時間：2023-05-30 10:44:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物理性質，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
物理性質：無色無味、沒有味道的液體，沸點100℃，凝固點是0℃，密度為1g/cm3，能溶解多種物質形成溶液。
相對原子質量：國際上以一種碳原子質量的1/12為標準，其他原子質量跟它相比較所得的比，作為這種原子的相對原子質量。
某元素原子的相對原子質量=某元素原子的實際質量碳原子實際質量x1/12)
注意：相對原子質量只是一個比，不是原子的實際質量。
它的單位是1，省略不寫。在相對原子質量計算中，所選用的一種碳原子是碳12，是含6個質子和6個中子的碳原子，它的質量的1/12約等于1。66x10-27kg。
（來源：文章屋網 ）
【關鍵詞】 中藥提取液; 藥材吸水量; 相對比重; 固含量; 黏度
中藥提取液是中成藥制藥過程中重要的物料形態，在各工藝過程中主要經過的過程包括化學物質自藥材中的溶出擴散、液體在管道內的流動、液態物料水分的蒸發(濃縮)和固態半固態物料水分的蒸發(干燥)。相關的物理性質主要有反映提取液中物相比例的固體含量(含固量，浸出物量)、表示濃縮狀態的相對比重和與運動性質有關的黏度等。了解中藥提取液的主要物理性質之間的相關性，可以提供對提取液本身的深入認識;在進行濃縮干燥的時候可以利用提取液本身性質的相關性簡化研究因素，可以更廣泛深入研究提取液性質與其它工藝參數之間的關系，為提供更有效控制濃縮干燥過程的參數設置提供理論基礎[1]。本研究就中藥提取液的常見物理性質進行了研究。
1 材料與方法
1.1 材料
藥材：薄荷等40種常用中藥飲片(上海養和堂中藥飲片有限公司)、丹參(飲片，上?？禈蛑兴庯嬈瑥S)。
主要儀器：液體比重天平(PZB5，上海精密科學儀器有限公司天 平儀器廠);黏度計(Brookfield Viscosmeter LDI+，Brookfield Engineering Laboratories，Inc. US);真空干燥箱(ZK82B，上海實驗儀器廠);上皿電子天平(FA1004，上海天平儀器廠)。
1.2 方法
1.2.1 提取液的制備 取飲片以常水(視藥材被充分浸泡)于室溫(20℃)浸泡12 h，傾倒讀取濾液，以加水量與讀取量差值為飲片吸液量。以此量的5倍為浸提量加熱煮沸后，保持微沸2 h，120目濾布濾過，濃縮至不同相對含量(g藥材·ml-1)。同一提取液在濃縮過程中連續取樣，放置于同一溫度，分別測定其相對比重、含固量(浸出量)和黏度;對同一濃度提取液進行加熱，測定不同溫度條件下黏度。
1.2.2 相對比重的測定[2] 以液體比重天平法進行。
1.2.3 含固量的測定[2] 參考浸出物含量測定法進行。
1.2.4 黏度測定[2] 用旋轉式黏度計測定不同溫度、相對比重、含固量同一提取液的運動黏度。
1.2.5 相關性考察 分別考察以上考察指標之間的相關性，進行回歸分析。數據處理、分析及繪圖使用Excel軟件。
2 結果
2.1 飲片吸水量
飲片的吸水性考察結果見表1。結果表明常見中藥飲片的吸水量倍數在0.8～2.9之間，一般浸提加水量在5～10倍，為平均吸水量的2倍以上。這個數值可以做為浸提條件研究中加水量的計算基礎。
表1 常用中藥飲片的吸水量/mlo(50g)-1，20℃
飲片名稱吸水量飲片名稱吸水量/mlo(50g)-1生白芍50金銀花130 生甘草70夏枯草200 葛根75100 柴胡110訶子70 桂枝40北五味子50 生黃芪60枸杞子80 知母90桃仁30 當歸120梔子30 川芎60桑寄生70 熟地85麻黃70 鉤藤60益母草140 忍冬藤90茯苓30 黃柏95豬苓S50 丹皮55乳香- 陳皮100沒藥40 番瀉葉130生牡蠣- 枇杷葉110丹參105 大青葉90阿膠 -
依據藥材入藥部位的不同，計算相同入藥部位的飲片吸水平均倍數，進行比較后得到不同入藥部位藥材飲片的冷浸(20℃)吸水順序為：花>葉>全草>皮>莖木>根及根莖>果實種子>菌類>樹脂，見表2。表2 不同入藥部位藥材飲片的平均吸水量/倍(20℃)
2.2 含固量與相對比重
薄荷水提取液的含固量與相對比重關系見表3。以線性回歸考察薄荷水提取液相對比重與含固量的關系得到一條直線，線性關系良好，見圖1。同法得到丹參片提取液相對比重與含固量的直線關系，見圖2。提取液的含固量與相對比重之間正相關，具有良好的直線回歸關系。表3 薄荷水提取液的含固量與相對比重
2.3 相對比重與黏度
測定不同相對比重丹參水提取液的黏度，結果見表4。直接回歸考察兩者相關關系，相關系數R2=0.9197。對黏度值做數學變換，取自然對數再后進行回歸，得到較好結果R2=0.9912，見圖3。表4 丹參提取液的相對比重與黏度(25℃)
2.4 黏度與溫度
丹參提取液的相對比重、黏度與溫度的關系見表5。當rpm=50時(圖4)，回歸曲線按照提取液濃度從大到小的順序依次是：
y=151729x-1.9504，R2 = 0.9871;
y =4734.4x-1.4023，R2 = 0.9806;
y= -0.0594x + 7.4098，R2 = 0.9500。
當rpm=100時，回歸曲線按照提取液濃度從大到小的順序依次是：
y=213130x-2.0244，R2 = 0.9918;
y =2304.6x-1.1962，R2 = 0.9862;
y =-0.0626x + 9.037，R2 = 0.9669。
提取液在低濃度時候，溫度與黏度成直線關系;隨著濃度的增大，溫度與黏度之間呈現出指數關系，溫度越高黏度越小;如果溫度足夠，不同濃度提取液黏度值有接近趨勢。
在黏度計不同轉速下，曲線的系數有差異，說明了提取液的動力學性質屬于非牛頓流體，黏度隨著受力的改變而改變。表5 丹參提取液的濃度、黏度與溫度
2.5 含固量與與黏度
含固量表現為一定體積提取液的固體總量，如果以該固體為目標物質，那么含固量就等于提取液的濃度。因此，從上節內容可知，含固量與黏度是正相關關系。圖5是70℃時濃度與黏度的回歸關系。
圖5 提取液濃度與黏度的關系
3 討論
本研究顯示不同植物部位來源藥材的吸水量具有規律性。賀福元等建立了中藥材吸水膨脹動力學數學模型并對大黃進行了研究，結果表明中藥材吸水膨脹服從一級線性動力學量變，可用線性模型表達[3]。
中藥提取液提取液代表總固體物質含量的濃度(含固量)、濃縮程度的比重和動力學性質的黏度之間多具備良好的相關性，因此，在進行中藥浸提液的處理過程中，可以利用這些指標進行工藝控制。在濃縮干燥過程中，如果建立質量控制成分與提取液的含固量的聯系，那么就可以將干燥的過程控制與制劑質量連接起來，提高中藥制劑全程控制的水平。其中，提取液的含固量與相對比重之間正相關，具有良好的直線回歸關系。其關系式可以歸納為：含固量=a(相對比重-1)，其中a是一個接近2的數字[1]。該公式與實際生產的經驗比較吻合，可以作為經驗公式應用，并可以進一步探討其理論上的規律性。
中藥制劑技術研究應關注提取物的物理性質[4]。中藥提取液同樣是廣義“中藥提取物”的表現形式之一。中藥提取液的這些性質不僅可以用于濃縮干燥過程控制，還可以向中藥制劑的上游工序延伸，用于提取過程的監控。例如，提取達到平衡時，其行對比重應該達到一個平衡數值，直接監控該參數就可以判斷提取進行的程度。中藥制藥過程中物料相關物理性質的相關性研究將有利于對中藥制藥過程的理解和控制，相關研究已經有所開展，如文獻[1，3～6]。在這一方面，相關行業(如食品、飲料、化工領域)對物料的物理性質包括其過程動力學研究的比較深入，中藥制劑值得借鑒，使生產過程的認識和控制水平得以提升。
【參考文獻】
1 耿炤. 中藥提取物固體顆?；芯?上海：上海中醫藥大學，2004.
2 中國藥典.2005年版二部.2000.
3 賀福元，馬家驊，劉文龍 ，等.中藥材吸水膨脹動力學數學模型的建立及對大黃的驗證實驗研究.中成藥，2004，26(10)：788～791.
4 劉怡，馮怡，徐德生. 中藥制劑技術研究應關注提取物的物理性質.2007，29(10):1495～1498.
【關鍵詞】石灰改良；膨脹土路堤；物理性質；試驗
1 前言
隨著改革開放的深入，國民經濟高速發展對公路運輸能力的需求越來越大，我國開始了大規模的高等級公路建設，其中不少路段穿越了典型膨脹土地區，膨脹土對公路建設的危害逐漸變得越來越嚴重。膨脹土路基穩定與變形問題成為膨脹土地區公路修建的主要技術難題之一。因此，本文通過對石灰改良膨脹土基本物理性質試驗結果的分析，望為現場施工提供技術參數。
2 自由膨脹率試驗
自由膨脹率是反映粘土膨脹性的指標之一，它與土的粘性礦物成分、膠粒含量、化學成分和水溶液性質有著密切的關系。自由膨脹率的概念沒有包含膨脹土的結構，也不存在附加荷載與側限等條件，因而從工程角度講，它是一個沒有實際工程意義的指標。但是，自由膨脹率在一定程度上能反應粘土礦物成分、粒度成分、化學成分和交換陽離子等基本特性，且試驗操作方便，簡單易行。所以，仍可以用自由膨脹率指標粗略衡量土的膨脹潛勢。
試驗分加分散劑和不加分散劑兩種情況，各種改良土的自由膨脹率試驗結果如表1和圖1:
從表1可以發現，素土的自由膨脹率為56%屬弱膨脹性土(《公路土工試驗規程》采用加分散劑的試驗結果)，摻灰3%后自由膨脹率降為17%已屬非膨脹土。隨著石灰摻量的增多，不同改良土的自由膨脹率相繼減少并趨穩定。
3 土粒比重試驗
土粒比重是土粒在溫度100～105℃，烘至恒重時的重量與同體積4℃時蒸餾水重量的比值，它是土的基本物理性質指標之一，是計算孔隙比和評價土類的主要指標。試驗結果見表2。
從表2中可得，膨脹土經改良后，土粒比重稍有增加，但增加不大，而且也并不隨摻灰率的增大而增大。
4 顆粒分析試驗
土的顆粒組成是土性的基本參數，是土分類的基本指標，同時是反映土的路用性質的一個重要指標。根據土質學的研究成果，粗粒土的性質主要決定于土顆粒的粒徑分布和特征，而細粒土的性質主要取決于土粒和水的相互作用的狀態，土中細粒含量越多，土與水的作用越強烈。因此，進行顆粒分析試驗不僅可以確定不同摻灰率改良土的顆粒組成特點，而且，通過對改良土進行顆粒分析試驗，結合液塑限試驗結果可為不同改良土命名。同時，粘粒含量(
從表3可知，改良土的粒度成分隨著摻灰率的增大呈現有規律的變化，隨著摻灰率的增大，粘粒和粉粒含量逐漸減少，砂粒的含量增多。當砂粒含量超過25%，粗顆粒將起到骨架作用，改善土的物理力學性質。
按照公路路基設計規范對膨脹土脹縮等級的劃分，如果僅以
5 界限含水量試驗
膨脹土的界限含水量是粘土顆粒與水相互作用的一種屬性，膨脹土主要由親水性粘土礦物組成，含有較多的細小粘土顆粒成分，故具有比表面積大，擴散雙電層較厚的特點，因而與一般細粒土相比，膨脹土中粘土顆粒表面的水膜較厚，所保持的薄膜水總量也特別多，因此，膨脹土一般具有高液限、高塑性指數的特點。試驗結果如表4和圖3所示。
表4 界限含水量試驗結果
l)由圖3可以看出，隨著摻灰率的提高，液限有較大幅度的降低，由素土的65.5%降低為5%改良土的48%，隨后液限變化幅度不大;而塑限隨著摻灰率的變化影響不大，基本上保持穩定;塑性指數隨著摻灰率的增大一直呈下降趨勢，由素土的32%降到9%石灰土的14.7%，降幅為54%，而且摻灰率增大到5%以后的塑性指數的下降幅度顯著減少，可以看出，塑性指數的降低明顯是由液限降低引起的;縮限隨著摻灰率的增加一直是增大的，由素土的18.1%增大到5%石灰土的34.6%，增幅為91%，隨后增幅減少:縮限試驗得到的體縮率和收縮指數的變化規律與液限相類似。所以，可以得知，界限含水量各指標隨摻灰率的變化在摻灰率為5%后就較少了。
2)液限和塑性指數是細粒土分類的重要指標，按照文獻[1]中土的工程分類原則，結合顆粒分析試驗結果給改良土命名，素土是屬于特殊土中的膨脹土，摻灰率為3%的改良土則為高液限粘土，隨著摻灰率繼續增加到5%、7%、9%，改良土依次變為低液限粉土、高液限粉土、粉土質砂。
3)利用李生林教授改進的液塑限圖法進行改良土的脹縮等級的判別(圖
2.1)?；野咨蛎浲翆儆谥信蛎浲?，摻灰率3%的改良土變為弱膨脹土。
當摻灰率達到了5%后，改良土變為非膨脹土，這證明摻石灰可以明顯的改善膨脹土的脹縮性。
6 結語
綜上所述，可以得出以下結論：自由膨脹率隨著摻灰量的增加而降低;摻灰對土粒比重沒有明顯影響;摻灰量越大，改良土的粘粒和粉粒含量越少，砂粒含量越多;隨著摻灰量的增加，液限稍有減少，塑性指數降幅最大，塑限基本不變，縮限會明顯增加。5%石灰改良土的各項物理性質較膨脹土有了明顯改善，達到了土質改良的目的。
參考文獻
關鍵詞：溢油 模擬風化 物理性質
Abstract： The article introduced a more practical Oil spill simulation device. The research had been well studied about the property test of light diesel oil and fuel oil （heavy oil） in the simulated weathering experiments which are simulated in the typical sea weather condition. It was gained rich experience through the research and offered much information for those who are striving to the study of simulated weathering experiments of oil spill.
Key words： oil spilling simulated weathering experiment physical property
前言：
隨著各國對石油需求的日益增長，石油海上開采、運輸也呈快速的增長。然而，由于戰爭、自然、人為事故等原因，海上溢油事故也頻繁發生。據統計，從1974年到2004年，全球共發生船舶溢油事故9266起，其中：超過700噸的事故有442起。在我國沿海，1976-2000年間共發生大小船舶溢油事故2353起，總溢油量約3萬噸1}
溢油事故污染的帶來的危害觸目驚心。油污所含的有毒化合物不只是污染海灘和港口，同時也會造成大量海洋生物的死亡，還有未死亡的生物都將因油污而累積相當的毒性化合物，并可以經由食物鏈食物網傳遞給人類。
然而，溢油污染帶來的最嚴重的威脅還是在于它能夠改變或破壞海洋環境中正常存在的生態系統。溢油污染對生態系統的初步影響是造成生物物種多樣性、豐度、均勻度下降，進一步則是敏感物種消退，另一些物種大量繁殖，群落結構受到擾動。受到溢油污染后的生物群落的變化和恢復過程通常呈現的是多種因素共同作用的結果。溢油作為一種外來的擾動因素，對生態系統的發展強行加注了一種相對統一的發展模式，生態系統會經歷一些優勢種之間強烈的相互作用，種群數量出現大幅度的波動，系統變得敏感脆弱，生態恢復需要很長的時間。2}
一直以來，溢油風化的模擬試驗都是海洋環境保護的重要課題。本文為了能真實地反映溢油風化過程，建立了典型溢油風化的實驗室模型，注入燃料油和柴油進行試驗。詳細記錄風化條件，并對不同風化時間間隔的溢油采樣進行適當的理化項目的檢測。
1、溢油仿真模擬裝置
溢油仿真模擬裝置，分為溢油池以及水流模擬裝置。其中的水流模擬裝置包括撥水板以及側面推進器，撥水板設置在該溢油池內，側面推進器設置在該溢油池的側面，所述的撥水板以及側面推進器的運動使得溢油池內的水流產生不同方向的流動。運行時使池中的海水形成平流、局部環流或湍流。撥水板設置不同位置和孔徑的孔，使溢油池的海水流動劇烈程度從上到下依次減弱，加上撥水板以及側面推進器能控制速度，所以此模擬裝置可以較真實地模擬海洋中海水的流動狀態。溢油池位于室外，自然條件和氣候條件真實。
注：1.1 裝置主體：增強的雙層耐海水腐蝕氯丁橡膠；
1.2 裝置主體尺寸：長約500cm，寬約300cm，高120cm；
1.3 試驗用水：海水，水位高90cm；
1.4 裝置其他配置：撥水板、側面拍打裝置、監控裝置；
2、溢油樣
溢油樣為燃料油（重油）和0#輕柴油 .每個溢油池注入一種油樣，注入體積約50L.
3、風化時間
溢油在海洋環境中一般都經歷蒸發、溶解、乳化、吸附沉淀、光氧化、微生物降解這6個風化過程。風化過程是十分復雜的，加上難以掌握的復雜多變的海洋環境，幾天的實驗時間顯然對研究工作是遠遠不夠的。3}本次試驗時間定為1個月。選擇的季節為夏季。因為試驗所在地區的夏季環境較為復雜（晴天、陰天、雷雨、臺風），這使得得出的結果更接近現實情況。
4、物理性質測定方法
本次試驗選擇了外觀狀態、密度、運動粘度、折射率、傾點、油中水分含量、凝點、色度項目的檢驗。
測試項目 檢驗方法
外觀狀態 ――
密度（20℃） GB/T 2540-1981《石油產品密度測定法（比重瓶法）》
運動粘度（50℃） GB/T 265-1988 《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》
GB/T 11137-1989 《深色石油產品運動粘度測定法（逆流法）和動力粘度計算法》
折射率 SH/T 0724-2002《液體烴的折射率和折射色散測定法》
傾點 GB/T 3535-2006 《石油產品傾點測定法》
油中水份含量 GB/T 11146-1989《原油水含量測定法（卡爾?費休法）》
凝點 GB/T 510-1983《石油產品凝點測定法》
色度 GB/T 6540-1986《石油產品凝點測定法》
5、模擬風化試驗氣候條件記錄
每天記錄試驗條件及氣候條件，如水溫、空氣溫濕度、風向風速、降水、天氣狀況等 。
6、溢油采樣及前處理
采樣目的為采得具代表性之溢油，包括適宜采樣點，含最少量之水，及維持樣品完整性。另外，所采集樣品位置需為不同區域且應是最厚油層處。
采樣時間：由于溢油中容易揮發的輕組分集中在前期蒸發，物理性質也變化較大，因此溢油樣品剛倒下去的前兩天取樣時間間隔不應太長，特別是剛開始0.5小時可以取樣。逐漸放寬到間隔2小時，4小時，1天，3天，5天。
采樣工具：不銹鋼表面取樣器.這種采樣工具適合表面樣品的采集，容積100ml，桿長50cm。另外，對于柴油油樣，由于油層較薄，為了方便采樣，將油水混合物盛于250mL分液漏斗中，棄去水層后，取得油樣。
采樣體積：保證每一樣品數量夠分析，盡量不浪費，采樣的溢油樣（油水混合物）約為0.3L。
樣品保存：取樣后保存在0.5L棕色玻璃瓶（或塑料瓶）中，同時在瓶上貼上每個樣品的標簽，標簽包含樣品編號、溢油種類、取樣日期、取樣人簽名等信息。
采集的樣品需要及時試驗。且樣品部分項目的測試須經過前處理。前處理目的是為了除去連同采上來的海水而得到代表性之溢油。在運動粘度項目的測定中，水分過多，會分相。達不到測試標準要求。而在油中水的測試項目中，如果水分過多，結果誤差很大。取一定量溢油樣品注入預先洗凈烘干的50ml離心管中。用離心機進行低速離心（低速離心是為了盡量保持溢油樣品的完整性），以分離水分和溢油樣品。
參考文獻：
[1]基于溢油模擬的船舶溢油污染風險評估 施欣 陳維皓 趙文朋 周舫震《系統仿真學報》2007年13期
關鍵詞：大葉相思；林分密度；土壤物理性質
中圖分類號：S725.6
文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）13-0001-03
1 引言
密度是植物在自然界中重要的選擇壓力之一[1]，與植物所必需的光照、水分和養分等環境資源的可用水平密切相關[2]，影響著植物生長、形態和存活。森林土壤是森林生態系統的重要組分，是林木賴以生存的物質基礎[3]。良好的群落結構能改善土壤結構，增加土壤肥力及其對外界環境的抵抗能力，使之更好地反作用于群落。土壤的水分、容重和孔隙是重要的土壤物理因子，影響著土壤的持水和溶解礦質元素的性能，影響著植物的扎根和根系的吸水性能，進而影響土壤肥力狀況和植物的生長[4]。大葉相思（Acacia auriculaeformis）是含羞草科相思屬（Acacia）速生喬木樹種，具有適應性強、抗逆性強、重病蟲害少、根瘤發達、固氮能力強等特點[5-7]，是在我國南方地區具有廣闊發展前景的荒山造林、園林綠化及環境保護樹種[8]。目前，關于不同林分密度對大葉相思林的影響主要集中在生物量[9]、土壤養分[10]、林下植物[11]和競爭關系[12]等方面，罕見對土壤物理性質方面的研究。筆者通過對大葉相思的密度試驗，研究了其土壤物理性質，以期為大葉相思人工林的營建提供參考。
2 材料與方法
2.1 試驗地概況
研究地地處惠州市惠城區小金口，屬廣東省東南部，東江中游，珠江三角洲東北端，地理坐標位于東經114°17′42″～114°32′16″，北緯22°56′57″～23°16′03″。該區山勢由北面往西再南面朝東部傾斜，丘陵、臺地、平原、湖川縱橫交錯，丘陵、臺地占總面積的46%。屬南亞熱帶季風氣候。年平均氣溫在19.5～22.1 ℃，7月份平均氣溫28.3 ℃，1月份平均氣溫13.1 ℃，極端最高氣溫38.9 ℃，極端最低氣溫-1.9 ℃，積溫7620.6 ℃，無霜期350～357 d。年平均降雨量1690～2380 mm，多集中在4～9月份，占年降雨量的80%～85%。土壤屬赤紅壤。土壤有機質、全N、全P和全K 含量分別為15.64、0.69、0.27和24.09 g/kg。3種林分特征見表1。
2.2 試驗材料及設計
2003年春季割除林地上的芒草、桃金娘、藤類等雜草后，塊狀開穴，植穴規格50 cm×50 cm×40 cm，然后將1 m高的大葉相思苗分別按1667（低密度）、4444（中密度）、10000（高密度）株/hm2的密度栽植。各密度林分大葉相思林中建立面積均為1畝（25.82 m×25.82 m）的3個固定樣地。2007年4月對3種密度大葉相思林的固定樣地中的土壤物理性質展開調查。
2.3 試驗方法
在采用5點取混合樣法，在0～40 cm的土層中取環刀，得出容重、總孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度；用烘干法測自然含水量[13]。
2.4 數據處理與分析
用微軟公司的Microsoft Excel 2003對土壤物理性質進行處理并作圖，用SAS8.2對數據進行多重比較。
3 結果與分析
低密度和高密度的大葉相思林的土壤容重最大（圖1），為1.31 g/cm3，中密度的容重最小，為1.23 g/cm3。但是3個密度下的大葉相思林容重無顯著的差異（P>0.05）。中密度的大葉相思林的總孔隙度最大，為54.44%，低密度和高密度的大葉相思林最小，為50.56%；三個密度下的大葉相思林的總孔隙度之間沒有顯著差異。非毛管孔隙度按大小排序為中密度（9.87%）>低密度（8.46%）>高密度（6.08%）。中密度和低密度的大葉相思林的非毛管孔隙度無明顯差異，但均顯著大于高密度大葉相思林的非毛管孔隙度（P中密度的大葉相思林（43.59 %）>低密度的大葉相思林（42.10%），但三者之間無顯著性差異（P>0.05）。高密度大葉相思林的土壤自然含水量最大為22.39%，其次是中密度的，為21.61%；二者無顯著性差異。低密度大葉相思林的自然含水量最小為16.83%，顯著小于高中密度的（P高密度（34.03%）>高密度（32.16%），但三者之間不存在顯著性差異（P>0.05）。
4 結論與討論
土壤容重是土壤的基本物理性質，土壤容重的大小反映了土壤的質地、結構和有機質含量等綜合物理狀況[14]；一般情況下，容重小的土壤結構疏松，通氣性良好，物理特性較好。在研究中，高密度和低密度大葉相思林的容重較大，說明其物理狀況較好。
土壤內部的空間并沒有全部為土粒所填滿，各土粒按一定的方式排列，其間有許多孔隙。土壤孔隙可分為大孔隙（非毛管孔隙）與小孔隙（毛管孔隙）。土壤質地和結構對水、氣狀況的影響，歸根到底是土壤孔隙的大小和數量的問題。研究發現，三種密度大葉相思林的毛管孔隙度無顯著性差異，說明其吸水力差異不大。一般情況下，若土壤的非毛管孔隙度小于10%時，便不能保證通氣良好。試驗結果顯示，各密度大葉相思林的非毛管孔隙度均小于10%，說明其通透性一般。
土壤自然含水量即濕度能較好地反映在自然狀況下，土壤水分和林內濕潤狀況[3]。研究表明，高密度和中密度大葉相思林的土壤自然含水量較大，說明其土壤較為濕潤，適宜樹木生長。毛管持水量是毛管上升作用所能保持的最大水量[15]。試驗結果顯示，中密度大葉相思林的毛管持水量最大，低密度的最小，但是三種密度的毛管持水量不存在顯著性差異。
總體來看，除中低密度大葉相思林非毛管孔隙度顯著大于高密度的以及高、中密度大葉相思自然含水量顯著大于低密度的外，其他各物理性質之間差異不顯著，說明生長4年的大葉相思幼林由于凋落物少和根系量小，對土壤物理性質的影響尚不明顯。
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（南京大學，江蘇 南京 210093）
摘 要：本文介紹了一種利用材料雙光子吸收效應進行三維微結構加工的新型三維微結構加工技術，并對其原理進行了闡釋.并在總結實驗經驗的基礎上，對于一個簡單的FFT模型（Four-Foot Table Model）進行了雙光子三維微結構材料的光刻制作，并用三維電磁場仿真軟件CST對結果進行了模擬.
關鍵詞 ：雙光子吸收，三維微結構加工，快速加工，制備技術
中圖分類號：TN305.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）03-0134-03
1 三維微結構加工技術概述
三維微加工技術在現代大規模集成電路.微機電系統.微光機電系統.微流體技術.生物芯片科技.高靈敏度傳感器制作工藝.光子晶體[1-5]制作等眾多領域有著廣泛地應用.
對于微加工技術，根據不同的標準有以下分類：光學曝光技術，電子束曝光技術，聚焦粒子束加工技術，掃描探針加工技術等等.
2 光學曝光技術
光學曝光技術是最早應用于集成電路生產加工領域的微加工技術.現在，大規模集成電路的制作主要方法仍是光學曝光技術.光學曝光技術的原理和相機的光學成像技術相類似：某些特殊的光敏材料（如光刻膠）在電磁輻射下（強激光），分子結構發生了變化，導致溶質的溶解性質發生變化，再經過顯影，形成微納米結構.傳統的二維光學曝光技術需要用到掩膜技術，光學曝光的目的是在光刻膠上再現掩膜版上事先繪制好的圖形.
3 雙光子三維微結構快速制備技術
本文所介紹的雙光子三維微結構快速制備技術是利用超短脈沖激光誘導光刻膠發生雙光子聚合反應，在三維結構上實現制造亞微米精度三維微結構的技術.雙光子三維微結構快速制備技術最早可追述到2001年，日本科學家Kawata利用780nm的近紅外飛秒脈沖激光雕刻出了一個長10微米，高7微米的僅有血細胞大小的公牛圖像，隨后，微彈簧，微螺旋，微型光子晶體，微型光波導，諧振腔等微型結構相繼面世.
雙光子三維微結構快速制備儀的工作原理為：激光器發射飛秒激光束，經透鏡組擴束后由物鏡聚焦到光聚合樹脂內部，經由計算機控制操作的壓電微移動平臺.二維振鏡以及激光快門三者之間的協調工作，使激光焦點相對于樹脂材料進行運動，樹脂聚合物吸收雙光子而固化.控制器用于接收計算機事先編好的結構信息，使激光焦點按照預先的軌跡進行光刻書寫，實現在樹脂材料中的三維結構制作.
4 光刻膠
光刻膠（Photoresist）是指一大類具有光敏化學作用的高分子聚合物材料.光刻膠一般分為正型膠與負型膠.正型膠在光照下聚合物的長鏈分子截斷成短鏈分子，它可以在顯影溶液中被洗掉而溶解，只余下長鏈分子及未曝光部分；負型膠則正好相反，它在光照下聚合物的長鏈分子得以保留，未被光照的部分發生斷鏈反應，截斷為短鏈分子，其被洗掉而溶解，僅余下長鏈分子及曝光部分.正型膠與負型膠在光照后的殘留部分如圖1所示：
5 光刻膠的性能指標
光刻膠的好壞是由靈敏度，對比度，抗刻蝕比，分辨率等特性指標加以衡量的.
（1）（靈敏度）靈敏度用以衡量光刻膠的曝光速度.光刻膠一般只能在某一種或某一段特定的波長范圍內工作.正型膠的靈敏度定義為：光刻膠通過顯影工序被完全清除所需要的曝光劑量；負型膠的靈敏度定義為：光刻膠在顯影后有50%以上的膠質得以保留所需要的曝光劑量.
（2）（對比度）對比度是用來衡量光刻膠在曝光后顯影的輪廓清晰度.高，得到的曝光圖形棱角就清晰；低，得到的曝光圖形邊緣部分往往模糊不清，難以辨別.
（3）（抗刻蝕比）抗刻蝕比是指光刻膠的速率與襯底材料的速率之比.抗刻蝕比的高低決定了襯底材料某一深度的刻蝕需要的材料量.
（4）（分辨率）光刻膠的分辨率是一個綜合指標，是指光刻膠顯影后曝光圖案的清晰程度.影響分辨率的因素有：曝光系統的分辨率；光刻膠的相對分子質量；分子平均分布情況；光刻膠的對比度；光刻膠的膠層厚度等等.
6 激光束的自聚焦現象
激光自聚焦效應是一種非線性光學效應.很多情況下，激光發生器產生的激光在其光束截面上存在一個中間高，邊緣低的高斯分布.在光束中央，激光強度最大，對應于此處的介質折射率也最大，而在光束邊緣，則反之.
在ker介質中傳播的單模激光束，具有Gauss型的光強橫向分布，光束中心與邊沿的光強I不同，會造成折射率n沿徑向的非均勻分布，光束在其中傳播時，介質對光束會產生類似于透鏡的作用，即對光束產生聚焦或發散作用.
如圖2所示：
這時，介質對光束的折射率可以寫為：
其中，Vn（|E|2）是由光強引起的折射率變化，可以看到，光強越大，折射率的變化就越大，若Vn大于0，則光束中心的折射率要大于光束邊緣的折射率，介質對于入射的激光束相當于一凸透鏡的作用，使入射激光束會聚，從而使激光產生自聚焦效應.若Vn小于0，則情況與上述相反.
自聚焦要求光強足夠強，一般的實驗技術很難連續輸出這樣高光強的激光，一般都采用脈沖激光器產生較高光強的激光.
7 雙光子吸收效應
當頻率為W1與W2的兩束光波通過非線性介質時，如果W1+W2與介質某一躍遷頻率W0相近，就會發生兩束光束同時衰減的現象，這是由于介質同時吸收兩個光子所導致的情況，稱為雙光子吸收現象.
雙光子吸收是一種三階非線性光學效應，由穩態非線性波動方程：
這兩種頻率的光電場可以表示為：
極化強度可以表示為：
考慮到吸收應取極化率的虛部，再將式2.1.2（3）與式2.1.2（2）代入式2.1.2（1），有：
根據極化率的對稱規則有：
上式表明，在雙光子吸收過程中，頻率為w1與w2的兩束光的光子數增減量相同.在光子數減少的過程中，頻率為w1的光子數的減少量與頻率為w2的光子數的減少量相同，這說明，在這一過程中，頻率為w1的光子與頻率為w2的光子同時吸收，形成雙光子吸收效應.
將式（6）兩邊乘以E*（z，w1），將式（7）兩邊乘E*（z，w2），可以得到沿Z方向傳播的激光的雙光子吸收過程的描述方程組：
式中，?茁1與?茁2為雙光子吸收系數，具體表達式如下：
且有：
在利用NanoScribe制作三維微結構材料的過程中，發生雙光子吸收的兩個光子來源于同一束激光，因此有：W1=W2并且I1=I2.
因此式（14）變為同一個方程：
設入射光強度為I0，則該方程的解為：
由上可見，雙光子吸收過程中，光強隨著傳播距離逐漸減小.這是因為發生了雙光子吸收效應，導致光子被吸收的緣故.
8 雙光子三維微結構快速制備的實驗技術
下面主要介紹利用雙光子三維結構快速制備技術制作簡易模型，及其有關該模型的一些CST三維電磁場的仿真結果.
利用CST Design Studio，可以繪制如下這一簡易的四腳板凳模型，如圖3所示：
在本實驗中采用了55%的輸出功率，得到的線條直徑大約在0.3微米.而結構的橫條狀部分由于受重力影響會使凝膠產生下滑現象，使線條的直徑大于其他豎直部分的直徑.
適當的改變模型的高度，使高度h分別等于1.8um， 1.9um，2.0um，2.1um，2.15um，2.2um，對這6個模型進行模擬所得到的的結果如圖4：
結論：可以看到，四腳板凳模型的透射曲線均有兩個吸收峰，第一個峰吸收較大，對應光頻較小，分布在65KHz左右；第二個吸收峰相對較小，分布離散，大多分布在相對于第一吸收峰較高的光頻上.隨著高度的變化，這兩個吸收峰的變化情況并非線性變化：
（1）第一個吸收峰（透射譜的第一個谷底）隨著h的變化先增大，后減小.h在2.25微米處為上升和下降的分界點（2）第二個吸收峰（透射譜的第二個谷底）隨著高度h的變化先減小后增大.在h大于2.25微米時，h越大，吸收率越??；在h小于2.25微米時，h越大，吸收率越大.
上圖是利用雙光子快速三維微結構加工技術制作的樣品，將樣品鍍上金屬后，置于顯微鏡下觀察所得結果，FFT陣列為10*10的方陣，每個FFT模型為2um*2um*2um（h可變）的尺寸，相鄰兩個FFT之間在X或Y方向間隔2um，X或Y方向上的周期均為4um.
9 前景與展望
雙光子三維快速微加工直寫技術可以在很小的空間尺度上利用材料的雙光子吸收效應制作具有較高精度與分辨率的三維微結構材料，其應用前景十分廣泛[6，1，5-19].首先， 雙光子三維快速微加工直寫技術實現了真正意義上的三維光刻技術，并且具有較高的分辨率與書寫效率，在制作三維光子晶體，準晶體模擬，分子螺旋運輸器，各類微型波導與諧振腔都有重大影響.
參考文獻：
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（1課時）
一.知識教學點
1.一氧化碳的物理性質和化學性質。
2.一氧化碳的毒性且其對環境的污染。
二.重、難、疑點及解決辦法
1.重點：一氧化碳的化學性質。
2.難點：從一氧化碳和二氧化碳分子組成的不同，了解它們在性質上的差異。
3.疑點：向爐火中撒少量的水后，為何爐火燒得更旺？
4.解決方法：
(1)學生閱讀教材，比較一氧化碳和二氧化碳的物理性質，了解一氧化碳的物理性質。
(2)教師演示試驗，學生觀察實驗現象，通過討論分析，了解一氧化碳的化學性質。
(3)結合生活實際，了解一氧化碳的毒性及其對環境的污染，加強環保觀念。
三.教學步驟
(一)明確目標
1.了解一氧化碳的物理性質。
2.掌握一氧化碳的化學性質。
3.了解一氧化碳的用途、毒性和對環境的污染。
(二)教學過程
[復習提問]：寫出碳單質完全燃燒和不完全燃燒的化學方程式。
[引言]：我們知道碳有兩種氧化物：CO和CO2。CO和CO2在分子組成上，它們只相差一個氧原子，這種組成上的差異會給它們性質上帶來什么差異呢？下面，我們來學習CO的某些特性。
[板書]：一.一氧化碳的性質和用途
1.物理性質（與CO2相比較）
[復習提問]：CO2有哪些物理性質呢？
[學生活動]：閱讀教材P97第一段，從顏色、狀態、密度、溶解性等方面比較一下CO和CO2的物理性質
[板書]：
色、味、態
密度
溶解性
CO
無色無味的氣體
比空氣略小
難溶于水
CO2
無色無味的氣體
比空氣大
能溶于水
2.化學性質
(1)一氧化碳的可燃性
[教師活動]：講解演示實驗5—10。
[學生活動]：(1)觀察火焰捐色，當教師把內壁附有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上時，觀察石灰水有什么變化。
(2)根據實驗現象，判斷有何物質生成？寫出化學方程式。
[講解]：CO和H2都有可燃性，它與O2(或空氣)混合后點燃都有可能發生爆炸，注意點燃前應檢驗CO氣體的純度。
[提問]：(1)如何用化學方法區別CO和H2？
(2)如何用化學方法區別CO和CO2？
[學生活動]：學生通過分組討論，對教師提出的問題進行歸納總結。
[目的意圖]：使學生認識到CO和H2的化學性質比較相似，可根據它們發生化學反應時，生成物不同來區別；CO和CO2的化學性質有很大差異，根據它們的化學性質來區別。
[板書]：(2)一氧化碳的還原性。
[教師活動]：講解演示實驗5—11。
[學生活動]：觀察黑色氧化銅的變化和澄清石灰水的變化，根據實驗現象，判斷有什么物質生成，并寫出化學方程式。
[講解]：CO在反應中奪取了CuO中的O，使CuO還原成Cu，同時生成CO2。反應說明CO具有還原性，這個特性與O2、C相似。
[板書]：
CO
H2
C
可燃性
2CO+O2==2CO2
藍色火焰
2H2+O2==2H2O
淡藍色火焰
C+O2==CO2
還原性
CO+CuO==Cu+CO2
H2+CuO==Cu+H2O
C+2CuO==Cu+CO2
3.一氧化碳的用途
[提問]：根據一氧化碳的化學性質，思考它有哪些用途？
[學生活動]：①總結出一氧化碳的用途。
②閱讀教材中的選學材料，了解水煤氣的成分，并思考選學材料中提出的問題。
[板書]：（1）氣體燃料
（2）冶煉金屬：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2
二.一氧化碳的毒性
[學生活動]：(1)閱讀教材第99頁，理解CO中毒的生理過程。
(2)分組討論教材第100頁的習題3。
[教師活動]：在學生討論的基礎上進行總結。
[板書]：三.一氧化碳對空氣的污染
[學生活動]：(1)閱讀教材第99頁。
(2)討論CO這種污染物是怎樣產生的？如何防止污染，
[講解]：CO具有可燃性和還原性，在人類生活和工業生產中有很重要的用途；CO有劇毒，又污染空氣，所以要注意防止和控制CO對環境的污染。對于CO，我們要“一分為二”地認識它。
(三)總結、擴展
1.CO和CO2性質的差異。
2.CO和H2化學性質的相似性。
四.布置作業
氯：物理性質為黃綠色氣體，密度比空氣大(3、214g每L)，熔點零下101攝氏度，沸點零下34、4攝氏度，有強烈的刺激性氣味；化學性質為氯原子的最外電子層有7個電子，在化學反應中容易結合一個電子，使最外電子層達到8個電子的穩定狀態，因此氯氣具有強氧化性，能與大多數金屬和非金屬發生化合反應。
碘 ：物理性質為是一種紫黑色有光澤的片狀晶體，原子序數53，自然界存在的同位素是74個中子的碘負127，碘具有較高的蒸氣壓，在微熱下即升華，純碘蒸氣呈深藍色，若含有空氣則呈紫紅色，并有刺激性氣味；化學性質不如同族元素F2、Cl2、Br2活潑，但在化學反應中它也可以表現出由正1到正7的多種氧化態。
溴：物理性質為是唯一在室溫下呈現液態的非金屬元素，并且是周期表上在室溫或接近室溫下為液體的六個元素之一，深紅棕色發煙揮發性液體；化學性質是一種強氧化劑，它會和金屬和大部分有機化合物產生激烈的反應。
（來源：文章屋網 ）
（1課時）
一.知識教學點
1.水的物理性質。
2.水是由氫元素和氧元素組成的，水的化學式是H2O。
二.重、難、疑點及解決辦法
1.重點：確定水的元素組成，引出氫氣。
2.難點：水的化學式的確定。
3.疑點：水的化學式為什么是H2O。
4.解決辦法：由產生的氫氣的體積與氧氣的體積比，氫氣與氧氣的密度計算出兩種元素的質量比，再由兩種元素的相對原子質量計算出水中氫、氧兩種元素的原子個數比。
三.教學步驟
(一)明確目標：
1.了解水的物理性質。
2.了解水是由氫元索和氧元素組成的，水的化學式是H2O。
(二)整體感知
本節內容為培養學生的觀察能力的教材。通過電解水實驗的事實，得出水是由氫元素和氧元素組成的。并且通過實驗和推導要給學生一個啟示，物質的化學式是實驗事實再通過嚴格的計算得出的，不是憑空捏造的，從而深刻理解課文含義，使學生的各種能力得到發展。
本節的另一個主要任務是引出氫氣，為下一節內容打基礎。所以本節的關鍵是做好實驗，一定要保證實驗成功，否則必須重做。以使學生對實驗事實有正確的表象。使他們可以進行正確的分析，得到正確結論。
講解本節內容時應充分調動學生的積極性和主觀能動性，使學生充分發揮主體作用。
(三)教學過程
[復習引入]：前面我們學習了水在自然界的分布，它與人類的密切關系，水污染的形成，危害以及防治辦法。知道了水是人類寶貴的自然資源，我們要保護水、愛惜水，節約用水。那么，同學們想一想，水是純凈物還是混合物？水的物理性質是什么？它是由哪些元素組成的？這節課我們就一起來解決這幾個問題。
[強調]：水是一種純凈物，而江水、河水以及我們日常所用的自來水都或多或少帶有雜質，是混合物。通常我們化學中所說的水或蒸餾水都是指純凈的水。在前面我們學化學式時，我們就已經知道水的化學式是H2O。水是我們天天接觸到的東西，但它究竟是怎樣的一種物質呢？下面我們就一起來學習。首先我們來學習水的物理性質。
[板書]：一.水的物理性質
[教師活動]：展示一瓶蒸餾水。
[學生活動]：觀察后描述一下水的顏色、狀態，利用所學過的知識概括一下水的物理性質。
[總結板書]：水是一種無色無味的液體，在101KPa時，水的凝固點為0℃，沸點為100℃。并且，水在4℃時密度最大為lg/cm3，水結冰時密度減小，體積膨脹。
[講解]：那么水是單質還是化合物？下面我們就通過實驗來研究一下水的元素組成。
[板書]：二.水的組成
[實驗]：演示實驗3—1：電解水實驗，注意提示學生觀察正負極產生氣體的體積。
[總結板書]：（一）電解水實驗
現象：1.正負極都產生無色氣體。
2.正負極產生的氣體體積比為1:2。
[講解]：那么正負極產生的氣體是什么呢？我們來驗證一下。
[實驗]：演示實驗3—2：用燃著的木棒點燃負極產生的氣體；
用帶火星的木棒檢驗正極產生的氣體。
[總結板書]：（二）驗證實驗
現象：1.負極產生的氣體可以在空氣中燃燒發出藍包火焰；
2.正極產生的氣體可以使帶火星的火柴樟復燃。
結論：
1.正極產生氧氣；
水是由氫元素和氧元素組成。
2.負極產生氫氣。
通電
方程式：水——氫氣+氧氣
[講述]：通過剛才我們電解水實驗我們已經知道了水是由氫元素和氧元素組成，但到此為止我們還不能確定水的化學式。在科學研究中確定某物質的化學式都是需要通過精密的實驗和準確的計算的。下面我們就通過計算來確定水的化學式。
[板書]：已知：水電解后產生的氫氣和氧氣的體積比為2:1。
氫氣的密度為O.089g/L；氧氣的密度為1.429g/L。
氫的相對原子質量為l；氧的相對原子質量為16。
計算：水分子中氫原子和氧原子的個數比。
解：生成氫氣和氧氣的質量比：
(2×0.089):(1×1.429)=1:8
則水分子中氫原子與氧原子的個數比：
1
:
8
=1:2
1
16
總結：水分子中氫和氧的原子個數比為2:1,水的化學式為H2O。
[講解]：水在通電條件下．一個水分子首先分解成兩個氫原子和一個氧原子，兩個氫原于再結合成一個氫分子；同樣兩個氧原子結合成一個氧分子。大量的氫氣分子聚集成氫氣，大量的氧氣分子聚集成氧氣。
[副板書]：
水分子氧原子氫原子氧分子氫分子
[講述]：所以水電解的反應用化學式表示為：
[板書]：通電
H2O——H2+O2
[講解]：這個反應也證明了這樣一個理論：分子可以分成原子，而原子不能再分，原子是化學變化中的最小微粒。
[練習]：第49頁第l題。
(四)總結、擴展
本節我們主要研究了水的物理性質，水的組成以及水的化學式的確定。通過學習同學們不僅要了解這些知識，更重要的是要從學習中體會到要想掌握一門科學知識，必須有一絲不茍的嚴謹的學習態度，更要有實事求是勇于探索的精神。
【關鍵詞】提問時段；提問方式；分析
通過觀課和實踐我認為課堂提問的時段一般可以歸納為以下幾個方面：導入新課時設問、新舊知識銜接處設問、重點難點處提問、知識外延處提問、題目變通處提問、抓住興趣點來設問、結束新課時提問。作為一名新教師，我認為在這么多的提問時段中能幫助我快速成長且在實際教學中能內化課改思想。一節課的教學時間有限，如果對多項教學內容平均使用力量，就會出現“眉毛胡子一把抓”的現象。由此我記錄了兩節同課異構的視頻，這會更加幫助我在課堂教學過程中的成長。
（以下表格是研究的對象及聽課的記錄）
（附：本表格中高一2班是新教師授課，高一9班是位有經驗的教師進行的同課異構）
首先，從這張表格簡單的數據中可以看到同樣一節課，新老師自己講的多，而老教師是一直提出問題、解決問題、再提出問題等這樣一個循環的過程中讓學生學到東西，在設計問題的次數上看老教師的次數遠多于新教師，這就說明老教師更能把握學生，給學生更多的時間去思考，二期課改要求我們老師在課堂上以輔導為主，不是以講解為主，將課堂上的時間更多的給我們學生去探討，讓學生去“發現問題解決問題得出結論”，促進課堂效率。
其次，對于氯、溴、碘的化學活潑性這一節探究課（新、老教師）教學思路如下：
對于氯、溴、碘活潑性的比較，其實在教學設計上新老教師的思路都是差不多，只是在課堂的掌控方面就出現了一定的差異性，主要有以下這些方面：
第一，在引課講解氯、溴、碘的物理性質時，老教師是按住鹵族元素原子序數是遞增的，那將會引起他們哪些物理性質的變化呢？并且結合課本（閱讀資料）讓學生總結出它們物理性質變化的規律。同時在講到它們的溶解性時對比著氯氣在水中的溶解性去學習溴和碘在水中的溶解性；最后講到鹵族元素既然會呈現出這樣的規律，那么位于碘下面的元素砹會有怎樣的物理性質呢？（通過提問，讓學生學會知識的遷移）。
然而，新教師在引課時，多數情況是通過直問的方式把氟、氯、溴、碘的物理性質通過表格形式總結給學生，缺乏一條主線。
第二，到了本節課的重點氯、溴、碘化學性質比較，老教師巧妙地通過提問“溴和碘都與氯氣具有相似性，我們老教師會抓住關鍵點，充分利用課堂生成資源去引領學生得出正確的結論。
新老師在處理這一環節時，通過從活潑金屬置換不活潑金屬入手，和學生的互動環節明顯減少，主要教學方式是傳授知識點為主，對于這種實驗驗證的思想落實的不夠，沒有恰用課堂生成資源，無法達到課堂預期的效果。
第三，用直接法驗證后，還有其它方法嗎？有學生說“和同一種物質發生反應，看反應條件”，教師給予鼓勵后請同學們打開課本44頁【資料庫】，并歸納氯溴碘和氫氣反應的相似點和不同點……，這樣的處理方式，一方面鍛煉學生歸納能力，另一方面是對學生思維的轉換（學習不是死的），教師總結：從反應的條件、生成氫化物的穩定性、與金屬反應時生成物的價態等等都可以間接地證明氯溴碘的活潑性依次減弱。在處理這一環節時新老師和老教師是差不多的。
第四，那么為什么氯溴碘的性質既有遞變性又有相似性呢？其本質到底是什么？（老教師提醒學生之前講過的原子最外層電子數決定化學性質），很快就有學生回答出是原子結構，那么老師是順著他的思路先寫出原子結構示意圖，進而分析出原結構上表現出的相似性和遞變性，這就是結構決定性質的很好的說明理由。
新教師在這一環節上是直接告訴學生結構決定性質，再畫出原子結構示意圖分析相似性和遞變性。
第五，既然同學們遞變規律都熟悉了，那么位于鹵素單質中的F2具有什么樣的物理性質和化學性質呢？（放手讓學生去歸納，一方面讓學生學會歸納總結，另一方面檢測下學生到底會了嗎）。
但是新老師是缺少了這一節環節，新老師是通過一道典型的練習題鞏固了本節課知識點。
由上述五點充分體現了課堂提問是一種技巧，更是一種藝術。如何精設巧問，才能使得思考不再是學生精神上的負擔，而是一種身心上的歡樂和享受，值得我們每一個新老師深思，這也能加速我們新教師的成長。
作者簡介：馬莉（1987-），女，2010年7月畢業于上海華東師范大學，初級職稱。
參考文獻：
關鍵詞:二氧化硫;教學設計;氧化物
一、課題
普通高中課程標準實驗教科書《化學(必修)》人教版第四章第三節。
二、教材分析
二氧化硫是本章學習中重要的氧化物,是工業生產硫酸環節中的一種重要的反應物質,也是學生初步認識環境污染中大氣污染的一種主要物質。課本通過實驗手段探究其物理性質、化學性質,對提高學生學習化學的興趣、培養探究精神具有重要意義。通過對其物理性質、化學性質的了解掌握,樹立較強的環保意識。
三、設計理念
在教學設計中將所學知識分解為一個個獨立而又相連的模塊,將這些相對獨立的單元通過問題的設計巧妙地串聯起來,通過對問題的提出、思考、探究來獲得認識問題、解決問題的方法;充分利用豐富的教學語言、形體語言使學生沉浸在教師創設的教學情景中,全身心地投入。比如實驗的改進和增加,思考時允許同學之間小聲討論等等。
四、教學目標分析
1.在知識方面,根據學生的認知水平和認識能力,不任意拔高,也不隨意增加內容。
2.在技能培養方面,培養學生的歸納總結能力(可逆反應的概念),注意培養學生設
計實驗、動手實驗、觀察現象、分析問題的能力。
3.在情感態度方面,培養學生的科學探究態度,認真仔細、實事求是的作風,通過二氧化硫對環境造成的危害,讓學生樹立環保意識和責任意識。
五、教學重點和難點
二氧化硫的化學性質;研究某物質的方法;二氧化硫的氧化性和還原性;可逆反應的概念。
六、教學過程設計及分析
引言:據統計,世界上的古建筑在20世紀所遭受的腐蝕比過去幾百年甚至幾千年所遭受的腐蝕還要嚴重,有的已經面目全非。造成這場災難的元兇是什么呢?它就是酸雨。酸雨的形成就與我們今天要學習的二氧化硫有關(創設情景,激意)。
(一)二氧化硫的物理性質(了解)
提問:我們討論物質的物理性質一般從哪幾個方面考慮?(分給學生每人一試管二氧化硫)
學生:(思考后回答)從物質的顏色、狀態、氣味、密度、溶解性等。學生觀察已經收集在試管中的二氧化硫,兩個學生聞它的氣味?(注意操作方法)
引導:(1)為什么只讓兩位同學聞氣味?(2)那么二氧化硫在常溫常壓下的溶解性如何?怎樣通過實驗說明?
教師:二氧化硫是一種比空氣重的有毒氣體。
學生實驗1:將裝滿二氧化硫氣體的試管倒立在水槽中(注意觀察試管內水面的變化,做好后用橡皮塞塞住備用)
思考:(1)怎樣將裝滿二氧化硫氣體的試管倒立在水槽中而又不至于氣體逸散?(2)試管中水面上升包含著哪些物理、化學現象?
現象:水面上升并迅速充滿試管。
討論:師生共同得到如下結論:SO2易溶于水,1:40
由學生解釋本實驗里包含的物理、化學現象,并且能延伸到某些氣體不易溶于水,但能跟溶液(酸、堿性)反應也會導致液面升高的現象。(創設情景,探索問題,以誘達思)
投影: 二氧化硫的物理性質
顏色
狀態
氣味
水溶性
毒性
密度
無色
氣態
刺激性
1:40
有毒
比空氣大
(二)二氧化硫的化學性質
問題:SO2是酸性氧化物嗎?怎樣證明?
討論:SO2是非金屬氧化物,可能是酸性氧化物?？雌渌芤耗芊袷棺仙镌囈鹤兗t。
學生實驗2:向SO2的水溶液中滴入紫色石蕊試液,并加熱。
師生共同得到如下結論:SO2是酸性氧化物,SO2+H2O=H2SO3
信息傳遞:H2SO3= SO2+H2O
提問:觀察上面兩個反應的反應物和生成物有何特點?
歸納:可逆反應的概念(見課本72頁)
教師:下面我們來研究氣體接觸有色物質會發生什么現象?
學生實驗3:向SO2的水溶液中投入紅色花瓣,觀察花瓣顏色變化。
師生共同得到如下結論:SO2可以使某些有色物質褪色。
學生實驗4:向品紅溶液(2ml)中逐滴加入飽和SO2水溶液,并且邊加邊振蕩。觀察品紅顏色的變化。
教師指導學生完成實驗的觀察操作,并由實驗得到二氧化硫具有漂白性的結論。將褪色的品紅溶液的試管口套上一個小氣
球,加熱試管至液體沸騰,觀察溶液顏色變化。(套上小氣球起了什么作用?)
教師:剛才褪色的品紅溶液加熱至沸后又恢復原來的顏色,說明了什么問題?引導學生閱讀課本相關內容。
析疑(師生共同參與):SO2的漂白原理是通過與有色物質化合生成無色不穩定物質的過程,它跟HClO,Na2O2,O3,H2O2的漂白原理不同。漂白后的物質易分解恢復原來有色物質的顏色,并且不是對所有有色物質均有漂白作用(如紫色石蕊通入SO2變紅色,但紅色不會褪去)。
得到二氧化硫的用途:漂白劑、消毒殺菌,用在食品上時需要嚴格控制使用劑量,如一些過于白凈的面粉、饅頭(有的還有刺鼻氣味)是商家不規范使用的結果。往往會對人體帶來危害(教師的誘導作用體現在學生從形象思維發展到抽象思維,最終獲得認識問題、解決問題的方法)。
(三)二氧化硫的氧化性和還原性
問題:(1)請畫出硫原子結構示意圖,并據此分析硫元素的最高正價,最低負價。
(2)SO2中的硫顯示+4價,從氧化還原反應角度判斷它具有什么樣的性質?(激發學生思考,培養學生的想象力、創造力)
分析:S+6、S+4、 S0、S-2
教師:那么,我們有沒有辦法,通過實驗的方法來證實+4價硫在化學反應中發生價態的轉化呢?下面我們來做兩個實驗(激發興趣,引發探究,動手動腦,全員參與)。
學生討論得出方案:氧化性:SO2和H2S的反應;還原性:(1)2mlKMnO4溶液中逐滴滴加飽和二氧化硫水溶液,振蕩、觀察。(2)向2ml溴水溶液中逐滴滴加飽和二氧化硫水溶液,振蕩、觀察。
教師:通過兩個實驗觀察現象引導學生分析下面的變化:
(1)KMnO4 ——Mn2+(褪色,被還原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
(2)Br2—— 2Br-(褪色,被還原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
要求學生寫出二氧化硫跟溴水反應的化學方程式:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
上述實驗發生的反應證實了SO2具有還原性,其實還有像Cl2,O2等均能氧化SO2。
(四)本課小結(師生共同回顧)
SO2的物理性質:色、態、味、毒、溶。
SO2的化學性質:(1)酸性氧化物,跟水反應生弱酸H2SO3;(2)具有漂白性,消毒殺菌;(3)既有氧化性,又有還原性,能跟KMnO4,Cl2,Br2,O2等氧化劑及H2S等還原劑反應。
(五)隨堂檢測:(投影)
1.下列氣體能做噴泉實驗的有( )。
五氧化二磷是純凈物的原因是純凈物由一種物質組成的物質，組成固定，有固定的物理性質和化學性質的物質，有專門的化學符號，能用一個化學式表示。概念宏觀為由一種物質組成的物質。微觀概念為由同種分子構成在現實的宇宙中，純凈物只是一種理論狀態。
純凈物特點：
1、組成固定，有固定的物理性質和化學性質的物質。
2、有專門的化學符號，氧氣、氮氣、氯酸鉀等都是純凈物。
（來源：文章屋網 ）
