文章编号:1671-4X(2015)08-0084-02
。面对海量信息,如何透过数据的表面现象抓住其本质?如何通过众多的数据挖掘出有关生命健康的科学规律?。
医用多元统计和基本卫生统计构成医药卫生领域内处理数据的有力工具,两者都用到数理统计和概率论的知识,故在教学方法上医用多元统计有许多可以借鉴基本卫生统计的教学经验。医用多元统计分析处理多变量数据,相对于处理单变量数据基本卫生统计方法而言,医用多元统计又呈现出众多自己的特点,比如繁琐的矩阵、复杂的建模、庞大的运算、抽象的概念[1]等。因此,在借鉴基本卫生统计教学方法的同时,还必须依据本课程的特点认真考虑如何增强该课程教学效果的问题。。
1 通过教学环节培养实践能力
医用多元统计分析属于应用性的方法学科,课程性质要求学生在学习多元统计方法之后,要具备将各种多元统计分析方法应用到医疗卫生领域数据中的能力。培养学生的实践能力,仅从理论授课上下功夫提高学生实践能力是远远不够的,必须在理论授课、实验教学和课程考核等各个教学环节中都不脱离实践能力培养的主线。在理论课上讲授的内容一般包括原理方面的知识和如何分析实际数据两个方面。提高学生实践能力要求教学过程中淡化数学原理方面的知识,而将重点放置在如何分析实际数据上,即该多元统计分析方法使用的前提条件是什么,如何使用该方法以及分析结果如何解读,在具体研究的医学问题中此结果具有什么样的意义。
尽管在现代教学方法中有体验式教学的渗入[2],但相对于实验课的实际体验来讲,学生对于数据何时采用、如何采用某种多元统计分析方法,还是保持在似乎知道,但又不完全明确的模糊阶段。很多原理方面的知识,尽管不是重点,但也需要学生了解一下,才能有助于把握整体脉络、合理应用,通过实验课的亲身体验,能直观观察到相对模糊的原理知识得到验证的过程,从而心服口服地从心底接受没有经过手工计算而呈现的分析结果。并且多元统计分析的实验课本身就是让学生去体验各多元统计分析方法怎样应用于实际数据的过程,从而使学生实践能力大大提高。
一般课程考试比较侧重理论原理的考核,而医用多元统计分析授课的目的就是给学生讲授多元统计方法应用于医药卫生领域数据的实践过程,学习课程之后学生必须具备这种实践能力,否则就根本没有实现开设这门课程的初衷,没有达到教学目的。因此,课程考试也应侧重在学生实践能力的考核上。课程考核一般有试卷考核、平时实验成绩和上机考核三种形式,而以试卷考核的形式居多。对于医用多元统计分析课程,平时实验成绩考核和上机考核也应该是必须选择的考核形式,除此以外,在试卷考核中也可通过适当的题型体现对学生实践能力的考查。比如,将多元数据分析的结果展示在试卷上,让学生回答此分析结果对于研究目的反映出什么;或者指出研究目的,让学生回答选用何种多元统计分析方法,为何选用这种方法;或者从展现的结果让学生判断是否适用某种多元统计分析方法等多种题型来考查学生的实践能力。通过考核反馈出实践能力欠缺的部分,从而给予相应的应对措施。
2 通过教学软件提高教学效率
多元统计分析建模一般都要经过逆矩阵、相关系数矩阵的计算,求解特征根与特征向量等过程,这些过程没有扎实的数学功底是根本不可能完成的。即便能完成这些运算,但也是相当耗时的过程。就运算相对简单的多元统计分析方法而言,如果采用人工计算器计算的话,也需要大约五个学时的时间才能完成,复杂的多元统计方法需要学时数就更多了。假定学校能够安排充分的学时数,学生也必须有足够的能力和耐心去完成这些运算。可见,统计软件和多元统计分析方法教学的结合是非常必要的。
目前,常用的统计分析软件有SAS、SPSS和STATA。对于医学专业本科生和研究生的统计分析要求来讲,简单掌握每个软件基本功能就可以满足数据分析的需求,但对专业的研究生而言,一般需要用到可编写程序的SAS软件,并且要深入学习,进行数据的模型拟合分析。各医学院校可根据自己的办学条件、师资力量、教材的情况、授课对象等因素综合考虑本院校采用医用多元统计分析的软件。借助软件在很短的时间能完成模型的建立、模型拟合检验等分析过程,通过分析结果中呈现的模型建立中间步骤,了解矩阵运算,求解特征根与特征向量的信息,把握前因后果、各步骤间的相互关系,大量时间的节余可用在多元统计分析方法的专业应用上。
3 通过适宜教材激发学习兴趣
多元统计分析原理部分的繁琐复杂性对该课程的学习形成很大阻碍,且原理部分又不是医学专业学生学习的,这提示了教材选择的重要性。合适的教材不应该花费很大的篇幅在理论推导和模型建立的过程上,否则只会增加学生对该课程的畏惧心理。教材应当侧重于多元统计方法的应用部分,应用部分和学生专业的相关性越强,就越容易激发学生学习兴趣。
上文中提到学习医用多元统计分析教学要结合统计分析软件,因此,教材中最好在每个多元统计方法的介绍之后都安排一个章节,说明这种多元统计方法通过统计分析软件如何实现,以及软件运行结果如何解读。医学各专业学生一般都未经过系统的统计软件的学习,因此,教材中软件相关内容的安排就尤其重要,不仅要有这样的章节,而且要通俗易懂,适合医学专业学生的初次统计软件学习,在每一种多元分析方法数据集的录入、软件实现的步骤、一些常用选择项的介绍、软件运行结果的每个部分的解读以及结合专业知识后的结论等各个方面都要有详尽的解释。
医学可以划分成很多不同的专业,如公共卫生、医药和临床专业等,就公共卫生专业又可以进一步详细划分成劳动卫生、儿少卫生和营养等专业。目前的医用多元统计分析教材没有具体针对各个专业的多元统计分析教材,能选择到和医学专业接近的教材充其量也就是医用多元分析的教材了,因此,通过教材提高学习的积极性还是存在一定的局限性,但这种局限可以通过案例教学来弥补。在授课过程中,授课教师可能通过案例式教学[3],选择和授课学生专业休戚相关的例子来进行讲解,就格外能吸引学生的注意力。
4 通过教学设计引导学生主动学习
多媒体技术在教学中的应用极大优化了教学过程[4]。随着多媒体技术的发展,教学过程中“传统的PPT教学”逐渐形成新的多媒体教学形式――微课件。。基于教学设计,微课件可用于难点讲解、内容小结等各个环节。。。
关键词:中职教学 机电系统 力学教学
一、中职机电系统力学实践教学现状
所谓机电系统力学,就是将电磁学及力学两门学科融合在一起,主要是探讨物体在受到电磁干扰下的运动规律。机电力学是多种基础学科融合在一起的,在中职教育中有着非常重要的过渡作用。国内教育长期以来都存在着重理论轻能力的教育理念,只重视学生对于理论知识的掌握,并不重视学生对于理论知识的实际消化。中职机电系统教学一直处于传统教育模式下,即老师授课学生听课。传统教学模式导致学生对于理论知识的应用能力差。加之新课标课程改革,中职教育已经无法满足现代教育的要求,已经无法实现中职教育承担的社会责任,即为社会输送技术专一型高科技人才。当前,中职机电教学要做的就是彻底改变现有的教学方式,提高学生的自主动手能力。向着既注重学生基础知识的掌握,又增强学生的理论实践能力的方向进行彻底改革。
二、机电系统力学实践教学实施措施
1.丰富教学形式,实现理论与实践教学相结合
学生对于学习机电系统课程的理解都是一些枯燥和抽象的知识,几乎没有学生愿意主动学习该科知识。由于中职教育下的学生对于基础学科掌握得不够牢固,如果仅在课上对学生灌输理论知识往往不能很好地消化吸收。因此在教学过程中穿插一些实验教学是必不可少的。新课标对学生提出了新的要求,即要注重提高学生的动手能力。。我们还可以将优秀作品记录下来供下届学生参考。指导老师要向学生详细介绍实验内容及实验步骤,向学生介绍每个实验仪器使用的注意事项,锻炼学生在实际操作过程中处理问题的能力。教师通过实验与理论相结合的方式提高学生对所学知识的理解,促进学生对机电系统力学知识的消化,在实验中增强学生之间的交流合作,提高班级凝聚力。传统教学模式只能向学生介绍一些比较抽象的理论知识,学生在具体实验的操作过程中就能够通过自己动手对理论知识的难点进行强化理解,所以学校安排适当的教学实验室是必不可少的教学辅助手段。
2.突破传统评价机制
传统的教学考核采用试卷方式,考核内容以知识理解为主,体现了学生的理解和记忆能力,但是不能够完全体现学生对已学知识的掌握和运用能力。因此学校要对传统教学模式下的考核制度进行彻底改革,要改变以往的一次性考试为多次考试,考试贯彻于整个学习过程的始终。这样既能帮助老师发现学生现阶段对于知识的掌握程度,也能在一定程度上有利于学生良好学习习惯的建立。考试形式也要从传统方式的试卷考试转变为多种形式的考查,比如实验报告、课堂问答等形式。对于考查的题目要摆脱课本的束缚,扩大考查的知识面。
3.开展数字化教学
随着多媒体教学设备的发展,越来越多的教师采用多媒体教学的方式提高课堂教学效果活跃课堂气氛。任课教师要根据实际情况进行电子教案的制作,教案制作要围绕丰富性、乐趣性,要符合学生的特点。利用多媒体教学可以改变传统教学模式下枯燥单调的教学氛围,尤其是对机电系统力学的教学而言,教师通常要绘制许多与力学相关的教学图示,如果利用多媒体演示就可以节省许多画图时间,有效地提高授课效率。开展数字化教学采用丰富多彩的授课手段既可以调动学生的学习积极性,提高学习效率,也可以提高教师的教学质量。
中职学生对自身学科的灵活运用能力是需要重点培养的一种能力。任课教师要通过理论知识与现实生活实例相结合的方式,通过形象的教学模型的构建,引导学生对新知识的理解及消化。任课教师要搜集一些与力学有关的施工项目向学生介绍,并通过安全事故案例分析提高学生的安全意识,让学生意识到学习机电系统力学的重要性,进而提高学生学习的积极性。教师不仅要培养学生学习现有知识及技能的创新能力,而且还要培养学生的发散思维能力。指导老师要善于总结各种学习方式及记忆手段,通过不断传授,提高学生的联想能力。联想思维往往能够突破传统的思维方式,有利于对现有技能进行改革创新。
参考文献:
关键词:通用技术课程 体会
普通高中通用技术课程的开设,是素质教育改革的一个亮点。通用技术学科的设置,技术素养目标的确立,实现了普通高中课程结构历史性突破,对培养具有创新精神和实践能力的新型人才具有深远的意义。对通用技术课程的理解是教好通用技术课程的前提。下面是我对通用技术课程理念的几点粗浅体会。
。。。强调技术文化的培养,把学生人文素养的培养作为一个重要的课程目标。改变了劳技课程以单一的技能培养目标、操作学习方式为主的课程理念。所以,理解提高技术素养的理念,就能理解操作学习、实践学习是手段、是学习方式,技术素养的培养是目标。当然,由于技术教育的学科特性,操作学习、实践学习、设计学习又是必不可少的学习手段,学生的动手实践、操作、设计是学习的有效手段,是提高技术素养的重要载体,是技术课不能缺少的内容。体验是从知识到教养的中介,学生学到的技术知识要想成为学生的技术素养,必须要使学生在经历、体验中感悟,学生才能领悟技术的精神。
2、思维变革与创造潜能开发的统一。“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”。技术学习的过程是一个创造的过程,技术的本质在于创造,技术课程是一门以创造为核心的课程。这是其他知识性学科所无法比拟的。在高中通用技术的教学中,始终要把培养学生创新意识、创造潜能作为教学深层次的追求。教师在设计问题、设计方案、设计评价时特别要注重学生发散思维的训练,注重启发学生多方案的提出,要注意培养学生的创新能力。可以说,通用技术在培养学生技术素养的基础上更注重学生创新能力的培养,也可以说培养学生创新思维、培养学生创造发明的能力是高中通用技术的高层次追求。因此在教学中要注意收集学生的创新灵感,鼓励学生创造发明。
创造潜能的开发需要思维的变革。观念转化要解决的是世界观问题,思维变革要解决的则是方的问题。概括地讲,思维变革就是从传统的思维定势中出来。;二是由个体思维向群体思维变革;三是由单向思维向多向思维变革:四是由顺向思维向逆向思维变革。
3、技术素养与道德人文素养的统一。通用技术教育除注重技术素养的教育,也要注重人文素养的教育。培养学生在技术的设计、评价时注意人的需求。技术是为满足人类需要而不断发展的,在技术设计中人们所设计的产品都是从人的需要出发的,技术产品的最终目的是为人服务的,人机关系是技术设计活动中必须考虑的一个核心问题。因而也就容易理解道德原则是技术设计的一个重要原则。同时任何技术都要遵循社会道德和伦理道德,违背了这些都要遭到社会的谴责。
4、教学中引用日常生活实例与尖端前沿科学知识的统一。。。可以说,教学案例选取的好不好,学生对它的兴趣的大小,是课堂教学效益高低的一个重要因素。
同时技术是不断发展变化的,任何一种技术都是一个时代的产物。在讲授时既注意学生在现实生活中所接触的那些技术内容,又合理的、适当的向现代技术和高新技术延伸,使学生有机会接触和了解现代工农业生产和日常生活中技术发展的新走向、新成果。注意学生在掌握基本知识和基本技能的同时,了解当代最新技术成果和技术信息。
关键词:多点地质统计学 搜索模板 储层建模
传统的地质统计学是以变异函数为工具,研究在空间上具有随机性、结构性的自然现象的学科。然而,变异函数只能反映空间中两点之间的相关性,不能充分描述出复杂几何形状的砂体,如河道砂在空间中的连续性和变异性。而多点地质统计学着重表达多点之间的相关性,弥补基于变异函数的地质统计学方法的不足,是目前国际前沿研究方向。
一、多点统计算法
基于多点地质统计学原理, Strebelle 和Journe l
提出了Snesim 算法[1],
(1)根据对研究区内地质情况的了解, 建立训练图像。(2)利用自定义的与数据搜索邻域相关的数据样板τn 来扫描训练图像, 建立搜索树。(3)将测井数据锚定在最近的网格节点上。定义一条对未取样节点访问的随机路径。(4)在每个未取样点b处, 使得条件数据置于一个以b为中心的数据样板τn中。令nˊ表示条件数据的个数, 从检索树中提取条件数据事件dnˊ类型的比例。如果在训练图像中没有找到足够的dnˊ重复, 就降低最远位置的条件数据, 减少条件数据的个数到( nˊ- 1), 以这个较小数据事件dn ˊ- 1为条件的比例被再次从检索树中检索, 依此类推。如果数据个数降到nˊ= 1还没有找到足够的dnˊ重复, 那么就用边缘概率pk 取代条件概率p(u; sk dnˊ )。(5)从u处的条件概率分布中提取一个模拟值s, 然后将s加入到原来的条件数据中, 作为随后所有节点的模拟条件。(6)沿随机路径访问下一个节点, 并重复步骤(4)和(5)。(7)循环至所有网格节点被模拟为止。此时,会产生一个随机模拟实现。按不同随机路径从步骤(3)开始重新执行整个过程, 产生另一个随机模拟实现。
二、训练图像
训练图像是多点地质统计学的基本工具,通过训练图像将先验知识和概念模型引入到储层建摸中,是多点模拟的一个突破性贡献[2]。多点统计方法都需要借助于“训练图像”,它是多点地质统计的输入参数,其准确性是建模成功的关键。训练图像就是能够表述实际储层结构、几何形态及其分布模式的数字化图像。对于沉积相建模而言, 训练图像相当于定量的相模式,反映微相的定量分布模式。它不必忠实于实际储层内的井信息,而只要求反映储层变化的空间结构性, 是一种先验的地质概念。其作用相当于两点统计学中的变异函数。
由于储层具有不同尺度的非均质性,可以产生不同分辨率的训练图像。针对研究变量的类型(离散或连续)也可以对训练图像进行分类,例如沉积相是离散型的,而物性参数,如孔隙度,渗透率或其它的岩石物性是连续型的。在实际应用中,训练图像必须是三维的,这样才可以全面反映出沉积在横向上的迁移和垂向上的加积模式。
三、多点统计地质学搜索模版
所搜模板,又叫做数据局部模板,是多点统计建模中的一个重要概念。局部模板的数据是来自研究区的实际数据。用一个局部模板对训练图像进行扫描,同时统计出被模拟点的砂体概率。一般说来,局部模板越大,那么模拟结果越接近于合理[29]。但是,由于计算量的关系,局部模板又不能无限的大。一般所建立的局部模板要求能够涵盖各沉积微相在空间上接触关系。在实际应用中一般取为区块总网格数目的1/2或1/3。
搜索模版的几何形态对模拟结果具有较大的影响。搜索呒啊不能一般较长用的是椭球体或长方体也就是X、Y、Z方向的搜索半径不同。
本次研究共设置六个搜索模版,分别为80、10、5,80、80、50、5,80、80、5,50、10、5,50、30、5,50、50、5。模拟结果如下图:
从上图可以看出,随着Y方向半径增加,模拟结果中河道变连续,当搜索模板的几何形态为椭球体即X、Y方向半径相同时,模拟结果中河道显示出了很好的连续性,河道形态明显。这主要是因为当X、Y方向不相等时,搜索半径对X、Y方向搜索得到的模式不同。若X、Y相等则搜索模版对个方向的搜索变化是相同,就导致了模拟结果出现较大的差异。因此,在设置搜索模版时,应将X、Y方向设置为相等的,即搜索模板的几何形态为圆形的。
四、结论
多点地质统计学的发展迄今已有20多年的研究历史,而真正作为一种可实用的随机建模方法则是在Strebelle提出了搜索树的概念及SNESIM算法之后 迄今为止,还出现了SIMPAT方法和FILTERSIM方法等多种算法,但这些方法都未成熟,尚需进一步改进并加以完善,多点地质统计学随机建模方法中,训练图像仍需进行深一步的研究。
在设置搜索模版时,应将X、Y方向设置为相等的,即搜索模板的几何形态为圆形的。
参考文献
【关键词】电子学籍档案;管理;普通高中;具体应用
社会不断发展的今天,个体的档案在整个社会中起到的作用越来越突出,而学籍是学生档案的一个重要组成部分,对学生的学业来说起着十分重要的作用。它详实的记录了学生在学校学习过程中整个学习状态和具体生活状态,也表现出学生学习所在的学校展现出来的具体情况,十分丰富多彩的学习状况,由此可见学籍的涉及内容范围很广,并且是学生学习状态以及学校具体情况的真实性反应。这对于教育部门以及学校具体管理工作的开展和教学内容的选择方面具有极高重要价值。而随着科学技术不断发展,学籍也朝着电子化和数字化方向发展,表现出了优越性。
一、电子学籍管理所具有的重要作用
现在许多高校学生毕业之后,因为思想中没有档案的概念,使得他们没有档案的重要性的想法,对档案如何处理和安排也毫不关心。所以,现阶段越来越多的高校毕业生对自己的档案采取一种漠然的态度,一旦开始工作、读研、出国等,就发现自己的档案早已经不知道被放置在何处,成为一个阻碍。
(一)电子学籍档案在保管方面具有极高的优势。。不仅由专门的档案保管所进行档案的保存,学生也有自己的一份报关,定期在档案中输入各种的信息,十分的方便并且安全。其次,所有的教学信息都储存在专门的教育系统之中,以互联网为基础,通过正确的登录步骤就能够查看学生的各种信息内容,这样方便了学校对于档案的管理,还简化了整个档案的具体工作效率,更加的省时省力。
(二)电子学籍档案在学籍的改动方面具有优势。在高速发展的社会中,信息总是时刻处在高速的变动之中,教育教学也在所难免。学生在学习过程中,总会遇到这样或者那样的问题,从而导致学校的改变或者年级的变动,甚至会出现休学、退学的现象。这种时期需要提交大量的表格,手续很多。但是电子学籍档案在这一方面的手续要明显简化于传统的档案管理方式。因为电子档案主要基于互联网,在专门的系统中进行内容的更改就可以了,修改后,信息共享就可以使得全国各地的教育机构看到学籍的变化。这样不仅简化了工作步骤,还提高了办事效率。
(三)电子学籍档案管理是整个学校管理的重要组成部分。在具体的教育教学管理活动中,学校应该重视电子学籍档案的突出优势,把握好电子信息档案所掌握的各种真实性信息,更加做好教育教学的服务。。
二、电子学籍档案管理在普通高中中的具体运用
。
(一)现代高中需要转变传统学习管理意识。随着科学技术不断发展,我国教育也受到计算机网络的影响,朝着电子化的方向发展。从这一角度看出,学籍档案朝着电子化的方向发展是主要性的趋势。。在潜移默化中,它逐步提高了教育界的管理水平和效率,实现了学校和教育行政部门办公自动化的管理模式。实践证明,有效实施电子学籍管理,对于教育教学的管理质量非常有益,同时有利于学校、学生管理信息的积累、分析、利用、交换和共享。电子学籍管理的主要内容是熟练运用电子信息技术,利用电子信息技术的优势对学籍管理的方式、方法进行改革,以此提高办事效率。现阶段我国的学籍管理制度都已经是电子化管理。电子信息化管理的应用能够帮助我们快速的查阅学生的学籍信息,在中学生的高考、升学、就业等多方便起着至关重要的作用。所以,电子学籍档案对学生来说,是成长、学习的痕迹,更是一个学生学历证明的重要材料。
(二)给电子学籍的管理制定健全的制度。教育部门和学校要负起责任,切不可马虎。学校的学籍管理工作应该交给一些管理经验丰富、责任心强的老师。这些老师应该有着熟练的计算机技能,对电子数据的管理有着过硬的基本功。学校还应该制定健全的制度,有序地管理学生的电子学籍。制定科学、规范、高校的管理制度也有利于学校管理工作的健康运行,是一个学校教师的素质水平和综合水平的体现。学校应该做好细心的准备,相关的教育部门也应该给以足够的认识。学籍的电子档案也应该坚持“以人为本”的原则。深入贯彻落实学生信息的准确化和标准化。学生档案的纸质版和电子版相对接,做到真正地服务于学生。有效的管理,必将带来学校的有序管理,是受学生和家长们值得肯定的制度。
三、结语
随着我国整体教育水平的提高,大多数的家长已经不满足于学生只有九年义务教学,追求更高的学历是学生和家长的追逐的目标。所以,学籍的流动性也很大,所以学籍是非常重要的。学校科学、规范的学籍管理制度也直接影响学会学籍的相关工作。伴随着计算机水平的发展,我国的电子学籍必将成为趋势。所以,不断地根据教育现状的特点,从而改进电子学籍管理,在实践中积极稳妥地去工作。学校有序组织相关老师和部门管理人员去认真落实电子信息档案的整理和扫描工作,才能为学生带来切实地方便,从而辅助我国教育教学质量的提高。完善相关部门的科学化管理,并真正地让学生家长感受到电子信息档案的好处。
参考文献
【关键词】大一统理论 磁单极子 磁滞回线 有功功率 无功功率 麦克斯韦方程组
1 前言
物理学具有高度对称性,在大一统理论预测下,存在“磁单极子”。1982年英国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,如果一个只有N极或者S极的磁单极子从上向下穿过一个超导线圈,如图1,由于只是单极,磁单极子的磁通密度随半径的增大以平方率减小,所以磁单极子的中心穿过超导线圈时,根据楞次定律,感应电动势有最大值,然后方向不变,逐渐减小。超导线圈上将出现电流。而超导线圈电阻等于零,电流流过时不产生电势差,不消耗能量,电流会无止境的循环流动。
此实验应用了楞次定律,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化或者说感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因,如惯性定理,惯性是维持运动状态 的原因。间接反应出物体在本能的维持原有的运动状态。
在电子技术中也有大量的雷同的地方。一般而言,频率越高的信号,幅值越小。其次系统内部有延时,输入信号输入后,系统无法立即作出反应,这些都与惯性定律相似。
在高频电路,导线中的电流变化率大,产生感应电动势,进而产生感应电流,导线中心处感应电流最大,迫使电路尽可能靠近导线表面,这就是趋肤效应。在阻抗失配情况下,会引起反射波,在调试高频电路时,输出信号常有反射波的干扰,而阻抗失配可以类比运动学中非绝对光滑条件下,会有反方向的摩擦力,最终的运动状态可以等效成一个初速度为零的反向匀加速运动与原来理想条件下的运动状态叠加的结果,这与反射波殊途同归。运动学中有谐振运动,电子技术中有串并联谐振电路,两者的的运动状态和输出信号电压电流关系如出一辙。因此电子技术也可以利用基本物理定律来映射。
将结论进行一般性总结,可以设想:物体在本能的维持现有的物理状态,但是受到外界影响后却不可以完全恢复原有的物理状态。
磁滞回线可以很好的反应这一现象,如图2,说明磁感应强度变化总落后于磁场强度变化。当物体被磁化后,要消磁,必须加反向磁场。
2 电子技术的功率
电子技术中功率分为有功功率与无功功率,两者与力学作功相呼应。其中无功功率是为建立交变磁场和感应磁通的电功率,它的功率并不转化为机械能和热能。有功功率是保持用电设备正常运行的电功率,是实际消耗的能量。
无功功率计算公式为:P=UIsinφ,其中的φ指的是电压和电流的相位差。有功功率计算公式为:P=U×Icosφ,只有单口网络只包含电阻时,φ=0,视在功率S,有功功率P,无功功率Q关系如图3。
与力学作功问题类似视在功率S,有功功率P,无功功率Q可构成功率三角形。对于力学作功问题可以将力分解到垂直于运动方向和平行于运动方向的两个分力,其中,平行于运动方向的分力作功,与有功功率雷同。垂直于运动方向只改变运动方向而不作功与电子技术中无功功功率类似。
物理分为力,热,光,电。爱因斯坦在提出相对论以后,从1920年代便开始致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,也就是解释一切物理现象。物理学具有高度统一性,电子技术完全可以运用物理学中的基本定理来辅助理解。
基础物理学中,当我们完善某一方面时,可能导致其他方面性能下降。同样电子线路中有太多相互矛盾的关系,电子电路同时受到多种参数的,典型的是放大倍数与通频带,回路的通频带和高的选择性的矛盾。设计电路应当考虑受限条件,充分利用电路结构消除输出中不稳定项,因此在制作电路时一般只针对专用型电路。同时加强电路对称性越强,一般而言,电路的性能越好,口间隔离带越高,可以有效减少失调电压失调电流,输出特性越好。
当弹簧承受不了拉力是就会损坏,电子线路中有热击穿,在使用时也会出现二次击穿,由于流过三极管电流在功率管结面上不均匀,造成局部过热,但此时功耗并不超额,管子也不发热,但是会突然失效。此处与弹簧损坏亦有相似之处。
物理学中很多情况下都伴随二次效应,电子技术中电容在频率逐渐增大时,容抗会先减小后增大,而模拟电路中电容,电感器件的二次效应对电路的影响较大。电容在高频下会有电感效应,电阻除了对电流阻碍作用外还有电感效应,此外,电子技术中MOS管和三极管器件在接入电路使用时,对于MOS管有衬偏效应和沟道调制效应。而三极管在一定条件下,当发射结电压较大时发生大注入效应,导致发射结电流集边效应和基区展宽效应。利用这些二次效应可以设计不同的专用电路。此外,电路等效是按照节点之间电压和电流不变为原则,这与力学中按照效果进行等效有异曲同工之处。
由此可见,电子技术中某些现象与力,光,磁表现形式具有高度统一性,正是由于电场与磁场相互转化中产生的完美对称性,解释了电子技术中的“波动性”,例如反射波。
并且电磁现象是从它们的力学效应开始的,麦克斯韦就是仿照流体力学中的方法,将电磁场的基本定律归结为4个微分方程,就是麦克斯韦方程组。。电磁学三大定律就是与力学模型进行类比的基础上创立起来的。
3 结语
这些理论说明:物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。在电子技术中我们应当作为指导思想利用。
参考文献
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