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從高考命題看科普科學儀器知識的重要性

[2017/6/26]

    了解一定的科學儀器知識很是重要,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,因而引發爭議(本網當時也對這一事件的新聞進行過轉載)。以下為2015年安徽省的高考作文命題。

  “為了豐富中小學生的課余生活,讓同學們領略科技的魅力,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。活動期間,科研人員特地設計了一個有趣的實驗,讓同學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構的顯微鏡,同學們驚奇地發現:原本色彩斑斕的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,顯現出奇妙的凹凸不平的結構。原來,蝴蝶的翅膀本是無色的,只是因為具有特殊的微觀結構,才會在光線的照射下呈現出繽紛的色彩??

  要求自選角度,確定立意,明確文體(詩歌除外),自擬標題;不要脫離材料內容及含意的范圍作文;不要套作,不得抄襲,不得透露個人相關信息;書寫規范,正確使用標點符號。”

  高考結束后,很快,網上陸續出現了來自“科學界”的不同聲音,“理工男”們通過分析,指出這一命題“不夠嚴謹”。

  而有關專家也指出,這個命題確實存在瑕疵。

  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,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。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),是后期通過計算機軟件進行上色處理,是偽彩色,本質上還是灰度圖,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顯微鏡,由于其光源是氙光源,即白光。其實際成像過程是在白光照明的條件下,對物體形貌(包括顏色)進行綜合的成像,那么,是能夠看見蝴蝶翅膀的顏色的。