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從高考命題看科普科學(xué)儀器知識的重要性

了解一定的科學(xué)儀器知識很是重要,否則像高考作文命題都可能鬧出烏龍事件。例如2015年,安徽高考作文命題因為對電子顯微鏡不甚了解,因而引發(fā)爭議(本網(wǎng)當(dāng)時也對這一事件的新聞進(jìn)行過轉(zhuǎn)載)。以下為2015年安徽省的高考作文命題。

  “為了豐富中小學(xué)生的課余生活,讓同學(xué)們領(lǐng)略科技的魅力,過一把尖端科技的癮,中科院某研究所推出了公眾開放日系列科普活動?;顒悠陂g,科研人員特地設(shè)計了一個有趣的實(shí)驗,讓同學(xué)們親手操作掃描式電子顯微鏡,觀察蝴蝶的翅膀。

  通過這臺可以看清納米尺度物體三維結(jié)構(gòu)的顯微鏡,同學(xué)們驚奇地發(fā)現(xiàn):原本色彩斑斕的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,顯現(xiàn)出奇妙的凹凸不平的結(jié)構(gòu)。原來,蝴蝶的翅膀本是無色的,只是因為具有特殊的微觀結(jié)構(gòu),才會在光線的照射下呈現(xiàn)出繽紛的色彩??

  要求自選角度,確定立意,明確文體(詩歌除外),自擬標(biāo)題;不要脫離材料內(nèi)容及含意的范圍作文;不要套作,不得抄襲,不得透露個人相關(guān)信息;書寫規(guī)范,正確使用標(biāo)點(diǎn)符號。”

  高考結(jié)束后,很快,網(wǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了來自“科學(xué)界”的不同聲音,“理工男”們通過分析,指出這一命題“不夠嚴(yán)謹(jǐn)”。

  而有關(guān)專家也指出,這個命題確實(shí)存在瑕疵。

  電子顯微鏡的原理是利用高能電子束打到樣品表面,使表層(大概是微米量級)的原子激發(fā),然后釋放出帶有各種原子信號的背散射電子、二次電子、俄歇電子、特征X射線等。通過接收器接收電子處理這些信號得到圖像,所以是不能表示出物體顏色的,包括蝴蝶在內(nèi)。換句話說,不管蝴蝶翅膀本身是否真有顏色,電鏡照片是顯現(xiàn)不出來的。

  而我們能夠看到的所謂彩色電子顯微鏡照片(例如下面這幅電鏡圖),是后期通過計算機(jī)軟件進(jìn)行上色處理,是偽彩色,本質(zhì)上還是灰度圖,只是不同灰度值被定義成了不同的顏色。

  而如果用共聚焦光學(xué)顯微鏡,由于其光源是氙光源,即白光。其實(shí)際成像過程是在白光照明的條件下,對物體形貌(包括顏色)進(jìn)行綜合的成像,那么,是能夠看見蝴蝶翅膀的顏色的。