布朗運動范文

導語：如何才能寫好一篇布朗運動，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

普通高中課程標準實驗教科書《物理》選修3-3分子動理論的基本觀點一節中的“迷你實驗室”觀察碳粒在液體中的運動，課本是用碳素墨水用水稀釋后取一滴放在載玻片上，蓋上蓋玻片，放在顯微鏡下觀察懸浮在液體中的小碳粒的運動。但是，我們發現，該實驗要做好難度很大，再加上觀察時都是事先調好的一臺或兩臺顯微鏡讓所有學生都來觀察，由于班內的學生比較多，組織學生觀察既費時又費力，甚至影響整節課的教學。而且濁液容易干涸，一般晴朗的氣候，空隙沒有密封的觀察片只能保持一節課的觀察時間，碰到干燥的天氣，十幾分鐘的時間懸濁液便所剩無幾。所以大多數老師采用在黑板上講解實驗現象，這樣學生的學習積極性會受到影響。

那么，有什么辦法可以解決上述問題呢？帶著問題的思考，我們覺得最好的辦法就是改進實驗，進行教具自制，并初步完成教具的制作。

二、研究過程

1. 確定課題

在課前進行懸浮液的配置，我們發現要選用顆粒較小的觀察物質制成懸濁液，但是市面上賣的碳素墨水大多不好用（稀釋的碳素墨水或墨汁，由于其顆粒太小，高倍顯微鏡實際上是看不大清楚布朗運動的。）于是我們就想到了用花粉或淀粉或美術顏料代替碳粒。

而顯微鏡放大倍數合理選擇，也是實驗成敗的關鍵。我們發現顯微鏡放大倍數選擇600多倍為宜，即物鏡用“45×”，目鏡用“15×”，放大倍數為675倍。這樣選擇易于調節，觀察效果明顯。而且顯微鏡中視場要有合適的亮度，太亮或太暗都看不清布朗運動。為了節省學生觀察的時間，我們必須用多臺顯微鏡，條件不夠的學校又不可能，而且不好操作。因此，我們想到了用放大投影觀察布朗運動。

2. 收集資料，確定具體設計方案，并完成設計圖

由于懸浮液顆粒很小，不易觀察，能否把它放大呢？經過思考，我們發現凸透鏡不但對光束有擴散作用，而且對成像也有放大作用。從凸透鏡成像的光路圖啟發了我們，可以把發光體改為懸浮顆粒。如何用凸透鏡裝懸浮液呢？我們想到了玻璃和水的折射率基本相同且比空氣的大，這樣裝滿水的玻璃燈泡就相當于一個凸透鏡。

接下來是光源的選擇，普通的光源發射能力不強，能量的不夠高度集中，所以亮度不高，對成像不利。與一般光相比，激光具有四個特點：

（1）亮度高：由于激光的發射能力強和能量的高度集中，所以亮度很高。

（2）方向性好：激光發射后發散角非常小。

（3）單色性好：光的顏色由光的不同波長決定，不同的顏色，是不同波長的光作用于人的視覺的不同而反映出來。激光的波長基本一致，譜線寬度很窄，顏色很純，單色性很好。

（4）相干性好：激光不同于普通光源，它是受激輻射光，具有極強的相干性。

所以我們選擇了激光器作為光源。

我們的設計方案是這樣形成的：

（1） 初步構想：把白熾燈泡的底座去掉，將內部的燈絲取出，用水將內外清洗干凈，再在燈泡中裝滿純凈水，以此當做凸透鏡。然后將少許淀粉撒入玻璃泡中的水，最后用激光照射。

（2） 改進：為了使實驗現象更為穩定，我們想到了把實驗儀器固定在木板上。

（3） 最終方案：有了上面的構思，我們對實驗進行改進，并完成了實驗設計圖。

3. 教具制作及實驗演示

實驗儀器：一支激光器、一只白熾燈泡、一塊方形木板、8號鐵絲、三枚鐵釘、水和少許淀粉

儀器制作：把白熾燈泡的底座去掉，將內部的燈絲取出，用水將內外清洗干凈，再在燈泡中裝滿純凈水；將鐵絲剪斷且彎成兩個“丫”字形支架，釘在木板上，并把激光器固定在“丫”字形支架上；將三枚鐵釘形成三角形釘在木板上，再將裝滿純凈水的玻璃燈泡放平穩在三枚鐵釘之間。

實驗演示：

（1） 把教室的門和窗簾關起來，打開激光器，使激光通過燈泡照射在墻壁上，此時墻壁上會呈現一個較大的光斑。

（2） 將少許淀粉撒入玻璃燈泡中的水，這時墻壁上觀察到的光斑中就會立即有很多微小的發光點在不停地做無規則運動。這是因為液體分子無規則運動從各個方向撞擊懸浮在液體中的微小淀粉顆粒，從而引起這些微小顆粒的無規則運動。這些無規則運動的顆粒經過擴散的激光束照射，成為一個個不停運動的光點而映射在墻壁上，這是布朗運動。但這個實驗需要注意的是，淀粉不能撒得太多了，如果撒多了，光斑很暗，光點的運動就看不清楚了。

（3） 隨著觀察時間的延長，我們會發現光點慢慢增大且運動速度也會變慢。這是因為淀粉顆粒吸收水分后膨脹，受到周圍水分子碰撞次數增多，平衡性加強，因此無規則運動的速度變慢了。

（4） 如果在玻璃燈泡中加入一些熱水，我們會發現發光點的運動速度明顯加快了，由此讓學生認識到分子運動隨溫度的升高而變得更加劇烈了。

4. 撰寫論文，做進一步改進的設想

我們對整個活動的過程進行了總結，撰寫報告。

三、項目特色

1. 實驗現象形象直觀，實驗效果良好

利用激光器對課本布朗運動實驗的改進，實驗現象直觀，特別是通過具有凸透鏡性質的裝滿水的玻璃燈泡進行成像放大，使微小顆粒所產生的布朗運動更加明顯，取得了良好的實驗效果。

2.成本低，結構簡單

整個模型的材料，制作的經費就十幾塊錢，設計結構簡單。

3.該儀器適應性、實用性強，可以實現多種實驗

該儀器不僅適用于布朗運動的實驗，還可以用來觀察生物切片的載玻片，使生物學很多在課堂上難以實現的演示實驗取得滿意的效果。

四、收獲和體會

回過頭來細細品味我們的創新過程，雖然有點辛苦，特別是制作過程遇到了一些挫折，但是在我們的努力下，總算是如期完成，心里十分高興，有著很大的成就感。

通過這次有意義的創新活動，我們最深刻的體會是，科學創新是不斷的改進和完善的過程，這個過程需要時間，需要我們每一個人堅持不懈的努力。

篇2

關鍵詞：分數布朗運動；歐式未定權益；歐式權證

中圖分類號：F12文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2007）12-0063-02

1 預備知識

分數布朗運動的這些性質使得它成為數理金融的一合適的工具。文和文在H>12時應用Wick積和分數白噪聲理論定義了一種關于分數布朗運動的隨機積分，并證明了市場無套利且為完全市場。本文采用此種隨機積分的定義，并恒假設12

如果標的資產價格S(t)滿足下式：

我們稱標的資產價格S(t)服從幾何分數布朗運動的市場（并滿足通常的Black-Scholes模型的條件）為Ito型分數Black-Scholes市場。文還證明了此市場不存在套利且是完全市場。

現在我們考慮一Ito型分數Black-Scholes市場僅有兩種證券，一種無風險資產即債券與一種股票，設(Ω,F,Ft,P) 是一個具有σ-流的概率空間，其中Ft是由分數布朗運動BH(t)產生的自然σ-流，其中債券方程滿足：

2 歐式未定權益的一般定價公式

考慮一資產組合θ(t)=(μ(t),v(t))，其中μ(t),v(t)分別表示在t時刻債券和股票的持有量，并均為Ft適應過程，則相應的財富過程為：

我們考慮標的資產的價格服從幾何分數布朗運動，設在到期時刻T有界盈利f(S(t))的歐式未定權益在t∈［0,T)價格記為C(S(t),t)，我們有如下歐式未定權益的一般定價公式。

定理2.2 歐式未定權益在期滿前任意時刻t時的價格為：

3 歐式權證的定價公式及套期保值策略

權證，英文名warrant，是一種有價證券，投資者付出權利金購買后，有權利而非義務在某一特定時期按約定價格向發行人購買或出售標的證券。根據行使期的不同，權證可以分為歐式權證和美式權證；根據權利的行使方向，權證可以分為認購權證和認沽權證。

現在我們考慮基礎標的資產的價格服從幾何分數布朗運動并有連續紅利支付的歐式權證，設執行價格為 K，到期時刻為T，行使比例為1:1，無風險利率和紅利率均為時間t的確定性函數，分別記為r(t),δ(t)，則在風險中性概率Q下，標的資產的價格服從以下方程：

參考文獻

［1］Ducan,T.E., Y Hu and B.Pasik-Ducan, Stochastic calculus for fractional Brownian motion, I.SIAMJ. Control Optim., 38(2000),582-612.

［2］Hu, Y. and B.Qksendal, Fractional white noise calculus and application to finance, Inf. Dim. Anal. Quanum Prob. Rel. Top, 6(2003), 1-32.

［3］Lin, S.J. Stochastic analysis of fractional Brownian motion, fractional noises and application, SIAM Eeview, 10(1995), 422-437.

篇3

（1）知道什么是熱運動，知道分子熱運動劇烈程度與溫度有關．

（2）知道布朗運動和擴散現象，并能簡單解釋其原因

教學建議

教材分析

分析一：本節教材內容特點是先實驗（擴散現象和布朗運動兩個實驗現象），后得出結論（分子的無規則運動），并根據現象說明熱運動與溫度有關，因此做好演示實驗是關鍵．

分析二：由于液體或空氣分子在熱運動過程中對懸浮于其中的顆粒的碰撞的不平衡性，使這些顆粒受力不平衡而開始運動，這就是布朗運動．由于分子運動的無規則性，造成布朗運動的不規則性．另外，溫度越高，分子熱運動越快，對顆粒的撞擊更強，布朗運動更顯著．

分析三：溫度越高，分子無規則運動平均速度越快，這是一個宏觀統計結果，而對于具體某個分子，溫度與其運動速度并不一定存在這一關系，也許溫度升高，這個分子的運動速度相反可能在降低．

教法建議

建議一：做好演示實驗是關鍵，擴散現象實驗和布朗運動實驗都需要認真做．在做觀察布朗運動的實驗過程中，用稀釋的墨汁做懸濁液，過稀時液體中的微粒太少，過濃時亮度變暗，而且微粒連在一起，不便觀察，可以多試幾次．墨汁也可以不放在載片玻璃的凹槽中而只簡單地滴一滴在載片玻璃上，蓋上蓋玻璃就可以．顯微鏡的放大率在40倍左右最合適．

建議二：在實驗的基礎上，推出分子在不停地熱運動后，要注意再用熱運動的觀點解釋造成該實驗現象的原因，以便鞏固、加深學生的認識．

建議三：有關布朗運動和擴散運動的實驗除做好演示實驗外，若有條件，最好能用計算機模擬一下該運動的微觀機制，這樣有利于學生對該實驗現象的理解．

教學設計方案

教學重點：知道分子不停地無規則熱運動，知道布朗運動和擴散運動

教學難點：布朗運動和擴散運動的微觀解釋

一、擴散運動

1、演示實驗

空氣與二氧化氮氣體間的擴散現象

2、概念：擴散現象

3、擴散現象的微觀解釋：分子的無規則熱運動

4、計算機演示擴散過程

5、對比實驗：紅墨水在熱水和冷水中的擴散快慢．

結論：溫度越高，分子運動越劇烈，擴散越快

6、列舉日常生活中的擴散現象：如香水味等

二、布朗運動

1、學生觀察布朗運動現象

2、微觀解釋布朗運動：分子撞擊不平衡

3、觀察布朗運動與溫度高低、顆粒大小關系：溫度越高，布朗運動越顯著；顆粒越小，布朗運動越顯著．

4、計算機演示布朗運動現象以及產生原理

例：關于布朗運動，下列說法正確的是

A、布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的運動

B、布朗運動是指液體分子的運動

C、布朗運動是液體分子無規則運動的反映

D、布朗運動是指懸浮在液體中的顆粒的無規則運動

答案：CD

評析：熟知布朗運動的實質是解決本題的關鍵．

三、熱運動

由布朗運動和擴散運動說明分子的無規則運動與溫度的關系．

四、作業

探究活動

題目：研究不同物質形態間擴散速度快慢

組織：個人或分組

篇4

[關鍵詞]分數跳-擴散 上限型買權 保險精算法 期權定價

一、 引言

期權是一種風險管理的工具,它賦予持有者在規定的時間有權而非必須以約定的價格購買或出售一定數量的標的金融資產的權利。自20世紀70年代Black和Scholes發表的《The Pricing of options and corporate liabilities》被金融市場具體應用于期權定價以來,越來越多的學者致力于改進和發展這一經典的模型。

傳統的期權定價模型一般用幾何布朗運動來描述標的資產價格過程,但標的資產的波動性通常具有自相似性和長期依賴性等分形特征,而幾何布朗運動不具有相應的性質。我們知道分數布朗運動是自相似過程,具有長期依賴性,因此用分數布朗運動取代幾何布朗運動來描述標的資產的價格過程,就可以得到更貼近市場的結果。研究也發現,當市場出現一些重大信息時,價格的變化是不連續的,學者采用跳-擴散模型來反映這一不連續性。

本文綜合考慮了上述兩種情形,采用了保險精算定價的思想得到了資產價格過程服從分數跳-擴散模型的歐式期權定價公式,并且得到了一類奇異期權――上限型買權的定價公式。

二、 分數跳-擴散模型

1. 分數布朗運動

分數布朗運動為一連續的高斯過程稱為Hurst指數,滿足協方差時,則為標準的幾何布朗運動。

分數布朗運動是自相似過程,且在時,有長期依賴性,這些性質使得它成為研究數理金融更合適的工具。在時,應用Wick積和分數白噪聲理論定義了一種適用于分數布朗運動的隨機積分:,本文采用這種積分定義,且設。

2.分數跳-擴散模型

跳-擴散模型是為了反映股市變化的不連續性而采用的,不同的跳-擴散過程反映了不同的標的資產變化。本文采用的模型,即標的資產的價格過程滿足如下的隨機微分方程:

(1)

其中,為幾何布朗運動;表示標的資產在內隨機跳躍的次數,服從參數為的泊松運動;為服從正態分布的隨機變量,而表示標的資產價格跳躍的相對高度;為期望收益率;為波動率。考慮一個風險中性世界,由風險中性定價原理,則可以用無風險利率代替期望收益率,于是解方程(1),可以得到標的資產的風險中性價格模型為:

考慮分數布朗運動,以及Wick積得定義及性質[1],可以得到分數跳-擴散運動公式:

(2)

以及,

三、分數跳-擴散模型下上限型買權定價

經研究表明,由于當分數布朗運動的H指數時,資本市場有套利,因此風險中性定價等無套利定價理論來無法解決該問題[2][3]。本文采用文獻[4]中的保險精算定價方法。

1. 保險精算定價法

考慮由兩類資產組成的連續貿易金融市場,一類為具有無風險利率的無風險資產(如債券),滿足;另一類為風險資產(如股票)在t時刻其價格為,考慮的時間區間為 ,T表示到期日。是定義在完備概率空間上的隨機過程,是由產生的。1998年Mogens Bladt和Tina Hviid Rydberg提出期權定價的保險精算方法[4],即利用公平保費原理將期權定價問題轉化為等價的公平保費確定問題。

定義1 標的資產價格過程在區間上產生的期望收益率被定義為:

其中,為t時刻的連續復利收益率。

定義2(公平保費原理)[4]:歐式期權的價值等于在期權被執行時股票到期日價格按期望收益率折現的值與執行價格按無風險利率折現的值之差在標的資產實際概率測度下的數學期望。其在到期日的被執行的條件為:歐式看漲(看跌)期權的標的資產到期日價格按期望收益率折現的值與執行價按無風險利率折現的值之差大于零(小于零)。

保險精算方法將期權定價問題轉化為由于無任何經濟假設,所以它不僅對無套利、均衡、完備的市場有效,且對有套利、非均衡、不完備的市場也有效。

由公平保費原理,可以得到如下的定理:

引理1 (歐式看漲期權)在到期日T,執行價為K的歐式看漲期權在初始時刻的公平保費價值為:

其中,

引理2 (歐式看跌期權)在到期日T,執行價為K的歐式看跌期權在初始時刻的公平保費價值為:

其中,

2.分數跳-擴散模型下歐式期權的定價公式

定理1 (歐式看漲期權)在到期日T,執行價為K,標的資產服從分數跳擴散過程的歐式看漲期權在t時刻的定價公式為:

這里是標準正態累計分布函數。

其中,

證明:(3)

其中,

根據定義1,可以知道關于風險資產,有:

則(3)式可以改寫為:

其中,(4)

又因為中包含有跳躍的泊松過程,設包含n次跳躍:

其中,下面為關于 的計算:

從文獻[1]中,可以得到 ,又,

所以,,此時,由(5)式,可知 包含n次跳躍,令,則資產在T時刻可以表示為:

(6)

其中,

根據(6)計算整理(4)可得:,

則:

同理,可得,

由此,得到:

考慮,得到其定價公式為:

其中,

同理,我們可以用相同的證明方法得到以下定理。

定理2 (歐式看跌期權)在到期日T,執行價為K,標的資產服從分數跳擴散過程的歐式看跌期權在t時刻的定價公式為:

其中 與定理1相同。

注:當時,定理1、定理2即為跳-擴散模型下,歐式期權的定價公式。

3.分數跳-擴散模型下上限型買權定價

上限型買權是在到期日具有如下的未定收益的一種奇異期權:

其中K為敲定價格,P是正常數。且上限型期權在到期日前的任意時刻的價格為:

其中是歐式看漲期權在的價格,從而得到下面的定理:

定理3 在到期日T,執行價為K,標的資產服從分數跳-擴散過程的上限型買權在t時刻的定價公式為:

其中,,

證明:由,及定理1即得。

注:當時,定理3即為標準跳-擴散模型下的上限型買權定價;時,為標的資產服從幾何布朗運動模型下的上限型買權定價。

四、結束語

考慮到分數布朗運動以及跳-擴散模型在資產模型中的特點,假設標的資產服從分數跳-擴散過程,且無風險利率、波動率和期望收益率均為時間的非隨機函數的情況下,運用保險精算法得到了一類奇異期權――上限型買權的期權定價公式,該公式是標準跳-擴散模型以及分數布朗運動模型下的推廣。

參考文獻:

[1] NECULA C. Option pricing in a fractional Brownian motion environment [J]. Pure Mathematics, 2002,2(1):63-68.

[2] HUY, ΦKSENDAL B. Fractions white noise calculus and application to finance[J]. Infinite Dimensional Analysis, Quantum Probability and Related Topics, 2003,6:1-32.12

[3] LI RH, MENGHB, DAI YH. The valuation of compound options on jump-diffusions with time-dependent parameters [J].IEEE,2005,2: 1290-129

篇5

【關鍵詞】黏液形成菌 布朗運動 趨化運動

在循環冷卻水中，由于碳源和氮源的存在，加之含鹽量較大，為微生物滋生提供了營養物質。微生物污垢有助于其它污垢的綜合積聚，造成流動阻力增大，傳熱效率下降，管壁熱阻增加，換熱設備腐蝕速度加快等安全隱患。為解決循環冷卻水系統中微生物過量繁殖、腐蝕、結垢等危害，提高換熱設備效率，需要對致垢微生物的遷移過程進行研究。Adler[1]證實細菌的趨化作用是由特異性受體所介導，才開始了細菌趨化反應的現代研究。Berg[2]證明了沿著吸引劑梯度上升的方向，細菌泳動長度明顯變大，細菌運動方向的改變和梯度的方向關系不大。Hyon[3]證明了細菌具有自主運動能力，可以通過鞭毛改變運動方向。至今為止，還沒有相關文獻針對循環冷卻水中的致垢細菌的運動行為進行研究。為此，本文針對循環冷卻水中黏液形成菌的運動特性進行分析。

1 細菌運動機理

1.1 細菌趨化性

細菌對化學物質的濃度梯度產生趨向或離避的反應叫細菌趨化性。細菌有兩種運動方式：泳動和翻滾。遇到化學吸引劑時，細菌向高濃度吸引劑的方向直線泳動，不出現翻滾現象，這種朝向刺激源的運動稱為正向趨化性。遇到趨避劑時，細菌立即產生翻滾運動并沿其遞減的濃度梯度泳動，這種與刺激源反向的運動稱為負向趨化性。在濃度相同的化學環境中，細菌保持一定的翻滾頻率，呈常態運動。

1.2 細菌布朗運動

粒徑小于5的顆粒在溶液中隨機游走被稱為布朗運動。每個液體分子對小顆粒有一定的瞬時沖力。由于分子運動的無規則性，每個分子撞擊時對小顆粒的沖力大小、方向都各不相同，因此布朗運動的方向也是無規則的。細菌在水中運動不免會受到布朗運動的干擾。

2 細菌運動實驗

2.1 實驗材料

2.1.1 菌株

從電廠循環冷卻塔塔底黏泥中分離純化得到黏液形成菌。

2.1.2 培養基

液體培養基：牛肉膏，0.75g；蛋白胨，2.5g；氯化鈉，1.25g；加水至250mL；調節pH值為7。

固體培養基：蛋白胨，2.5g；瓊脂，5g；加水至250mL。高壓滅菌后倒入培養皿中冷卻至凝固。

吸引劑溶液：蛋白胨，0.3g；加水至100mL。

2.2 實驗儀器

生物光學顯微鏡、電子分析天平、YXQ-SG46280S型壓力蒸汽滅菌鍋、LRH-70型生化培養箱、pH計、玻璃器皿等。

2.3 實驗方法

2.3.1 平板菌落計數法

采用平板菌落計數法中的涂布法對菌懸液的細菌濃度進行測量。

2.3.2 顯微攝影法

將菌懸液滴在干凈的載玻片上，蓋好蓋玻片，在顯微鏡下觀察黏液形成菌泳動和翻滾的運動現象，并計算細菌泳動速度。

2.3.3 半固體瓊脂平板法

采用半固體瓊脂平板法實驗觀察黏液形成菌對營養物質的趨化現象。本文選擇蛋白胨為營養物質，較少量的瓊脂作為培養基的凝固劑。用滴管取0.05mL細菌于半固體培養基上，在生化培養箱中恒溫培養48h，觀察細菌的生長狀態，評估黏液形成菌對蛋白胨的趨化反應。

3 實驗結果

3.1 細菌平均運動速度

在連續50s內，采樣時間間隔為1s，對30個運動細菌的位置信息進行采集。經過對細菌位置數據的分析處理，黏液形成菌的平均運動速度為。

3.2 細菌運動分析

3.2.1 趨化行為

通過實驗發現，菌斑處菌群呈現出邊緣密集而中間稀薄的遞進狀態。若菌斑形成完全由擴散控制，菌斑密度應該從中心到四周不斷降低，形成一個連續的從內到外濃度降低的發散形狀，與實際形成的菌斑相比，說明在半固體瓊脂平板中的黏液形成菌此時并不是完全由擴散控制。而是因為細菌生長繁殖將中間的營養物質消耗后，為了能夠繼續生存下去，黏液形成菌菌群朝著營養物濃度相對較高的地方遷移，致使菌斑周邊的密度較高。通過這一現象，可以證明黏液形成菌對蛋白胨具有趨化行為。

3.2.2 細菌能動性

在菌斑形成白圈，是由于半固體瓊脂培養基中瓊脂含量很低，致使黏液形成菌的運動阻力較小，這必然會導致黏液形成菌中一些運動能力更強的細菌在平板中遷移到營養物質更豐富的地方，只是這樣的細菌相對于整個黏液形成菌菌斑中的細菌量是少數的，因此形成了圖中菌斑外側的二次菌環，證明了黏液形成菌的能動性。

4 結果與討論

（1）通過半固體瓊脂平板法，發現黏液形成菌對蛋白胨產生明顯的趨化響應，在半固體培養基上形成明顯的趨化圈。

（2）利用高倍光學顯微鏡，采集了黏液形成菌在溶液中運動圖像，并跟蹤單個細菌粒子，測得黏液形成菌的運動速度。

（3）通過機理分析，揭示細菌在溶液中運動特性，為解決循環冷卻水中微生物污垢提出了一種新的可能。

參考文獻：

[1]Adler J， Dahl M， Margert. A method for measuring the motility of bacteria and for comparing random and non-random motility.J Gen Microbiol，1967，46：161-173.

[2]Berg H C， Brown D A. Chemotaxis in Escherichia coli analysed by three-dimensional tracking.Nature，1972，239：500-504.

篇6

膠體化學作為化學的一個小分支，在大學中將較詳細地闡述清楚，以學生目前掌握的物理知識，學生能利用物理中的光學、力學和電學知識理解膠體的丁達爾效應、布朗運動和電泳現象，下面分別加以說明。

1.膠體的光學性質

如圖1所示，在暗室里，將一束光線透過溶膠，在光束的垂直方向觀察，可以在光透過溶膠的途徑上看到一個光柱，這就是丁達爾效應。

圖1

丁達爾現象的實質是溶膠對光的散射作用。可見光的波長在400～760nm的范圍，略大于一般溶膠粒子的尺寸。當可見光（電磁波）照射在微粒上時，向各個方向發射與可見光有相同頻率的電磁波即散射光波。由溶膠的高分散度和多相性，入射光照射在溶膠粒子上，必然會產生散射光。當然，由于分子熱運動引起密度或濃度漲落，會造成光學的不均勻性，產生光的散射。從而使每一個被光照射的膠粒成為一個個“小太陽”，如此在光線上排列一組“小太陽”，形成一條“光的通路”，這就是丁達爾效應。

2.膠體的力學性質

溶膠是一種高度分散的多相系統，在熱力學上是不穩定的。溶膠會自動聚結為大粒子，使整個膠體系統遭到破壞。但溶膠能穩定地存在，主要原因是溶膠的動力學性質。

在物理課中“分子熱運動”這個知識點上就提到過這種動力學性質――布朗運動。

圖2

產生布朗運動的原因是分散質分子對膠粒的撞擊結果，受介質分子熱運動的撞擊，在某一瞬間，它所受的來自各個方向的撞擊力不會相互抵消，如圖3所示，加上粒子自身的熱運動。因而，它在不同時刻以不同速度、不同方向做無規則運動。

圖3

溶膠粒子的布朗運動會引起溶膠中分散相粒子的擴散作用。所謂擴散，指溶膠粒子從高濃度區向低濃度區定向遷移現象，擴散的推動力是濃度梯度。即膠粒從高濃度處向低濃度處擴散是自發的。

3.膠體的電學性質

在外加電場的作用下，帶電的分散相粒子在分散介質中向相反符號電極移動的現象，就是溶膠的電學性質――電泳。如圖4所示。

圖4 電泳

產生電泳的主要原因是膠粒是帶電的，即在固液界面層上會呈現帶電現象。究其原因可有數種，其中之一是固體表面上的物質粒子，在溶液中發生電離，可導致固體表面帶電。固體表面上的帶電離子不論是如何產生的，皆應視其為固體粒子的組成部分，帶電的固體粒子表面由于靜電吸引力的存在（簡稱反離子或異電離子）環繞在固體粒子的周圍，這樣在固液兩相之間形成雙電層結構。

以KI溶液滴加至AgNO 溶液中形成AgI溶膠（正溶膠）為例，形成的膠核吸附溶液中的過量的NO 離子，而膠粒帶正電荷：

圖5

以上就是在高中階段我們介紹的膠體的三大主要性質――丁達爾效應、布朗運動和電泳。如此，以中學物理知識理解化學中的膠體性質，不但可以讓學生在理解的基礎上記憶清楚膠體的性質，而且可以讓學生真正從本質上理解外界某些條件的改變，膠體的穩定性被破壞而產生聚沉的原因，還可以在化學教學中復習已經學過的物理知識，這是“一舉三得”的好事。

參考文獻：

[1]江西省中小學教材編寫組80年高考復習資料.化學.江西人民出版社浙江教育學院化學教研室.高中復習用書《化學》.浙江人民出版社.

[2]印永嘉，李大珍.物理化學簡明教程（下）.人民教育出版社，1980.

篇7

物理學中布朗運動的最簡單的數學模型是簡單的對稱隨機行走。本書收集并且比較了主要描述隨機行走性質的強定理。概率論極限定理的新問題被當作為投擲硬幣的簡單情況來研究。通過利用這種簡單性，讀者使自己精通極限定理(特別是強定理)，而不用忍受技術工具的負擔及困難。通過對隨機行走的研究，作者還給出了研究Wiener過程的一種容易的方法。自本書的第一版于1990年出版之后，相關的文獻中登載了許多新的成果。本書的第一版中包括了許多未解決的問題與猜想，自從那時起已經陸續解決。這次經修訂與擴大的第二版中包括了這些新成果。在第二版中增加了3章，提供了對布朗運動最完整的研究、最基本的研究方法及路徑性質。

本書共有33章，被分成了三個部分。第一部分Z1中的簡單對稱隨機行走，包括l～16章。1　序論；2　分布；3　遞推與零一律；4　從強大數定律到迭對數定律；5　Levy類；6　Wiener過程與不變性原理；7　增量；8　Strassen類型定理；9　局部時間的分布；1O　局部時間與不變性原理；11　局部時間強定理；12　游弋；13　經常訪問與難得訪問的場所；14　嵌入定理；15　幾個進一步的結果；16　第一部分總結。第二部分Zd中的簡單對稱隨機行走，包括第17～27章。17　遞歸原理；18　Wiener過程與不變性原理；19　迭對數原理；20　局部時間；21　區域；22　有重量的點和有重量的球；23　交叉與自交叉；24　大覆蓋球；25　長游弋；26　逃逸速度；27　幾個進一步的問題。第三部分隨機環境中的隨機行走，包括第28～33章。28　緒論；29　一開始的6天中；30　第6天之后；31　關于局部時間ξ(0，n)物理學家能說些什么?32　關于RWIRE的受歡迎價值；33　幾個進一步的問題。

有關本書第一版的評論包括：“專家和初學者將同樣會通過閱讀本書獲益匪淺。對于涉及這個主題的研究生課程而言，它是理想的閱讀材料”。這本實用的和引人入勝的專著給出了有關在Zd點陣上簡單隨機行走及對布朗運動類似問題關系(不變性原理)問題的多用途最新結果。這些結果中大約有一半是給出了具有全部細節的證明，其中許多結果是第一次以書的形式發表，這本書非常值得一讀。本書可供研究概率論的研究人員及研究生閱讀借鑒。

胡光華，高級軟件工程師

(原中國科學院物理學研究所)Hu Guanghua，Senior Software Engineer

篇8

關鍵詞：多標的資產；期權定價；隨機微分方程；蒙特卡羅模擬

中圖分類號：F830.9 文獻標識碼：A 文章編號:1003－9031(2012)04－0039－04 DOI:10.3969/j.issn.1003-9031.2012.04.10

期權定價方法有解析方法和數值方法[1]，對于標準期權或不是太復雜的衍生證券在一些必要的假設下存在偏微分方程的解析解或稱封閉解。但是對于非標準的和高維問題的新型期權[2]，雖然理論上存在著復雜的偏微分數學模型和對應的數學解析式，但很難得到有效的計算結果。從數學角度講，多標的資產期權定價問題就是求解一個高維的反拋物型方程具有不同的終值條件的定解問題，因此利用偏微分方程從理論上可以求出高維期權的Black-Scholes方程和相應的布萊克-斯科爾斯的公式，然而，對于這樣一個被積函數帶有奇性的多重積分的計算仍然是一個很困難的問題[3]。同時，期權定價的傳統的數值方法如樹圖法[4]、有限差分法等[5]，對于高維期權等復雜衍生證券這些傳統的數值方法受到很大限制，難以有效地實施。本文鑒于數學解析方法和傳統的數值方法對多標的資產期權定價問題的困難，用蒙特卡羅模擬方法來對高維期權進行定價[6]。當衍生證券標的數較多時，蒙特卡羅模擬是一個比較有效的數值分析方法[7]。

關于多標的資產期權定價問題，現有文獻中極少有對多標的資產價格的隨機演化模型進行詳細推導，而這是多標的資產期權定價的關鍵前提。本文在于推導了相關性的多標的資產價格的隨機過程公式和蒙特卡羅模擬的隨機模型，并給出模擬算法和算例。期權定價的關鍵在于確定多標的情形下具有相關性的各個標的資產價格行為的演化過程，從而得到各標的資產在有效期限內的價格進而收益。根據蒙特卡羅模擬原理和過程，蒙特卡羅模擬的關鍵之一是隨機模擬路徑的構造，它決定了模擬路徑逼近真實路徑的程度。如果能夠確定多標的資產價格行為的隨機過程，就可以利用蒙特卡羅的方法對標的價格進行模擬，并最終求得期權價格。

一、多標的資產價格的隨機過程分析

多標的資產價格的隨機演化過程可以認為是單標的資產價格隨機過程推廣到多維情形的，基于多個一般的單標的資產價格的隨機微分方程，利用Ito定理推導多標的資產價格行為的隨機微分方程[8]。

（一）構造多標的資產價格的隨機微分方程模型

基本假設1：對每個標的資產價格Si（t），滿足一般的單標的資產價格行為的隨機微分方程[9]：

其中，Si（t）為標的資產的價格，i為其預期收益率，i是波動率；i，i均為常量； xi（t）為標準一維布朗運動，即維納過程。

基本假設2：多標的資產價格之間存在相關性，這種相關性表現為Corr（xi，xj）=?籽ij。由于實際中，各個標的資產之間必然存在一定的相關性，因此這個假設是合理并且是必要的。

基本假設3：其他滿足經典Black-Scholes模型的所有假設。

基于以上假設，下面給出多標的資產價格隨機微分方程模型的推導過程。首先，將隨機微分方程組即（1）式描述成矩陣形式為：

令X（t）=（1x1（t），2x2（t），……dxd（t））T，xi（t）為標準維納過程或一維布朗運動，則根據多維布朗運動的定義容易證明隨機向量X（t）=（1x1（t），2x2（t），……dxd（t））T服從多維布朗運動，且協方差矩陣Cov（X（t））ij=ij?籽ijt，記為X（t）~BM（0，∑），X（t） N（0，t，t∑），ij?籽ij=∑ij。抽取滿足上述隨機過程的多元隨機變量X（t）等價于構造關系式X（t）=t+AW（t），使得∑=AAT成立，A為下三角矩陣[11]。這里取為d維零向量，W（t） BM（0，Id）即W（t）為標準d維布朗運動，W（t）=（W1（t），W2（t），……Wd（t））T，X（t） N（0，tId）。構造關系式：X（t）=AW（t）。然后，對X（t）=AW（t）兩邊微分得到：dX（t）=AdW（t），寫成矩陣形式為：

dX（t）=idx1（t）ddxd（t）=A11 0 0 ?塤 0Ad1 … Adddw1（t）dwd（t） （3）

將dX（t）=AdW（t）矩陣形式即（3）式的每個分量代入隨機微分方程組即（2）式，得到多標的資產價格的隨機微分方程模型：

=idt+Aijdwj（t），i=1，2，…d （4）

其中，dwj（t）=ZjSi(tk)e， Zj N（0，1）。

（二）推導多標的資產價格的離散隨機過程公式

對于隨機微分方程組（4）式，將有效期[0，1]分成n等份，將其離散成0=t0

dSi=iSidt+SiAi?dW （5）

對（5）式 應用Ito定理

dG=dX++b2dt （6）

這里G是X和t的連續可微函數， dW是標準d維布朗運動，推廣到多維情形。由Ito公式得到：

dG=（iSi++Si2AiAiT）dt+SiAi?dW（7）

令G=lnSi，（注意這里G只看作Si的函數，盡管Si是t的函數）。則有

=，=-，=0，

將它們代入 （7）式得到

dG=（i-AiAiT）dt+Ai?dW （8）

由于Ai=（Ai1，Ai2，……，Aid）是下三角矩陣A的第i行元素，且AAT=∑，從而得到A2i1+A2i2+……+A2id=∑ij，即AiAiT=∑ij，又因為∑ij=21，所以AiAiT=21。將此式代入（8）式并還原，得到

dG=（i-21）dt+Aijdwj（t）（9）

把dwj（t）=Zj， 代入（9）式得到

dG=（i-12）dt+AijZj （Zj N（0，1）） （10）

然后，把G=lnSi代入（10）式，方程兩邊對t在（tk，tk+1）上積分，（k=0，1，2，…n-1），則有

dlnSi(t)=(i-21)dt+(AijZk+1,j)（11）

整理得

Si(tk+1)=Si(tk)e（12）

至此，得到多標的資產價格Si(t)在各個離散時間點0=t0

二、蒙特卡羅模擬多標的資產期權定價的隨機模型與算法

由多標的資產價格離散隨機過程公式（12），對k=0，1，2，…n-1，從k=n-1開始依次向前迭代，得到各個標的資產在到期日的價格隨機過程公式：

Si（tn）=Si（tn-1） exp（（i-21）（tn-tn-1）） exp（AijZn,j）（13）

令i-21=mi，=， 則有

Si（tn）=Si（t0） exp（（miT+（Aij（Z1,j+Z2,j+…Zn,j）））

=Si（t0）exp（miT+（Aij（Z,j））（14）

這里，Zj=Z1j+Z2j…+Znj，j=1，2，…d。

將（14）式表示成向量形式：

Si（tn）=Si（t0） exp（（miT+（（Ai）1×d Zd×1））（15）

其中，Si（t0）是標的價格初始值，（Ai）1×d是下三角矩陣A的第i行元素；Zd×1=（Z1，Z2，…Zd）T，Zj=Z1j+Z2j，…Znj，Zkj N（0，1），（k=1，2，…n）且相互獨立。

（一）蒙特卡羅模擬多標的資產歐式期權的隨機模型

利用到期日多標的資產價格的隨機過程公式（15），可以對高維歐式期權進行模擬定價，現在對高維歐式期權中的歐式一攬子期權給出蒙特卡羅定價的隨機模型。設Cj為第j次模擬的期權價格，也即是第j條樣本路徑的期權價格終值，payoff（j）為第j次模擬時的期權的到期日收益，M為模擬的總次數或樣本路徑數目，Sji為第j次模擬的各個標的資產到期日的價格，ai為各個標的資產的數量，k為到期日執行價格，無風險利率為r，期權有效期的時間段為T。歐式一攬子期權收益特性為：payoff（j）=max{（aiSji（T）-K），0}。

根據期權定價的風險中性定價原則，將到期日收益貼現到當前時刻即得到第j次模擬的期權價格Cj，

Cj=e-rTpayoff（j）=e-rTmax{（aiSji（T）-K），0）}（16）

再根據蒙特卡羅方法的原理，歐式一攬子期權的蒙特卡羅模擬定價的隨機模型為：

C=Ci={e-rTmax（（aiSji（T）-K），0）}（17）

（二）蒙特卡羅模擬多標的資產歐式期權

輸入: delta,rol,U,S,alpha,M,N,T,K,d,rate

輸出: 最終模擬的期權價格C

參數說明：delta=（1，2,…d）T是標的變量的方差矩陣；rol（?籽ij）d×d是標的資產價格的對稱的相關系數矩陣；U=（1，2，…d）T是各個標的資產的預期收益率向量；S=（S1，S2，…Sd）T是各個標的資產價格初值向量；aplha=（a1，a2，…ad）是多標的資產的權向量；M為模擬次數，N為總的時間離散數目，T為有效期時間長度，K為執行價格，d為標的個數，rate為無風險利率（具體算法從略，可向作者索取）。

三、模擬算例

模擬一個5標的歐式一攬子看漲期權，各參數如下：股票價格初值為S=[50 45 51 48 56]，各個股票價格的波動率分別為 delta=[0.1 0.2 0.15 0.21 0.17]，預期收益率U=[0.12 0.15 0.26 0.21 0.3]，各股票價格相關系數為ρ12=0.4、ρ13=0.3、ρ14=0.15、ρ15=-0.2、ρ23=0.6、ρ24=0.2、ρ25=0.3、ρ34=-0.12、ρ35=0.1、ρ45=0.5，各個股票權重分別為α1=α2=α3=α4=α5=0.2，期權有效期時間為T=1 (時間為年) ，到期日的執行價格為K=50，無風險年利率為r=0.1。由于本文使用的隨機數是區別于低差異擬隨機數的偽隨機數，所以稱這種蒙特卡羅模擬為偽蒙特卡羅P-MC（Pseudo- MonteCarlo）。模擬結果見表1。

從圖形可以看出，隨著模擬次數的增加，模擬誤差整體趨勢減少，但也有較大波動，說明偽蒙特卡羅模擬的誤差不會因為次數增加而嚴格遞減，原因在于偽隨機數的分布不均勻和估計存在一定的方差。另外，隨著模擬次數的增加，估計的區間大小在逐漸變小，并且區間縮小的幅度減少，說明模擬次數越多，估計精度和可靠性越高。如果給定一個模擬的精度，就可以確定模擬的次數，從而提高模擬效率。

四、結束語

多標的資產期權定價的關鍵問題在于確定相關性的多標的資產價格行為的演化過程，利用多維布朗運動和伊藤定理，可以推導出具有相關性的多標的資產價格行為的隨機微分方程，進而可以推導期權在有效期內各個時間點上的收益函數。本文重點推導了多標的資產價格的隨機微分方程模型和離散隨機過程公式，從而為高維期權定價無論歐式還是美式的奠定了數學基礎。

從多標的價格的隨機微分方程模型的推導過程來看，可以充分利用多標的資產價格的相關性，對協方差矩陣進行分解，進而構造滿足多維布朗運動的隨機向量。隨機模型的模擬實際價格的效果在很大程度上取決于協方差矩陣，該矩陣實際上包括兩方面的參數，即標的資產的預期收益率和相關系數。實際模擬結果與這兩個參數有很大關系，能否適當地估計標的資產的預期收益率和它們之間的相關系數，是影響蒙特卡羅模擬多標的資產期權定價的一個重要因素。實際中這兩個參數是動態變化的，如果能夠基于一般參數過程來模擬，效果應該更佳。蒙特卡羅模擬結果表明，對于高維歐式期權定價問題不失為一種有效的數值分析方法。但蒙特卡羅模擬效果不僅取決于隨機模擬路徑的構造，還有高維隨機數的質量（分布均勻性）和估計方差。因此，如何構造更合理的隨機過程、選擇分布均勻性更好的高維隨機數和運用減少方差的方法，對于提高蒙特卡羅模擬效果具有重要的意義，也是蒙特卡羅算法進一步優化改進的重要方向。

參考文獻：

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[2]John C. Hull. Options、Futures、and Other Derivatives, Fourth Edition[M]. Toronto: Prentice Hall，2001: 416-436.

[3]姜禮尚.期權定價的數學模型和方法[M].北京:高等教育出版社，2003：202-209.

[4]Rendleman, and Bartter .Two State Option Pricing[J].Journal of Finance. 1979（34）:1092-1110.

[5]Daniel J. Duffy .Finite Difference Methods in Financial Engineering A Partial Differential Equation Approach[M]. New York，2006.

[6]Boyle.P.P.Options:A Monte Carlo Approach[J].Journal

of Financial Econometrics，1977（4）:323-338.

[7]Paolo Brandimarte. Numerical Methods in Finance

Economics[M].New York，2006.

[8]K.Ito. On Stochastic Differential Equations[J].Memoirs,

American Mathematical Society，1951（4）:1-51.

篇9

關鍵詞人;草;附紅細胞體;形態

我們相繼發現人和動物百分之百感染附紅細胞體,而且大量感染附紅細胞體,不只在紅細胞上,在白細胞內外也存在〈1〉〈4〉。在水、土、植物、食物、藥物等中也大量存在附紅細胞體〈2〉〈3〉。所謂布朗顆粒就是附紅細胞體,布朗運動就是附紅細胞體運動〈5〉。在光學顯微鏡下人、雞蛋、草、花的附紅細胞體形態都是相同。我們現將人、雞蛋、草、花的附紅細胞體電鏡掃描形態報告如下:

1試驗材料

人抗凝血沉淀后取血漿與細胞間的紅白細胞,煮熟的雞蛋黃,草、花、注射用水、載玻片、蓋玻片、樣品杯。人抗凝血取自醫院健康人員體檢血,雞蛋取自市場,草、花取自苗圃花園。

2方法

將上述樣品雞蛋黃、草、花冶碎和人血細胞各取適量分別放入樣品杯中,加入注射用水充分攪勻,靜置3～5小時,取上清液一點放在載玻片涂薄鏡檢,如液體中全部是附紅細胞體時,取一點放在蓋玻片上涂勻自然干燥備用。

將涂有樣品的蓋玻片打碎取其一小塊固定在電鏡鐵塊上噴金,樣品距金片約5厘米噴6秒電鏡掃描。

3結果(附7張照片) 〈6〉〈7〉

①光學顯微鏡人紅細胞上附紅細胞體1000倍;②光學顯微鏡小白鼠紅細胞上附紅細胞體1000倍;③電鏡掃描人紅細胞上附紅細胞體2000倍;④電鏡掃描人附紅細胞體10000倍;⑤電鏡掃描雞蛋黃附紅細胞體10000倍;⑥電鏡掃描草附紅細胞體10000倍;⑦電鏡掃描花附紅細胞體10000倍。

4結論

所檢樣本附紅細胞體形態相同,大小有別。

5討論

照片下的數字前一位是代號后面數字為倍數,照片以標尺為準。

動植物的附紅細胞體形態、運動形式、耐酸堿、耐高溫、耐冷凍相同,在電鏡掃描中大小有區別。

照片上附紅細胞體多少不代表標本內附紅細胞體的數量,因為與取樣照相有關。

參考文獻

[1] 杜躍峰.《內蒙古阿拉善盟發現人感染附紅細胞體》《中華醫學雜志》1994年2月第74卷第2期 86頁.

[2] 杜躍峰、寶迪、田蕓 等.《內蒙古阿拉善盟人和動物附紅細胞體感染情況調查》《中國獸醫寄生蟲病》雜志2007年3月第15卷第2期 31-33頁.

[3] 杜躍峰、張智文、彭麗琴 等.《附紅細胞體是非特異抗原免疫的過敏原》 《中華醫學研究雜志》2007年8月第7卷第8期 760-761頁.

[4] 杜躍峰、張智文、彭麗琴等 《對人和動物白細胞的附紅細胞體檢測》 《中華醫學研究雜志》2007年11月第7卷第11期1035-1036頁.

[5] 杜躍峰.《布朗運動就是附紅細胞體運動》 《中華醫學研究雜志》2008年3月第8卷第3期 218-219頁.

[6] 張浩、單虎、吳延功 等.《豬附紅細胞體的形態學觀察》中國畜牧獸醫學會家畜傳染病分會論文集第327-331頁,2006年8月20-24日.

[7] 楊芷云、欒景揮.《家畜附紅細胞體病》內部資料.河北省畜牧水產局印.1985年5月5日.

篇10

關鍵詞：多媒體；高中物理；情境創設

在高中物理教學過程中教師可以通過多媒體創設鮮活的情境，多渠道地刺激學生的感官，激活學生的思維。不過，多媒體最突出的優點就是運用多媒體技術到一些物理實驗中。這些物理實驗用常規的實驗手段也無法進行演示，如宏觀的天體運動，微觀的布朗運動、原子結構組成和放射性元素的衰變等，都可利用多媒體技術模擬再現。以下著重從高中物理實驗入手，從三個方面介紹多媒體情境教學的策略，并進行案例分析：

一、創設多媒體情境，實現實驗過程的可視化

高中物理有些實驗雖然可以通過演示實驗觀察其物理現象，但是無法直觀看到這一現象產生的過程，學生理解這一現象產生的原因還是有些困難，難以掌握相關的物理量之間的變化規律。這時可用多媒體教學課件模擬演示實驗，實驗過程中各物理量的變化情況用圖片或動畫的形式顯現出來，使學生目睹其變化過程，獲得感性認識，進而加深對實驗過程和原理的理解。

多媒體情境：通過計算機多媒體打開電磁振蕩現象的VCM數字仿真實驗軟件，在對應的方框中勾選“波形圖”“直方圖”“磁感線”和“電場線”，先閉合單刀雙擲開關到S1，給電容器充電，再閉合開關到S2，電容器放電，電感線圈充電，電感線圈電充滿后又開始對電容充電，依次往復。

分析：在仿真模擬過程中，引導學生認真觀察電流的方向和大小，電容和電感線圈的帶電特點，并適當地講解，促進學生理解整個電磁振蕩的過程和原理。

二、創設多媒體情境，實現演示實驗器材的可視化

演示實驗中，實驗器材的可見度和受眾范圍是演示成功與否的關鍵。高中物理有時需要進行定量分析，對實驗的精確性要求比較高，由于實驗室器材的限制，或實驗器材本身比較小，往往使實驗演示的效果降低，又不可以讓每個同學到講臺上觀看，或者把實驗器材拿下講臺到學生們中間，這時就需要多媒體技術來輔助了。

多媒體情境一：通過投影儀展現游標卡尺的使用方法。

分析：投影儀可以放大實驗儀器，讓全班的學生都能看見。

多媒體情境二：通過計算機軟件模擬仿真游標卡尺的使用

方法。

分析：多媒體計算機軟件模擬仿真的圖像要比投影儀清晰，而且有操作選項和文字說明，更直觀、更形象。

三、創設多媒體情境讓一些不容易演示的實驗走進課堂

在高中物理中有一部分實驗在高中現有實驗器材基礎上是無法做的，例如，宏觀的天體運動，微觀粒子的運動、粒子散射、原子核的裂變和聚變、卡文迪許扭秤實驗，等等。要在中學實驗室開設這些實驗是不可能的，但是使用多媒體進行模擬再現，讓它們走進課堂就變得很容易了。

多媒體情境：運用計算機多媒體技術介紹布朗運動的實驗裝置，演示布朗運動的現象，對現象進行解釋，并介紹細小微粒的運動規則。

對于一些太快或太慢的物理現象，學生不易觀察清楚。這時，可采用多媒體技術手段，在模擬實驗中適當減緩或加快物理現象的進行，通過“慢鏡頭”或者“快鏡頭”讓學生反復觀看分析，幫助學生理解實驗現象及其物理過程。

教師可用繩子或彈簧演示波的形成過程，但繩波和彈簧波轉瞬即逝，而且幾乎無法控制其快慢，學生很難感受到機械波的形成過程，甚至會產生錯誤的理解。而利用計算機多媒體技術模擬這一實驗過程，學生通過直觀形象的動畫演示，很快就能理解機械波的形成及傳播規律。

基于學生的認知水平和好奇心，在高中物理教學過程中創設鮮活生動、直觀形象的多媒體教學情境，有利于吸引學生的注意力，激活學生的思維，提高教學效率。但是，在積極創設多媒體教學情境的同時也要注意以下問題：（1）多媒體不能完全代替物理實驗，動手實驗能力是高中生必須培養的一項重要能力，不是所有的實驗都適合用多媒體來展示或模擬；（2）教師在教學中要起到主導作用，創設的多媒體情境只起到輔助作用；（3）多媒體容易容量過大，導致師生雙方缺少交流；（4）有的多媒體課件設計不夠合理或者教師運用不當，會造成教學資源的浪費，并且達不到應有的效果。因此，在中學物理教學過程中，基于學生的認知心理，需要適時、適量、合理地創設多媒體情境。

參考文獻：

[1]黃榮懷.信息技術與教育[M].北京：北京師范大學出版社，2002-01.