济南白癜风医院 http://news.39.net/bjzkhbzy/230317/13385258.html丘成桐中学生科学奖
丘成桐中学科学奖由中国著名数学大师丘成桐先生于年为全球华人中学生设立。原先仅数学一类奖项，如今历经十几年，已发展出：数学、物理、化学、生物、计算机、经济金融建模六大学科为基础的中学生科研创新能力培养模式。
去年思客的丘成桐专栏为丘奖进行了深度的分析，接下来新的赛季，我们也将选取各个学科的优秀作品进行解析，通过了解获奖作品的得分点，给予已经开始备赛的丘奖e一些研究思路。
今天我们精选了丘成桐物理金奖的文章来进行解析。
年丘成桐物理金奖解析
01
获奖作品解析
首先，我们来看论文大致讲了什么。这里我们看一下原文的题目以及摘要，然后再看一下对应的翻译。
题目：新杨氏模量测量理论与装置及其在生物软材料中的应用
摘要：在经典的Hetz接触理论基础上，本文通过结合量纲分析和计算仿真的方法，提出了一种新的测量杨氏模量的方法。与经典理论不同，该理论不再对被测物体尺寸的相对无限大提出要求，而是适用于测量任意尺寸物体的杨氏模量。进而，基于该修正理论，本文还研发了一款低成本、易组装、高精度的杨氏模量测量装置。实验结果表明，该测量方法和装置可以用于研究常见含蛋白质软物质的杨氏模量如何受到浓度和吸热量的影响。该研究不仅对于杨氏模量的测量技术有着重要的理论意义，同时也为生物软材料的科学研究提供了新的思路和方法。
思客精讲
总体评价：
这名学生在物理比赛中获得金奖，是因为他对杨氏模量的测量理论进行了研究，并对传统的计算方法进行了优化，这一点对于中学生来说是不容易的。他还加入了仿真过程，以便对自己推导的理论进行分析和整理。
最重要的是，他设计了一套装置，可以用来测量生物软材料的形变程度，并详细记录了设计方法。这一点证明了他的理论可行性，并且能够在实践中进行实际操作。
课题解释：
关于杨氏模量，我们可以这样解释：杨氏模量是一个衡量物质弹性的量，它描述了物质在受到力的作用下，其形状变化的大小。
这个量对于研究物质的弹性和硬度具有非常重要的意义，它也是研究物质科学、工程和医学等领域的重要指标。
回到这名学生研究的内容，他通过优化了经典杨氏模量的计算方法，提高了计算的准确性；他通过仿真的方法对推导的理论进行验证；他还设计了一套装置，可以应用于生物软材料的测量，能够对生物物质变形的程度进行测量。这个装置的设计是该学生的创新之处，也是他获奖的主要原因。
这名学生的研究结果，可以说明杨氏模量的测量和研究是非常重要的，同时还为研究生物软材料提供了更加精确的方法。
因此，我们可以看出，这个学生获奖的原因是充分合理的，他的研究对于科学研究和社会实际具有很大的意义。
02
获奖点逐一解析
首先，这篇论文的选题与我们的生活密切相关。作者从观察蒸鸡蛋的软硬程度开始考虑这个问题，并将这个现象关联到了杨氏模量的大小。
此外，论文还提到了一些其他的凝胶状物质，它们也可以通过杨氏模量体现。
选题
总体而言，这个选题是非常贴近生活的，是一个大家会关心的问题，但是却没有人进行更深入的研究，因此从选题的角度来看，这是一个很好的研究方向。
除此之外，杨氏模量这个概念也是高中物理的一个重要的概念。因为在高中，我们会学习弹性的一些知识，会考虑到胡克定律和物体发生弹性时的作用场景。所以从选题的角度考虑，这篇论文的选题是从高中物理知识中延伸出来的，是非常不错的。
论文结构
这篇文章的逻辑结构非常清晰，整篇文章通过从理论推导、仿真模拟、到实验分析三个过程完整地研究了杨氏模量问题，这显示了学生在科学研究方法方面的深入理解和灵活运用。
完整条理的论文框架
思客精讲
在文章的开头给出了一个理论的推导过程，然后结合了作者自己的理解，将理论用量纲分析，数值方法，函数拟合等方法进行了研究。
其次，学生还加入了很多仿真模拟部分的探讨，进一步证明了这个新理论的正确性。
最后，学生构建测量装置、并进行系统的实验测量。将实测结果与理论分析结合，这些都是物理研究的重要环节，学生完成这些工作也说明了他们在实践技能方面的积累。这种结构按照物理研究的标准是非常合理的。
03
论文详解
下面，我们从整篇文章完整条理的框架具体描述分析：
学生的作品在丘成桐的比赛中获得了较好的成绩，这是由于学生在研究杨氏模量的问题时，全面而系统地研究了理论推导、模拟仿真和实验分析三个方面。
首先，学生对已有的杨氏模量的计算方式进行了分析，发现该方法存在一定的误差，不能真实反映实际情况。
因此，学生加入了自己的见解，并通过质量分析的方法将其反映到公式中。学生最终总结出了一个属于自己的公式，从而在理论上得出了较为准确的结果。
清晰的公式推导
其次，学生运用有限元方法对杨氏模量进行了充分的模拟，从而得出了与理论推导相符的结果。学生通过对模拟结果的分析，得出了有效的结论，为进一步的实验提供了重要的参考。
有限元分析及得出的新公式
最后，学生设计并安装了一个测量装置，完成了实验，并将实验结果与理论推导和模拟结果进行了结合。学生通过对实验结果的分析，得出了更加科学、准确的结论，为杨氏模量的问题提供了新的解决方案。
学生实验图
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以上就是本期丘成桐-物理金奖解析，还想了解更多丘成桐竞赛信息的记得
