无人机毕业论文3000字
浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文
前言： 随着无人机产品的不断增加，市场之间的竞争力，也逐渐的提升，对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机，产品不仅定位合理，同时与其他产品存在一定的差异，该任务系统，是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务，存在较高的能量利用效率、载荷运输性能，是其它无人机产品，在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划，会给企业带来一定的经济效益。
1 多旋翼无人机定义概述
我们常称无人飞行载具，为无人飞机系统，主要是利用无线电智能遥控设备，以及自带的控制程序装置，对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机，包括狭义无人机以及航模。
多旋翼飞行器，主要由动力系统、主体、控制系统组成，动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站，以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼，是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、，鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来，对于系统的控制功能的研究趋势，为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为，数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。
2 控制系统改进发展阶段
多旋翼无人飞行器的控制系统，最初是由惯性导航系统，借助了微机电系统技术，形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究，有效的降低了其传感器数据噪音的问题，最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用，最终在2005年，制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价，可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降，以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面，不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。
3 技术原理
系统组成
无人多旋翼任务系统，总体技术方案框图如图1所示;如图所示，无人多旋翼任务系统，由无人机、地面工作站构成。无人机，由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站，由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。
系统技术原理
多旋翼无人机，通过对于螺旋桨微调的推力，实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述，对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比，可以明显的看出，多旋翼无人机，在任务飞行方面，具有多能量的优势，从而更好的执行完成飞行任务，改善了飞行姿态维持，消耗大量能量的缺陷，从而更好的保证了其能量利用率，直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面，做了大量的简化，省去了传动机构，使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。
无人机，与地面工作站之间的通信，通过设备数据链实现连接，起到通信中介的作用，同好也是无人机、地面工作站之间，实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机，对于地空信息的转换连接，只是普通的点对点通信，收到信号传输距离的影响，性能发挥受到严重的影响，只能实现一些简单遥控数据信号的传输。
但是本项目，对于无人多旋翼任务系统的研究，是通过数据链协议MAVLink的研究后，将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中，有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题，将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一，保证了通信之间的无障碍，从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测，是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信，是指对于远方的电气开关、设备，以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控，是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调，是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视，是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。
传统的无人机，在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作，对其飞行姿态进行的控制，体现出其自动程序的不完善，功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究，在地面工作站，通过飞行任务规划软件的配套，有效的改善了以往功能单一的缺点，直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件，具备GoogleMap高速API接口，实现对于无人机飞行航线，在三维地图上的简易规划，同时也能对其航线进行启动，使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。
4 技术关键点及创新点
技术关键点：
地空信息的的数据通信。
先进智能装备数据链协议MAVLink的应用，能够对其所有数据进行有效的整合，并全部归纳在数据链路中，整合五遥操作，有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题，提高了通信效率，保证了通讯功能得以有效发挥。
解决飞行姿态操控问题
嵌入式操作系统，在ARM处理器平台上的应用，加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法，从而更好的保证了控制系统的功能增加，除此之外，不仅实现了无人操作飞行，在飞行操纵方面，也有效的降低了能耗，增加了能量利用率。
在工业控制领域应用的扩展
本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路，针对于型号相同的多旋翼飞行器，设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷，实现快速更换载荷，使其飞行任务之间，能够良好、稳定的切换、衔接，保证该系统的实用性，同时也减少了任务执行的成本。
增强地面工作站功能
通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库，以及地面任务规划软件、分析数据分析软件，从而更好的增强地面工作站的功能，以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作，带来更多的便利。
项目的技术创新性
在无人机、地面站，在植入数据链MAVLink的同时，加强整体系统功能的改进，有效的实现了五遥的综合统一。
卡尔曼滤波、四元数算法，加上嵌入式ARM平台，对其飞行姿态实现有效控制。
同一载具+多种载荷思路的研究，实现了无人机，对任务执行模式的有效转换。
同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用，提高了系统的控制功能，以及系统智能化程度。
5 总结
综上所述，通过对于无人多旋翼任务系统的分析，发现我国针对于此方面的研究，仍存在很多不完善的地方，该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等，照比以往的无人机飞行器，在系统功能改进方面，实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面，实现了灵活转换;在飞行姿态方面，实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上，有效的规避了其以往的缺陷，同时自主飞行控制软件编程，这种飞控任务的提供，有效的实现了飞行中，自主导航智能飞行。
在我们平凡的日常里，大家都尝试过写作文吧，作文根据体裁的不同可以分为记叙文、说明文、应用文、议论文。你所见过的作文是什么样的呢？以下是我精心整理的我的无人机作文，仅供参考，欢迎大家阅读。
我的遥控无人机是爸爸送我的生日礼物。
我的遥控无人机的机身像大人的四个手掌一样大，四个螺旋翼的边异常尖锐，当它飞行的时候，如果有物体靠近它准会把物体切成两半，它停在地面时像一个黑色的大蜘蛛。每个星期天我总会拿着它到小区院子里去飞。
我的无人机飞的很高。刚开始的时候，起飞时为了适应只飞了一米，慢慢地让它往高处飞，而它飞得能有我们住的楼的三十层高，可它飞到三十层后就不再往高飞了。
无人机飞得可稳了。不管无人机是往上飞还是往下飞,不管是前进还是后退都飞得稳稳的，没有出现过晃动的现象。
无人机的功能有很多。既能摄像又能拍照，摄像时能调节焦距。记的上次我们去应县木塔，由于去时时间已晚，景区已关门，我们只好站在广场上用无人机来摄像，无人机飞到木塔的三层四层高，然后拉近焦距看，看得清清楚楚。可以看到窗户、牌匾、里面的佛像。如果没有无人机我们就会什么也看不到。
现在无人机的用途非常广泛了，工业、农业、军事方面都在用。
万万没想到，今年暑假，我获得了一次与无人机亲密接触的机会！
那天，小舅来到我家，神秘兮兮地递给我一个灰色的箱子。我好奇地打开一看，惊喜地发现原来是一架白色的无人机，它有四个可拆卸的螺旋桨，还配有两块电池，一个大遥控器，可连接手机或者平板。小舅笑着对我说：“借你用两天。”我高兴得一蹦三尺高，连声说：“谢谢小舅！小舅万岁！”
第二天正好是周末，爸爸妈妈带着我和姐姐回老家，我们特意带着无人机爬到山顶。一到山顶，我就迫不及待地拿出无人机，看了说明书后，再结合小舅教我的使用方法开始操作起来。我先打开箱子把无人机身拿出来，然后装上四个螺旋桨，再装上电池，最后打开无人机和遥控器的开关，连接手机后无人机就开始试飞了。刚开始我操作还不熟练，我拿着遥控器，手心直冒汗，当无人机开始在空中飞翔时，由于我操作不当，飞机重重地扎进土里，我心里不禁一凉。这时，爸爸在一旁不断鼓励我，我让心平静下来，慢慢地找到了感觉，不一会儿，我已完全掌握了操控无人机的技巧。这时的无人机就像一只翱翔的雄鹰，在天空自由自在地飞翔。妈妈和姐姐拿着手机看着无人机拍到的美丽壮观的景色，赞叹不已！
时间过得真快啊，不知不觉，太阳已经落山了，我让无人机自动返航后，我们就依依不舍地下山。
“爸爸，无人机到了吗？货柜号码是多少？”“459712”爸爸回答道。我急匆匆地跑下楼，冲向货柜，输入了密码，只听“砰”的一声，货柜的门打开了，我便快速取走了快递。到了家，我迅速拿起剪刀拆开包装盒，一个崭新的无人机映入我的眼帘。哇！这无人机一袭黑衣，机身呈方形，四个螺旋桨位于方形的四个直角，底部还配有一个高清的电子摄像头，真是太酷了！
利用余电，我先试试飞机的性能吧！拧开开关，只见飞机下闪烁着五颜六色的光，我先将遥控器左边的一个操纵杆向上一推，四个螺旋桨顺时针方向飞速转动，随着一阵阵“嗡嗡”轰鸣声，无人机缓缓离开地面飞起来了，我不由高兴地欢呼起来。此时无人机平稳地停在空中，等待着命令，我试着将右边的操纵杆向前一推，飞机如助跑般向前倾斜，快速向前飞去，我又按了一下右侧飞键，只见无人机机身呈45度角倾斜，从这边飞到了另一边，我又试着加大难度，把门半开着，让无人机穿过门缝就算成功。于是，我微调方向，让无人机对准门缝，按下向前飞行的按键，可无人机朝大门方向飞去，只听“砰”的一声，无人机支架撞到了门，落到了地上，我又将无人机对准了门缝，无人机向前飞行，很快要碰上门框时，我按了一个左微调，无人机顺利从门缝里穿了过去，并成功降落到了地面。耶！成功了！我高兴极了。
这高科技的无人机可真好玩呀！我希望有一天我也能设计出一款能感应人类内心要求的无人机，到时候一定比这更加酷炫！
我有过很多很多的玩具。如：汽车、玩具木偶、变形金刚……但是我最喜欢的玩具则是那个小小的无人机。
这个无人机的材料可是合金呢，既轻便又结实，和航天飞机的材料差不多呢！它的色彩是灰色的两边每边有一个风火轮的图案。它有四个螺旋桨，每个螺旋桨都被结结实实的固定在那里，它的机身是小巧玲珑的方形，酷得都不能用词语来形容了。
它不仅为我带来快乐，还有一个厉害的功能，那就是拍摄好的景色和视频。有一回我用它拍摄山上的景色，那简直美得不要不要的！
对了，我把它装饰得特别有特色，它身上的标签就是我替它贴上去的呢！我还用橡皮泥给它捏了两个小翅膀贴在身旁，它现在变得更酷了！
春天，我带它到碧绿的草地上玩耍；夏天，我带它到小河边嬉戏，小河边有“小鱼小虾螃蟹，蓝天白云太阳”，总之这里很美。冬天，我再去时，大地冰封了，小河水不流了变成了厚厚的冰。我的无人机都帮我把这些美景留下了！
如今，我的无人机被我不小心弄丢了，我无比的思念……我祝愿它能找到一个更好的主人！和以前相比，我特怀念和它在一起的时光！
在这十年中，有很多让我难忘的事。
11岁那年暑假，我爸和我在家看电视。突然有敲门声，我跑过去开门，打开门看见我表弟带他的无人机来玩，我兴奋地跟爸爸说：“表弟来我们家玩了。”我为什么这么兴奋呢？因为我就可以用我的无人机跟我表弟比赛了。我跟我表弟比赛了，我的无人机飞起来，没飞多远；因为我表弟没操控好，所以把我的无人机撞掉下来，摔坏了。我伤心地把无人机拾起来，大声地说：“你赔，你赔我的无人机。”爸爸听见了，赶快跑来问怎么回事？”我说：“表弟把我的无人机弄坏了。”爸爸说：“没事，下次我再给你买一个无人机。”表弟说：“对不起，现在玩我的无人机。”我想：你把我的无人机弄坏了，我也要把你的无人机弄坏。我用一些玩具扔向无人机，无人机也掉了下来，摔坏了。爸爸看到表弟的无人机也坏了，问：“你的无人机怎么也坏了？”
表弟说：“没操控好，摔坏了。”
表弟这样说让我十分惭愧，那时我才感觉到自己的错误严重，没有气量和包容。与表弟相比，我差多了。
大年三十那天，我收到了一份十分惊喜的礼物，是一架无人机。我兴奋地打开包装盒，只见无人机的整个机身是黑色的，头顶上有一个蓝色的钻石标志，机身四周有四个精致的螺旋桨，真是漂亮极了。
爸爸妈妈带着我和弟弟一起去时代广场试飞无人机。我们来到一片比较宽阔的地方，我迫不及待地拿起遥控器，按下“一键起飞”键，伴随着一阵“嗡嗡”声，无人机的螺旋桨快速地转动起来，慢慢飞上天空，我慌乱地操控着前、后、左、右键，突然无人机向时代广场的大楼飞去，我迅速按下“返航”键，但已经能来不及了，无人机向墙上重重地撞去，我赶紧上前捡起无人机，还好没有损坏。我想再次试飞，却被爸爸阻止了，爸爸建议我仔细地看一下无人机的说明书和试飞视频，经过长时间的研究，我再次胸有成竹地拿起遥控器，再一次按下“一键起飞”，无人机利落地飞上天空，我熟练地操控着遥控器，让无人机在时代广场飞了一圈，并拍下了许多精美的照片。看着飞在高空中的无人机，我不禁想：只要经过不断地努力和无数次勇敢的尝试，就一定能取得成功，我真的好开心。
我十分喜欢我的无人机，谢谢妈妈送我的新年礼物。
我有一架帅气的无人机，它是爸爸送给我的生日礼物。
无人机有四片很长的机翼，机翼上有一个像电风扇一样的螺旋桨，颜色是黑色加绿色，看起来相当霸气。它的体积只有我两只手加起来一样大，不过别看它小，只要它飞起来，就会一下子飞不见踪影。它每飞一次，就要更换一节电池，真的是太耗电了。看来，它是“电池贪吃者”。
记得有一次，我带它去公园玩。我拿起遥控器让它飞了起来。那时，我不知道它能飞得那么高，看到它不见了踪影，立刻着急地去找爸爸。爸爸笑着对我说：“这很正常，无人机都可以飞那么高！控制好遥控器，它就能回来的！”听了爸爸的话，我马上拿起遥控器，将操控无人机降落下来。
无人机每天都陪伴这我。有一次，我把无人机放进盒子里，可第二天，我发现盒子没了，心里十分难过，就告诉了妈妈。妈妈听后立刻在家里找了起来。最后，我们终于在床底下找到了。原来，昨夜我把被子蹬下地，而无人机盒子又恰好在我的被子上，自然到了床肚，真是“虚惊一场”。看着我这失而复得的无人机，真是无比兴奋。
我喜欢我的无人机，它给我带来许多快乐的时光。
学校里的航模社团是我最喜欢参加的。今天是星期四，又有航模社团的课时了。
午休铃刚刚响起，我和林辰就像两条饿狼，你冲我撞地奔向四（2）班的航模教室。
老师像一国之君般威严地开始点名：林辰、金晟圣……之后，就到了我们的试飞环节！
台下瞬间变得像菜市场一样热闹，同学们你一言我一语，叽叽喳喳个不停。老师立马变脸，像狮子一样“吼”了一声：“谁还敢闹？看我不把他臭骂一顿！”效果良好，台下一下子如水面一般平静下来。偶尔传来一点喧闹过后的喘息声。
老师很满意，温和地说：“现在1号林辰上台展示，2号金晟圣准备，3号林金泽预备，4号王子凯预备，开始！”
林辰像只大老虎，大摇大摆地走上台，拿好遥控器，无人机像没头的苍蝇一样乱撞，同学们叫苦不迭，连连摇头，频频差评，但林辰本人只陶醉在自己的操作中，好像很欣赏自己的技术。
轮到我了。我拿过飞机，握着遥控，无人机的桨慢慢转起来，越来越快，比风车还快的在旋转。飞机稳稳地起飞了，越来越高，在空中悠闲地飞来飞去，在同学们的视线里前进，它像长着翅膀的训练有素的'士兵，在空中巡逻，来去自由。
“哇，好技术！不错！”老师和同学们赞不绝口。
参加学校航模社团，上航模课，是我最开心的事！
今年过年，姐姐的朋友丽亚姐到我们家来做客。她送了我一架无人机。我一拿到无人机就打开包装盒，盒里有一架崭新的无人机。无人机的颜色是蓝色与黑色相间，它的形状就像一只要展翅飞翔的雄鹰，像是要告诉别人它十分厉害似的。
我打开了包装之后便开始看无人机的说明书，准备开始安装无人机的零件。经过了我十几分钟的不懈努力，终于将无人机的零件给安装好了。然后我开始学习如何使用无人机。我先将无人机遥控器的电源给打开，接着我按下无人机的起飞键，无人机就飞了起来。我让无人机在原地飞了几分钟，就觉得没意思了。便开始经轻推动无人机的移动键，无人机便慢慢的移动了起来。可我觉得移动的太慢没什么意思，便突然加快了速度。结果我因为太快没遥控好无人机，而撞上了墙壁。我立马跑过去把无人机放好，再一次按起飞键，让无人机飞了起来。这次我慢慢加快速度，练了十几分钟，摔了无数次无人机后，我终于可以操控快速移动的无人机了。然后我开始摸索无人机的新玩法，很快，我发现了一个没按过的键。就轻轻按了一下，等了十几秒后没有反应，我就继续遥控无人机移动。没想到，到刚碰到移动键，无人机就做一个翻滚。我便思考起刚才按那个键为什么没用，突然就有用了呢？试了几次后我发现原来这个翻滚键按过后，是要按移动键才会翻滚的。在这些都学会了之后，我兴高采烈的玩起了无人机。
这次经历告诉我，有些事情看起来很难，其实做起来并不难，甚至还挺容易的。
我从小就喜欢一些高科技的东西无人机。
它有着黑色的机身，蓝白相间的螺旋桨。黑色的机身好似一个正方形。
做这个无人机的材料有塑料、铁。
它的螺旋桨是用塑料和铁一起做成的，机身则是用铁做成的。
我的无人机使用的颜色和材料是很普通的，在我看来，它不像是一个无人机，而是一个辛勤的“农民伯伯”。因为它无条件的为人们付出，从来不要一点回报。
无人机的作用是：它可以看到离我近五六百米距离的东西。为什么要这样说呢？请你听我慢慢道来。
我清清楚楚地记得：有一次，我们六口之家一起去西湖游玩，赶到那儿的时候，成千上万的人围在西湖那儿。我们连挤都挤不进去，当时的画面如同一座横着的山一样拥挤。
就在这时，我突然想到，我从家中把无人机带来了，我很高兴，因为我终于可以看到西湖的喷泉了。由于我在无人机上装上了远程控制器，所以它就可以飞得更远了。
这时，我不赞叹到：“人类的科技真发达啊，西湖的喷泉真美啊！”
我有一个无人机，它是我过生日时姑妈送我的生日礼物，每天晚上我都要玩一会儿它，才肯去睡觉。
它十分酷炫，由金属和塑料制成，四方都有小旋转翼，下方有四个支架可以安安稳稳地停在地上，而且它的底座有说明书，能指导人们进行操作。体积也很大，大概有三个手掌那么大，每当我玩的时候，必须要抱着它才能走。而且它浑身金黄色，远看像一个飞起来的金元宝，近看又像一个黄黄的小机甲。形状更是奇特，像元宝、枫叶、稻谷似的，但我更觉得它像一只老虎。
有一次，我带着它去爷爷家玩，爷爷让我给楼下的奶奶送三十二个鸡蛋，于是找了个袋子把鸡蛋装了进去。当时我正在玩无人机拍照，突发奇想：用无人机运送鸡蛋。所以我先用一盒乒乓球试验了一下，可以操作，然后我就把那袋鸡蛋吊在无人机的下面，一收一放，熟练地操纵着无人机。突然，我大叫一声：“不好，失控了！”奶奶刚一抬头，鸡蛋“哗”的一声全落到了她身上，把她身上全打湿了，一身臭味，只见她深吸一口气，大吼一声：“你给我下来。”就这样，我挨了一顿臭骂。
无人机不仅是我童年的回忆，也是笑料的诞生，我一定会好好爱护它的！
我心爱的小物件是无人机，是妈妈奖励给我的奖品。无人机穿着黑色的铠甲，是由铝合金材质制成的，头中间有个支撑拍照的平台，一个高清摄像机牢牢的吸附在平台上。我可以随意操纵无人机，并用它在天上航拍出绚丽的照片，帮我记住生活中的快乐。
周六的黄昏，太阳公公为大地铺上了一层薄薄的面纱，我小心翼翼的带着无人机，到平坦的足球场上玩耍。瞧，我把操纵盘轻轻的往前一推，无人机就“嗖”的一下直冲云霄，螺旋桨在夕阳下快速的旋转着，真是威武极了！摄像机清晰地拍到了足球场上小伙伴们你追我赶精彩画面，还有夕阳西下的太阳，天边红彤彤的晚霞……看着无人机拍了这么多五彩缤纷的照片，真是不虚此行呀！
有一次，我却找不到我心爱的无人机了。我记得昨天晚上，不是在床旁充电吗？怎么会突然消失呢？我把房间翻了个遍，心想无人机能跑到哪儿去呢？正当我一筹莫展的时候，随手轻按了一下遥控器上的飞行键，突然发现在床底下发出了丝丝的微光。我心想，这定是“淘气包”小猫给我开的一个玩笑，害我费了九牛二虎之力才把找到。
拿着“失而复得”的无人机，我暗暗发誓：今后一定要好好学习，长大了要做一个真正的飞行员，驾驶着战机在天空翱翔，守护祖国的领空！
无机化学论文3000字
无机化学与生态环境（上）一.生命必需元素及其生物功能 一.生命元素大自然中一切物质都是由化学元素组成的，人体也不例外，各种化学元素在人体中有不同的功能。健康长寿使人类的共同夙愿，但许多资料证明，危害健康的疾病又与体内某些元素平衡的失调有密切关系。因此，了解生命元素在人体内的功能和存在形式，研究它们与生命活性配体如蛋白质、核酸、氨基酸、核苷酸和有关代谢物等形成的配合物，尤其是研究它们的结构、性质与生物功能之间的关系，从而揭示生命的奥秘，无疑有益于预防疾病、增强体制、保持身体健康。生命元素是指在生物体中能维持其正常生命活动功能所不可缺少的生命元素。科学工作者通过研究环境元素和生命元素的关系，了解到生物体在适应生存和进化中，逐渐形成一套摄入、排泄和适应这些元素的保护机制。研究表明，存在于生命体内的元素可分为四种类型：(1) 生命元素。按其含量的不同，又分为常量元素和微量元素；(2) 可能有益或辅助营养元素(可能为潜在的生命元素)；(3) 沾污元素；(4) 有毒元素。人体内大约含有27种必需元素，其中常量元素为：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Cl、Na、Mg等，约占人体重的，微量元素仅占人体重的，它们是：Fe、F、Zn、Si、Br、Sn、Cu、V、I、Mn、Cr、Se、Mo、Ni 、Co，但其作用不小。有益元素是指人体中假若缺少这些元素(如Li、Ce、Ai、As、Rb、Ti、Sr、B和稀土元素)虽然可以维持生命，但不能认为是健康的。对于必需元素均有一个最佳摄入量的问题。例如碘以毫克·日-1计，人体的最小需要量为，耐受量为1000，大于1000即为中毒量。有20～30中普遍存在于各组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应还没有被完全确定，它们也可能来自环境的沾污，因此称沾污元素。当觉察出有楼上那个不错的。我的这篇太长了，你可以当作是资料来使用～～
啥时要呢。————可以根据你的要求写
化学是一门非常重要的学科,化学的学习和教学过程主要是以实验为基础来展开。因此,学校方面必须要对化学教学过程当中的实验重要性起到高度的重视,并以加强实验教学为基础来不断的提升大学生们的自主学习能力。下面是我为大家整理的大学化学论文，供大家参考。
大学化学论文 范文 一：开放式无机化学实验教学研究
摘要：针对无机化学实验课程教学中存在的问题，为适应21世纪科技发展对人才素质的要求，以开放式实验教学的模式代替传统式实验教学的模式。以学生为主导地位，让学生进行开放式实验，使学生由被动学习转为主动学习,从而提高学生综合素质和实际操作能力。
关键词：开放式无机化学实验教学改革
化学是以实验为基础的科学，而实验教学又是化学理论教学的重要组成部分，要学好化学就必须做好实验教学。化学的四大分支学科之一的无机化学是以无机化学实验为基础的一门学科。无机化学实验是长江师范学院化学化工学院和生命科学与技术学院各专业跨入大学校园后所接触的第一门基础实验课程，是老师与学生在教学科研相结合所要经历的一个阶段。无机化学实验具有独特性：一是所用仪器设备、药品种类等都很多;二是需要学生掌握的基本操作虽然简单但是多样化;三是实验现象复杂。为了提高学生的综合能力，让学生有机会多练习实验操作，必须对以往传统的实验教学模式进行改革，让实验由封闭式转向开放式，让学生开展多开放性、设计性实验，以达到培养高素质人才来适应社会发展的需要。
1传统实验教学模式
无机化学实验经过多年的教学实践改革后，形成了一套比较成熟的传统实验教学模式。正是这种传统的实验教学模式使得实验教学存在很多难以解决的教学问题，比如在实验教学过程中，教学形式是单一的讲解式，而且所讲内容也是沿用了好多年的陈旧内容;教学课件使用多年，没有一点创新;学生也只是按老师的要求照方抓药，没有一点学习热情，也没有学习主动性，更谈不上在做实验的过程中有创造性思维了;实验中能力培养差;实验设备利用不合理;培养出来的学生根本不能达到当今社会对人才需要的要求。随着社会的发展需要，高综合素质人才需要越来越多，那么，还按传统的实验教学模式是培养不出当今社会所需的高素质人才的。所以，为了能够满足当今社会人才的需要，就必须打破传统的实验教学模式，改变这种扼杀学生 创新思维 能力培养的教学模式，尽快实现改革创新，以便能更好地给学生以发展空间。
2开放式的教学模式
为了培养高素质、高能力的创新型人才，本课题组对化学化工学院2012级、2013级、2014级一年级学生的无机化学实验课程的教学模式进行了改革。主要从实验内容、实验时间、组织方式、教学评价等方面进行开放。
实验内容的开放
传统的实验教学内容都是由老师指定的单一的基础类实验，这样就不利于学生的个性化发展。实行教学改革后，开放式实验教学内容发生很大的变化。老师将根据新的课程目标提出多个实验模块，包括基础类、验证类、综合类、设计类、自主类等等。基础类和验证类实验是每位学生必须做且必须掌握的实验项目，主要是对学生进行基本能力的训练，为综合类、设计类、自主类奠定基础的。综合类和设计类包括必选和任选实验，必选实验是在教师提出的必选实验项目中，学生自己选择若干个实验，自己设计实验方案并完成实验;任选实验模块是由教师提出一些解决实际问题的综合实验，教师只是提出问题而不提供具体的解决方案，学生在综合运用所学知识的基础上，根据实验室的实验资源拟定切实可行的解决方案并独立完成实验，从而激发学生的学习热情，发展创新思维。自主类实验是由学生根据自己的情况，自己选题，自己拟定实验方案，自主完成的实验，很具有个性化发展。
实验时间的开放
时间上的开放分为定时开放和预约性开放：定时开放是指学生在工作时间进入实验室做实验;预约性开放是指周末和寒暑假时学生采用集体预约和个人预约相结合的方式进入实验室做实验。
教学组织的开放
开放式实验教学成功与否，关键在于指导教师的组织。具体方案是：首先给学生分成若干小组，每组选派一名组长，组长负责管理本小组成员并分配任务。各小组查阅大量文献后提出问题，接着同小组讨论问题，最后自拟题目提出实验设计方案并交由老师审核。老师审核如果实验方案没新意就不能通过，学生将重新立定方案;如果有新意，审核通过，学生再与老师预约实验时间并完成实验，提交实验 报告 。整个组织实验过程都由学生自己完成，学生占主导地位，老师只起到引导作用。但是有一点是老师必须及时了解和掌握学生实验的整体情况，保证师生之间的信息反馈。
教学评价的开放
开放式实验教学，考试形式应该多种多样。实验成绩的评定不再是单一的平时实验报告的成绩总评，而是平时成绩和每次项目考核相结合。具体的评价方式是：学期课程总成绩=平时成绩(20%)+项目考核总成绩(80%)。平时成绩按统一标准从实验态度、出勤情况、预习等方面进行评定。每次项目考核成绩由实际操作、数据记录、回答问题、实验结果、完成书面报告等方面评定。每次项目操作过程中及操作完毕后，老师根据学生实验操作情况、回答老师提出的有关实验内容的问题情况和实验结果成功与否即时给出每次项目操作成绩。书面报告成绩给出以实验报告为依据。所占分值为：每次项目考核成绩=项目操作成绩(60%)+书面报告(40%)。项目考核总成绩等于多次项目考核成绩的平均值。
3结语
通过对2012级,2013级,2014级连续三年的各专业的无机化学实验教学模式进行改革，在无机化学实验教学上取得了很好的效果。整个教学在教学主体、教学内容、 教学 方法 和教学目的等方面都发生了翻天覆地的变化。整个改革过程学生是最大的收益者，学生成为了教学的主体，不再是机械式的操作者，这样就使得学生的协作能力、设计能力、创新能力以及团队合作精神等综合素质都有很大程度的提高。这一教学模式的改革，很好的培养了大一学生的独立思考的能力，使得学生在从高中到大学阶段的过渡期发生了一个质的飞越，让学生明白了学习不是被动而是主动的，同时也很好的发展了学生的个性，为学生的以后学习阶段打下了良好的基础。
参考文献：
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大学化学论文范文二：药物化学教学使用案例式教学法研究
摘要：药物化学是药学专业的重要专业课，对药物化学的学习，不仅可以对现有化学药物理论依据进行有效合理的运用，还能奠定从事新药研究的理论基础。目前，药物化学的教学法面临着新的挑战，因为全国高等学校本科教学质量和教学改革在不断的向前推进。笔者认为在药物化学的教学中运用案例式教学法有一定的可行性，并且有一定的进步意义。本文对案例式教学法在药物化学教学中应用的意义和如何在药物化学教学中运用案例式教学法进行了探讨。
关键词：案例式教学法;意义;应用分析
0引言
我国在医学教育改革中较常采用的两种新型教学方法分别是以问题为基础学习的教学法和案例式教学法。这两种教学法都是以致力于以学生主动学习代替以教师教授为主的学习作为中心，把发展培养学生的综合能力当做学习的主要任务。世上没有两片完全相同的叶子，这两种教学法也存在一定的差异：教师角色的差异和对学生自主学习能力要求的差异。经过医学界多年的对比分析，更适于在我国医学教育中广泛运用的是案例式教学法。
1案例式教学的内涵
哈佛法学院在1870年最早提出案例式教学，主要注重培养高素质、创新型、实用型的人才，在国际上被广泛运用。案例式教学在20世纪80年代末期传入我国，最先在医学和法学学科中运用，后来在管理和其他学科教育中也有所运用。案例式教学法自从传入我国100多年以来，开始被越来越多的高校接受和广泛运用。我国的案例式教学在经过多年的实践探索后已经逐渐趋于规范，并对教师和教学环境提出了比较高的要求。案例式教学在我国高校教学的改革和发展中起到的作用是不可忽视的，理论与实践相结合的互动式教学是它最主要的本质。案例式教学是一种注重培养学生独立思考能力和解决具体问题能力的教学方式。案例教学会在特定的情景中通过真实事例进行模拟，让学生来进行体验、分析、决策。案例式教学具体的操作方法是授课教师根据自己提出的相对比较典型的案例抛出几个问题，学生通过阅读、分析、思考和讨论的方法对教师提出的问题进行分析回答，最后教师会对学生的回答进行 总结 。这一过程旨在提高学生的逻辑推理和处理问题的能力，充分调动学生的学习积极性和创造性。案例式教学不仅对学生的创造能力和解决实际问题的能力会有所提升，它同时对教师的业务素质和创新能力也会有所提高，更好的实现教学相长。
2案例式教学法在药物化学教学应用中的意义
案例式教学的先导是突出病例，基础是问题，主体是学生，原则是教师主导。对案例式教学合理的运用对我国医学教育务必会产生深远的影响，案例式教学对目前我国医学教育中关于加强对医学学生实践能力培养的要求十分符合，要知道案例式教学不仅仅是一种医用教学方法，它更是一种教学思想以及对学生的高明培养方式。
案例式教学法在药物化学教学应用中对学生的意义
在我国有很多学习药物化学的学生，在这些学生中普遍反映的一个现象是对药物化学缺乏学习热情，因为药物化学知识点非常多，覆盖面大，与有机化学、药理学、药物分析等学科均有紧密的联系。药物的结构,药物的命名,药物的合成,药物的理化性质,药物的代谢和用途等构成都是需要学习的内容，这些知识点内容关联性不高，致使学生学起来印象不够深刻，思维能力差。而现在的教学活动基本上可以概括为结构式课堂教学，采用的还一直是前苏联的教学模式，不重视学生的参与，重视教师教授的传授;不重视实践工作，重视理论体系，因此，在教学中加强学生的印象，引导学生去主动的理解和掌握相关的理论知识就是在药物化学的教学中首先需要解决的问题。经过大量实验证明案例式教学对解决以上问题非常有效。
案例式教学能够激发学生的学习兴趣
案例式教学有助于使学生由学习的被动性向学习的主动性转变。案例式教学对学生学习的目的性要求更强，学生对于不明白的问题会积极主动的去寻求答案，及时的查阅资料，所以学生的学习积极性会更高。另外，在案例的讨论中,学生可以互相交流讨论来实现知识的共享,增强学生的沟通能力和团队精神,这些可使学生终生受益，由此看来案例式教学对激发学生的学习兴趣非常有帮助。
案例式教学有助于提高学生的综合素质
案例式教学通过典型病例和在案例中分析思考问题以及讨论发言，注重把问题作为向导，对提高学生把医学理论知识在临床实践中运用的能力和分析问题解决问题的能力非常有帮助，案例式教学还能够很好的锻炼学生的快速反应能力和语言表达能力。
案例式教学法在药物化学教学应用中对教师教授的意义
采用案例式教学不仅可以按照传统的模式教授学习的内容，还可以把案例作为补充内容。案例式教学不仅可以丰富教学内容，还有利于学生积极探讨隐含于案例背后的专业知识及技能，案例式教学将课堂设置到有意义的案例情景中，真正实现教学相长。案例式教学可以更好的实现教学相长还因为案例式教学要求教师要具备丰富的理论知识和实践 经验 ，不仅如此，教师教授灵活的应变能力的具备也是非常有必要的。
3如何在药物化学教学中运用案例式教学法
案例式教学对于我国药物化学的发展来说是一次挑战和变革，案例式教学法被大部分的学生所接受和喜爱。因此，如何在药物化学教学中运用案例式教学法也是一个需要探讨的问题。
案例引入
根据教学进程并结合教学内容来选择合适的时机进行案例的引入，当然教师也要选择合适的案例。案例的引入不仅可以穿插在各章节的课堂教学中，还可以选择在某一个单元结束后进行，当然，也可以采取多种方式交叉式进行案例式教学。这样，不仅可以对学生的自学能力和分析解决问题的能力进行有效的培养，还可以检查学生对单元理论知识的掌握、综合运用能力。
案例探讨
案例式教学要多鼓励学生积极的去思考问题，注意培养学生的 发散思维 和创新理念，所以案例式教学应该把教师作为教学的引导者，把学生作为讨论的主题。学生探讨的方式可以是小作讨论，也可以是分组 辩论 ，还可以单独推荐一名学生作为代表进行发言，总之，学生的讨论方式是多样化的，不必拘泥于一种形式。
概括总结
学生把问题讨论完以后，教师要及时的进行归纳点评查漏补缺，理清案例分析的思维和脉络。教师的总结要使学生能够把所学到的知识基本化为己用，案例式教学的效果评价可以采取考试或问卷调查这两种形式进行，以便确保学生在以后的工作学习中能够在头脑中形成一种牢固的知识网络。
4总结
综上所述，案例式教学的开展运用是一次教学方式和教学观念的转变，通过具体的教学实践，结论是案例式教学方式适合病理学这门理论性和实践性都很强的学科。案例式教学想要获得更好的教学效果，还需要广大药物化学工作者不懈的努力。
参考文献：
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无机化学发展史论文3000字
化 学 发 展 史( 化工学院 x x x)摘要：从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。关键词：燃素化学；量子论；晶体化学自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今，伴随着人类社会的进步，化学历史的发展经历了哪些时期呢？远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。一、化学的来由化学的英文词为Chemistry，法文Chimie，德文Chemie，它们都是从一个古字、即拉丁字chemia，希腊字Xηwa(Chamia)，希伯莱字Chaman或Haman，阿拉伯字Chema或Kema，埃及字Chemi演化而来的．它的最早来源难以查考．从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的．所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的，不过这个名字的意义很晦涩，有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义，大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方，也是古代化学极为发达的地方，尤其是在实用化学方面。例如，埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃，可见至少在公元前2500年以前，埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看，可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义，可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000－11000年前，我们已会制作陶器，3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器，造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时，中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。二、化学的几个发展阶段远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。。燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期，是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉，领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。三、化学学科在探索中成长化学的发展可以说是日新月异，尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科，譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等，令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等，更是令人眼花缭乱。而古往今来，有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗？化学名人风采将带您走近他们。燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺，燃烧以后只剩下很少的一点灰烬；致密的金属煅烧后得到的锻灰较多，但很疏松。这一切给人的印象是，随着火焰的升腾，什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后，人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年，德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释，形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中，在燃烧过程中释放出来，同时发光发热。燃烧是分解过程：可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰就吸收木炭中的燃素，重新变为金属，同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质，燃烧起来非常猛烈，而且燃烧后只剩下很少的灰烬；石头、草木灰、黄金不能燃烧，是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物，酒精燃烧时失去燃素，便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合，充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素，动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸去，变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮，磷酸（当时指P2O5）与木炭密闭加热，便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时，金属失去燃素生成氢气，氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾（CuSO4·5H2O）溶液置换出铜，是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间，化学家为了解释各种现象，做了大量的实验，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 ：令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist，他长期在小镇彻平的药房工作，生活贫困。白天，他在药房为病人配制各种药剂。一有时间，他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次，后院传来一声爆鸣，店主和顾客还在惊诧之中，舍勒满脸是灰地跑来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，忘记了一切。对这样的店员，店主是又爱又气，但从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上，舍勒可以自由支配时间，他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验，他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验，使他合成了许多新化合物，例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞（氯化汞）、钼酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物质的性质和成分，发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿（Scheele’s green）,就是舍勒发明的亚砷酸氢铜（CuHAsO3）。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程，起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇，使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中，人们发现，由于舍勒发现了骨灰里有磷，启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前，人们只知道尿里有磷。1775年2月4日，33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世，舍勒继承了药店，在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作，加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候，还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日，为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世，终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg（NO3）2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气：2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg（NO3）2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿（MnO2）与浓硫酸共热产生氧气：2MnO2+2H2SO4（浓）== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质，他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈，燃烧后这种气体便消失了，因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者，他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后，很快就发表了论文。普里斯特里始终坚信燃素说，甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验，推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到：我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，我自己受了好奇心的驱使，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好长时间，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师，业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林，他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎，他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命，曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国，在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆，以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平： 燃素说的推翻者，法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，他20岁的时候就取得了法律学士学位，并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师，家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师，而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来，拉瓦锡在他的老师，地质学家葛太德的建议下，师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：葡萄糖 == 碳酸（CO2）+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧，冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他又燃烧硫磺，同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验：将白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡描述道：“这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃烧着的蜡烛熄灭；1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末（P2O5，应该是盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年，拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中，密封后再称量金属和瓶的质量，然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量，发现没有变化。打开瓶口，有空气进入，这一次质量增加了，显然增加量是进入的空气的质量（设为A）。他再次打开瓶口取出金属锻灰（在容积小的瓶中还有剩余的金属）称量，发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同（即也为A）。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想，如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来，就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰（即铁锈），但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后： 到了这年的10月，普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀（HgO）和铅丹（Pb3O4）可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说，这条信息是很直接的启发。11月，拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下，拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置，其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子，以便跟着太阳随时转动。1775年，拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，其实是吸收了氧气，与氧气化合，即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时，拉瓦锡还用动物实验，研究了呼吸作用，认为“是氧气在动物体内与碳化合，生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文），就应该含有其余的气体，拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后，拉瓦锡总结道：“大气中不是全部空气都是可以呼吸的；金属焙烧时，与金属化合的那部分空气是合乎卫生的，最适宜呼吸的；剩下的部分是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来，也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年，拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学（即近代化学）时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气，但由于他们思维不够广阔，更多地只是关心具体物质的性质，没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素：光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质，其氧化物为酸：硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基：锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质，能成盐的土质：石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价，指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里，有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发，三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月，国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论，心存嫉恨，便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日把他送上了断头台。对此，当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时，拉瓦锡正当壮年，是51岁。四、化学学科的发展前沿中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering)，是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组成，然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术，其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因，并把它纯化，再把它大量扩增，用于研究。20多年来，基因工程技术得到了迅速地发展，特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用，不仅把分子生物学提高到了基因水平，而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路，并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......
化学发展史论文一、化学的前奏1．人类文明的起点——火的利用在几百万年以前，人类过着极其简单的原始生活，靠狩猎为生，吃的是生肉和野果。根据考古学家的考证，至少在距今50 万年以前，可以找到人类用火的证据，即北京周口店北京猿人生活过的地方发现了经火烧过的动物骨骼化石。有了火，原始人从此告别了茹毛饮血的生活。吃了熟食后人类增进了健康，智力也有所发展，提高了生存能力。后来，人们又学会了摩擦生火和钻木取火，这样，火就可以随身携带了。于是，人们不再是火种的看管者，而成了能够驾驭火的造火者。火是人类用来发明工具和创造财富的武器，利用火能够产生各种各样化学反应这个特点，人类开始了制陶、冶金、酿造等工艺，进入了广阔的生产、生活天地。2．历史悠久的工艺——制陶陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法不一，有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的，为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。大约距今1 万年以前，中国开始出现烧制陶器的窑，成为最早生产陶器的国家。陶器的发明，在制造技木上是一个重大的突破。制陶过程改变了粘土的性质，使粘土的成分二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙(gài)、氧化镁(měi)等在烧制过程中发生了一系列的化学变化，使陶器具备了防水耐用的优良性质。因此陶器不但有新的技术意义，而且有新的经济意又。它使人们处理食物时增添了蒸煮的办法，陶制的纺轮、陶刀、陶挫等工具也在生产中发挥了重要的作用，同时陶制储存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成为人类生活和生产的必需品，特别是定居下来从事农业生产的人们更是离不开陶器。3．冶金化学的兴起在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800 年，伊朗就开始将铜矿石(孔雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜器。到了公元前3000～前2500 年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡(xī) 和铅(qiān)两种金属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左右，这样一来，铸造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅)，它的硬度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上古代在音乐上的伟大创造。因此，青铜器的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一步。世界上最早炼铁和使用铁的国家是中国、埃及和印度，中国在春秋时代晚期(公元前6 世纪)已炼出可供浇铸的生铁。最早的时候用木炭炼铁，木炭不完全燃烧产生的一氧化碳把铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。铁被广泛用于制造犁铧、铁■(一种锄草工具)、铁锛等农具以及铁鼎等器物，当然也用于制造兵器。到了公元前8～前7 世纪，欧洲等才相继进入了铁器时代。由于铁比青铜更坚硬，炼铁的原料也远比铜矿丰富，在绝大部分地方，铁器代替了青铜器。4．中国的重大贡献——火药和造纸黑火药是中国古代四大发明之一。为什么要把它叫做“黑火药”呢？这还要从它所用的原料谈起。火药的三种原料是硫磺、硝(xiāo)石和木炭。木炭是黑色的，因此，制成的火药也是黑色的，叫黑火药。火药的性质是容易着火，因此可以和火联系起来，但是这个“药”字又怎样理解呢？原来，硫磺和硝石在古代都是治病用的药，因此，黑火药便可理解为黑色的会着火的药。火药的发明与中国西汉时期的炼丹术有关，炼丹的目的是寻求长生不老的药，在炼丹的原料中，就有硫磺和硝石。炼丹的方法是把硫磺和硝石放在炼丹炉中，长时间地用火炼制。在许多次炼丹过程中，曾出现过一次又一次地着火和爆炸现象，经过这样多次试验终于找到了配制火药的方法。黑火药发明以后就与炼丹脱离了关系，一直被用在军事上。古代人打仗，近距离时用刀枪，远距离时用弓箭。有了黑火药以后，从宋朝开始，便出现了各种新式武器，例如用弓发射的火药包。火药包有火球和火蒺藜两种，用火将药线点着，把火药包抛出去，利用燃烧和爆炸杀伤对方。大约在公元8 世纪，中国的炼丹术传到了阿拉伯，火药的配制方法也传了过去，后来又传到了欧洲。这样，中国的火药成了现代炸药的“老祖宗”。这是中国的伟大发明之一。纸是人类保存知识和传播文化的工具，是中华民族对人类文明的重大贡献。在使用植物纤维制造的纸以前，中国古代传播文字的方法主要有：在甲骨(乌龟的腹甲和牛骨)上刻字，即所谓的甲骨文；甲骨数量有限，后来改在竹简或木简上刻字。可是，孔子写的《论语》所用的竹简之多，份量之重是可想而知的；另外，用丝织成帛(bó)，也可以用来写字，但大量生产帛却是难以做到的。最后才有了用植物纤维制造的纸，一直流传到今天。1957 年5 月，中国考古工作者在陕西省西安市灞(bà)桥的一座古代墓葬中发现一些米黄色的古纸。经鉴定这种纸主要由大麻纤维制造，其年代不会晚于汉武帝(公元前156～公元前87 年)，这是现存的世界上最早的植物纤维纸。提起纸的发明，人们都会想起蔡伦。他是汉和帝时的中常侍。他看到当时写字用的竹简太笨重，便总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布、破鱼网等做原料，先把它们剪碎或切断，放在水里长时间浸泡，再捣烂成为浆状物，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，便制成了纸。它质薄体轻，适合写字，很受欢迎。造纸是一个极其复杂的化学工艺，它是广大劳动人民智慧的产物。实际上，蔡伦之前已经有纸了，因此，蔡伦只能算是造纸工艺的改良者。5．炼丹术与炼金术当封建社会发展到一定的阶段，生产力有了较大提高的时候，统治阶级对物质享受的要求也越来越高，皇帝和贵族自然而然地产生了两种奢望：第一是希望掌握更多的财富，供他们享乐；第二，当他们有了巨大的财富以后，总希望永远享用下去。于是，便有了长生不老的愿望。例如，秦始皇统一中国以后，便迫不及待地寻求长生不老药，不但让徐福等人出海寻找，还召集了一大帮方士(炼丹家)日日夜夜为他炼制丹砂——长生不老药。炼金家想要点石成金(即用人工方法制造金银)。他们认为，可以通过某种手段把铜、铅、锡、铁等贱金属转变为金、银等贵金属。像希腊的炼金家就把铜、铅、锡、铁熔化成一种合金，然后把它放入多硫化钙溶液中浸泡。于是，在合金表面便形成了一层硫化锡，它的颜色酷似黄金(现在，金黄色的硫化锡被称为金粉，可用作古建筑等的金色涂料)。这祥，炼金家主观地认为“黄金”已经炼成了。实际上，这种仅从表面颜色而不从本质来判断物质变化的方法，是自欺欺人。他们从未达到过“点石成金”的目的。虔诚的炼丹家和炼金家的目的虽然没有达到，但是他们辛勤的劳动并没有完全白费。他们长年累月置身在被毒气、烟尘笼罩的简陋的“化学实验室”中，应该说是第一批专心致志地探索化学科学奥秘的“化学家”。他们为化学学科的建立积累了相当丰富的经验和失败的教训，甚至总结出一些化学反应的规律。例如中国炼丹家葛洪从炼丹实践中提出：“丹砂(硫化汞)烧之成水银，积变(把硫和水银二者放在一起)又还成(交成)丹砂。”这是一种化学变化规律的总结，即“物质之间可以用人工的方法互相转变”。炼丹家和炼金家夜以继日地在做这些最原始的化学实验，必定需要大批实验器具，于是，他们发明了蒸馏器、熔化炉、加热锅、烧杯及过滤装置等。他们还根据当时的需要，制造出很多化学药剂、有用的合金或治病的药，其中很多都是今天常用的酸、碱和盐。为了把试验的方法和经过记录下来，他们还创造了许多技术名词，写下了许多著作。正是这些理论、化学实验方法、化学仪器以及炼丹、炼金著作，开挖了化学这门科学的先河。从这些史实可见，炼丹家和炼金家对化学的兴起和发展是有功绩的，后世之人决不能因为他们“追求长生不老和点石成金”而嘲弄他们，应该把他们敬为开拓化学科学的先驱。因此，在英语中化学家(chemist)与炼金家(alchemist)两个名词极为相近，其真正的含义是“化学源于炼金术”。二、创建近代化学理论——探索物质结构世界是由物质构成的，但是，物质又是由什么组成的呢？最早尝试解答这个问题的是我国商朝末年的西伯昌(约公元前1140 年)，他认为：“易有太极，易生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”以阴阳八卦来解释物质的组成。约公元前1400 年，西方的自然哲学提出了物质结构的思想。希腊的泰立斯认为水是万物之母；黑拉克里特斯认为，万物是由火生成的；亚里士多德在《发生和消灭》一书中论证物质构造时，以四种“原性”作为自然界最原始的性质，它们是热、冷、干、湿，把它们成对地组合起来，便形成了四种“元素”，即火、气、水、土，然后构成了各种物质。上面这些论证都未能触及物质结构的本质。在化学发展的历史上，是英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他指出：“元素是构成物质的基本，它可以与其他元素相结合，形成化合物。但是，如果把元素从化合物中分离出来以后，它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”波义耳还主张，不应该单纯把化学看作是一种制造金属、药物等从事工艺的经验性技艺，而应把它看成一门科学。因此，波义耳被认为是将化学确立为科学的人。人类对物质结构的认识是永无止境的，物质是由元素构成的，那么，元素又是由什么构成的呢？1803 年，英国化学家道尔顿创立的原子学说进一步解答了这个问题。原子学说的主要内容有三点：1．一切元素都是由不能再分割和不能毁灭的微粒所组成，这种微粒称为原子；2．同一种元素的原子的性质和质量都相同，不同元素的原子的性质和质量不同；3．一定数目的两种不同元素化合以后，便形成化合物。原子学说成功地解释了不少化学现象。随后意大利化学家阿佛加德罗又于1811 年提出了分子学说，进一步补充和发展了道尔顿的原子学说。他认为，许多物质往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在，例如氧气是以两个氧原子组成的氧分子，而化合物实际上都是分子。从此以后，化学由宏观进入到微观的层次，使化学研究建立在原子和分子水平的基础上。三、现代化学的兴起19 世纪末，物理学上出现了三大发现，即X 射线、放射性和电子。这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、粮食问题、环境污染等。化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师”将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇。2．元素发现史上的两次奇迹及科学方法研究陕西省渭南师范专科学校化学系张文根化学发展史上，从个人发现新元素的数量方面讲，出现过两次奇迹。值得研究的是，两次奇迹基本上都采用了类似的科学研究方法。1．戴维与新元素的发现英国化学家戴维(H·Davy，1778～1829)出生于木刻匠家庭，从小就喜爱化学实验。他曾用自己的身体试验氧化亚氮(笑气)气体的毒性，发现其麻醉性，使医学外科手术发生了重大改途；他还发明了安全矿灯，解决了因火焰引起的瓦斯爆炸，对19 世纪欧洲煤矿的安全开采做出了有益的贡献。但是，他一生最辉煌的成就莫过于新元素的发现。1799 年，意大利物理学家伏特(A·Volta)发现了金属活动顺序，并应用其发明了伏特电池。次年，英国化学家尼科尔森(W．Nicholson)和卡里斯尔(A·Carlisle)利用伏特电池成功地分解了水。从此，电在化学研究中的应用引起了科学家的广泛关注。1806 年，戴维对前人有关电的研究进行了总结，预言这种手段除可以把水分解为氢气和氧气外，还可能分解其他物质，这一科学思想使他把电与物质组成联系起来，从而导致了一系列新元素的发现。1777 年之前，对于碱类和碱土类物质的化学成分，人们普遍认为具有元素性质，是不能再分解的。法国化学家拉瓦锡(A·L·Lavoisier)创立氧化理论之后，则认为这两类物质都可能是氧化物。1807 年，戴维决心用实验来证实拉瓦锡的见解，同时也想验证一下自己预言的正确性。最初他用苛性钾或苛性钠的饱和溶液实验，发现碱没有变化，只和水电解结果一样。通过分析，他认为应该排除水这个干扰因素。于是改用熔融苛性钾，结果发现阴极白金丝周围出现了燃烧更旺的火焰，说明由于加热温度过高，分解出的产物立刻又被燃烧了。后来他换用碳酸钾并通以强电流，但阴极上出现的金属颗粒还是很快被烧掉了。最后，他总结教训，在密闭坩埚内电解熔融苛性钾，终于拿到了一种银白色金属，并进行性质实验，发现在水中能剧烈反应，出现淡紫色火焰，显然是该金属与水作用放出氢气的结果。山此，戴维判断这是一种新金属，取名为钾。不久，他又从苛性苏打中电解出了金属钠。次年，用同样方法，他从苦土(MgO)、石灰、菱锶矿(SrCO3)和重晶石(BaCO3)中分别又发现了新元素镁、钙、锶和钡。1807 年12 月，尽管当时英法两国正进行着战争，法国皇帝拿破仑仍然颁发勋章，以嘉奖戴维的卓越成就。但是，戴维并没有因此骄傲起来。金属钾被发现以后，他由该金属可从水中分解出氢气受到后发，认为钾也应该能够分解其他物质。于是在1808 年，他将钾与无水硼酸混合，在铜管中加热，得到了青灰色的非金属硼。这样，不到两年，戴维就发现了7 种新元素。如果加上他1810 年和1813 年确定的氯元素和碘元素，戴维一生发现和确认的元素就有9 种。这一成就在他去逝之前的52 个元素发现史上，无人能与其媲美。2．西博格与新元素的合成美国化学家西博格(G．T．Seeborg，1912～)的家庭境况和戴维差不多。依靠打工，他读完了高中和大学，并以出色的学习成绩，获得了著名科学家路易斯的赏识，随后便成为路易斯的得力助手和合作者，完成了许多重要研究。他热爱化学和物理学，决心在核化学领域做出非凡成绩。本世纪初，电子、X 射线和放射性的发现，打开了原子不可分的大门。1929 年，美国物理学家劳伦斯(E．O．Lawrence)在加利福尼亚大学发明■计出了回旋粒子加速器，从而取得了大大提高轰击粒子动能的手段，使新元素不断被发现和合成，仅1934 年至1937 年就有二百多种人工放射性同位素出现。到1939 年，在92 号铀元素之前，只剩下61 号和85号两个空位了。所以，人们已不在关心元素周期表中的空格补缺，而将精力转移到铀后面元素的发现和合成上。3．金刚石的老知识和新知识吴国庆(北京师范大学化学系100875)早在1879 年，SmithsonTennant 已经发现，金刚石燃烧的产物是碳的氧化物，故金刚石是碳的单质。1913 年，Bragg 父子用X-衍射实验测定了金刚石的晶体结构。证实通常的天然金刚石属于立方晶系，其晶胞为面心立方，一个晶胞里有8 个碳原子(一个点阵点为两个碳原子)。每个碳原子周围有四十呈四面体排列的碳原子，健长为154pm。然而应当指出，在殒石里发现的金刚石却是六方晶系的。两种晶体的差别不在于碳原子的杂化类型(sp3)，而在于排列方式不同引起晶体的对称性不同。金刚石被人类当作宝石而珍藏，据说已有3000 年的历史。经过琢磨的金刚石称为钻石，它密度大(·cm-3)，是已知物质中最坚硬的(莫氏硬度10)；它对光的透明度好，折射率高，琢磨适当的钻石能反射出更多的光而显得格外耀眼；高色散性还使钻石有‘光彩’，这是白光被钻石色散成单色光所致。金刚石的色散值是天然宝石里最高的。利用色散值的差别可以把金刚石跟很象它的锆石(ZrsiO4)区分开来。天然金刚石有的无色，有的则呈美而的蓝、黄、棕、绿等色，还有的呈黑色。理论研究证实，纯净的金刚石应当是无色的。它可以透过各种不同波长的光(包括红外和紫外)。这是因为把金刚石晶体里的电子从基恣激发到最低能量的激发恣需要电子伏特的能量，远大于可见光的能量(—电子伏特)。当金刚石里掺杂氮，能量从原来的 降到 左右，随氮原子的含量的增高，由于热运动引起的氮能级的宽度的差别，吸收不同波长的可见光，呈现黄(C/N=105：1)、绿(C/N=103：1)色，氮原子继续增多，所有可见光都会被吸收掉，便得到黑色的金刚石。在好长一个时期里，人们认为蓝色的金刚石是由于其中掺杂铝引起的。后来经美国通用电气公司的实验室证实，金刚石的蓝色是由其中不到百万分之一的硼引起的。他们发现，蓝色的金刚石是有导电性的。这可以解释为：硼原子的存在可以使碳的价带电子进入硼(受主)能级而在价帝里留下空穴，引起空穴导电。而铝的掺杂不可能有这种性质。金刚石的颜色还可因掺杂原子引起所谓的“色心”(又称F 心)而引起。这类金刚石的颜色会因加热、辐照而改交，有的还有荧光。习惯上钻石的质量按克拉(1 克拉等于200 毫克)计算。一颗钻石，超过10 克拉，就已很稀罕很珍贵了。至今最大的一颗金刚石是1906 年开采出来的‘非洲之星’，3025 克拉。世界上最大的一颗钻石则是称为‘蒙兀儿大帝’的，加工前重780 克拉。人们梦想合成金刚石已经有很长的历史了。这种梦想的推动力一开始就是为了人工造出珍贵的钻石。因为天然的金刚石太少了。地球化学研究证实，自然界里的碳只有当熔化的岩百在3 万个大气压的高压下，才能以金刚石的方式结晶出来，有时生成金刚石的压力竟高到60000 个大气压。这样大的压力只有在地面下60—100 公里的深外才存在，从这样深的地方翻到地秃表层来的岩石太少了。开采金刚石需要很大的投资。那种从地表找到一颗金刚石的机会是极其稀少的。而开采出来的天然金刚12 石，只有很少就其质量而言可以加工成钻石，多数是灰色或黑色的。并不透明，有的内部夹杂有石墨，无法琢磨出钻石。最早尝试人工合成金刚石的报导在1880 年。而第一个宣称合成金刚石的是著名的法国实验化学家莫瓦桑(H·Moissan)。他以当时已有的化学知识预计，尚未制得的单质氟的化学性质极其活泼，若用它来及其迅猛地夺取碳氢化台物里的氢，就有可能把余留下的碳转变成金刚石。结果，他费了数年的光阴，克服了重重困难，真的制出了活泼的氟，取得了同的代人不可多得的巨大成就(他因此以及由此开拓的氟化学而得到诺贝尔奖金)。然而，当他实施氟和烃类的反应时，既使是在超低温下，也以猛烈的爆炸告终，一无所得。惨重的失败并未动摇过莫瓦桑人工制造金刚石的信念。后来，他从地球化学家那里得知了自然界石墨转化成金刚石的高温高压的条件，便设计了一种模拟天然过程的用石墨造金刚石的实验。他把石墨溶进熔融的铁，然后令铁急速地冷却。企图通过液恣的铁转化成固态的铁时产生的巨大内压，把石墨转化成金刚石。这种想法，粗想起来是蛮有道理的。因而莫瓦桑叫他的学生们，一次又一次地把这种实验得到的产品用无机酸把铁溶解掉，从黑乎乎的固恣残渣里寻找金刚石。后来，‘真的’从中发现了透明的“金刚石”。其中一颗被命名为法国卢浮宫里的著名钻石——摄政王同名的金刚石至今仍然在莫瓦桑的实验室里展览。莫瓦桑曾经两度在报上发表他已成功地制得金刚石。鉴于莫瓦桑的崇高威信，一时间引起了全球的轰动，穷人为之欢呼雀跃，富人为之垂头丧气。后来虽有著名氟化学家O·Ruff 在1915 年以及Parsons 在1920年宣称重复了莫瓦桑的实验制得了金刚石，却始终不能拿出足以令人信服的证据。到本世纪50 年代，有人从理论上论证了金刚石在高温高压下生成的临界条件，根本地否定了莫瓦桑设计的实验取得成功的可能性。据说，莫瓦桑的人造金刚石是他的学生被逼得无奈，投进酸洗后的黑色残渣里的天然金刚石。也有人报导，莫瓦桑得到的只是碳化硅或尖晶石(MgAl2O4)。首先在理论上计算合成金刚石的热力学条件的是R·Berman。简单地说，他的计算就是建立石墨转化为金刚石相图。计算的结果是：如果以温度为横坐标，压力为纵坐标，可以在图上划出一条由左下方向右上方延伸的近似的直线，在直线的下方是石墨的稳定区(对金刚石则是热力学的介稳区)，在直线的上方则是金刚石的稔定区(对石墨则力介稳区)。若温度和压力正好外于直线上则是金刚石和石墨的平衡转化点。这张图表明，例如在1200—1500K 的温度范围内，要使石墨转化为金刚石的压力需要达到××109Pa(4—5 万大气压)。值得指出的是，在教学讨论中，我们常常发现有人误解高温对合成金刚石的作用。应当注意，根据上述的石墨转化为金刚石的相图，如前所述，相平衡线的斜率是正值。这就是说，反应温度越高，需要的压力也就越高。若单考虑温度，结论应当是：(就热力学而言)温度越高，石墨越不容易转化为金刚石。这也可以从只考虑温度不考虑压力的Gibbs—Helmholtz 方程(△G=△H-T△S)看出。标恣下石黑转化为金刚石是吸热反应(△H＞0)，熵变△S＜0(∴-T△S＞0)，因此温度越高，石墨转化为金刚石的自由能越大，即自发趋势越小。加压有利于转化是不难理解的。这是由于石墨的密度比金刚石的小，转化是体积减小的过程。因此，转化反应所需的高温只是为了提高速度。事实上，在高温高压下合成金刚石也是需要催化剂的。无催化剂时，石墨直接转化为金刚石的实验条件是2700℃，13GPa；利用Ni—Co—Fe 合金加入少量的硫、钛、铝等，可使转化温度降到950℃，压力降到4GPa。金属为什么能够催化石墨转化为金刚石的反应？这是一个引人入胜的问题。在已经提出的理论中有两种十分形象。一种是金属的表面作用的理论：金属镍属于面心立方晶体。镍原子的二维密置层的法线方向是立方晶胞的对角13 线方向，在晶体学上称为(111)方向，而每个镍原子周围有6 个镍原子的二维密置层则称为(111)面。面上的镍原子形成的正三角形的边长为249pm，跟石墨的二维面上的碳原子形成的三角形的边长(246pm)十分接近。当金属镍的表面正好是(111)面而又正好对着石墨的二维平面肘，镍原子便和碳原子之间一对一地形成化学键(石墨的碳原子的与二维平面垂直的2pz 轨道里的单电子进入镍原子的只有单电子的3d轨道)，结果把石墨的二维平面上的半数碳原子拉向镍的表面，在高压下，石墨的层间距从335pm 被压缩，从而使碳原子的杂化类型由sp2 转化为sp3(见图1)。铁、钴、镍及其合金的晶体结构相似，因此都是石墨转化为金刚石的催化剂。另一种理论认为石墨中的碳原子可以单个地进入金属原子之间的四面体空隙，并在金属原子的作用下使其原子轨道杂化成sp3，碳原子通过扩散遇到另一碳原子形成金刚石。图1 石墨在金属表面原子的作用下转化为金刚石50 年代初，在美国和瑞典成立了两个人造金刚石的研究小组，分别在1954 和1953 年合成了金
无机化学与生态环境（上）一.生命必需元素及其生物功能 一.生命元素大自然中一切物质都是由化学元素组成的，人体也不例外，各种化学元素在人体中有不同的功能。健康长寿使人类的共同夙愿，但许多资料证明，危害健康的疾病又与体内某些元素平衡的失调有密切关系。因此，了解生命元素在人体内的功能和存在形式，研究它们与生命活性配体如蛋白质、核酸、氨基酸、核苷酸和有关代谢物等形成的配合物，尤其是研究它们的结构、性质与生物功能之间的关系，从而揭示生命的奥秘，无疑有益于预防疾病、增强体制、保持身体健康。生命元素是指在生物体中能维持其正常生命活动功能所不可缺少的生命元素。科学工作者通过研究环境元素和生命元素的关系，了解到生物体在适应生存和进化中，逐渐形成一套摄入、排泄和适应这些元素的保护机制。研究表明，存在于生命体内的元素可分为四种类型：(1) 生命元素。按其含量的不同，又分为常量元素和微量元素；(2) 可能有益或辅助营养元素(可能为潜在的生命元素)；(3) 沾污元素；(4) 有毒元素。人体内大约含有27种必需元素，其中常量元素为：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Cl、Na、Mg等，约占人体重的，微量元素仅占人体重的，它们是：Fe、F、Zn、Si、Br、Sn、Cu、V、I、Mn、Cr、Se、Mo、Ni 、Co，但其作用不小。有益元素是指人体中假若缺少这些元素(如Li、Ce、Ai、As、Rb、Ti、Sr、B和稀土元素)虽然可以维持生命，但不能认为是健康的。对于必需元素均有一个最佳摄入量的问题。例如碘以毫克·日-1计，人体的最小需要量为，耐受量为1000，大于1000即为中毒量。有20～30中普遍存在于各组织中的元素，它们的浓度是变化的，而它们的生物效应还没有被完全确定，它们也可能来自环境的沾污，因此称沾污元素。当觉察出有楼上那个不错的。我的这篇太长了，你可以当作是资料来使用～～
化学发展史的五个时期自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今，伴随着人类社会的进步，化学历史的发展经历了哪些时期呢？1.远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。2.炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。3.燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。4.定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。5.科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期，是风云变幻英雄辈出的时期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉，领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。燃素说的影响可燃物如炭和硫磺，燃烧以后只剩下很少的一点灰烬；致密的金属煅烧后得到的锻灰较多，但很疏松。这一切给人的印象是，随着火焰的升腾，什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后，人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。1723年，德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释，形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中，在燃烧过程中释放出来，同时发光发热。燃烧是分解过程：可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰就吸收木炭中的燃素，重新变为金属，同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质，燃烧起来非常猛烈，而且燃烧后只剩下很少的灰烬；石头、草木灰、黄金不能燃烧，是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物，酒精燃烧时失去燃素，便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合，充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素，动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸去，变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮，磷酸（当时指P2O5）与木炭密闭加热，便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时，金属失去燃素生成氢气，氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾（CuSO4·5H2O）溶液置换出铜，是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间，化学家为了解释各种现象，做了大量的实验，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师——chemist，他长期在小镇彻平的药房工作，生活贫困。白天，他在药房为病人配制各种药剂。一有时间，他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次，后院传来一声爆鸣，店主和顾客还在惊诧之中，舍勒满脸是灰地跑来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，忘记了一切。对这样的店员，店主是又爱又气，但从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上，舍勒可以自由支配时间，他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验，他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验，使他合成了许多新化合物，例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞（氯化汞）、钼酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物质的性质和成分，发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿（Scheele’s green）,就是舍勒发明的亚砷酸氢铜（CuHAsO3）。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程，起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇，使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中，人们发现，由于舍勒发现了骨灰里有磷，启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前，人们只知道尿里有磷。1775年2月4日，33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世，舍勒继承了药店，在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作，加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道——他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候，还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日，为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世，终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg（NO3）2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气：2KNO3==2KNO2+O2↑2Mg（NO3）2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑2HgO==2Hg+O2↑第二种方法是将软锰矿（MnO2）与浓硫酸共热产生氧气：2MnO2+2H2SO4（浓）== 2MnSO4+2H2O+O2↑舍勒研究了氧气的性质，他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈，燃烧后这种气体便消失了，因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者，他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后，很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说，甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验，推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到：“我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，我自己受了好奇心的驱使，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好长时间，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师，业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林，他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎，他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命，曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国，在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆，以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平燃素说的推翻者，法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，他20岁的时候就取得了法律学士学位，并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师，家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师，而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来，拉瓦锡在他的老师，地质学家葛太德的建议下，师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：葡萄糖 == 碳酸（CO2）+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧，冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他又燃烧硫磺，同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验：将白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡描述道：“这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃烧着的蜡烛熄灭；1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末（P2O5，应该是盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。1774年，拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中，密封后再称量金属和瓶的质量，然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量，发现没有变化。打开瓶口，有空气进入，这一次质量增加了，显然增加量是进入的空气的质量（设为A）。他再次打开瓶口取出金属锻灰（在容积小的瓶中还有剩余的金属）称量，发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同（即也为A）。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想，如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来，就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰（即铁锈），但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后到了这年的10月，普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀（HgO）和铅丹（Pb3O4）可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说，这条信息是很直接的启发。11月，拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下，拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置，其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子，以便跟着太阳随时转动。1775年，拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，其实是吸收了氧气，与氧气化合，即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时，拉瓦锡还用动物实验，研究了呼吸作用，认为“是氧气在动物体内与碳化合，生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文），就应该含有其余的气体，拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后，拉瓦锡总结道：“大气中不是全部空气都是可以呼吸的；金属焙烧时，与金属化合的那部分空气是合乎卫生的，最适宜呼吸的；剩下的部分是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来，也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年，拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。”这年的9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学（即近代化学）时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气，但由于他们思维不够广阔，更多地只是关心具体物质的性质，没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：1.简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素：光、热、氧、氮、氢。2.简单的非金属物质，其氧化物为酸：硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。3.简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基：锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。4.简单物质，能成盐的土质：石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价，指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里，有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发，三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月，国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论，心存嫉恨，便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日把他送上了断头台。对此，当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时，拉瓦锡正当壮年，是51岁。
农业无人机毕业论文
今天下午刘浩轩的妈妈到我们的教室讲课，而阿姨的主题是我感兴趣的“无人机”，她还带来了一架小型的无人机。这架无人机“长”着八个旋翼，每个旋翼上都有一个小型螺旋桨和一个陀螺仪。下面还有两个可以接电池的线和一个可以充电的线。无人机有一些优点和缺点，它的优点是：就算无人机爆炸了我方也不会有人员伤亡；它就算跟敌军同归于尽我方的损失也能降到最低。而它的缺点则是：一旦没电机体就可能坠毁；如果信号被屏蔽那么飞机就完全不起作用了；而且它只可以装两个导弹。所以我想将来要制造使用时间更长的电池和无法被屏蔽的信号。我以后还想要发明可以装十个导弹的无人机。今天我终于认识了无人机，还知道了一些关于无人机的知识。我长大以后要创造更先进的设备，为人类做出贡献。
目前，很多飞手有接受AOPA认证机构培训考取合格证的需求，在接受培训前会有很多疑问，比如无人机的基础知识，培训学什么，考试靠什么。昆明俊鹰无人机针对这些疑问准备了简洁易懂的解答。什么是无人机？无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机都有哪些？从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。什么是多旋翼无人机？拥有三个及三个以上旋翼的飞行器。什么是直升机无人机？由一个或两个具有动力的旋翼提供升力并进行姿态操作的飞行器。什么是固定翼无人机？由固定在机身上具有翼型的机翼，通过与来流的空气发生相对运动产生升力的飞行器。多旋翼无人机的优势：（1）体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性好，适合多平台，多空间使用；（2）可以垂直起降，不需要弹射器、发射架进行发射；（3）飞行高度低，具有很强的机动性，执行特种任务能力强；（4）结构简单控制灵活，成本低，螺旋桨小，安全性好，拆卸方便，且易于维护。无人机应用在哪些领域？航空摄影、货物运输、政府民生、石油勘测、遥感航测。多旋翼运用领域：城市管理、农业、地质、气象、电力、电力巡检、抢险救灾、视频拍摄等行业。直升机运用领域？城市管理、农业、地质、气象、电力、电力巡检、抢险救灾、视频拍摄等行业。飞手的工作范围都有哪些？对飞机的组装与维护，飞行前的检查及飞行中对飞机的安全负责。无人机如何进行航拍？通过搭载云台与拍摄系统，进行第一人称视角的飞行。无人机起飞之前应该注意哪些检查？对飞机的检查：部件的衔接是否牢靠，布线是否安全，机载设备是否工作正常对地面的检查：地面通讯、操作系统工作是否正常；对环境的检查：周围环境是否适合作业及起降场地是否合理，空域有无申报。什么是地面站？架设在地面进行对无人机实时的监测及航线设定等预操作。什么是美国手？左手上下油门，左右方向，右手上下升降，左右副翼。什么是日本手？左手上下升降，左右方向，右手上下油门，左右副翼。什么是飞行记录本？记录从模拟器开始练习至目前的飞行经历的记录本。什么是GPS模式？对飞行器操作增加了由gps卫星进行的精确定位，可以精准定高和定点。什么是手动模式？GPS不参与飞行工作，飞行器不能定点和定高，由飞控本身的传感器进行增加稳定飞行操作的模式。学习无人机技术对我们有哪些帮助？成为一名经验丰富的飞手之前，首先应该清楚如何避免坠机？当无人机在高空飞行时，由于复杂的环境因素，当无人机处于失控的状态，一旦危险出现，可以挽回不必要的损失。个人自学时候着重学习什么？模拟器的练习、地面站的基本操作。模拟器是什么？借助电脑平台还原真实飞行。学习无人机门槛要求？年满17周岁、中等学历以上、身体健康、无犯罪记录。AOPA是什么？航空器拥有者与驾驶员协会。驾驶员合格证是否国际通用？中国（包括香港、澳门和台湾）的唯一合法代表。除在中国得到官方认可外，在全世界都是通用的。考核过后多久可以拿到证件？考试过后1个月的周期。证件有效期是多久？2年。无人机驾驶员需求量？目前全国对无人机驾驶员、机长的需求量大约在10万左右，但是真正符合资质的人目前只有2000余人。驾驶员、机长、教员三者的区别？驾驶员：视距内飞行（无人机驾驶员或无人机观测员与无人机保持直接目视视觉接触的操作方式，航空器处于驾驶员或观测员目视视距内半径500米，相对高度低于120米的区域内）机长：除视距内还可通过操作地面站进行对无人机在目视视距以外的运行教员：了解教学法等可进行对驾驶员及机长的培训。通过培训后，能用无人机进行什么样的工作？农业植保、遥感测绘、影视航拍等行业。通过学习薪酬待遇如何？通常飞手实习在3000+转正后上不封顶。什么是有基础班？入学前达到相对机型飞行技术标准要求，通过短期强化培训取得AOPA驾驶员合格证的学员。什么是无经验班？入学前对无人机简单了解，有过GPS模式飞行经历，以及想从事无人机行业的爱好者（就业）和企业培养人才为重点，通过中长期培训取得AOPA驾驶员合格证的学员。旋翼机型与固定翼机型考核项目都是什么？多旋翼或直升机：1.起飞，2.慢速自旋一周（360°），3.水平八字4降落固定翼：1.起飞（逆风）2.四边航线，3.水平八字，4.模拟发动机失效，5.降落（逆风）理论课都讲什么？1.无人机概述与系统组成2.民航法规与术语3.空域的飞行与申报4.航空气象与飞行环境5.无人机分类及主流布局形式6.无人机构造7.飞行原理与性能8.通信链路与任务规划9.所使用的无人机系统特性10.无人机飞行手册及其他文档实操课都讲什么？1.模拟飞行2.飞机拆装、维护、维修和保养3.地面站设置与飞行前准备4.起飞与降落训练5.紧急情况下的操纵和指挥拆装课都有哪些内容？无人机机械位的拆装，电子设备的安装及调试。口试都考哪些？飞行器的维护使用与拆装，飞行前检查，遥控器的使用与设置地面站都考哪些？航校规划、飞行中紧急事故的处理操作等理论未通过怎么办？与下期培训班学员一起进行考试，理论未通过不能参加实操考试。实操未通过怎么办？与下期培训班学员一起进行考试。多旋翼练习用什么机型？劲鹰650四轴练习机、劲鹰1000型八轴航拍航测无人机、劲鹰1600大型载重旋翼飞行平台直升机练习用什么机型？亚拓700L 、亚拓550L。固定翼练习用什么机型？劲鹰1型汽油航测航拍无人机、劲鹰2型垂直起飞固定翼无人机、劲鹰3型可垂直起飞悬停固定翼无人机。
1、高效安全植保无人直升机喷洒飞行速度为2亩/s，喷洒装置宽度为3-4m，作业宽度为4-8m，并且能够与农作物的距离最低保持在1-2m的固定高度，规模作业能达到每小时80-100亩，其效率要比常规喷洒至少高出100倍。农用无人直升机自动飞控导航作业最大限度的减少了工作人员接触农药的时间，从而可以保证工作人员的生命安全！2、飞控导航自主作业无人直升机喷洒技术的应用无人直升机不受地形和高度限制，只要在无人直升机的飞行高度内，在田间地头起飞对农作物实施作业，无人直升机采用远距离遥控操作和飞控导航自主作业功能，只需在喷洒作业前，将农田里农作物的GPS信息采集到，并把航线规划好，输入到地面站的内部控制系统中，地面站对飞机下达指令，飞机就可以载着喷洒装置，自主将喷洒作业完成，完成之后自动飞回到起飞点。而在飞机喷洒作业的同时，还可通过地面站的显示界面做到实时观察喷洒作业的进展情况。（无人机自动导航作业基于GPS技术和嵌入式系统技术,设计可实现自动规划边界、自动规划航道、计算农田面积、实时飞行轨迹的农用飞机作业飞控导航系统。）3、覆盖密度高防治效果好喷雾药液在单位面积上覆盖密度越高、越均匀，防治效果就越好。在药液雾滴药液雾滴飘移试验反映了用无人直升机喷洒作业对农药飘失程度的一个优势，无人直升机是螺旋机翼，作业高度比较低，当药液雾滴从喷洒器喷出时被旋翼的向下气流加速形成气雾流，直接增加了药液雾滴对农作物的穿透性，减少了农药飘失程度，并且药液沉积量和药液覆盖率都优于常规，因而防治效果比传统的好，还可以防止农药对土壤造成污染。4、节水节药成本低无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，这将很大程度的降低了资源成本。无人直升机折旧率低、油量消耗小、单位作业人工成本不高、易于维修。
我国军用的无人机发展起步较早，早在1964年Ⅰ型无人机靶机就已经诞生，Ⅱ型无人机靶机也在70年代研制完成。随后，又研制出了S-100型靶机，使无人机的飞行速度达到100米/秒，这也为我军训练的现代化做出了重要贡献。
而相对于发展起步较早的军用无人机，我国民用无人机市场在早期并未引起足够重视，有归口管理单位，没有长远规划，处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动，特别是一些自然灾害频发，急需有一种灾情监视评估和搜救手段，从而引起有关方面对民用无人机的关注，且迅速升温，逐步深入大众生活。截至2020年末，我国民用无人机的市场份额由2014年的不足10%增长到左右。
军用无人机市场依旧活跃
我国军用无人机起步于1964年，1980年代开始批量使用无人机，最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。到2000年后，我国相关科研院所、高等院校积极合作，开发出了多型的无人机设备，除了2002年在珠海航展上亮相的WZ-2000型无人侦察机引起世界轰动外，近几年也开发出了中国版的“捕食者”——“彩虹-4号”、 “彩虹-5号”无人机和“翼龙型”无人机，还有酷似全球鹰的“翔龙型”无，而“利剑”隐身无人攻击机在2019年国庆阅兵时正式亮相，并更名为“攻击11”。
我国研制无人机已有五十多年的历史，国内无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和部队使用等诸多技术领域积累了一定的经验，具备一定的技术基础。
但在军用无人机领域，我军无人机装备同发达国家相比仍有一定差距，还不能完全适应高技术战争的要求。国内己有的无人机任务系统载重都不大，尚难满足电子对抗、预警、侦察等大型任务系统的要求，平台技术难以满足无人作战飞机的高隐身、高机动能力的要求，在气动力、发动机、轻质结构和高精度导航等方面基础技术薄弱。
2020年民用无人机市场规模有望超过250亿元
从总体上看，在早期阶段，国内民用无人机领域的开发长期以来没有引起足够重视，没有归口管理单位，没有长远规划，处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动，特别是一些自然灾害频发，急需有一种灾情监视评估和搜救手段，从而引起有关方面对民用无人机的关注，且迅速升温，逐步深入大众生活。据统计，截至2020年底，无人机实名登记数量已增至万架，较2010年涨幅超过500%。
中国民用无人机自2008年汶川地震之后开始在国内兴起，经过几年的发展，当前无人机的应用范围已涉及国土资源调查、环境监测、水情监测、救灾等多个领域。据不完全统计，目前国内无人机仅民用市场大概有几亿元的量级。面对这一正在兴起的市场，相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域。
民用无人机的迅速发展使得我国民用无人机市场规模持续扩大，根据航空运输协会的数据显示，2019年我国民用无人机市场规模为210亿元。根据Drone Industry Insights披露的民用无人机增长率预测，2020年中国民用无人机市场规模有望超过250亿元。
综合来看，我国无人机市场今年来处于相对活跃状态，投资与研发并举，军用与民用共同发展。
—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国无人机行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》
无人机毕业论文答辩
1.答辩前的准备，最重要的是答辩者的准备。要保证论文答辩的质量和效果，关键在答辩者一边。论文作者要顺利通过答辩，在提交了论文之后，不要有松一口气的思想，而应抓紧时间积极准备论文答辩。那么，答辩者在答辩之前应该从哪些方面去准备呢?2.首先，要写好毕业论文的简介，主要内容应包括论文的题目，指导教师姓名，选择该题目的动机，论文的主要论点、论据和写作体会以及本议题的理论意义和实践意义。3.其次，要熟悉自己所写论文的全文，尤其是要熟悉主体部分和结论部分的内容，明确论文的基本观点和主论的基本依据；弄懂弄通论文中所使用的主要概念的确切含义，所运用的基本原理的主要内容；同时还要仔细审查、反复推敲文章中有无自相矛盾、谬误、片面或模糊不清的地方，有无与党的政策方针相冲突之处等等。如发现有上述问题，就要作好充分准备——补充、修正、解说等。只要认真设防，堵死一切漏洞，这样在答辩过程中，就可以做到心中有数、临阵不慌、沉着应战。4.第三，要了解和掌握与自己所写论文相关联的知识和材料。如自己所研究的这个论题学术界的研究已经达到了什么程度?存在着哪些争议?有几种代表性观点?各有哪些代表性著作和文章?自己倾向哪种观点及理由；重要引文的出处和版本；论证材料的来源渠道等等。这些方面的知识和材料都要在答辩前做到有比较好的了解和掌握。5.第四，论文还有哪些应该涉及或解决，但因力所不及而未能接触的问题，还有哪些在论文中未涉及到或涉及到很少，而研究过程中确已接触到了并有一定的见解，只是由于觉得与论文表述的中心关联不大而没有写入等等。6.第五，对于优秀论文的作者来说，还要搞清楚哪些观点是继承或借鉴了他人的研究成果，哪些是自己的创新观点，这些新观点、新见解是怎么形成的等等。
论文答辩基本流程1.论文答辩举行前，学生将经过指导老师审定并签署过意见的毕业论文一式多份，连同提纲、草稿等交给答辩委员会。2.答辩开始，老师宣读答辩小组名单和答辩规则。3.学生在规定时间内作论文陈述。概述论文标题及选题原因，较详细地介绍论文的主要论点、论据和写作体会。4.老师向答辩人提出质询的重点问题。5.学生逐一回答完所有问题后退场，答辩委员会集体根据论文质量和答辩情况，商定成绩和评语。6.召回学生，由主答辩老师当场宣布答辩结果并进行小结【提醒】各院校具体答辩流程可能稍有不同，仅供参考前期准备熟悉论文学生应对论文有全面、深刻的理解，熟悉文章每一个部分的主要内容。●此外，还要多了解与论文有关的新闻时事、学术热点等。●在反复阅读、审查自己毕业论文的基础上，写好答辩报告书。特别注意以下几点:①突出选题的重要性和意义。②介绍论文的主要观点与结构安排。③强调论文的新意与独创性。④说明做了哪些必要的工作。想好答案答辩老师常见的提问类型①对选题意义提问②对重要观点及概念提问③对论文新意提问④对论文细节提问⑤对论文数据来源提问⑥对论文薄弱环节提问⑦对建议可行性提问⑧对自己所做工作的提问⑨对超出论文范围的提问⑩对格式是否规范化的提问【注意】●陈述一定要简明扼要，层次清晰。可按照“自我介绍一论文题目一 选题缘由一 研究背景一研究内容成文结构 不足一 致谢"几个环节进行自我陈述。●回答老师问题后，认真听取答辩老师的评判和意见，总结经验教训。制作答辩PPT●封面简洁美观，写上论文名称、姓名、学号、指导老师等。●内容避免大段文字，每部分列出核心观念即可。●图表可适当在PPT中穿插一些能辅助论证的图表，不仅能吸引老师的注意，还能形象地传达你的观点。●配色力求简洁大方，字体颜色要和背景形成鲜明对比，避免过于花哨繁复控制时间●论文答辩会 上一般都有时间限制，学生在答辩前应对答辩内容有时间上的估计。●在正式答辩前一-定要多计时演练几遍，在答辩过程中也可以灵活地减少或增加内容。
“项目答辩会”贯穿北大青鸟学生整个学习生涯。北大青鸟在教学上以案例贯穿，在管理上实行企业化带班，实打实学技术，手把手做项目。每一项关键技术、每一门课程直至毕业项目设计都要进行项目答辩会，学生通过答辩会巩固知识、锻炼自我；老师通过答辩会检验教学，形成“优就业”案例。
AI 科技 评论按： 日前，哈工大朱晓蕊教授等人在中国工程院院刊《信息与电子工程前沿》（英文）（Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering，FITEE）上发表了一篇题为《针对无人机系统安全的新型层级式软件架构》（A new hierarchical software architecture towards safety-critical aspects of a drone system）的论文，提出一种覆盖底层源代码到上层用户任务代码的新型层级式软件架构，能够有效地提高无人机系统安全性与可靠性。
目前，对于基础技术日趋成熟的无人机领域来说，无人机系统的安全性还是一个欠缺关注的研究方向，然而，这一研究方向对于无人机未来发展而言至关重要。因而，朱晓蕊教授等人在这一方向上的研究颇具前瞻性，其工作成果也独具开创性意义。雷锋网 AI 科技 评论借此机会拜访了朱晓蕊教授，深入探讨了其开启这项工作的背景、研究历程以及对于无人机领域的一些思考。
实际上，在无人机系统安全这个项目之前，朱晓蕊教授的研究方向主要是无人机控制和导航，而之所以转到无人机系统安全的研究则源自于她与耶鲁大学邵中教授一次对话中受到的启发：系统安全会成为无人机等小型智能系统未来的一个重要问题。
2014 年底，朱晓蕊教授在与来自耶鲁大学的邵中教授进行学术交流的过程中，了解到邵中教授一直在进行安全操作系统方面的研究，并在这个领域处于国际最前沿。而当时还在专注于无人机控制、导航研究的朱晓蕊教授，意识到她此前所做的这些研究工作实际上都已经趋向成熟，正在思考无人机未来的研究方向，邵中教授的这一研究方向则带给了她一个新的研究思路。朱晓蕊教授在采访中「他正在做这项工作就提醒了我，无人机这类小型智能系统的安全问题，会成为未来一个比较重要的问题 」。
然而，当时甚至是现在，无人机领域对于安全性问题的关注度都比较少。对此，朱晓蕊教授指出：「需要注意的一点是我们研究的基本上是小型飞行器，而小型飞行器和大型飞行器的区别是非常大的。光就安全性而言，大型飞行器很早就按照 Safety Critical System 启用了标准度很高的 系统安全验证，虽然在安全验证方面的人力、物力的耗费量都非常巨大，但是它们的一个小小的安全问题就可能带来非常严重的后果，因而即便投入巨大，大家也不得不关注这一问题。然而对于小型飞行器的安全验证问题，目前领域内国际上只有极少数研究者开始尝试去做这些事情，因为这是一个全新的东西，一切都从新开始。」
正是基于上面的两点考量，朱晓蕊教授决心要成为「第一批吃螃蟹的人」，与邵中教授开启了无人机系统安全的研究项目。
「当无人机这类智能系统进入到民用领域后，就不可避免地走向小型化，就会在片上资源方面牺牲掉很多的性能，因此直接将大型飞行器的安全验证系统移植到小型飞行器上是不可行的，所以我们就需要设计一个新的软件架构，既保证小型飞行器理论验证消耗不会那么高，又能够保障系统的安全性。传统而言，新系统研发是通过反复地模拟和实际测试来确保系统可靠性和安全性的。但是这种方式从严格意义上是无法完全保证安全性的，会出现看似随机的一些故障，甚至引起飞机坠毁现象。」
同时，为了促成双方正式将无人机系统安全项目提上重要日程，朱晓蕊教授和邵中教授也特地正式申请了国际合作项目。
按照朱晓蕊教授的说法，研究上层系统的人通常并不关注底层系统的细节，只在需要的时候直接使用底层系统，而反过来，研究操作系统的人往往也很少考虑上层系统的情况。因此，无人机等智能系统的上层系统和底层操作系统之间相当于存在一块「隔板」，二者间往往只存在最基本的互动。
「这样的话，这两个方向的研究者在进行安全测试时，往往只测试各自系统内的交互情况，然而这样仅仅只能确保系统内的安全性，而不能保证上层系统在跟底层操作系统做交互的时候不会出现问题。因此，我们合作这个项目的思路就是要将这两个系统中间的这块隔板打开，将二者作为一个整体来设计软件架构，从而完全保证无人机系统的安全性。」
对于这项工作成果在保障无人机整体安全性上的具体工作原理，朱晓蕊教授介绍道：「我们将所有算法形成的代码设计成分层结构，同时设计好层与层之间的交互架构，然后使用形式化验证的方法去检测层与层之间交互的正确性。」
形式化验证是采用逻辑来验证程序可靠性的一种方法，即用逻辑的方法将一段程序证明一遍，证明它能得到预期的结果并且没有出现错误，例如，欧美国家就将这种验证方法广泛地应用于一些大型飞行器中，由于这些设备的系统一旦出现出现错误，导致的后果会非常严重，同时研究者又无法对其进行一遍一遍的测试，因而形式化验证是可以选择的非常不错的方法。
因此，朱晓蕊教授项目组的这项研究成果不仅以实现上层系统和底层操作系统的层级式互动的方式来保障系统整体的安全性，更从逻辑层面避免了人为测试中所存在的偶然性，保障了安全性和可靠性。而同时从这两个方面着手展开（小型）无人机系统安全测试工作的，朱晓蕊教授等人是首创者。
实际上，无人机系统安全这个合作项目在 2014 年底就启动了，然而一直到现在才出成果，朱晓蕊教授表示背后的原因主要有两点：
此外，朱晓蕊教授还提到了她这边存在的一个比较严峻的问题，就是在现行的培养体制下，一方面是由于研究生培养年限比较短，另一方面则是因为学生对于新事物的热情和好奇心也不够，畏难心理比较明显，因此她这边参与项目的学生更替很快，这样的话，轮到下一批加入的学生，他们又要去学习操作系统方面的知识，这就又需要耗费一个周期的时间了。
谈及至此，朱晓蕊教授也就目前国内高校学生存在的一些问题提出了两点自己的期望：
也正是基于这种期望，朱晓蕊教授在日常教学中也始终坚持引导学生树立正确的研究思路：「所以我也一再地跟我的学生强调，我要教给他们的是一套系统的做科学研究的方法论，是怎样从零或一个 idea 开始做出一套有说服力的成果的方法，让他们最终在毕业答辩的时候能够自信地将自己做出来的这些成果讲给别人听，而不是说一定局限在课题所涉及的特定研究领域。」
对于无人机系统安全研究的这一版研究成果，朱晓蕊教授表示，目前还没有达到最理想的状态，因此下一步的规划还是希望参与研究的学生能够再花半年到一年左右的时间，实现该方案的最佳效果。
「下一步，我们会利用虚拟化技术来完善无人机系统安全方案，具体来说就是用虚拟化技术来将智能系统中对安全重要和对安全没那么重要的部分隔开来，从而减少不必要的安全验证消耗 。以无人机为例，它其中的某些模块对于安全来说至关重要，一旦出现问题，可能会直接导致无人机停止运行（从空中掉下来）；而其中也有部分模块对安全性而言不那么重要的，例如一些第三方程序，对于飞机整体的安全性不会造成太大影响，就不需要付出代价去证明这部分模块的安全性。因此，大概再花一年左右的时间，整个安全方案就比较完整了。」
同时，朱晓蕊教授希望，这一系统安全性验证方案不要被局限于无人机。「它同样可以给其他小型智能系统包括无人驾驶带来很大的价值。实际上，这个方案如果应用到无人驾驶这些场景中，实现原理其实还是一样的，只不过需要针对这一套系统进行修改和调整，因此说，我们实际上提出的是一套可以广泛应用的方法论。」
而对于目前每年只能各自投入 1 到 2 名学生的耶鲁合作项目来说，人手同样是一个亟需解决的问题，因此扩充科研队伍同样也是下一步规划中的重要内容。
「本次之所以希望通过媒体来报道这项成果，主要也是有两个诉求：第一个就是希望更多对这项研究感兴趣的人能够加入到我们的研究队伍中来，从而更快地推进项目进度；第二个就是希望我们在无人机系统安全方面的这项研究成果能给相关领域研究者带来一些启发，启发他们去挖掘领域内目前还未受到较大关注但对未来而言至关重要的研究方向。」
学界和业界应该怎么分工？
朱晓蕊教授认为，学界和业界由于各自的性质以及承担的 社会 责任不同，分工也不尽相同，如果二者能够各司其职，形成一个非常良性、平衡的合作状态，对于无人机以及整个人工智能领域的发展会大有裨益。
「对于学界而言，首先一定要做一些超前的事情，在一些业界乃至整个研究领域还没有关注到的问题上，先要尝试着去开展研究工作，所有的研究工作往往在获得成功之前都要经历一个漫长的过程，所以，学界应该充当这个引路者的角色；其次，我认为学界的价值是提出一些能够对业界具有启发性意义的新的 idea，正如我之前所提到的，我们的研究实际上更像是提出了某一套具有普遍适应性的新方法，业界可以借鉴，并在我们的新思路和新方法上进行完善，从而最终与真正的应用场景实现对接。
而对于业界来说，他们需要做的便是将学界提出的新方法、新成果落地到各个细分应用场景中，并利用其丰富的人力、物力资源来推进某项成果不断完善和升华，最终对整个 社会 的实际发展负责。」
无人机领域的最终目标为何？
对于目前无人机领域的整个发展情况，朱晓蕊教授还是比较有信心的，她认为在技术层面，无人机的通用性已经做得相对来说比较成熟的，接下来要着重解决的就是产业化落地的问题。
「目前就我看来，无人机领域在基础技术方面都不错，就差在细分行业中有针对性地应用了。因为不同的细分行业对于这些基础技术都有特殊且具体的要求，因此我认为这其中还有很多可以挖掘的东西。当技术和市场、成本达到一个平衡的状态时，无人机领域差不多就是一个比较理想的状态了。」
论文： 《针对无人机系统安全的新型层级式软件架构》
作者： 朱晓蕊，梁辰，殷振国，邵中，刘孟启，陈昊
中文摘要： 本文提出了一种覆盖从底层源代码到上层用户任务代码的新型层级式软件架构，用于提高无人机系统的安全性与可靠性。在这种软件架构下，每一个软件模块采用形式化验证的方法验证其源代码符合设计规范，而且这些软件模块基于经过形式化验证的操作系统内核CertiKOS，因而从理论上保证无人机系统不存在软件漏洞。考虑到无人机的机载传感器会对系统可靠性产生显著影响，本文对驱动传感器的SPI总线与I2C总线进行形式化验证，并针对总线异常的情况设计完成相关实验。实验结果表明此类软件架构能有效提高无人机系统安全性与可靠性。
关键词： 安全关键系统；无人机；软件架构；形式化验证；
本文引用格式：
Xiao-rui Zhu, Chen Liang, Zhen-guo Yin, Zhong Shao, Meng-qi Liu, Hao Chen, 2019. A new hierarchical software architecture towards safety-critical aspects of a drone system. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 20(3): 353-362.
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