動手“量一量”
——定量實驗法

◆徐麗娟

動手“量一量”
——定量實驗法

◆徐麗娟

我們在做發明創造時，需要弄清楚各種組成物所占的比例，或者確定某些成分的含量等，就不得不用到定量實驗法。

光速“量”出來

你可能以為太陽一升起就會被我們看到，其實不然。它出現的時間比我們看到它的時間要早呢。這是因為光速是有限的，而不是無限快的。那么光速究竟是多少呢？

要回答這一問題，就要用定量實驗法來測定。

伽利略在1607年做了一個實驗。他叫甲乙兩個人在夜間各帶一盞燈，分別站在兩個山頂上。甲迅速拿掉燈罩后對乙發出信號，乙一看到信號，就馬上拿掉燈罩，對甲發出信號。然后，他們根據兩座山之間的距離和光往返的時間計算光速。

1849年，法國科學家斐索讓一個齒輪以一定的速度運動并讓光通過齒輪間，通過測量光走過某一給定距離的時間，算出了光速。

后來，法國科學家傅科用一面旋轉的鏡子測定光速。他讓鏡子以一定的速度轉動，使它在光線發出并從一面靜止的鏡子反射回來這段時間內，恰好旋轉一周。

隨著科學技術不斷發展，人們不斷改進實驗裝置和技術，使光速的測定更加精確。

胸中要有“數”

何為胸中有“數”？即我們在求解問題或設計方案時一定要有基本的數量分析。

例如，在做有關化學領域的發明創造時，人們不但需要確定藥品組合物的成分，而且需要確定各成分的含量，這時定量實驗就必不可少了。可以說，如果沒有定量實驗，有關新藥品的發明創造只是一種空想。

此外，在發明創造過程中，經常需要做選擇。當要確定選擇范圍時，我們也得依賴定量實驗。比如，在50℃～130℃的溫度下，物質A與物質B生成物質C，能否選擇一個最佳的溫度范圍，使物質C的生成量明顯超過預期量呢？有人通過定量實驗，發現在63℃～65℃的溫度范圍內能達到這一要求。

即使是新產品的發明，也常常離不開定量實驗呢。例如，人們發現臭氧雖然與氧氣是同種元素組成的物質，但性質大不相同。臭氧比氧氣重，有特殊氣味。在雷雨天氣，閃電使一些氧氣轉變為臭氧。大氣中這些低濃度的臭氧，會使空氣變得格外清新。

臭氧有極強的除臭、殺菌、防霉作用。生活中其他一些不好聞的氣味，如含硫化合物的臭雞蛋味、醛類化合物的刺激性氣味、胺類化合物的魚腥味等，與臭氧發生反應后產生的物質都沒有異味，也沒有毒性。

基于這些發現，有人提出了開發電冰箱電子滅菌除臭器的創意。通過定性實驗，可以解決利用臭氧能否殺菌除臭的問題。但對于電子線路能產生多大濃度的臭氧、消毒不同的物品應分別采用多大濃度的臭氧、能在多長的時間內殺滅電冰箱中危害人類的細菌等問題，則必須依靠定量實驗。

如果不解決上述問題，開發設計的電冰箱電子滅菌除臭器是無法成為顧客樂意接受的商品的。

定量很重要

定量實驗法是發明創造中非常實用的一種方法。所謂定量實驗，是為了深入了解事物和現象的性質、揭露各因素之間的數量關系、確定某些因素的數值而進行的實驗。

運用定量實驗法，首先要明確它與定性實驗的關系。

一般來說，定性實驗是定量實驗的基礎。只有先確定了某些因素是否存在，不同因素之間是否有聯系，才能進一步安排定量實驗。同時，也只有通過定性實驗了解和掌握了試樣的定性組成及其大約含量，才能正確地選用定量分析的方法。

定量實驗的一個突出特點是測試或測量，因此，掌握或了解有關量的測試或測量的方法，對發明創造者來說是一種不可缺少的能力。

同學們，假如有人想發明一種用來儲存蔬菜、水果等的電子保鮮器，你們覺得除了設計電路原理圖外，還應當通過定量實驗解決哪些技術問題呢？