实验原理
可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧就越剧烈。当剧烈燃烧在有限的空间急速进行时,就会发生爆炸。
实验用品
金属罐(易拉罐)、小塑料瓶(眼药品)、塑料片、气囊(洗耳球)、蜡烛、火柴、橡皮管
实验装置
实验步骤
1、剪去金属罐和小塑料瓶上部,并在金属罐和小塑料瓶底侧各打一个小孔,小孔大小比橡皮管外径略小。
2、如图,用橡皮管连接金属罐和小塑料瓶,气囊。
3、在小塑料瓶中放入干燥的面粉,把蜡烛放入金属罐中,并点燃。用塑料片盖住罐口。
4、快速挤压气囊,鼓入大量空气,使面粉充满罐,观察现象并分析原因。
实验现象
听到响亮的爆炸声,塑料片飞到空中,说明面粉粉尘发生了爆炸。
面粉、煤粉等表面积较大,在空气中与明火易发生爆炸,所以面粉生产车间严禁烟火。
数学与医学:CT和DNA
文章摘要:DNA是分子生物学的重要研究对象,是遗传信息的携带者,它具有一种特别的立体结构一一双螺旋结构,后者在细胞核中呈扭曲、绞拧、打结和圈套等形状。可是你知道吗?DNA的这种双螺旋在细胞核中的扭曲、绞拧、打结和圈套等形状,这正好是数学中的扭结理论研究的对象,北京大学姜伯驹教授就对此深有研究。…
【编者按】现如今说到DNA和CT人们已经一点都不陌生了,DNA大家都知道是跟遗传有关系的,CT的就更不用多说了,医院里身体检测的常用工具。可是,你知道吗,DNA和CT的研究出现却是得益于数学理论在其背后的强力支撑,一起来看看吧。
如果说二次大战以前,数学主要用于天文、物理,那么,现在数学已广泛的深入到化学、生物和经济、管理等社会科学中了,不信?请看下文。
下面三项有关生物、医学和化学的高技术中,数学起着关键性的作用。X射线计算机层析摄影伩(简称口)的问世是本世纪医学中的奇迹,其原理是基于不同的物质有不同的X射线衰减系数。如果能够确定人体的衰减系数的分布,就能重建其断层或三维图像。但通过X射线透射时,只能测量到人体的直线上的X射线衰减系数的平均值(是一积分)。当直线变化时,此平均值(依赖于某参数)也随之变化。能否通过此平均值以求出整个衰减系统的分布呢?人们利用数学中的Radon变换解决了此问题,变换已成为CT理论的核心。首创CT理论的A.M.Cormark(美)及第一台CT制作者C.N.Hounsfiled(英)因而荣获1979年诺贝尔医学和生理学奖。
另一项高技术是H.hauptman与J.Karle合作,发明了测定分子结构的新方法,利用它可以直接显示被X射线透射的分子的立体结构。人们应用此方法,并结合利用计算机,已测出包括维生素、激素等数万种分子结构,推动了有机化学、药物学和生物学等的发展,二发明人分享了1985年的诺贝尔化学奖。
DNA是分子生物学的重要研究对象,是遗传信息的携带者,它具有一种特别的立体结构一一双螺旋结构,后者在细胞核中呈扭曲、绞拧、打结和圈套等形状。可是你知道吗?DNA的这种双螺旋在细胞核中的扭曲、绞拧、打结和圈套等形状,这正好是数学中的扭结理论研究的对象,北京大学姜伯驹教授就对此深有研究。
同样另一个有关DNA的问题,人的某种遗传学病(如色盲),在一群体中是否会由于一代一代地遗传而患者越来越多? 20世纪初有些生物学家认为确会如此,如果这样,那么势必后代每个人都会成为患者,这一问题在1098年被英国著名的数学家Hardy利用简单的概率运算,指出这种说法是错误的,他证明了:患者的分布是平稳的, 不随时间而改变,差不多同时,德国的一位医师Weinberg也得到同样的结论,这一发现被称为Hardy——Weinberg定律。
由此可见,在与人类身体健康息息相关的生物学、医学领域中,数学也起着关键的作用,这一“科学的皇后”始终在人类社会的进步和发展过程中贡献着力量。
知识扩展——扭曲理论
它是代数拓扑的一个分支,按照数学上的术语来说,是研究如何把若干个圆环嵌入到三维实欧氏空间中去的数学分支。纽结理论的特别之处是它研究的对象必须是三维空间中的曲线。
平时所见的左手三叶结和右手三叶结(如下图所示)就是扭曲理论的研究内容,你会发现无论怎么摆弄,都不可能把三叶结解开成为一个简单的圆圈。