军校学生作品获大奖做试验常被电得头脑发懵

2013年02月05日 10:43　来源：解放军报　

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学员在教员指导下进行试验。张镦升摄

　　新闻背景

　　去年12月16日，首届“八一杯”军队院校大学生物理科技创新竞赛举行，吸引了全军21所院校的120余名学员参加。

　　此次大赛是面向全军院校学员开展的一项大型物理科技创新竞赛活动，主题为“创新、体验、成长”，旨在激发军校大学生参与科技创新热情，培养学员创新意识、创新品质和创新实践能力，推进军队院校大学物理及实验教学改革。

　　参赛大学生表现如何？笔者以管窥豹，走近空军后勤学院获论文组一等奖和制作组一、二等奖的3个获奖创新小组，探索究竟。

　　被“电”出来的一等奖

　　阴雨天空，霹雳电闪，谁能说清闪电瞬间对无线电通信的影响有多大？

　　竞赛中，一个由本科学员提出的新表达式，简化了复杂的计算过程，使得雷电磁场的计算工作量仅为过去的四分之一。

　　实现这一突破的，是空军后勤学院大二学员李理想和杜帅。

　　这项研究来源于一个国家自然科学基金资助项目，对于本科学员而言难度不言而喻。查阅文献资料时，他们发现雷电流的解析表达式通常有两种，两者各有优点，但是每一种都不便于直接用来做解析计算。能不能兼顾两者的优点总结出一个新的表达式呢？经过半个月的反复推导演算，他们提出了这个新表达式。试验验证中，由于无线电引信十分危险，不能被用作试验器材，他们就尝试运用低压电源代替引信，制作一个安全试验装置。

　　这一装置尽管没有危险，但也让他们吃尽了苦头。调试装置时，他俩常常被电得头脑发懵。一天试验结束后，他们居然手指发僵，连筷子都拿不住……

　　功夫不负有心人。最终，该表达式通过验证，赢得专家评委认可，荣膺大赛论文组一等奖。

　　创新灵感来自电冰箱

　　大二学员吕豪和杨伟铁制作的“新型静电场测绘仪”个头不大，却是“纯手工打造”的高科技产品，一亮相就吸引了专家评委的目光。

　　过去做静电场测绘试验时，吕豪和杨伟铁发现实验室配备的静电场测绘仪没有水平调节装置。如果仪器放置不平，就会直接影响测试精度，于是提出改进的想法。

　　改进谈何容易？起初，他们几次尝试效果都不理想。就在束手无策的时候，杨伟铁一次到军人服务社买东西，突然发现电冰箱上有个水准泡。能不能拿来借鉴呢？两人兴奋不已，第二天就买来水准泡验证。比赛中，这个创新点得到所有评委赞赏，认为是一个“巧妙移植”的创新点。

　　参赛时，他们又发现，物理学中有5种不同形式的静电场分布，而这款测绘仪器只能测绘其中两种，决定增加其功能。经过一个星期的努力，他们制作出3种电极，通过巧妙搭配，模拟出了不同的静电场分布。此外，他们还采取集成创新的方法，设计制作了一个多功能水槽，让3种电极成了“一家人”。这一改进，为测绘仪最终获得一等奖加分不少。

　　“激光报读”明察秋毫

　　一条金属丝在轻微外力作用下，能伸长多少？人眼难以察觉其细微变化。那么，能否用激光器代替人眼？

　　这一想法，是大专学员李冠澍、程明、包家钰的创新亮点。

　　别小看这个创新，它的测量精度和时间令人刮目相看。以往试验时，李冠澍发现由于人眼观察能力有限，每次测量出来的金属丝应变长度差别都很大。李冠澍想，如果像狙击枪那样，用激光器取代望远镜，把激光点打到刻度尺上能否更精准呢？

　　试验证明，这个创意有效。学员包家钰又觉得，既然采用激光器，为何不再配个传感器，让它接收到激光后实现自动报数呢？于是，他们又开始了新的尝试。

　　试验仪器改装后，他们迫不及待地想知道误差到底降低多少。一番测试后，他们惊喜地发现，改进后的仪器将误差由原来的3.24%降到了0.94%，同时试验所需时间也减少了整整20分钟！

　　-延伸阅读

　　参赛学员的新创意

　　鱼眼潜望镜：你见过一眼就能看全360度景物的潜望镜吗？实现这个创意，只需在潜望镜口添加一个玻璃球，就给潜望镜装上了“鱼眼镜头”。

　　多功能晾衣架：野外训练中，衣服容易被风刮走或被雨淋湿。如今，这种衣架不但可以随风转动，当感应到落下雨滴时，还能将防雨布自动合上。

　　超声导盲手套：把超声波探测器装在盲人的手套上，不需要手杖，只需摆动双手，就知道哪里有障碍物，造价只有30元。

　　智能3D互动系统：你想过有一天能和千里之外的朋友近在咫尺、肩并肩地聊天吗？军校大学生发明的“光影机器人”，为您展示了这一神奇前景。