课件41张PPT。第4节 科学测量——
温度的测量气温什么是温度？用什么来测温度？测温度的时候应注意哪些问题？温度物体的 冷热 程度 （temperature）小实验：感觉怎样？结论： 凭感觉来判断温度的高低是不可靠的！讨论： 为什么我们会感觉冬天的井水比较暖和，而夏天的井水比较凉快？温度计：测量温度的工具3、原理：4、单位：1、种类：利用水银、酒精等液体的热胀冷缩的性质制成的摄氏度（oc）酒精温度计、水银温度计、体温计等2、结构：玻璃泡、玻璃管、水银等开尔文（K）等讨论： 如果给你一只没有刻度的温度计，你该怎么办？讨论： 如何正确使用温度计，使用温度计应注意哪些问题？正确使用温度计1、使用前：观察量程2、测量时：玻璃泡与被测物充分接触3、读数时：不能将温度计拿出，视线与温度计内液面相平4、记录时：注意单位其它一些测量方法:电子温度计、金属温度计、光测温度计、 辐射温度计、色带温度计等卫星遥感、光谱分析等超过量程危险！正确吗？正确吗？正确！不可将温度计拿出读数！视线与温度计内液面相平所示的读数?或“零下七摄氏度”10所示的读数?想一想：
所示的为多少摄氏度？正确答案为：23oc放到热水中，水银柱会上升！酒精温度计水银温度计体温计体温计双金属温度计光测温度计辐射温度计电子温度计小 结⑴、常见温度计⑵、温度计的结构和原理三、摄氏温度 t四、体温计实验用温度计体温计 家庭温度计二、温度计一、温度⑶、温度计的使用 a、观察 b、使用一、填充题
1．常用温度计是根据 ______ 的性质制成的。所用液体可以是______、______或______。
2．实验室常用的是水银温度计，它的下端是______，上面连着一根内径很细的______，当温度稍有变化时，细管内水银面的______就会有变化。补充练习液体热胀冷缩水银酒精玻璃泡玻璃管位置煤油3．温度计上的字母“℃”表示这个温度计采用______温标，它的低温点是______大气压下 ______ 的温度定为0摄氏度，高温点是 ______ 大气压下______的温度定为100摄氏度。
4．体温计的最小刻度是______℃，测量范围从______℃到______℃。摄氏一个标准冰水混合物一个标准沸水0.135423．-20℃的正确读法是 [ ]
A．零下20度 B．零下摄氏20度
C．负摄氏20度 D．零下20摄氏度D天外行星
? 近日，世界天文学家在波江座恒星周围发现了9颗围绕其运行的行星。由于 那里的星河运行情况非常类似于我们的太阳系，科学家们猜测说其中一颗很像
是太阳系土星的行星上可能有生命存在。对于因为一种深深的“孤独感”而正在苦苦寻觅地球之外生命现象的人类来说，发现其他恒星的行星系统是搜索地外生命计划的重要内容，人们总是倾向于坚信“人外有人，天外有天”。
? 第一颗日外行星的发现是在1991年，一颗名为PSR-1257＋12的脉冲星的辐射 频率一改稳定的局面，发生了奇异的变化。美国宾西法尼亚州州立大学的天文学家使用建在波多黎各的大型射电望远镜对其进行观测和分析，认为这一变化是由在其周围运行的两颗或三颗行星的引力摄动引起的，这样就间接地证明了这颗脉冲星周围有行星存在。除了监视脉冲星的频率变化之外，发现日外行星的另一种办法是测量恒星光谱的多普勒频移。一些恒星光谱的附加波长偏移可能是其附近行星的引力扰动的结果，测量出波长偏移量的大小就可以确定行星质量大小。 ?? 1995年10月，两位在瑞士日内瓦天文台工作的天文学家用此法发现了一颗围绕飞马座51运行的行星，这是第一颗在“类太阳恒星”旁发现的日外行星。不久，天文学家又发现室女座70、大熊座47等9个恒星均存在类似的多普勒频移周期的微小变化，表明它们的周围有行星存在。其中，室女座70的行星上的温度约为80度，这对于寻找地外生命是十分令人鼓舞的。科学家们在一颗名叫格里斯876的红矮星附近也发现了日外行星，这颗行星约有500个地球大，在一个很扁的椭圆轨道上公转，公转周期只有61天。它的气体表面比地球表面温度要低些，大约只有75摄氏度，而它的大气下面的温度要稍高些，可能会有液态水存在，这是生命产生的必备条件之一。
? 更令天文学家感兴趣的是寻找像地球这样的陆地结构型的行星，这类行星是 人类这样的高等生物生存的“诺亚方舟”。为了搜寻类地球日外行星，科学家们设计了最先进的多镜面干涉仪，不仅如此，还有更大胆的“类地日外行星发现者”计划。拟定中的“达尔文”计划(空间红外干涉仪)将是欧洲空间局在新世纪中寻找日外行星的主要装备。这些新仪器将成为人类发现类地日外行星最强有力的“武器”。
?? 中国天文学会科普工作委员会副主任赵复垣介绍说，存在生命的行星应当由 固态物质组成，以较圆的轨道绕恒星运转，“四季”温差不太大，与恒星的距离合适，表面温度不过高也不过低，最好在0至100摄氏度之间，使得液态水能稳定存在，从而孕育生命。 在太阳系所在的银河系中，有大约1000亿至2000亿颗与太阳类似的恒星，许多恒星都可能有自己的行星系统，其中完全可能存在像地球一样适宜于哺育生命的行星。随着新行星的不断发现，也许终将有一天，人类会在茫茫宇宙中找到“知音”。
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卫星遥感技术在水文、水资源工作中的应用
???? ??? 卫星遥感图片作为研究地球表面状况和动态变化的一种先进工具，在国民经济许多部门得到了广泛应用。对于以陆地上的水体为主要对象的水文资源工作来说，无疑地，卫星遥感技术有着重要的作用。 ?? 对于水库和较大河流中下游的湖泊，一般都有水面面积和库容的关系曲线资料。只要知道了水面面积就可以求得水体水量。因而，就可以通过卫星图片资料，随时掌握水库和湖泊的水量情况。尤其是洪水过后和干旱期的情况。用这种方法，快速准确且具有连续性。中科院有人量算了70年代以来各期50万分之一卫星照片上的湖泊面积，进行全面湖泊水资源分析与评价的研究工作。 ?? 美国1972年9月一次大暴雨，在依阿华西南部尼斯纳巴特流域形成特大洪水，在水退后七天，从Landsat一l(大地地球资源卫星一l)图片上还清晰可见洪水淹没的范围，因此制作了1：250000洪水淹没区图，将它与低空的航空照片和地面调查结合的图片比较，结果非常一致。我国中央防汛办公室，曾经通过国家气象局地面卫星接收站的假彩色合成高分辨卫星图片，及时了解洪水期间的水情和洪水过后的淹没情况。 ?? 1981年东北三江平原地区发生了建国以来比较严重的水灾。洪水期间，美国陆地卫星 3号曾于9月2日、3日、4日和22日四次过境三江平原。1983年一1984年中科院和黑龙江省利用卫星图像结合实测资料调查了三江平原地区1981年洪涝水情，编制了1981年三江平原地区洪涝水情和灾情分布图，量算了洪涝水情灾情面积。根据他们分析，用9月初的卫星图片解译平原部分洪水水情，因不同步所引起的误差不大于10%。高河漫滩和阶地上众多的闭流洼地，其地表水的水平流动和下渗都很困难，洼地内常期积水，所以用9月初卫星图片解译内涝区域可达到较高精度。山丘区的洪水过程短促，判读误差在20%左右。如果改进图像处理手段会使解译精度进一步提高。 ?? 地下水的资料，在水资源调查评价中是很重要然而又是很缺乏的。含有地下水的地区有一定的地形地貌特征，同时不同的水质的光谱辐射特性也不相同。美国利用红外摄影对夏威夷群岛进行研究，发现岛上大部分雨水渗人地下，经过透水层流入海洋，由于海水温度较地下水高，所以照片上可以发现色调较深的一股股地下水流流入色调较浅的海水之中。用这种方法在夏威夷群岛附近找到200处水源。满足了岛上对淡水的需要。 ?? 对于冰川的监测可以得到关于冰川流水补给河流和湖泊的重要情报。Landsat对于全世界雪盖和冰盖季节性变化的预测，可为全世界新鲜水的补充和全球性气候倾向提供新的认识，根据图像上消融季节雪盖的数据和水文气象观测配合起来，可以。估算以"山地雪帽"形式储存的水量随时间的变化的分布情况，还可以确定冰川上错综复杂的水流结构，鉴别冰川的移动，并监视冰川末端的变化。这些方面，对于我国西北干旱地区的水资源工作特别有用。 ?? 在青藏高原的高山高寒地区和西北沙漠地区，人迹罕至，可以借助于卫星遥感技术掌握那里的江、河、湖的数目和水量、水质等"情况。如通过Landsat一1拍摄的西藏地区的照片分析，发现原有的地图上遗漏了几个咸水湖和干湖泊，还发现不少干涸湖岸线不断缩小。 ?? 水质污染问题是水资源工作中十分引人关心的问题。利用不同水质的辐射光谱特性的不同可以监测水的污染。例如缺氧的水色调常呈黑色或呈暗色，水温增高在照片上表现为浅色调异常，硫酸排水污染在全色黑白片加浅黄滤光片的照片上，红与黄色呈浅色调。在1972年10月10.日多光谱卫星图像上，十分明显地发现一个从纽约州新建的国际造纸公司排入恰普林湖的污染流，这污染流流到万佛蒙特州边，为此，万佛蒙特州第一次以卫星照片作为一个证据向该造纸厂提出法律诉讼。在我国的津勃环境遥感试验中对海河污染状况的观测分析表明,海河自天津解放桥以上河水水质清洁，在彩色红外图片上，色调浅蓝，结构均匀。 ?? 解放桥以下河段在图片的色调逐渐由蓝色变到深蓝色，以至褐色。水质化验也表明，海河由上游到下游水质逐渐变差。 ?? 我国有人使用1：50万的陆地卫星MSS假彩色，合成图片和黑白图片进行室内判读，建立判读标志，参政有关地形图、地质图等资料，分析浙江东部自然地理条件，综合编制了26个大小流域的下垫面类型图、然后根据多年水量平衡方程式，求出下垫面各个类型与产流有关的参数，进行多年平均径流量计算。计算的结果与实测值相比，有80%以上的流域误差不到10%。此外，还假定年径流量也遵循上述水量平衡方程式，以曹娥江6个验证流域的年降水量直接推求年径流量，同样获得了较好的结果。
光测高温计（optical pyrometer） ???????????? 原理： ?????????????? ????????集中于一幕屏（screen）上，幕屏后装一红色滤镜，仅让波长为0.65之辐射能透过，俾使观察者易观察幕屏上之情形。同时另装一标准钨丝灯，其发出之辐射能亦可集中在幕屏上，以作为比较。调整变阻器以调整通过标准钨丝灯之电流，使标准光源在幕屏上之亮度（brightness）与辐射热之亮度相等。此时变阻器之刻度即代表此辐射热源之温度。 ???????????? 优缺点： ???????????? ??? 优点： ???????????? ??? ?? ? 1. 轻便 ???????????? ??? ?? ? 2. 可测1000度C以上之高温 ???????????? ??? ?? ? 3. 勿需接近待测物 ???????????? ??? 缺点： ???????????? ??? ?? ? 1. 需人工操作 ???????????? ??? ?? ? 2. 因人工操作，可能产生读出误差
辐射高温计（Rediation pyrometer） ?????? ?? ?? 原理：当热源放射之辐射光射到物体时，则使该物体之温度上升，温度上升的程度与热源辐射光之强度成一定的关系。因此如将高温待测物体放射出之辐射光用小型之受光器予以吸收，而测受光器温度之上升，便可测知高温待测物之温度。
双金属温度计（bimetal thermometer） ?? ?? ??原理： ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??将二种或二种以上具有不同膨胀系数之金属片焊合在一起，当温度改变时，因金属片膨胀程度之不同而使此金属片组产生弯曲。如将此金属片组之一端固定，另一端装上指针则因偏转而产生指示。 ?? ?? ??构造： ?? ?? ?? ?? ??将具有不同物理特性（热膨胀）之两合金熔合在一起成双金属片。再将之形成螺旋形状，其两合金之一，系一种称为因钢之镍合金，易于受热时几乎全无膨胀；另一乃使用一种镍合金，于受热时膨胀甚多。将该两合金熔接在一起，辗平至想要厚度，使成双金属片。 ?? ?? ??使用说明： ?? ?? ?? ??Ⅰ、工业上常用之双金属膨胀温度仪器，其低膨胀金属多用恒范钢，此为一种含镍36%的镍铁合金。高膨胀金属在较低温时用青铜，高温度时用镍。 ?? ?? ?? ??Ⅱ、为保持其精确度，此种温度计不宜长期连续使用，以防金属片组产生弹性疲乏现象。 ??????????????????????????????????????? Ⅲ、含有金属片组部分应全部插入待测流体中，以求取测得的温度之精确。 ??????????????????????????????????????? Ⅳ、为消除辐射能之影响，金属片组之外壳应为光滑之金属表面。 ??????????????????????????????????????? Ⅴ、双金属温度计一般可测之温度范围为５３８度C~－１８４度C。 ?? ?Ⅵ、双金属片的一端固定，则另一端挠曲，则其挠曲度与温度平方成正比与其厚度成反比。
