仿生学：人类利用物理原理发明了什么苍蝇

人类利用物理原理发明了什么

苍蝇与宇宙飞船

仿生学：人类利用物理原理发明了什么苍蝇

仿生学：人类利用物理原理发明了什么苍蝇

仿生学：人类利用物理原理发明了什么苍蝇

令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼。那么，有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。

在自然界中，有许多生物都能发光，如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，而且这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代，人们根据对萤火虫的研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

现在，人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光，作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电，仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼，统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏；非洲电鲶能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压，称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究， 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同，所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形，位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾，排列在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱，但由于电板很多，产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领，引起了人们极大的兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究，还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即将来临。

水母，又叫海蜇，是一种古老的腔肠动物，早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海避难去了。

原来，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次)，总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很敏感。仿生学家发现，水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，相当地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接受到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向，就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。

-- 结构构件

对于构件，在截面面积相同的情况下，把材料尽可能放到远离中和轴的位置上，是有效的截面形状。有趣的是，在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如：“疾风知劲草”，许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构，其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼，其截面上密实的骨质分布在四周，而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。

-- 斑马

斑马生活在非洲大陆，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中，细斑马长得美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外，以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功仿生学例子。

鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。

苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。

苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由30O0多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。

鸟类的翅膀具有许多特殊功能和结构，使得它们不仅善于飞行，而且会表演许多“特技”，这些特技还是目前人类的技术难以达到的。小小的蜂鸟是鸟中的“直升机”，它既可以垂直起落，又可以退着飞。在吮吸花蜜时，它不像蜜蜂那样停落在花上，而是悬停于空中。这是多么巧妙的飞行啊。制造具有蜂鸟飞行特性的垂直起落飞机，已经成为许多飞机设计师梦寐以求的愿望。

在企鹅的启示下，人们设计了一种新型汽车“企鹅牌极地越野汽车”。这种汽车用宽阔的底部贴在雪面上，用轮勺推动前进，这样不仅解决了极地运输问题，而且也可以在泥泞地带行驶。

苍蝇的眼睛，发明了蝇眼摄象机。

苍蝇的灵敏感知，发明了危险探测仪，用在危险工作场所

鹰的滑翔技巧，发明了。

鸟类的留线造型，改变了飞机的外型，更符合空气动力学。

鸟类的骨头，改进了飞行器的骨架结构，更轻，强度更高。

蝙蝠和海豚的声波探测，发明了雷达。

飞机靠雷达在夜间飞行是人们从蝙蝠身上受到的启示

仙人掌、蚂蚁，这些自然的事物随处可见，因此它们并不稀奇，但你可别小看它们。

你是否看过一群小小的蚂蚁，在墙壁爬动著？它们时时抬著像沙子一般小的食物，成群结队的走动。那细小的身材，生命十分柔弱，只要被人一压，它的一生，可能就这样结束。蚂蚁虽然渺小，但非常团结。一只蚂蚁找到食物，由於食物的体积太大，自己无法搬运，它便立刻回巢，通知夥伴，大家一起团结起来，就能成功了。我们也是一样，如果不能团结，像一盘散沙一样，一点力量都没有；如果能合作，在做人处世上就能屹立不摇。

仙人掌生活在沙漠地区，那里酷热无比，还有许多恶毒的猛兽，处境十分危险。但是仙人掌生活在那里许久，却不见它绝种，这是因为它为了适应险恶的环境，长出了尖锐的刺，使动物们无可奈何。这似乎告诉我们，必须克服困难，外在艰苦的环境，要靠自己坚强的毅力去解决。俗语说：「天下无难事，只怕有心人。」就是这个道理。

大自然中，给我们的启示实在太多了，只要用心体会，都能让我们对生命有更深一层的体认，像仙人掌、蚂蚁，不都是很好的例子吗？

物理科技创新小发明

新小发明制作方法1、自制羽毛球

准备材料：空饮料瓶一只，泡沫水果网套两只，橡皮筋一根，玻璃弹子一只。

制作过程：

1.取毫升空饮料瓶一只，将瓶子的上半部分剪下；

2.将剪下的部分均分为8份，用剪刀剪至瓶颈处，然后，将每一份剪成大小一致的花瓣形状；

3.将泡沫水果网套套在瓶身外，用橡皮筋固定在瓶口处；

4.将另一只泡沫水果网套裹住一粒玻璃弹子，塞进瓶口，塞紧并露出1厘米左右；

5.剪下半只乒乓球，将半球底面覆在瓶口上，四边剪成须状，盖住瓶口后用橡皮筋固定住。

6.美化修饰后，一只自制羽毛球完成了。用羽毛球拍打一打，看看效果怎么样？

2、自制香皂纸

制作材料和工具：

吸湿性较好的白纸，小块香皂，一支毛笔和一次性饮料罐。

制作方法：

先把香皂切碎后放在罐里，盛上适量的水后把杯子放在炉上加热，等香皂融化，将白纸裁成火柴盒大小，一张张涂透皂液，再取出阴干就成了香皂纸。

3、自制热气球

1.首先我们用软纸裁出6～8个叶状的纸片。

2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。

3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。

4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面。

4、自制手电筒

具体制作方法是：将一只废易拉罐（如露露饮料罐）起掉一头盖子，另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池，电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖（如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上），在盒盖挖一个圆形小洞，洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。取一段寻线两端剥去线皮，一端绕在灯座上，另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下，灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时，用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上，手电筒就会发光，大拇指离开导线跳起，手电筒就灭了，使用非常方便。

5、自制太阳灶

找一个大号手电筒上的凹面反光碗，用硬质泡沫塑料或木料削一根长约4厘米的圆柱体，直径以正好能紧紧塞进反光碗的圆孔为宜。在圆柱的一端横向钻一个细孔，穿入一根直径相当于孔径的铁丝，然后将露在圆柱外的铁丝两头扳折成90°，各留5厘米即可。把圆柱塞入反光碗的圆孔内，再将铁丝两端插在一块泡沫塑料或木质底板上。将一根细竹签的两头削尖，一头插在反光碗的圆柱上，另一头插上一小块土豆。把该装置放在太阳下，让反光碗朝着太阳方向，然后，耐心调节竹签长度，让插上去的土豆正好位于发光焦点上。要不了多久，土豆就会被太阳光烤熟，发出香味。

物理小发明 制作

自制潜望镜

买两块小镜子。用硬纸片做两个直角弯头圆筒，直径比小镜子稍大。在纸筒的两直角处各开一个45度的斜口，将两面小镜子相对插入斜口内（如图所示），用纸条粘好，把两个直角筒套在一起，即成一个简单的潜望镜。

潜望镜的用途很广，在步兵的战壕里观察前方的战况以及在坦克的驾驶室及炮长的瞄准都用到了潜望镜。同学们通过制作简单的潜望镜可以了解光的反射现象以及光路设计原理。

自制喷雾器

【制作方法】

取一只玻璃瓶，瓶塞上插入两根细长的玻璃管A和B，其中管A的下端应伸到接近瓶底，其上端露出瓶外，成直角，并套接一段带弹簧夹的橡皮管，橡皮管的另一端再接上一段带尖嘴的玻璃管C。B管在瓶外的一端用橡皮管与注射器的注射头相接。

【使用方法】

先在瓶内装水到接近瓶口，使瓶内只留少量空气，按图5．15－12组装好。然后用注射器把水注入瓶内，并保持柱塞不动，而后松开弹簧夹，水就从玻璃管C的尖嘴成雾状喷出

简单点的

自制小喷泉:把一用完的油笔心顶部拧下,用针捅掉小圆珠.然后取一可乐瓶,剪掉瓶底,倒置,用一橡皮管把油笔心顶部和剪掉瓶底的可乐瓶瓶口紧密连接.

向可乐瓶内注水 把油笔心顶部小口向上低一点放置

则水在气压作用下会在油笔心顶部小口处形成水柱!!!

加油!!!!!!!!

初二的？太简单，太难为人了。我初二的时候搞过一个断线报警器，原理简单得一塌糊涂。

如图，R是保护电阻，防止全短路。正常时，LED被短路，不亮。一旦有外界干扰使短路LED的导线断开，则LED亮，实现报警。如果还要有声音，可再并联一个发声模块。短路的导线形式可多样化，可以是钱包的一对金属钮扣，可以是锁的锁块和墙上的固定器……反正你自己想吧。希望可以帮到你！ LED完全可以用小灯代替啊

自由落体实验小发明

拿一个小球 自由落体即可.

筷子放在玻璃杯里，杯子里面放进凉水，观察杯子里面的筷子，会发现筷子向上弯曲。(折射)

弹簧拉伸后，突然松开，弹簧震动，发出声响。