动手“量一量”

徐丽娟

我们在做发明创造时，需要弄清楚各种组成物所占的比例，或者确定某些成分的含量等，就不得不用到定量实验法。

光速“量”出来

你可能以为太阳一升起就会被我们看到，其实不然。它出现的时间比我们看到它的时间要早呢。这是因为光速是有限的，而不是无限快的。那么光速究竟是多少呢？

要回答这一问题，就要用定量实验法来测定。

伽利略在1607年做了一个实验。他叫甲乙两个人在夜间各带一盏灯，分别站在两个山顶上。甲迅速拿掉灯罩后对乙发出信号，乙一看到信号，就马上拿掉灯罩，对甲发出信号。然后，他们根据两座山之间的距离和光往返的时间计算光速。

1849年，法国科学家斐索让一个齿轮以一定的速度运动并让光通过齿轮间，通过测量光走过某一给定距离的时间，算出了光速。

后来，法国科学家傅科用一面旋转的镜子测定光速。他让镜子以一定的速度转动，使它在光线发出并从一面静止的镜子反射回来这段时间内，恰好旋转一周。

随着科学技术不断发展，人们不断改进实验装置和技术，使光速的测定更加精确。

胸中要有“数”

何为胸中有“数”？即我们在求解问题或设计方案时一定要有基本的数量分析。

例如，在做有关化学领域的发明创造时，人们不但需要确定药品组合物的成分，而且需要确定各成分的含量，这时定量实验就必不可少了。可以说，如果没有定量实验，有关新药品的发明创造只是一种空想。

此外，在发明创造过程中，经常需要做选择。当要确定选择范围时，我们也得依赖定量实验。比如，在50℃～130℃的温度下，物质A与物质B生成物质C，能否选择一个最佳的温度范围，使物质C的生成量明显超过预期量呢？有人通过定量实验，发现在63℃～65℃的温度范围内能达到这一要求。

即使是新产品的发明，也常常离不开定量实验呢。例如，人们发现臭氧虽然与氧气是同种元素组成的物质，但性质大不相同。臭氧比氧气重，有特殊气味。在雷雨天气，闪电使一些氧气转变为臭氧。大气中这些低浓度的臭氧，会使空气变得格外清新。

臭氧有极强的除臭、杀菌、防霉作用。生活中其他一些不好闻的气味，如含硫化合物的臭鸡蛋味、醛类化合物的刺激性气味、胺类化合物的鱼腥味等，与臭氧发生反应后产生的物质都没有异味，也没有毒性。

基于这些发现，有人提出了开发电冰箱电子灭菌除臭器的创意。通过定性实验，可以解决利用臭氧能否杀菌除臭的问题。但对于电子线路能产生多大浓度的臭氧、消毒不同的物品应分别采用多大浓度的臭氧、能在多长的时间内杀灭电冰箱中危害人类的细菌等问题，则必须依靠定量实验。

如果不解决上述问题，开发设计的电冰箱电子灭菌除臭器是无法成为顾客乐意接受的商品的。

定量很重要

定量实验法是发明创造中非常实用的一种方法。所谓定量实验，是为了深入了解事物和现象的性质、揭露各因素之间的数量关系、确定某些因素的数值而进行的实验。

运用定量实验法，首先要明确它与定性实验的关系。

一般来说，定性实验是定量实验的基础。只有先确定了某些因素是否存在，不同因素之间是否有联系，才能进一步安排定量实验。同时，也只有通过定性实验了解和掌握了试样的定性组成及其大约含量，才能正确地选用定量分析的方法。

定量实验的一个突出特点是测试或测量，因此，掌握或了解有关量的测试或测量的方法，对发明创造者来说是一种不可缺少的能力。

同学们，假如有人想发明一种用来储存蔬菜、水果等的电子保鲜器，你们觉得除了设计电路原理图外，还应当通过定量实验解决哪些技术问题呢？