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从高考命题看科普科学仪器知识的重要性

导读] “材料中说,学生们做实验使用的是扫描式电子显微镜。不仅是蝴蝶,任何物体在电子显微镜下都是没有颜色的。”

  了解一定的科学仪器知识很是重要,否则像高考作文命题都可能闹出乌龙事件。例如2015年,安徽高考作文命题因为对电子显微镜不甚了解,因而引发争议(本网当时也对这一事件的新闻进行过转载)。以下为2015年安徽省的高考作文命题。

  “为了丰富中小学生的课余生活,让同学们领略科技的魅力,过一把尖端科技的瘾,中科院某研究所推出了公众开放日系列科普活动。活动期间,科研人员特地设计了一个有趣的实验,让同学们亲手操作扫描式电子显微镜,观察蝴蝶的翅膀。

  通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜,同学们惊奇地发现:原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来,蝴蝶的翅膀本是无色的,只是因为具有特殊的微观结构,才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩??

  要求自选角度,确定立意,明确文体(诗歌除外),自拟标题;不要脱离材料内容及含意的范围作文;不要套作,不得抄袭,不得透露个人相关信息;书写规范,正确使用标点符号。”

  高考结束后,很快,网上陆续出现了来自“科学界”的不同声音,“理工男”们通过分析,指出这一命题“不够严谨”。

  而有关专家也指出,这个命题确实存在瑕疵。

  电子显微镜的原理是利用高能电子束打到样品表面,使表层(大概是微米量级)的原子激发,然后释放出带有各种原子信号的背散射电子、二次电子、俄歇电子、特征X射线等。通过接收器接收电子处理这些信号得到图像,所以是不能表示出物体颜色的,包括蝴蝶在内。换句话说,不管蝴蝶翅膀本身是否真有颜色,电镜照片是显现不出来的。

  而我们能够看到的所谓彩色电子显微镜照片(例如下面这幅电镜图),是后期通过计算机软件进行上色处理,是伪彩色,本质上还是灰度图,只是不同灰度值被定义成了不同的颜色。

  而如果用共聚焦光学显微镜,由于其光源是氙光源,即白光。其实际成像过程是在白光照明的条件下,对物体形貌(包括颜色)进行综合的成像,那么,是能够看见蝴蝶翅膀的颜色的。

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