青少年科技创新范文
洗涤剂对金鱼寿命的影响
1.题目提出:
洗涤剂在现代生活中与我们息息相关。我们用洗涤剂来清洗食物(水果、蔬菜等)。)和餐具几乎每天都有。当我们使用的时候，大部分的洗涤剂会随着下水道流向江河湖海。前段时间我们看了某省级电视台的新闻报道，说洗洁精含有强致癌物，对人体的危害可以通过反复洗涤来避免，但是它和我们的生活污水一起排入河流后会对河流中的鱼类产生危害吗？会伤害到河边的动物吗？这一系列问题引起了我们的兴趣，并决定通过实验观察来证明我们的问题，于是在我们的精心策划和安排下开展了这一课题的研究。
2.实验目的:通过实验和查阅资料说明洗涤剂对水生生物(如鱼类)的危害，并初步探讨其危害机理，希望能完善其成分配方。
3.实验方法:①半数致死浓度的测定；②呼吸频率:鳃盖活动计数；③耗氧量的测定:碘测定法；④器官检测:解剖学方法。
4.材料和用具:①金鱼(金鱼是一种常见的实验鱼，洗洁精直接排入水中，自然危害明显是水生生物)②洗洁精(市面上一种常用的清洗水果和餐具的洗洁精，超市购买)③实验仪器；长、宽、高分别为20cm、20cm、40cm的玻璃容器，长、宽、高分别为10cm、10cm、20cm的玻璃容器，1000ml量筒，10ml量筒，移液管，吸液球等。
5.方法步骤:①制作去除余氯的自来水，先将自来水装入一个大铁桶中，然后用一层纱布和橡皮筋将桶口封住。然后放在通风透光的地方自然曝气三天以上，去除自来水中的余氯。②实验鱼的驯化:待驯化的水应为没有任何污染的稀释水(去除余氯的自来水)，驯化容器无毒。驯化时间为30天，待驯化金鱼数量为150条以上。驯养期间，每天投放少量不影响水质的饵料。当死亡率控制在10%以下时，即可开始实验。③实验鱼的选择:实验鱼必须是健康的，判断标准为体型正常，鳞片完整，体色鲜艳，行动活泼，反应灵敏，食欲良好，大小基本一致，外观无异常现象和鱼病。④半数致死浓度的确定:
A.实验溶液的配制:本实验要配制两次实验溶液。首次配制了9种不同的洗涤剂浓度梯度，分别编号为1-9，以找出大致的致死范围。L-9缸中实验液体的浓度分别为10%、1%、0.1% %和0.01%。0.001%、0.0001%、0.00001%、0.000001%、0%。第二次，在上述实验中求出近似致死浓度后，在上述所有致死最小浓度和所有不死最大浓度之间配制十个算术浓度。编号为A-J，加0%空白对照，编号为K，得出半致死浓度。
B.放实验鱼:准备好实验液后，小心翼翼地将金鱼从驯化的容器中转移到各个实验组的容器中，每缸放5条金鱼。30分钟后，金鱼完全适应新环境后，就会开始按时观察记录。
C.实验时间:实验时间为48小时，其中前12小时连续观察，后36小时随时观察，记录每组实验鱼的死亡时间。
D.金鱼死亡的判断:如果金鱼停止呼吸，如果鱼的尾柄(鱼靠近尾鳍的部分)在5分钟内没有受到刺激，就可以判断为死亡。
E.使用第二个实验数据，用下面的公式计算LC50。半数致死浓度=(最低致死浓度+最高存活浓度)/2 ⑤实验鱼生理指标的测定(与空白组和半数致死浓度组比较)。
a .实验溶液的配制:根据前次实验计算的半致死浓度重新配制实验溶液。
B.放实验鱼:将实验鱼分别放入装有清水(对照组)和半致死浓度(实验组)的实验容器①和②中，每缸放5条金鱼，放置48小时。
C.观察记录:每4小时一次。观察记录的内容有:(a)呼吸频率；(b)体表和运动；(c)对刺激的反应(用玻璃棒击打鱼缸)。⑥解剖上述实验后的鱼:观察内容包括内脏颜色、体表、眼球、鳃丝等的变化。⑦实验鱼耗氧量的测定:a .将对照组和半致死浓度组放入广口瓶中，30分钟后加胶塞(瓶内无空气)，与无鱼的空白瓶(清水瓶和半致死浓度洗涤剂瓶)放在一起，30℃恒温65438±0小时。b)用测碘法测定上述瓶中水的含氧量，然后用两个空白瓶的含氧量计算两组实验鱼的耗氧量。公式如下:实验鱼耗氧量=(空白瓶水含氧量-实验瓶水含氧量)/鱼重×存放时间。
6.结果记录:
这个实验的最终结果是，放在不同浓度的洗洁精溶液中的金鱼死亡率不同，但是放在清水中的金鱼仍然存活。不同缸中的金鱼，最高浓度组先死亡，然后其他组的鱼相继死亡。可见，洗洁精的浓度与金鱼的死亡率呈正相关。说明其危害与浓度有关，存在浓度阈值。
A.呼吸频率通过观察，我们发现两组鱼的呼吸频率明显不同。
B.表现出生理和行为变化。在这个实验中，我们通过仔细观察发现，1号缸的金鱼没有生理和行为上的变化，而2号缸的鱼有明显的变化。大致可以概括为:实验鱼刚放进去的时候，两组鱼的呼吸频率正常，平均每分钟45次，反应很快。当受到刺激时，金鱼会立即散开或四处乱窜；游泳速度和体色正常。在接下来的20个小时里，实验组的金鱼出现了浮头现象，鱼肚微肿。这时金鱼的呼吸次数大大增加，变成了每分钟80次。又过了8个小时，金鱼又有了转机。呼吸次数从多变变为少，至少达到每分钟30次呼吸，反应程度明显减轻。当金鱼对一般刺激没有反应时，它必须用玻璃棒触摸它的体表才能有微弱的反应。12小时后，我们发现金鱼的皮肤脱落，体色逐渐变浅，失去了之前鲜艳的颜色，反应变得更严重。全身的颜色明显变浅了。
C.解剖特征通过对两组实验鱼的解剖，我们发现金鱼的内脏在颜色和形状上变化不大，两组对比效果不明显。然而，当我们观察两组实验鱼的鳃丝时，发现一个重要现象:正常金鱼的鳃丝呈放射状网状分布；且颜色鲜红；但实验组金鱼的鳃丝萎缩；而且颜色是暗红色的。另外，鱼的表皮和角膜有明显的脱落现象。而且鱼体的褪色现象也很明显。
D.耗氧量通过对比上表中耗氧量的数据，可以知道实验溶液中金鱼的耗氧量低于对照组，说明洗涤剂会导致金鱼的代谢功能下降，从而引起耗氧量的下降。
7.分析讨论:通过参考上述实验的相关结论和相关资料，对实验现象和结果进行了分析，初步探讨了洗涤剂的危害机理。洗涤剂的主要成分是一种合成表面活性剂，如洗涤剂中的烷基苯磺酸钠。其去污机理是分子的疏水端对污垢(多为脂质)有亲和力，亲水端溶于水，从而将污垢分散于水中并被洗涤。但这种物质也会作用于脂质的细胞膜，使膜解体，细胞死亡。在实验过程中，金鲷鱼鳃的表面细胞也被破坏，使鱼鳃内气体交换明显减少。由于供氧不足，鳃丝因缺氧而变成暗红色，自然耗氧量明显下降。在机体的反馈调节下，通过增加呼吸频率来试图增加氧气的获取量，金鱼肠壁上也会出现吞咽呼吸引起的浮头、腹胀等现象。当这一系列调节措施仍然无效时，缺氧最终会导致功能代谢下降，进而表现为呼吸频率下降、反应迟钝等异常现象。因此，鱼的呼吸频率会呈现出先增大后减小的钟形曲线。
可见，洗洁精对鱼的伤害机理主要表现在对呼吸的阻断作用，最终因窒息而死。但在实验过程中，我们发现实验鱼出现了表皮和角膜脱落，体表和眼球褪色的现象，这可能是由于洗洁精中表面活性剂和氯化物(用于氧化杀菌)的作用。当然，在自然水域中，由于没有那么高的浓度和那么长的作用时间，表现不是那么明显，但其危害性是客观存在的。此外，洗涤剂中还含有大量的磷酸盐(如三聚磷酸钠)，可使水体富营养化，这必将破坏水生态系统的原有平衡。洗涤剂主要由合成物质组成，难以被微生物降解利用。试想一下，每天有大量的洗涤剂残留排入水体而不被降解。一旦超过水生生物致死浓度的一半，后果必然是大量水生生物的死亡和整个生态系统的崩溃。此外，洗涤剂产生的泡沫会覆盖水面，降低其复氧速度和程度，这在静水中尤为突出。英国的泰晤士河缺氧，河口都能闻到硫化氢的味道，这主要是因为洗涤剂的污染。
8.建议希望洗洁精的生产厂家能对很多相关成分进行改进，去除有害成分；此外，提倡使用无污染的清洁用品。比如肥皂，是一种无污染、无害、环保的物品，因为其原料存在于植物或动物的脂肪中，容易生物降解；也可以考虑用酶做洗涤剂，降解污垢中的蛋白质和脂类(用生物发生器生产酶可能会降低成本)。
作者:秦日徐子涵韩
范文儿
强磁场和高温环境下磁体磁力的变化
目的
为了弄清磁体的磁性受高温强磁场环境的影响，并找出我们研究中常见的V型磁体的居里温度，我们进行了实验。
思考
为了弄清磁铁磁力减弱或消失的变化，我们准备采用模拟这两种环境的方法。用DC电磁铁模拟强磁场环境；高温环境由高温电炉模拟。
工具材料
永磁体:两块，分别是U形和条形。
高斯计:型号410，由LakeShore制造，最小分辨率为0.1GS，测量范围为2000GS。
电源:DC稳流电源，最大输出电流400A，最大输出电压50 V..
双极DC电磁铁。
天津电炉厂生产的箱式高温电炉RJX25-13，最高加热温度为1350℃。
制造工艺
用高斯计测量V形磁体和条形磁体，并分别放置在强磁场和高温环境中。输入电磁铁的电流和电炉的温度不断变化，记录数据并最终进行分析。
科学性
这个实验得到了准确的数据，进而得到了一些简单的物理结论。
进步
这个实验完全是学生自己设计，自己动手，不局限于材料中的数据，通过自己设计的实验方法找到了问题的答案。
创新
根据设计实验的思路，提出了具体的操作方法，并得出了最终的结论。
作品介绍
在日常生活中，原本强磁体的方向和大小会因强磁场环境而发生变化。比如一块小磁铁的磁力在两块大磁铁的干扰下会减弱；磁铁放在炉子旁边，高温下磁力会减弱；铁钉放一段时间后会有磁性。我们查阅了很多资料，知道每个磁铁都有不同的居里温度，也就是磁铁在这个温度会失去磁性，那么我们在学习中经常看到的磁铁的居里温度是多少呢？带着生活和学习中关于磁铁磁力减弱和消失的诸多疑问，我们进行了具体的实验，得到了准确定量的物理结论。
经过仔细分析和资料查找，我们发现，使磁铁磁力减弱或消失的条件是:高温环境、强磁场环境、强振动。我们重点介绍高温强磁场下磁体磁力减弱或消失的实验。实验的目的是找出高温环境下磁铁磁力的变化，尽可能地找出一些规律。期望在最终数据组成的曲线图像中能发现一些一般的趋势和简单的规律。
我们用高斯计来测量磁铁的磁场值。为了使数据更加准确，我们采用了多点测量磁极的方法，即以一个磁极的中点为主要测量点，以磁铁四个角的四个点为辅助测量点。因为永磁体中磁体四个角的磁感应线分布是重叠的，不准确，中心能准确反映磁极的磁场值，所以我们把磁极中心的磁场值作为数据中最重要的数据，具体点命名为N极的四个角。s极的四个角分别是e、f、g、h；n极中点为p，s极中点为q。
1.强磁场环境下的实验
在实验室中，我们首先用高斯计测量条形铁的N极和S极的磁场值，然后把它放入DC电磁场中。此时由稳流电源整流滤波后的DC电流以一定的安培数馈入DC电磁场，用高斯计测量强磁场中的磁场值。然后关闭稳流电源，取出条形磁铁，再次用高斯计测量N、S极的磁场值。对比之后，重复以上步骤，只是逐渐增加。
2.高温环境下的实验
为了找出温度对磁铁磁力的影响，我们用高温电炉加热磁铁，用高斯计测量磁铁的磁场值。我们测量磁铁时，温度上升的极限是20℃。因为条件不允许，而且我们看到磁铁在高温和冷却时磁场值变化不大，我们只测量磁铁从电炉中取出用水冷却时的磁场值。
3.U形磁铁再充磁实验。
在实验的最后，我们准备将已经完全失去磁性的磁铁放入DC电磁铁中进行磁化，也就是按一定的方向放置(也就是侧向放置，使DC电磁铁的磁感应线尽可能符合U型磁铁原有的磁感应线分布，从而真正达到磁化的目的)， 然后对电磁轨施加400A电流，五秒钟后切断电磁铁，取出磁铁，用高斯计测量后测S为-as。
本次实验最终测得的数据基本符合我们的预期，数据在强磁场环境下呈现的曲线是不规则的。对比曲线图我们可以看到，当施加在电磁铁上的电流小于20A时，磁铁的正负磁场的磁场值变化不大，磁铁的磁极和磁场值变化很大。当输入电流大于20A时，N极的五个测点大大减少，平均约为六分之一到七分之一，而S极也有很大变化。当输入电流从1 8A变为21A时，S极为负。另外，不仅数值变化很大，而且极性也发生了偏转。我们测量的五个点中有三个发生了偏移。两极磁场值之所以变化很大，是因为当DC电磁场的电流为21A时，电磁铁中的磁场值明显超过了磁铁两极的磁场值，所以会对磁铁产生很大的影响。在随后的测量中，磁极的磁场值变化不大。直到输入电流增加到40A，N极的几个辅助测点都发生了偏转，主测点的值变得很小，而S极的磁场值却完全为正，说明此时磁铁的两极已经完全发生了变化。然后我们把输入电流增加到200A，此时电磁铁中的磁场比输入电流为40 A时的磁场高10倍，此时磁铁的磁极已经和外面画的符号相反，这块磁铁的画S端可以吸引一块普通磁铁的画S端。在高温环境下的实验数据中，我们可以清楚地看到N极和S极的P点和Q点的磁场值随着温度的升高而降低，在220℃~ 300℃之间磁场值下降最快。当炉内温度达到300℃左右时，磁铁被加热到红热状态，当温度达到340℃时，磁铁两极磁场值下降到很小的水平，温度达到360℃。
磁铁的磁力在高温强磁场环境下会发生变化:磁铁的磁力在高温环境下会减弱直至消失；磁铁的磁场方向在强磁场环境下会发生变化，甚至磁极会偏转；没有磁性的金属在强磁场环境下会有一定的磁力。
一切都是由它的分子组成的，而分子又是由原子组成的，原子又是由核内和核外电子组成的。电子不断地绕着原子核旋转，电子的这两种运动都会产生磁性。但由于它们运动方向不同，普通金属中分子电流的取向是混沌的，它们的磁场相互抵消，对外界没有磁性。在外部强磁场的作用下，一些物质中的原电子和运动电子都排列整齐。此时电子旋转产生的磁效应与外界磁场方向一致，物质呈现磁性。磁铁之所以能吸住铁钉，是因为当磁性磁铁靠近铁钉时，铁钉中的原子被磁铁磁化。同样，如果将正常的磁体放在强磁场环境中，磁体内部电子旋转的磁效应与外部磁场的方向不同，因此磁体内部的一些电子旋转的取向会因外部强磁场的干扰而发生变化。此时磁铁内部电子旋转的取向会有所不同，一些分子电流会相互抵消，使得磁铁内部磁场的方向发生很大变化，甚至导致磁极偏转。磁铁的磁力之所以在高温环境下消失，是因为磁铁中的分子在高温环境下会加速其热运动，从而改变电子运动方向的规律性，使分子电流相互抵消，从而减弱磁铁的磁力直至消失。重新磁化磁铁，使原子的电子排列重新有规律，失去磁性的磁铁重新有磁性。
通过这个实验，我们对磁体的退磁有了更深入的了解，利用磁体的居里温度和磁极偏转的性质可以更好的服务。比如电饭煲底部的温控装置，就是利用了磁铁居里温度的性质。该装置使用居里温度为105℃的磁铁，冷却后磁性会恢复。当锅里的水干了，食物的温度会从105℃下降。当温度达到105℃左右时，由于被磁铁吸引的磁性物质的磁性消失，磁铁对其失去吸引力。此时磁铁和磁性材料之间的弹簧会将它们分开，同时关闭电源开关停止加热。如果不方便测量温度，可以放入已知磁性的磁铁。最后，通过分析磁体磁场值的变化，可以估算出最高温度。利用这些特性在安全开关和灭火方面发挥了巨大的作用。当然，这些都是一些想法，还需要我们进一步的努力去实现。
作者:于善婷、杨娜、刘斌
就这些~O(∩_∩)O哈哈~