发明与创新·高中生 (2023年10期) 电子版

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创新之星档案丨创新之星之健康青春档案

姓名：杨骏奥 学校：湖南省南县第一中学 年龄：15岁 兴趣爱好：创造发明、棋类、球类、钢琴 最敬佩的人：史蒂芬·威廉·霍金 最喜欢看的书：科幻小说、四大名著 最喜欢看的电影：《流浪地球》《阿凡达》 最想做的事： 探索未知...

本期策划丨从科幻中走来的脑机接口

大脑是人体最神秘的器官，即便在科技高速发展的今天，人类对大脑的了解和认识依然十分有限，“读懂”大脑成为一个世界性难题。 1973年，美国科学家雅克·维达尔首次提出脑机接口的概念。在这50年间，碳基生命与硅基生命的融合走出了一条呈几...

发明史话丨上下助力小帮手

电梯作为现代建筑物中不可或缺的垂直运输设备，不仅成为人们日常使用最频繁的工具之一，更是人类智慧的集中体现。 电梯的雏形与发展 电梯的前身是采用人力、畜力和水力来拉升物品的垂直升降装置，这种装置在早期的农业社会就已出现。我国周朝时期出现了一种...

玩转科学丨“冥想盆”

看过电影《哈利·波特与火焰杯》的观众，一定对其中神奇的冥想盆印象深刻——透过这个刻着神秘记号的石盆，任何人都能看到别人的记忆。 用化学魔法制造的“冥想盆”虽然不能用于窥探别人的记忆，但可以展示化学的神奇。 一、实验材料 液氮，丙三...

创造天地丨无接触式电梯按钮系统

本期点评专家 谭迪熬 中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家，中国发明协会中小学创造教育分会会长，科技创新教育特级教师，教育部国培计划专家库专家。 大家每天都要接触电梯按键，疫情期间，为避免交叉感染，很多人进行了无接触操控电梯的探索和尝...

创造天地丨基于视觉slam技术的特种场景救援头盔

在火灾环境中，浓烟导致人眼视野缩小，消防员难以及时发现被困人员，同时也容易迷失方向，危及自身安全。 现有的消防头盔功能单一，在提高消防员救援效率、保障人身安全等方面存在局限性。因此，设计一种智能化特种场景救援头盔很有必要。 一、设计思路 在...

实践探究丨餐前冲洗碗筷有必要吗

本期点评专家 张永强 高级教师，湖南省十佳科技教师。科普中国2021年十大科普人物奖获得者，全国校园发明创意大赛、湖南省青少年科技创新大赛、湖南省创新编程与智能设计大赛、湖南省科学调查体验活动评审专家组成员。 餐馆或饭店提供的碗筷是已经包...

创新之星丨拥抱科幻，放飞梦想

湖南省益阳市南县地处洞庭腹地，素有“鱼米之乡”美稱。肥美的龟鳖、生态种养的虾稻米、小龙虾……南县的特色美食可远不止这些。炎炎夏日，清脆爽口的藕根子到了采摘的季节，当你还在为藕根子的烹饪方式苦恼时，南县第一中学学生杨骏奥却看到了藕根子采摘工人...

创新感悟丨宏观转微观

在新粤教版的物理选择性必修二教材第一章第一节“安培力的大小和方向”的内容中，对方向的探究只呈现了磁感应强度与电流方向垂直的情况，而在大小的描述中，只给出了“当通电直导线与磁场方向平行时，通电直导线所受安培力的大小为零”的结论，从理论上得出了...

趣科技节丨不一样的生态瓶

在普通高中生物选择性必修课程模块2《生物与环境》中，新课程标准明确提出：生物群落与非生物的环境因素相互作用，形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功...

创新课堂丨嫩肉粉在DNA粗提和鉴定中的应用

DNA主要分布在细胞的染色体中，它与蛋白质都是染色体的主要成分。木瓜蛋白酶是嫩肉粉的主要成分，可对肉类中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，使肉制品嫩而不韧。 染色体中的DNA是生物大分子，其与蛋白质结合无法用显微镜直接观察。如何感知并鉴定D...

奥秘世界丨地球元老级“居民”

在大约38亿年的漫长岁月中，地球孕育出众多绚丽而独特的生命。谁是脊椎动物中的“超级明星”？地球上的资深小“藓”肉又是谁？一起来揭开地球上元老级“居民”的神秘面纱吧。 脊椎动物中的“超级明星” 云南虫是地球上已知最古老的脊椎动物，它诞生于5....

奥秘世界丨一眼万年的太阳发现之旅

人类对太阳的了解与认知，与人类自然科学水平以及社会经济的发展紧密联系在一起。让我们一起回顾人类历史中对太阳由主观感受到客观探究的进步，踏上由表面现象到内部活动的发现之旅。 第一阶段 你是光、你是热 早在远古洪荒时代，人类在虫豸猛兽与严苛...

趣说科普丨耳机如何实现降噪

耳机降噪可分为主动降噪和被动降噪。主动降噪是将麦克风接收的噪声传给芯片，使扬声器发出与噪声等振幅、反相位的声音，从而与原噪声相互抵消。这种方法过滤低频噪声效果较好，但噪声频率太高时，可能会遇到电路延迟及波长减短带来的相位误差。被动降噪是利用...

趣说科普丨手指中的“大哥”

人体手部骨骼有8块腕骨、5根掌骨和14根指骨，骨骼之间的连接又分为腕掌关节、掌指关节和指间关节，这些结构共同构成了人体最复杂的部位之一。 大拇指有着独特的解剖结构，其腕掌关节为双凹的鞍状结构，就像一个“万向轮”，具有更高的灵活性和稳定性。同...

新品新知丨昆虫翅膀激发自清洁“新花样”

英国爱丁堡大学工程学院团队通过观察在蝉的翅膀上發挥作用的自清洁机制，进行由超级计算机ARCHER2驱动的模拟，发现了一种取决于水滴、污染物和昆虫翅膀表面分子间吸引力的去污新方式。 这种类似自清洁的方法可用于改进人造自清洁设备的设计和功能，包...

新品新知丨微型神经形态设备

澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究团队从人眼中汲取靈感，创造出具有类似功能的“相机”，展示了一种捕捉、处理和存储视觉信息的神经形态设备。 这种神经形态设备是一种由掺杂氧化铟传感元件实现的单芯片，不仅能模仿人眼捕捉光线，还能像视神经一样预先打包和...

新品新知丨从稀薄空气中发电的“人造云”

美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的科研团队试图创建一朵“人造云”，运用“通用空气发电效应”，不断从湿润空气中获得电能。 研究团队设计了一个由内部填充了小于100纳米孔的材料制成的电力收集器，水分子从材料的上部通往下部时会产生不平衡电荷，有效创建...

新品新知丨“变色龙”般的新型材料

受自然界中章魚、墨鱼、鱿鱼等头足类动物具有强大变色伪装能力这一现象的启发，厦门大学化学化工学院侯旭团队郑靖副教授与香港大学唐晋尧教授合作，研发了一种“变色龙”般新型光致变色活性胶体材料，实现了对多组分非平衡态体系的多自由度控制和可编程的光响...

终结流言丨网红蔬菜真的无可取代吗

流言：营养、健康是当下人们对饮食的追求，网红蔬菜提供的营养更丰富。 真相：网红蔬菜在其主产区只是当地人日常食用的蔬菜，营养成分与普通蔬菜并无差别。 常见的网红蔬菜 羽衣甘蓝又名“绿菜”，原产于地中海至小亚细亚一带，早在公元前200年的古希腊...

世说新语丨原子发射光谱

学科：分析化学 被热能、电能或其他能量激发的原子从激发态跃迁至较低激发态或基态时，以辐射的形式释放能量所发射的原子光谱。原子发射光谱法具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、能进行多元素同时测定、可用于70多种元素的分析等优点。原子發射光谱在地...

世说新语丨激光熔覆

学科：机械工程 激光熔覆是一种材料表面改性技术。它利用高能密度的激光束将熔覆材料与基材表面迅速熔化，快速凝固后形成一层具有特殊物理性能、化学性能和力学性能的涂层，从而显著改善基材的表面特性，達到耐磨、防腐、抗氧化等目的。其被广泛应用于航空航...

世说新语丨真菌

学科：微生物学 真菌是指无叶绿素、有细胞壁、以吸收营养的真核生物，种群多、分布广，一般分为酵母菌、霉菌和大型真菌三种。真菌普遍以有性和无性两种方式产生孢子进行繁殖，通常为丝状且有分枝的體细胞结构。 全世界已有记载的真菌约10万种，它们与人类...

悦读书吧丨太阳“不”完全使用手册

本期我们有幸邀请到《太阳不完全使用手册：探索太阳的过去、现在和未来》一书的作者——韩大洋老师，为大家带来新书简析。如果你对书中的任何内容存在困惑和疑问，欢迎给我们来信，我们将邀请作者一一解答。有幸被选中提问的读者还将获得我们送出的神秘礼物哦...

心理信箱丨好朋友考试失利了，我该怎么安慰她

常老师： 您好！ 小聪是我的好朋友，她成绩一直不错，可这个学期开始，在接连几次考试失利后，她哭得很伤心。我安慰她，让她别伤心，下次好好考就行了，但效果不佳。老师，我该怎样做才能有效地安慰她呢？ 小馨 小馨： 你好，感谢你的信任。确实如你所说...

逐梦象牙塔丨垃圾分类，人人有责

大学生创新创业训练计划项目简称“大创”项目，包括创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目三类，分为国家级、省级和校级三个级别。 我校每年都会组织学生申报“大创”项目，为学生提供创新创业的机会和支持。我们作为机车车辆学院的学生，所学专业为铁道...