FAST射电望远镜工程探究
徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表
课题题目:FAST射电天文望远镜工程探究 |
编号: |
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活动时间:10月1日至11月30日 |
第1次 |
活动地点:实验室 |
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指导教师:尹池江 潘天文 |
班级:高一14 |
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参加活动成员: 组内:罗振峰 高子涵 韩佳言 纵肇洋 组外:
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活动内容: 1)目的(解决什么问题): 探究平面、球面和抛物面的光线聚焦效果差异 2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量): 小组讨论;实验探究;几何画板建模 3)过程: 1.反射面的制作 ①剪反射面纸模 ②剪瓦楞纸 ③贴锡箔纸 2. 聚焦效果研究及结果记录 ①研究反射面聚光效果 ②记录实验现象 4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题) 1.实验结论 为确保宇宙天体的电磁波经反射后会聚于一个固定点,会聚效果最佳,应将反射面设计成为旋转的抛物面。 2.实验结果反思 受实验器材限制,无法准确研究球面镜和抛物面镜对光线会聚效果的差异及成因。 可以通过增加激光笔,增加入射光线条数,进一步研究球面镜和抛物面镜会聚规律。也可以通过几何画板建模的方式进行进一步研究。最终借助几何光学的原理进行分析。
记录者:高子涵 韩佳言 |
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注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。
徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表
课题题目:FAST射电天文望远镜工程探究 |
编号: |
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活动时间:10月1日至11月30日 |
第2次 |
活动地点:实验室 |
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指导教师:尹池江 潘天文 |
班级:高一14 |
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参加活动成员: 组内:罗振峰 高子涵 韩佳言 纵肇洋 组外: |
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活动内容: 1)目的(解决什么问题): 通过不同材料的反射面反射效果实验,初步了解了不同材料反射面对电磁波反射效果差异。 2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量): 小组讨论;实验探究; 3)过程: 1.实验原理 ①遥控器发出的信号为红外线,属于电磁波; ②受实验器材限制,无法对遥控器发射出的信号强度以及透过屏蔽材料的信号强度进行测量。受苏科版物理八上第一章综合实践活动“探究不同材料的吸声性能”,利用“转换法”研究不同材料对电磁波的反射效果差异。 材料的反射效果越好,能透过材料的电磁波信号越弱,小车对电磁波的响应距离越短。通过测量响应距离并进行比较,可以定性的判断不同材料对电磁波的反射效果差异。 2.遥控器预处理 由于遥控器上天线的存在,是的发射信号很强,小车反映过于灵敏,难以测量使用不同材料阻隔时,小车对电磁波的响应距离差异。可以将天线拆除,减弱发射信号;也可以尝试使用电量残余较少的旧电池安装在遥控器上。 3.实验场地布置 为便与测量,在地面张贴一条长约10cm的铝箔胶带作为小车的起点和卷尺测量的起点。预置一个拉直的皮卷尺。皮卷尺的零刻度线与小车的车尾对齐。 4.测量小车的最远响应距离 将遥控器放置在距小车较远的距离,对准小车按下前进按钮,由远及近逐渐缩短遥控器和小车之间的距离,当小车恰好开始前进,记录下遥控器距铝箔胶带的距离。 为确保测量的准确性,一要保证每次遥控器距地面的高度大致相同;二要将遥控器始终对准小车;三要多次测量取平均值减少误差。 分别用准备好的不同材料包裹遥控器,确保每次包裹的厚度大致相同,重复上述步骤。 5.记录测量结果 4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题) 1.实验现象分析 ①在不同材料包裹下,小车的响应距离不同,由远到近分别为:无材料>塑料>橡胶>无纺布>铁丝网>铝箔、 ②响应距离越近,代表材料对电磁波的反射能力越强。所有材料中,铝箔和铁丝网对电磁波的反射能力较强;塑料、橡胶、无纺布对电磁波的反射能力较弱。 ③平行光经抛物面静反射后,不通过反射面的对称轴,反射光线明显会聚,且通过某一固定点。 2结论 射电望远镜的反射面材质选用金属,更有利于馈源对电磁波信号的收集。 3拓展研究 通过查阅文献资料,了解电磁波的反射原理,不同材料对电磁波反射的差异,以及射电望远镜工程建设上反射面材料的选择。 记录者:罗振峰 纵肇洋 |
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注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。
徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表
课题题目:FAST射电天文望远镜工程探究 |
编号: |
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活动时间:10月1日至11月30日 |
第3次 |
活动地点:实验室 |
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指导教师:尹池江 潘天文 |
班级:高一14 |
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参加活动成员: 组内:罗振峰 高子涵 韩佳言 纵肇洋 组外:
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活动内容: 1)目的(解决什么问题): 探讨不同数量馈源塔移动馈源仓所需的时间,绳索张力的大小,从而得出不同数量馈源塔移动馈源仓的难易程度,得出馈源支撑塔的最佳数量。 2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量): 小组讨论;实验探究; 3)过程: 1.实验设计 影响馈源舱移动效率的变量数量众多且复杂,本实验仅从馈源支撑塔的数量角度分析支撑塔的数量对效率的影响。衡量效率的变量也众多且复杂,本实验仅从馈源舱移动至目标点位所需时间及柔性拉索的张力来衡量馈源舱移动效率。 所以本实验的自变量为馈源支撑塔的数量,因变量为馈源舱移动至目标点位所需时间及柔性拉索的张力。 2.准备馈源舱 ①六边形相框作为馈源舱模型,将六边形周长2等分、3等分、4等分、5等分、6等分,并做标记。 ②在标记位置拧上相应数量的羊角螺钉。 4.实验场地布置——三维坐标的建立 选择较宽敞的场地,将场地中央附近的一点作为坐标原点; 以坐标原点为中心,制作相互垂直的十字,作为三维坐标的X轴、Y轴; (本实验在瓷砖地面进行,直接以瓷砖的缝隙和交点建立平面坐标) 用木条制作与地面垂直的支架,作为三维空间坐标的Z轴。 4.支撑塔的确定 由小组同学扮演支撑塔。受人数限制,本实验仅研究2个、3个馈源支撑塔的移动时间及拉索张力。 5.实验过程 初始时刻,扮演“馈源支撑塔”的同学用手拉直绳子,将馈源舱置于坐标原点。 分别有2位和3位同学通过调整绳长,分别将馈源舱从坐标原点移动到目标位置A(0.4,0,0.3),B(0.3,0.4,0.5),C(-0.2,0.3,0.4),坐标系以米为单位。共计6组实验。 实验过程中,有一位同学负责位置定位、时间和张力的测量与记录。 4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题) 1.实验现象分析 ①馈源支撑塔数量、位置不同,移动馈源舱至指定位置的难易程度不同。但数据毫无规律。 ②造成数据差异且无规律的原因是多方面的。 a.以人作为馈源支撑塔和拉动绳索的动力,动力的输出是不均衡的,受每个人的操作习惯和熟练度的影响很大。 b.数据量太少,无法通过大数据的分析得出普遍规律。 c.受人数限制,无法进行更多支撑塔的实验。 2.结论 综合以上因素,本实验无法得到馈源支撑塔的最佳数量。必须改进实验方法,选择更合适的器材和测量工具,进行更多的实验。 3.拓展研究 通过查阅文献资料,了解FAST馈源支撑塔的工程实施的真是情况。。
记录者:罗振峰 高子涵 韩佳言 纵肇洋 |
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注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。
徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表
课题题目:FAST射电天文望远镜工程探究 |
编号: |
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活动时间:10月1日至11月30日 |
第4次 |
活动地点:实验室 |
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指导教师:尹池江 潘天文 |
班级:高一14 |
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参加活动成员: 组内:罗振峰 高子涵 韩佳言 纵肇洋 组外:
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活动内容: 1)目的(解决什么问题): 制作射电望远镜模型 2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量): 模型制作 3)过程: 模型制作 4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题) 模型制作
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注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。
- 附件【FAST探究活动罗振峰小组答辩PPT.pptx】
- 附件【课题一:视频.mp4】
- 附件【课题四:射电望远镜纸模制作视频.mp4】
- 附件【课题二研究视频.mp4】
- 附件【课题三研究视频_03.mp4】