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功和探索精神，才能完成此篇小论文。 论文说理清楚，论证严谨，考虑全面，基本上是运用初中所学的数学知 识来证明的。 该论文的证明主要是使用指数性质、不等式性质、余弦定理等初中学生 都很熟悉的知识，但是所得出的结论却是中学数学教材里所没有的，高出初 中数学水平。这是该论文的一 大特点，也是值得提倡的一点。 如能把论文中的结论运用在中学教材的内容中，去解决一两个实际数学 问题，就更好了。
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用陶瓷偏角磁变仪观测地震 广东省番禺县仲元中学 何惠珍 我是广东仲元中学地震测报组的成员。我组10多年来采用武汉地震大队 制造的74型陶瓷偏角磁变仪观测地震，本人也作了4年观测，取得了许多可 贵资料。本文重点报告我校地震测报组用这种仪器测报地震的可靠性和测报 方法。 我校地震测报组自 1975年建组以来，地震观测工作已有十多年的历史 了，我是从初中二年级起加入这个组的，到今也有4年多。4年多来，我在 地震组这个大家庭里学到了很多关于地震的科学知识，丰富了生活，充实了 思想，培育了爱科学、学科学的志趣。每个组员都积极参加活动，尽职尽责， 每天坚持观测记录三次 （早上7点，中午12点30分，下午4点40分），从 不间断，取得连续可靠的数据资料，在监测地震这条道路上不断艰苦探索， 并取得了一定成绩，曾多次获省、市、县的表彰和奖励。 1976年11月20日9时50分，距我测报点28千米的顺德县沙滘公社发 生了3.3级地震；地震时我县有感觉。我组磁偏角观测资料也反映了这次地 震前磁偏角连续出现日变形态畸变和西偏的明显异常。日变形态畸变是指日 变幅小 （上午与中午读数的差值，叫日变幅），甚至为零。震前20天至震后 3天日变幅度值基本为零，其中11月1日至10日连续10天为零。国内不少 震例表明，在正常情况下，日变幅度值为3-5毫米。如果连续6天日变幅度 值减小到2毫米以下则属于异常。我组发现磁偏角的这些异常，经过老师和 组员分析，一致认为是顺德3.3级地震引起的。在华南五省区群测群防地震 业务技术讨论会上，我们宣读了 《顺德地震与我组磁偏角异常》一文，受到 好评。广东省地震局的专家也多次对我组的磁偏角资料进行分析，并与广州 地磁台的同类资料作比较，我组的磁照图显示的日变形态与广州地磁台偏角 日变形态完全一致，陶瓷偏角的日变幅月均值与广州地磁台日变幅月均值一 致性也很好，从 1976年到1980年，每年的相关系数都大于0.94，进一步验 证了我们的看法是有一定根据和用这种仪器监测地震不可靠的。 地震是地球内部矛盾运动的结果。群测点监测地震的方法很多，如观测 地下水异常变化，观测地应力、地温、地磁异常变化等等，其中利用磁偏角 变化预报地震，是较普遍较有成效的一种。地球具有磁性，磁针在地面任何 一点所指的方向，就是磁针所在那个地点的磁力线方向。地球表面沿磁针方 向延线叫做地磁子午线。地磁子午线和地理子午线所成的角度叫做磁偏角。 地球的表层地壳中的岩石有许多是具有磁性的，这些岩石受力变形时，磁性 就会发生变化。因此在强烈地震前，磁场强度和磁偏角也会发生变化，引起 地磁的局部异常。武汉地震大队生产的74型陶瓷偏角磁变仪，对震前地磁的 局部异常反应比较灵敏，且具有管理方便，成本低，防潮性能好，稳定性强， 占空间位置不大等优点，适宜学校等群测点使用。只要严格按照操作规程， 认真观测，就有可能捕捉到地震前兆信息。 我校磁偏角观测室设置在学校东面比较偏僻的地方，周围绿树成荫。经 测试，这个地磁房能避免在15米范围内受含有铁磁性（如自行车等）物体的 干扰，确保观测工作的顺利进行。 陶瓷偏角磁变仪主要分光源灯、主体、记录器三大部分。每天按我组观
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测时间人工读数记录三次，一周进行照相自动记录一次。 观测的时候，先打开光源灯，光源灯由小灯泡、灯管、灯杆、陶瓷灯座 组成。灯泡可以在灯管内前后移动，灯管可以上下移动。灯管前装有聚光镜， 以增强光点亮度，方便观测人员的观测。 主体部分由主体座和罩子等陶瓷零件以及吊丝、磁系和扭头等组成。扭 头由一组螺帽和吊丝螺杆组成，吊丝粘在螺杆尖上，吊丝下端为磁系，装有 磁针、铆尖、动镜座和动镜片等零件，吊丝与铆尖用胶粘接。动镜与磁针可 以相对转动，动镜座的后面有平衡杆，用以调节磁系平衡。反射镜座固紧在 陶瓷主体上，后面有微调螺丝，能使反射镜反射出的光线上下移动。 记录器部分采用陶瓷做壳体。为了符合磁偏角东偏为正，西偏为负的规 定，人工读数的刻度尺自右向左增加。 光源灯首先射到主体部分的动镜上面，动镜便把光线反射在记录器读数 尺上。为了确保数字的准确可靠，我们每个组员都待光点稳定静止后，方可 开始读数。为了提高读数精确度，我组采用光线的右一侧边来读数，一般能 估读到0.1～0.2毫米的精确程度。观测完毕以后，一定要将光源灯熄灭，否 则会损坏仪器，影响观测。取得资料后，我们还要进行计算分析，排除外界 干扰，判别真假异常。十多年来，我们就是这样默默地在监测地震这条战线 上站岗放哨的。 “烨烨震电，不令不宁；百川沸腾，山冢崒崩；高岸为谷，深谷为陵。” 中国人在 《诗经》中留下了如此壮阔的地震景观。它似乎是一场无法预料、 无法阻止的浩劫，所到之处，房屋倒塌，到处是一片废墟。但是，人类社会 从洪荒时代一直延续到文明时代，卫星的发射，人类登上月球……为生存和 繁衍，为了牢牢地站立于大地之上，人类没有一天不在锻造打开自然奥秘之 门的钥匙。今天，尽管预报地震还是当今世界科学的难题，但我坚信，总有 一天，我们不但能够观测预报地震，而且还能 “疏导”地震。“长风破浪会 有时，直挂云帆济沧海。”让我们发挥智慧，携手打开科学史上新的一页。 指导教师：周启信 推荐单位： 《中学生之友》 ·作文讲评· 仪器测知地球的脉搏 本文介绍了广东番禺县仲元中学地震测报组连续10年坚持每天3次作观 测记录，并取得可贵数据资料的活动情况，这种坚持精神是十分可贵的。作 者本人从初中二年级时开始参加地震测报组活动，4年多时间里学到了很多 关于地震的科学知识。因而论文中对有关什么是磁偏角和为什么在强烈地震 前会产生磁偏角异常的知识，表述均较正确。观察实验说明，地震的发生不 是神秘不可知的，仪器可以帮助测知地球的脉搏。 本文在写作方法上可以改进，如文中有将近三分之一的篇幅，看起来是 讲怎样进行观测的方法，但给人的印象是在向大家介绍74型陶瓷偏角磁变仪 这种仪器，有点像产品说明书，缺少理论的分析。
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从酸雨碱化论明天 广州广雅中学杜为邦 刘敬彤 酸雨是当代世界面临的主要环境问题，是大气污染的一种派生形式。我 国已有20多个省市自治区发现了酸雨，多集中在长江以南，广州市也发现了 酸雨。 我校处在广州市荔湾区西村，该区是一个老工业区，粉尘污染严重。从 1983年6月开始，在市环境监测中心站的支持下，我们从降水监测的一个侧 面去研究本地区环境污染情况。 一，从pH值看问题。 清洁雨水pH值在5.60左右，酸雨是指大气中硫氧化物、氮氧化物被氧 化为SO和NO后，进入雨水，生成硝酸和硫酸，使pH值降低。从 1983年6 3 25 月至1985年12月共收集雨水样235个，经过测定，得出pH值基本情况如下： 1. 235个数据中，pH值小于5.60的有85个，酸雨出现频率36.2％。 2.统计25个月降水月平均pH值数据 （详见表1），以5.60作比较，偏 高 （pH值5.60以上）占52％，偏低 （pH值5.60以下）占48％。 3.比较本地区和市中心降水pH值 （详见图1），得广雅测点降水pH值 在一年内有10个月比市中心的高。 4.每年某段时间降水pH值较高，例如 1983年 12月，1984年1、2月， 1985年10、11、12月。 情况表明：几年来降水pH值较高，所收集的雨水多非酸雨。这样，是否 意味本地区大气环境质量好，受污染轻呢？结论是相反的。 二、污染来自何方。 西村地区降水致酸条件是存在的，这是因为： 1.工厂所用燃料以煤为主 （例如我校西边0.8公里处的 表1 降水月平均pH值 1983年 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 月pH值平均值 5.69 5.76 6.86 6.67 4.72 / 7.77 11月全月无雨 1984年 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 月pH值 7.30 7.88 5.73 5.38 5.69 4.82 5.24 5.61 平均值 9～12月因仪器损坏，未测pH值 1月 2月 3月 4月 5月 6月 1985年 / 5.46 4.17 4.57 4.58 5.27 月pH值 7月 8月 9月 10月 11月 12月 平均值 5.55 4.52 4.32 7.78 7.44 7.50 广州发电厂，日耗煤1500吨）。烟囱高度低，常年冒黑烟，废气低空排放。 居民家庭燃料也以煤为主，并且未经脱硫，所有这些使大气中含硫氧化物和
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硫化氢等酸性气体较多。 2.机动车通过数量多，废气致酸因素大。废气含有大量 CO、NO等致酸 2 气体。本地区实际上不仅有酸雨，而且有时还很 “酸”，如1985年8月22 日降水pH值为3.70。因此降水pH值偏高，不仅不能说明大气质量好，相反 还预示着其他因素的影响和制约，可以推测出，大气中似存在着碱性污染物， 对降水酸碱性起了调节作用，中和了酸雨。经调查，此碱性污染物确实存在， 它是一种固体沉降物——粉尘。表2图2分别表示西村和广州市其他地区降 2+ 尘量及C 浓度 （1983年6月——1984年4月）的比较。 a 表2 广雅中学测点和市中心测点降尘量比较 6月 7月 8月 9月 10月 广雅中学 83年 27.23 / 23.98 27.98 21.89 市中心 14.48 9.50 13.04 8.91 9.15 1月 2月 3月 4月 广雅中学 84年 17.82 9.00 / 23.69 市中心 5.51 8.36 12.49 17.60 2+ 数据表明，本地区降尘量比市中心大，C 浓度比市郊高很多，甚至超 a 过受污染较严重的海珠区 （降尘量国家标准8.0吨/平方千米·月）。为了寻 2+ 找降尘量和C 浓度大的原因，调查了附近几间工厂。 a 位于北面的某水泥厂，主要原料的储运是半封闭的，虽采用半湿法生产， 并有静电除尘装置，但运输和生产过程仍有大量原料和水泥生熟料粉尘直接 向空排放。水泥厂无论原料或生熟料都含有大量可溶性或微溶性的碱盐和金 属离子 （详见表3）。该厂主要设备是回转窑和立窑。立窑生产时，废气、 份尘无法处理，直接向空排放，回转窑虽有高压静电除尘设备，但排出粉尘 每天仍数十吨 （检修时，废气、粉尘不经处理直接排放）。 水泥厂附近的电石厂是以生石灰为原料进行生产，还有石膏厂，生产后 2+ 排出碱性白色粉尘 （CaSO、CaCO等）也使空气中Ca浓度增大。 4 粉尘特点是粒径大，重量较大 （粉尘按粒度大小可分为降尘与飘尘）， 在空中不能长久停留，大多在污染源 （粉尘发生源）附近沉降（水泥厂附近 的马路晴天时一片灰白）。在一定风速条件下，粉尘可随风飘降在离污染源 较远的空中，一旦降水，就被雨滴捕获 （捕获降尘的能力比捕获SO、CO等 2 2 气体分子的能力大得多）。而碳酸盐、硅酸盐溶于水后部分水解，使水呈碱 性。 2 - - - SiO+2HO HSiO +OH 3 2 3 4 中和原来由于溶有烟气的酸性雨水，使降水pH值升高，某些弱酸钙盐的水解 亦如此。 表(1)水泥工业原料化学成份及百分组成
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原 料 主要化学成份 百分组成% 石灰质原料 CCO 80～86 a 3 粘土质原料 SiO AlO FeO 11 2 23 23 ～17 辅助原料 略 略 表3(2)水泥窑热烟气化学成份及百分组成 化学成份 SiO AlO FeO MnO CO MgO 2 23 23 23 a 百分组成% 10～25 3～12 1～4 0.07～0.3 30～52 0.7～2.5 化学成份 CO SOx HS KO NaO 2 2 2 2 百分组成% 5～35 0.3～10.0 0.03～0.4 0.5～10 0.1～2.5 表3(3)水泥熟料化学成份 名 称 化 学 式 硅酸三钙 3CO·SiO a 2 硅酸二钙 2CO·SiO a 2 铁铝酸四钙 4CO·AlO ·FeO a 23 23 广州水泥厂 （距测定点 千米） 2 主要生产原料：石灰石 ，铁粉 ～ ， (80%) (3 4%) 粘土 ，煤灰 ～ ( 8%) (3 4%) 水泥产量： 吨小时 185 / 石膏厂 距测定点 千米 ( 0.8 ) 主要向空排放物：灰尘，水泥微粒 毫米立方米 ， (150 / ) 水气， ， ， 灰尘中主 CO CO N ( 2 2 要含有钙、铁、铝、硅、镁等物质) 广州电石厂 距测定点 千米 ( 1.8 ) 广州染整厂 距测定点 千米 ( 2 ) 主要生产原料：焦炭，生石灰 广雅中学 主要生产原料： ， NaCLO Na SiO 2 3 主要向空排放物： ， ， ， CaO MgO SiO2 双氧水等 ， ， N2 CO2 CO (监测点) 主要向空排放物：H S ，NO 2 (大量粉尘在附近排降) 广州红旗轧钢厂 距测定点 千米 ( 1.5 ) 主要产生原料： ， ， H SO NaOH 2 4 广州制漆厂 ， ZnCl2 NH4Cl 主要向空排放物： ， ，石灰， 主要向空排放物：H2S ，NO CO2 CO 少量NH Cl 4 图3 广雅中学测定点附近主要污染源位置图 表4 风向与降水pH值关系
时 间 测定次数 吹北或偏北次数 月平均pH值 84年1月 2 2 7.30 84年2月 4 3 7.88 85年11月 3 1 7.44 85年12月 3 2 7.50 基于上述分析，可以认为：广州市西村地区的污染是粉尘与烟道气、居 民烧煤废气、汽车废气的严重综合污染。而粉尘即大气中碱性微粒，金属离 子等，在雨水中的碱性水解起主导作用。使降水pH值总体偏高。 三、按季节查方向。 除污染源外 （这是主要的），影响pH值的因素是多方面的，和季节、风 向有密切关系，并有一定规律性变化。结合表1、表4和图1进行分析： 1.冬、春季节气象特征是刮北风 （或偏北风）。降水pH值普遍较高。因 为水泥厂等粉尘污染源位于我校西北面，粉尘随风飘降，输送到我校及附近 地区上空，受雨水冲刷，使其pH值升高。 2.吹南风或偏南风时，测定点南面工厂的烟道气影响相对较大，pH值下 降。另外，连日降雨（例如3、4月份阴雨连绵），雨水在空中洗刷大量粉尘， 阴雨后期就较少受降尘影响，且 “梅雨”在空中停留时间较长，利于酸性气 体吸收，例如1985年3月22日，出现的西村几年来最低pH值 （3.70），是 在连续8天阴雨静风下测到的。8月29日、4月8日因同样原因出现pH值为 3.90的较低值。 初步综合，有下面的规律：每年9、 10月至下年1、2月，pH值大多 在6～7、8间，3、4月至7、8月pH值则相对较低。 四、讲科学靠数据。 1.在本测点最高建筑物平台上收集雨水，玻璃容器直径20cm。收集前用 去离子水清洗，雨停后即把样品转移至塑料瓶，置于冰箱中。另收集风向、 风速、相对湿度、气温、降雨量等数据。 2. 小时内测定12 pH值。仪器：25型酸度计 Model821型pH/毫伏计。 测定后样品冰箱保存，待测其他成份。 3. 平均值采用pH ［H］——雨量加权法。伏计。 计算公式： [H+ ]iVi [H ] 平均= Vi [H ]i ——每次雨水的氢离子浓度。 Vi——每次降水量。 五、保环境为明天。 暂时未知 “碱雨”的危害，但对粉尘浓度大深有感受，刮北风时，校园 内到处是飞灰，不少师生进校不久便患上鼻炎咽喉炎等。 表5 广雅中学学生患鼻炎百分率 （广雅卫生室提供）
时 间 百分率% 时 间 百分率% 1980年 24.2 1981年 37.8 1982年 10 1983年 31 如何治理西村环境污染呢？我们认为：政府应该健全关于保护环境的法 律条例，使环境保护单位有法可依，执法必严。建议在中小学开设有关环保 基本常识课程，开展像酸雨监测之类的环保工作，使广大青少年从小就认识 保护环境的重要性。对落后的工厂进行技术改造，像某水泥厂还以立窑进行 生产，各种流程以露天为主，设备落后，环境污染严重。这类工厂可尽快进 行设备改进，尽可能使水泥生产在一封闭流水线里进行。 改变工厂和居民的燃料结构，广泛采用液化石油气和脱硫煤，用煤大户 应继续研究高效吸尘机，设法回收 SO用作漂白或制其他化工产品。汽车应 2 设废气催化转换器，把排出的碳氢化合物、氮氧化合物等有害气体通过催化 转换器内催化剂作用，转变成无毒的CO、HO和N。 2 2 2 六、结束语。 综上所述，西村地区的pH值变化规律与特点，由该地区碱性沉降物浓度 较大所致，从一个侧面反映了大气质量不容乐观，整治工作应尽快进行。如 今天只单方面强调发展生产力，而忽视环境污染问题，那明天人们将要生活 在 “尘雾”中，受到应有的惩治。为了明天有更好的学习、工作和生活环境， 为了明天 “四化”事业能顺利飞速发展，为了明天祖国的山河更加美丽、整 洁，我们这一代和下一代乃至子孙后代都能健康地成长，大家都来重视环境 污染吧。 指导教师：冯经华覃安屏 推荐单位： 《中学生之友》 ·作文讲评· 辩证地分析原因 为了保护环境，广州广雅中学酸雨监测小组的同学，对广州市一些地区 的雨水进行了酸雨监测，并且做出了数字统计，画出图表，而后进行了分析。 本监测报告的可贵之外是，根据酸雨监测的pH值测定，表明西村地区几 年来雨水的pH值都较高，也就是收集的雨水大多并非酸雨。这么说来，这一 地区的酸雨情况是否就不那么严重呢？不，同学们经过进一步分析，同时考 虑到在监察记录时的风速、风向、气温、湿度和降雨量等与雨水中的pH值关 系时，他们认识到空气中还有大量的煤灰飘尘和水泥粉尘等形成的 “碱雨” 成份，是碱雨碱化中和了酸雨的酸度，说明空气污染的双重严重性——不仅 有形成酸雨的成份存在，还有大量粉尘存在，因此比较全面地提出治理空气 污染问题，特别是建议改善粉尘污染环境的问题，显示出作者的辩证思维。 全文用表和图表示出监测结果，条理较清晰，但比较专业化，因而文字 的可读性就显得稍微逊色些。
编辑后记 1.首届全国中小学生 “奔向明天”科技写作征文活动是由中国科普研究 所、中国科协青少年部、共青团中央宣传部、全国妇联儿童工作部、文化部 少儿司、中国青少年科技辅导员协会、中国科普创作协会联合主办，有 《中 学生》、 《我们爱科学》、《科普创作》，广东《中学生之友》、《岭南少 年报》、 《环境》，上海《中学科技》、《小学科技》、《少年科学》、《少 年报》、 《儿童时代》、《好儿童》，河北《少年智力开发报》，陕西《少 年月刊》， 《安徽青年报》，天津《课内外辅导》、《中华少年》，湖北《小 学生天地》，山东 《红蕾》，云南《蜜蜂报》，宁夏科协青少年部，青海征 文办公室共计 12个省、市、自治区、 22个单位参加，并得到中国科协普 及工作部和章道义同志的热情支持，形成了一个全国性科技写作活动。除评 选出98篇得奖作品外，同时评出育苗奖41名，优秀组织工作奖6名，优秀 组织工作者奖4名，组织工作奖12名。本书选人得一、二等奖的全部作品及 部分三等奖作品，署名时除作者本人外，还署名指导教师和作品推荐单位。 2.本书由中国科普研究所和中国科普创作协会合作主编。评审工作由中 国科普研究所郭正谊、中国科协青少年部王景盛、中国科普创作协会张惠三 位同志领导，由中国科普创作协会少儿委员会的王国忠、郑延慧、郭以实、 蔡字征、迟连方、李毓佩、陈天昌、郭治、黄廷元、詹以勤、韩吉辰等同志 负责进行，并撰写了评审意见。余俊雄、盛如梅两同志于评审后参加了撰写 评审意见的工作。王国忠、郑延慧、张惠同志对全书作品及评审意见进行了 综合整理。王晓彬同志对全书的文字作了编辑整理。 3.在征文评奖时，未区分小学组和中学组，为便于读者阅读，出版时分 为 《全国小学生获奖科技作文选评》和《全国中学生获奖科技作文选评》两 册出版。每册分为 《科学观察报告》、《科学实验》、《科学小设想》和《科 学小论文》四个部分。作品的编排顺序是根据书籍的特点来安排的，与得奖 等次无关，文末也不另标明得奖等次。 4.为保存此次征文活动资料，书后附有本次征文得奖作品的全部名单及 优秀组织工作奖、优秀组织工作者奖、育苗奖名单。 这两本书的编选工作有不当、不周之处，敬请有关方面和读者批评指正。 编 者 1988年8月
