對論預(yù)測的由純凈、真空、扭曲時空組成的完美圓形物體。并且，引力波傳遞的信息可以讓科學(xué)家更精確地估計宇宙膨脹的速度?？偠灾?，一個新的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，總會給人類社會帶來無法預(yù)估的發(fā)展。18世紀(jì)面熟電磁波的麥克斯韋理論確認的時候，也沒人知道會給人類帶來什么，但是現(xiàn)在不管是電視機還是移動電話，都與電磁現(xiàn)象有關(guān)。引力波的發(fā)現(xiàn)類似當(dāng)年的發(fā)現(xiàn)X光一樣，是一種工具。有了這個工具，我們可以利用引力波的觀察，去觀察遙遠的宇宙的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)、時空穿梭等等才是有可能實現(xiàn)的事情。如果沒有引力波，以我們現(xiàn)有的技術(shù)是做不到這些科幻世界才有的事情的?！凹热灰Σㄊ谴嬖诘?，基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一條未知的路，走到半路，有人懷疑不對，結(jié)果證實是對的，那么就可以加快步伐了?！碧K萌說。世界各國都加大了探測研究引力波的力度，我國也緊跟探索引力波的步伐。“天琴計劃”參與者、中山大學(xué)天文與空間科學(xué)研究院院長李淼教授介紹，“天琴計劃”是我國自主開展空間引力波探測的可行方案，發(fā)射三顆衛(wèi)星探測引力波，該計劃預(yù)期執(zhí)行期為2016~2035年，分四階段實施。項目還將挖山洞，建觀測站以及建設(shè)綜合研究大樓。預(yù)計擬投三億啟動。天琴計劃預(yù)期執(zhí)行期為2016-2035年，分四階段實施：（1）2016-2020年：完成月球/深空衛(wèi)星激光測距、空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛(wèi)星實驗所需關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。主要研發(fā)成果包括：新一代月球激光測距反射器、月球激光測距臺站、高精度加速度計、無拖曳控制（包含微推進器）、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距技術(shù)等；（2）2021-2025年：完成空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛(wèi)星實驗工程樣機，并成功發(fā)射下一代重力衛(wèi)星和空間等效原理實驗衛(wèi)星。主要研發(fā)成果包含：超靜衛(wèi)星平臺、高精度大型激光陀螺儀以及進一步提高加速度計、無拖曳控制、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距等技術(shù)；（3）2026-2030年：完成空間引力波探測關(guān)鍵技術(shù)，完成衛(wèi)星載荷工程樣機；（4）2031-2035年：進行衛(wèi)星系統(tǒng)整機聯(lián)調(diào)測試、系統(tǒng)組裝，發(fā)射空間引力波探測衛(wèi)星。李淼介紹，“天琴計劃”的出發(fā)點是切實根據(jù)我國的技術(shù)能力實際和未來幾十年的發(fā)展前景，提出我國自主開展空間引力波探測的可行方案。在目前討論的初步概念中，天琴將采用三顆全同的衛(wèi)星構(gòu)成一個等邊三角形陣列，每顆衛(wèi)星內(nèi)部都包含一個或兩個極其小心懸浮起來的檢驗質(zhì)量。衛(wèi)星上將安裝推力可以精細調(diào)節(jié)的微牛級推進器，實時調(diào)節(jié)衛(wèi)星的運動姿態(tài)，使得檢驗質(zhì)量始終保持與周圍的保護容器互不接觸的狀態(tài)。這樣檢驗質(zhì)量將只在引力的作用下運動，而來自太陽風(fēng)或太陽光壓等細微的非引力擾動將被衛(wèi)星外殼屏蔽掉。高精度的激光干涉測距技術(shù)將被用來記錄由引力波引起的、不同衛(wèi)星上檢驗質(zhì)量之間的細微距離變化，從而獲得有關(guān)引力波的信息?！疤烨佟钡男l(wèi)星將在以地球為中心、高度約10萬公里的軌道上運行，針對確定的引力波源進行探測。這樣的選擇能夠避免測到引力波信號卻無法確定引力波源的問題。中國科學(xué)院也于2016年2月16日公布了空間引力波探測與研究的“空間太極計劃”。按照這一計劃，我國將在2030年前后發(fā)射由位于等邊三角形頂端三顆衛(wèi)星組成的引力波探測星組，用激光干涉方法進行中低頻波段引力波的直接探測。主要科學(xué)目標(biāo)是觀測雙黑洞并合和極大質(zhì)量比天體并合時產(chǎn)生的引力波輻射，以及其他的宇宙引力波輻射過程。中科院力學(xué)研究所胡文瑞院士表示，“我國目前的技術(shù)能力與國際先進水平還有一定的差距，這種差距可以通過良好的國際合作得到一定的彌補?！焙娜鹫f，“空間太極計劃”是一個中歐合作的國際合作計劃，目前有兩個方案：方案一是參加歐洲空間局的eLISA雙邊合作計劃；方案二是發(fā)射一組中國的引力波探測衛(wèi)星組，與2035年左右發(fā)射的eLISA衛(wèi)星組同時遨游太空，進行低頻引力波探測。據(jù)介紹，空間引力波探測被列入中科院制訂的空間2050年規(guī)劃。2008年由中科院發(fā)起，中科院多個研究所及院外高?？蒲袉挝还餐瑓⑴c。引力波的發(fā)現(xiàn)是感人至深的，它印證了一位物理學(xué)大師的睿智偉大，為年富力強的物理學(xué)家們增添了信心和安慰。在理性上，引力波的發(fā)現(xiàn)更是激動人心的，人類的歷史將會改寫，一切都是未知，未知也許會更加美好。參考文獻：[1].柏格曼著，周奇、郝蘋譯：《相對論引論》，高等教育出版社，北京，1961。(P.G.Bergmann,IntroductiontotheTheoryofRelativity,Butterworths,London,1958.)[2].溫伯格著，鄒振隆譯：《引力和宇宙論》，科學(xué)出版社，北京，1979。(S.Weinberg,GravitationandCosmology,JohnWileyandSons,NewYork,1972.)[3].北京:科學(xué)出版社,1977.J·韋伯著,陳鳳至,張大衛(wèi).《廣義相對論與引力波》[4].《引力波與引力波探測》李芳昱、張顯洪[5].《引力、引力波和引力波的探測》薛鳳家，《大學(xué)物理》[6].《空間時間引力》（美）沃爾德史新奎金麗莉[7].《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》艾薩克牛頓1687[8].《原理》艾薩克牛頓[9].《論引力波》愛因斯塔1918[10].《廣義相對論》劉遼，趙崢-2004[11].《廣義相對論與現(xiàn)代宇宙學(xué)》須重明-南京師范大學(xué)出版社-1999[12].《廣義相對論引論》俞允強-北京大學(xué)出版社-1987[13].《廣義相對論基礎(chǔ)》趙崢-清華大學(xué)出版社-2010[14].《引力波探測》胡恩科-《物理》[15].《引力波、引力波源和引力波探測實驗》唐孟希，李芳昱，趙鵬飛《天文研究與技術(shù)》

公司信息化工作總結(jié)XXX公司成立伊始，公司領(lǐng)導(dǎo)就非常注重信息化建設(shè)工作，提出了“3I”管理思想，即制度管理（Institution）、國際質(zhì)量環(huán)境管理（ISO）、信息化管理（Information）。公司逐步建立起信息化工作平臺，為公司蓬勃發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。目前，公司通過加快信息化建設(shè)，改進和強化了公司物資流、資金流、人才流及信息流的集成管理，公司的經(jīng)營思想和管理模式帶來了根本性的變革。而信息技術(shù)與公司管理的發(fā)展與融合，又使公司競爭戰(zhàn)略管理不斷創(chuàng)新，提高了企業(yè)的核心競爭力。一、企業(yè)信息化建設(shè)對企業(yè)至關(guān)重要信息技術(shù)、信息系統(tǒng)甚至信息作為一種資源，已不再是僅僅支撐企業(yè)戰(zhàn)略，而且還