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從高考命題看科普科學(xué)儀器知識(shí)的重要性

[2017/6/26]

    了解一定的科學(xué)儀器知識(shí)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?yàn)閷?duì)電子顯微鏡不甚了解，因而引發(fā)爭(zhēng)議（本網(wǎng)當(dāng)時(shí)也對(duì)這一事件的新聞進(jìn)行過(guò)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(guò)一把尖端科技的癮，中科院某研究所推出了公眾開(kāi)放日系列科普活動(dòng)。活動(dòng)期間，科研人員特地設(shè)計(jì)了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，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(guò)這臺(tái)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(lái)，蝴蝶的翅膀本是無(wú)色的，只是因?yàn)榫哂刑厥獾奈⒂^結(jié)構(gòu)，才會(huì)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(shī)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(gè)人相關(guān)信息;書(shū)寫(xiě)規(guī)范，正確使用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。”

　　高考結(jié)束后，很快，網(wǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了來(lái)自“科學(xué)界”的不同聲音，“理工男”們通過(guò)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(gè)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(jí)）的原子激發(fā)，然后釋放出帶有各種原子信號(hào)的背散射電子、二次電子、俄歇電子、特征X射線等。通過(guò)接收器接收電子處理這些信號(hào)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(shuō)，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(lái)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(guò)計(jì)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(guò)程是在白光照明的條件下，對(duì)物體形貌（包括顏色）進(jìn)行綜合的成像，那么，是能夠看見(jiàn)蝴蝶翅膀的顏色的。