“魔术”化学与未来能源
3月12日,复旦大学的赵东元院士为同学们带来了一场生动的化学讲座。化学是一门物质科学,更是一门中心科学。
随着科学的发展,化学也渐渐向微观发展,选择性也有显著提高,其中最著名的当属纳米材料。由于其特殊性,一些中学便涉及的简单反应也变得不简单。这些微观领域发展推动了能源领域的巨大进步,如石油通过分子筛成为短链,由黑色粘稠变得澄清。赵院士对于介孔材料的研究堪称世界一流,首次合成出了垂直孔道的介孔氧化铝,并首创了多种“打孔”方法。在海水发电领域,赵院士向同学们展望了Al2O3,C薄膜发电的美好未来。赵教授指出虽然新能源的研究已初有成效,但在未来百年内应该会依然保持化学燃料为主体的现状,并期待上中学子能在将来从事化学行业,在石油工业上做出杰出贡献,也希望他们能向人们多多普及化学知识,解开人们对化学长久以来的误区。赵教授以“选择了化学,就是选择了未来”收尾,使所有听众都深刻了解到了21世纪化学的重要作用。
赵东元院士对于化学由衷的热爱以及对化学学科永不停歇的探究精神打动了在场的每一位龙门学子,相信他们对于化学的认知在讲座后已经变得更加深入。(文:高一9刘珈征 图:实习生杨家伟)
恐龙怎么啦?
存续与灭绝,为什么会有两种截然不同的命运?人类的介入,又真正能够改变什么呢? 2017 年 3 月 12 日晚 18:30 ,在工程楼 114 教室,复旦大学生命科学学院副院长杨继教授为我们带来关于地球生命灭绝问题的主题讲座《恐龙怎么啦?》。
杨教授先从人眼的结构开始说起:存在的不一定就是合理的。生物追求的是一种整体的系统最优情况,而从组分和器官的角度解释是无法解释进化的。人不会长翅膀、熊猫不会吃竹子以外的食物——自组织网络是一种从混沌到有序的过程。生命的诞生及其进化的主要动因即是整体大于部分之和以及涌现的组合。因此薛定谔的观点是,生物赖负熵为生,需要一个从无序到有序的过程。
物种大灭绝的历史,因素是由生物本身和环境共同决定的。在杨教授援引他的一项研究结果中,我们不难发现物种的起源和灭绝基本上成一个对应的关系——同时发生。资源有限、自然选择。地球上出现了独一无二的生命,原因即是蓝藻等生物拥有了放氧的能力。由此,生物之间除了竞争关系,更有协同进化的相互作用。“大地女神”盖亚假说、内共生学说,将生物和非生物融合成一个新的有机整体,让人类形成了对于我们共同家园的全新认识体系。
生命的演进模式是无序之有序——然而人类想要将由于自身行动破坏其生存环境的生物拯救,因此开始大肆保护。杨教授评论,这种行为并不见得是一种保护,反而可能成为一种加速灭绝的过程。对于地球的认识还应该向深层发展,进一步减少人类的影响。毕竟,如果人类灭绝了,地球将是一个多么繁荣的环境啊。(文:高二3班 徐云帆 图:实习生杨家伟)
物理微课程——高斯定律与霍尔效应
3月12日,在上海中学工程楼内,吴骅教授继续为同学们带来微课程的教学。
在上一节课中,吴骅教授给学生们讲解了静电场与磁场的性质,并介绍了静电场中一条极其重要的定理——高斯定理。
本节课上,吴教授先简单回顾复习了一下上节课的内容,然后继续新内容的讲解。他先讲解了磁场中的高斯定理,然后从毕奥-萨法尔-拉普拉斯定律入手教授了电流与电流之间相互作用的方式,之后又简单介绍了霍尔效应。在讲解的过程中,吴教授还十分注意理论与实验的联系,使同学们加深了对于物理规律的认识与理解。
在日常的物理学习过程中,很多学生都只专注于物理公式与其在做题中的运用,但吴骅教授却真正从物理学家的思维方式出发,带领同学认识物理的本质,激发同学对于物理的深刻思考,在课程结束时,同学们用热烈的掌声感谢吴教授带来的精彩一课,吴教授也对上中学生较高的物理知识水平表达了充分的肯定。(文:高二10班 严澜 图:实习生杨家伟)
从陌生到惊喜——记化学微课程
3月12日,于上海中学工程楼111教室,我们有幸邀请到了复旦大学孙兴文教授为我们带来化学微课程。
孙教授从“论文”和“专利”引申到“科学”和“技术”的对比。专利有法律保护,而论文则是属于全人类的智慧;技术是结果导向型的,常常以所能带来的财富为评判标准,而科学是不计时间、不计回报的研究和付出——科学是高于技术的!接下来,孙教授以屠呦呦获诺奖为话题展开,屠呦呦利用沸点低的乙醚提取了青蒿素,为后来吴毓林解开青蒿素结构之谜提供了物质基础。过去人们的仪器、能力有限,对于物质很难有深入的认识,而现在,随着科学的发展,人们对于物质的结构有了全新的认识!
在孙教授的课堂上,我们感觉到有机化学,这样一个对我们来说比较陌生的学科,并不是一个资深的老学究,而像一个朝气蓬勃的少年,在不断成长,不断进步,不断带给我们惊喜!(文:高二10班魏名湖 图:实习生杨家伟)
三角函数与复数的应用
3月12日周日晚,开展了本学期“复旦导师制计划”高二系列微课程的第二节课。同学们有幸聆听到复旦大学数学科学学院周子翔教授精心准备的课程内容。
这节课主要讲三角函数与复数的应用,以及导数的开头。
首先,教授用两个看似与三角函数毫无关系的积分式,结果却是反三角函数的式子来引入本课的话题。接着教授给出了三次方程的解,即Cardan公式(公式过于复杂此处不予输入)。该结构十分复杂,但如果巧妙利用三角函数的三倍角公式,并在一定情况下进行简单代换运算,三个实根即可表示出来。形式非常简单,但教授指出这个公式在实际生产生活中并没有过多应用。
接下来所有关于三角函数和复数的应用都是物理上的,设计得十分精妙。第一个案例是交流电的全波整流。在交流电条件下连接了一些由二极管组成的电路后,电压会有所转变,此时使用傅里叶变换,并保留第一项,我们即可得到较为简单也更有实际意义的电压表达。
第二个案例是调幅收音机。这时教授提到他的学生时代:在上大学时,只有在教室里才能收到学校广播,教室外就接受不到了。这充分证明了普通的声音信号频率过低,无法进行长距离传输——为了满足生产生活需求,调幅就此诞生。调幅的原理是使用原来的声波与一个高频波形叠加以获得更大的频率,而只是普通的叠加是行不通的,声波依旧会被阻拦。在这时就要利用晶体管电流与电压的非线性关系,在一定范围内,该关系可以近似为二次函数,利用其二次项系数便可以实现信息的传播。
在这之后还有光的干涉,Coriolis力,电路等许多案例,在此就不一一列举了。总之,这节课上教授让大家了解了可以看出三角函数和复数的广泛应用,这也激发大家更多地思考将理论应用到实际生活之中。(文:高二(8)班 雷世骐 图:实习生杨家豪)