WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

«ФемтоСкан Москва На пути к Нобелевской премии или уроки Альфреда Нобеля на пять с плюсом Аннотация Нобелевская премия является, пожалуй, одной из самых известных и ...»

-- [ Страница 1 ] --

АСМЦентр перспективных технологий

АСМ

АСМ

АСМ

АСМ Пять нобелевских

АСМ

уроков

АСМ

АСМ

Практикум для старшеклассников по

АСМ

сканирующей зондовой микроскопии

ФемтоСканВ. Большакова, Евгений В. Дубровин,

Анастасия

ФемтоСкан

Анна С. Протопопова, Ольга В. Синицына, Сергей Ю. Смирнов,

Игорь В. Яминский

ФемтоСкан Москва На пути к Нобелевской премии или уроки Альфреда Нобеля на пять с плюсом Аннотация Нобелевская премия является, пожалуй, одной из самых известных и престижных наград. Уже более ста лет она присуждается за величайшие научные открытия. В своем завещании Альфред Нобель учредил пять премий. Естественно научных премий всего три: по физике, химии, а также физиологии и медицине.

У авторов этой книги, больших поклонников величайшего физика и нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана, родилась идея создать пять уроков по пяти разным предметам: физике, химии, биологии, информатике и математике, опираясь на нобелевские открытия. Каким образом математика и информатика могут оказаться в нобелевском списке? Об этом вы узнаете из нашей книги. Кроме того, в процессе выполнения уроков, школьники познакомятся с методом зондовой микроскопии, попробуют разобраться в том, как устроены современные записывающие устройства, сколько существует модификаций кристаллов углерода, и это только начало...

Все пять уроков будет объединять молодой и очень информативный метод – сканирующая зондовая микроскопия. За изобретение первого сканирующего зондового микроскопа – сканирующего туннельного микроскопа – также была вручена нобелевская премия. Это случилось в 1986 году. Можно с уверенностью утверждать, что развитие и продвижение сканирующей зондовой микроскопии, произошедшие с той поры, привело к появлению новой отрасли знаний и умений, которые мы теперь называем нанотехнологиями.

Многие зададут вопрос о том, зачем в школах изучать основы такой специфической дисциплины, как «Основы сканирующей зондовой микроскопии». Во всем мире наблюдается острая нехватка научных и инженерных кадров, очень немногие молодые люди связывают свою дальнейшую судьбу с наукой и техникой. Именно поэтому особенно важно заинтересовать школьников самых разных возрастов. В настоящее время очень активно поддерживается и поощряется проектная деятельность учащихся. Выполнение проекта станет увлекательным и интересным делом, если школа будет оснащена настоящим научным оборудованием. К году уже более 250 учебных учреждений (школы, лицеи, ВУЗы) оснащены классами с зондовыми микроскопами. К сожалению, образовательная литература, поставляемая вместе с образовательными зондовыми микроскопами рассчитана в основном на преподавателей ВУЗов и студентов естественно-научного профиля, и многим учителям, и тем более школьникам, весьма непросто в ней разобраться.

Авторы данной книги – выпускники и сотрудники МГУ имени М.В.

Ломоносова, которые на протяжении нескольких лет успешно проводят практикум по зондовой микроскопии для студентов МГУ, осознали острую необходимость написать эту книгу в помощь всем будущим студентам, и их учителям.

Итак, наши рассказы о сканирующей зондовой микроскопии.

Оглавление 1. Математика

Введение

Теория

1. Усреднение

2. Медианная фильтрация

3. Гистограмма и пороговая фильтрация

4. Методы вычисления разности (производной)

Переходим к практике – поработаем с картинками, полученными на сканирующем зондовом микроскопе

Задание 1

Задание 2

Задание 3

Задание 4

2. Информатика

Введение

Немного истории

Запись информации на компакт диск

Структура данных на компакт-дисках

Принцип работы сканирующего зондового микроскопа

Что такое обратная связь? Для чего ее нужно настраивать и как это сделать?

Пример 1. Проверки на дорогах или пьянству – бой!

Пример 2. Инсульт

Пример 3. Маленький ребенок

Пример 4. Магазин

Пример 5 Крылатые ракеты

«Такой уж народ эти взрослые, им всегда нужно все объяснять…»

Практическая часть.

Задание 1. Настройка обратной связи по весовой модели сканирующего зондового микроскопа.

Задание 2. Изучение компакт диска.

3. Биология

Введение

Атомно-силовая микроскопия

Исследование ДНК с помощью атомно-силовой микроскопии

Практическая часть

Задание 1. Обработка АСМ-изображений ДНК. Построение трёхмерных изображений.............. Задание 2. Измерение морфологических параметров молекул ДНК

Задание 3. Вычисление площади, занимаемой молекулами ДНК на подложке

Задание 4. Сравнение молекул ДНК, нанесённых на графит и слюду

Задание 5. Морфология молекул РНК

4. Физика

Введение

Атомарная теория строения материи – лучше один раз увидеть

Немного теории

Туннельный эффект

Описание устройства и принципов работы СТМ.

СТМ завоевывает мир

Применение СТМ

Сканирующая туннельная микроскопия поверхности графита

Переходим к практике

Сканирование поверхности графита с помощью СТМ

Задание 1. Программная обработка изображений, чтобы была видна каждая ступенька........... Задание 2. Измерение высот ступеней



Задание 3. Определение угла поворота верхнего слоя по периоду муара

Заключение

5. Химия

Введение

Нобелевское открытие Циглера и Натта. Синтез новых материалов. От изотактического полипропилена к блок-сополимерам.

Полимеры что это такое?

Блок-сополимеры что это такое?

Что же происходит с молекулами блок-сополимера?

Что представляет собой каждый компонент СБС в отдельности?

Немного теории и истории

Как можно «увидеть» блок-сополимеры?

Просвечивающая электронная микроскопия блок-сополимеров

Сканирующая зондовая микроскопия блок-сополимеров

Переходим к практике

Задание 1 Оценка процентного содержания каждого блока в блок-сополимере по данным просвечивающей электронной микроскопии

Задание 2. Работа с изображениями, полученными с помощью сканирующего зондового микроскопа

Задание 3. Определение периода ламеллярной структуры с помощью сечения

Литература

5+. Заключение

1. Математика Введение Многие области науки остались не охвачены нобелевскими премиями, и среди них самое видное место, безусловно, занимает математика. Математика – одна из древнейших наук, тесно связанная со всеми остальными естественнонаучными дисциплинами – астрономией, физикой, химией, географией, геологией, даже современные биология и медицина не могут обойтись без сложной вычислительной математики.

Известно, что Альфред Нобель первоначально внес математику в список наук, за которые присуждается премия, но потом, по не вполне понятным причинам, вычеркнул ее и заменил премией мира. С данным фактом связано много легенд, суть которых сводится к тому, что у Нобеля были сложные личные отношения с целом рядом математиков его времени, в том числе с одним из основных претендентов на Нобелевскую премию шведским математиком Магнусом Густавом Миттаг-Леффлером.

Эквивалентами нобелевской премии в математике являются Филдсовская премия, Абелевская премия и премия Тьюринга в области информатики.

Филдсовская премия присуждается раз в 4 года на международном математическом конгрессе двум, трём или четырём молодым математикам возрастом не старше 40 лет.

Премия названа в честь канадского математика Джона Филдса, который был выдающимся преподавателем и организатором науки. На математическом конгрессе в Торонто в 1924 году он предложил учредить премию и награждать на каждом следующем конгрессе медалью двух молодых выдающихся математиков. Идея была впервые реализована лишь в 1950 году, и Филдс так и не увидел воплощения своей мечты в жизнь.

И все же, самая престижная премия в области математики носит его имя. Интересно, что денежный приз, присуждаемый лауреатам Филдсовской премии, не столь велик – он составляет 15 000 канадских долларов, что в сто раз меньше Нобелевской премии.

Из крупных русских математиков лауреатами Филдсовской премии становились Сергей Новиков (1970), Григорий Маргулис (1978), Владимир Дринфельд (1990), Ефим Зельманов (1994), Максим Концевич (1998), Владимир Воеводский (2002), Григорий Перельман (2006, от медали отказался), Андрей Окуньков (2006) и Станислав Смирнов (2010).

Абелевская премия – очень молодая, но вторая по значимости в математике. Она больше похожа на Нобелевскую по своим формальным критериям: присуждается ежегодно, без ограничения по возрасту, а сумма премии сопоставима с Нобелевской – 1,2 млн.

долларов США. Абелевская премия была основана в 2002 году правительством Норвегии и названа в честь великого норвежского математика Нильса Хенрика Абеля (1802-1829).

За первые десять лет присуждения этой премии, еще ни один российский математик не стал ее лауреатом.

Пермия Тьюринга присуждается за выдающийся научно-технический вклад в информатику. Она была учреждена американской Ассоциацией вычислительной техники и ее победители определяются ежегодно с 1966 года. Название премии связано с именем необычного, выдающегося английского ученого Алана Тьюринга (1912-1954) построившего первые глубокие теории вычислительных систем еще до появления первых электронных вычислительных машин и предложившего в 1936 году модель абстрактной вычислительной машины (машины Тьюринга). Лауреатами этой премии становятся ученые, занимающиеся такими научными вопросами как исследование и создание искусственного интеллекта, разработка языков программирования, разработка протоколов передачи данных, исследование алгоритмов, методов шифрования данных и т.п. Лауреатами этой премии становились многие известные ученые: создатель системы TeX Дональд Кнут, разработчик языка программирования фортран Джон Бэкус, создатели операционной системы Unix Кен Томпсон и Денис Ритчи. В настоящее время эта премия спонсируется корпорациями Intel и Google и составляет 250 000 долларов США.

Предметом сегодняшнего урока станет обработка изображений – что это за область науки и математика ли это? С изображениями работают во многих областях и в первую очередь в биологии, геологии, географии, метеорологии, астрономии. Рассмотрим несколько примеров задач по обработке изображений.

Микроскопия традиционно является одним из очень важных источников информации в биологии. Причем это не только красочные изображения организмов, клеток или молекул, но также и результаты других типов исследований, таких как гельэлектрофорез, например. До появления персональных компьютеров и развития цифровых методов записи информации, все изображения хранились на фотопленке, их анализ занимал много времени и не давал точных количественных результатов. Теперь таких проблем у исследователей нет, поскольку появились методы быстрого количественного анализа цифровых изображений.

Существует в молекулярной биологии такое важное направление исследований, как секвенирование ДНК. Так называют процесс последовательного чтения оснований молекулы ДНК и запись, то есть расшифровку, этой последовательности. Название секвенирование происходит от английского слова sequence – последовательность.

Эксперимент по чтению нуклеотидов может быть реализован по-разному, для этой цели подходит любой метод, позволяющий определять порядок следования четырех оснований — аденина, гуанина, цитозина и тимина – на нити ДНК.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
 



Похожие работы:

«ВЕСТНИК ИНФОРМАЦИОННОГО ЦЕНТРА ЕАРАЗА (ZIC EARAZA) Проблемы содержания и разведения мелких млекопитающих МОСКВА Февраль – 2004 2 Информационный центр ЕАРАЗА (ZIC EARAZA) 123242 Россия, Москва, Большая Грузинская, 1. Тел./Факс: 255 63 64. E-mail: earaza@mail.ru. Адрес веб-сайта: www.earaza.ru Ответ. редактор: к.б.н. С.В. Попов Т.Ф. Андреева Редакторы: Т.А. Вершинина Л.В. Кузьмина д.б.н. В.А. Остапенко В.П. Шевелёва 3 Дорогие коллеги! Предлагаем Вашему вниманию очередной выпуск Вестника...»

«СТРЕСС Хрестоматия Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве учебного пособия для студентов специальности 020400 Психология вузов региона Владивосток 2003 4 УДК 159.9 (076.6) Панченко Л.Л. Стресс: Хрестоматия. – Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2003. – 120 с. Настоящая хрестоматия содержит тексты, объединенные темой стресса как одной из форм проявления критических ситуаций в жизни человека и, может быть использована при изучении курсов Общая биология, Общая...»

«Варвара Добровольская Щекотка: культурные смыслы и правила (по материалам Центральной России) К.А. Богданов в своей статье о чихании и отношении к нему в традиционной культуре отметил, что даже такие физиологические “мелочи”, которые, будучи, на первый взгляд, сугубо маргинальными для социального кругозора, обнаруживают активную идеологическую функциональность, оказываются актуальным предметом рефлексии и социокультурной экспликации [Богданов 2001: 181]. Действительно, в последнее время интерес...»

«VIII МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ 2-5 октября 2012 г. ПРОГРАММА МОСКВА – 2012 ИНСТИТУТ-ОРГАНИЗАТОР СИМПОЗИУМА: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ им. К.А. ТИМИРЯЗЕВА РАН Адрес проведения симпозиума: ИФР РАН, г. Москва, ул. Ботаническая, 35, корпус 1. Проезд: станция метро “Владыкино” Регистрация: 1 октября 2012 г.: 13.00 - 17.00.; ИФР РАН (корпус 1, к. 409, к. 416) 2 октября 2012 г.: с 11.00 в...»

«КНИГА 1 ОБЩАЯ ЗООГИГИЕНА Допущено Главным управлением высших учебных заведений при Государственной комиссии Совета Министров СССР по продоволь­ ствию и закупкам в качестве учебника для студентов вы сш их учебных заведений по специально­ стям Ветеринария и З о о т е х н и я Москва ВО Агропромиздат 1991 В основе подготовки ветеринарного в р а ч а и з о о и н ж е ­ нера д о л ж н а л е ж а т ь про ф и л а кт и ч е ска я н а п рав л ен н ость их будущ ей р аботы, о б есп ечиваю щ ая в е т ер и н а...»

«Е.А. Липунова, М.Ю.Скоркина ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ Белгород 2007 УДК 612.11–019 ББК 28.91 Л61 Печатается по решению редакционно-издательского совета Белгородского государственного университета Рецензенты: доктор биологических наук, профессор Белгородской государственной сельскохозяйственной академии Н.В. Безбородов, кандидат медицинских наук, доцент Белгородского государственного университета В.Г. Нестеров Издание осуществлено при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект 03-04-96473) и гранта...»

«Общие положения Программа кандидатского экзамена по специальности 06.01.01 – Общее земледелие (область науки - растениеводство) составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура), утвержденными приказом Минобрнауки России 16 марта 2011 г. № 1365, на основании паспорта и программы–минимум кандидатского экзамена по специальности 06.01.01 – Общее...»

«3 ПРЕДИСЛОВИЕ Выход в свет учебника всегда событие неординарное, поскольку это и итог - обобщение того, что создано наукой сегодня в отдельной медицинской специальности и обеспечение уровня подготовки будущих молодых специалистов. Заметим, что учебник создан коллективом авторов первой в России кафедры отоларингологии, отметившей свое 100-летие в 1993 году, прославленной школами ее основателя Н.П.Симановского (1854-1922), В.И.Воячека (1876-1971), К.Л.Хилова (1895-1975) и своими научными и...»

«ВТОРОЙ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ им. Н. И. ПИРОГОВА АКТОВАЯ РЕЧЬ Член-корреспондент АМН СССР, профессор Вячеслав Александрович ТАБОЛИН НЕОНАТОЛОГИЯ: ДОСТИЖЕНИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ Москва 1986 Дорогие товарищи! В этот торжественный день 80-летнего юбилея 2-го Московского ордена Ленина Государственного медицинского института им. Н. И. Пирогова мне предстоит произнести актовую речь. Старинная традиция выступления с актовой речью обязывает ко многому. Актовая речь или,...»

«ВЕСТНИК БАЛТИЙСКОЙ АКАДЕМИИ Вып. 23 – 1998 г. ВАЛЕОЛОГИЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА САНКТ-ПЕТЕРБУРГ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ ВЫПУСКА: Бахтин Ю.К., Волков И. П., Давиденко Д. Н. Ответственный за выпуск — проф. Д.Н.Давиденко РЕДАКЦИЯ ВЕСТНИКА: Главный редактор — И.П.Волков Зам. главного редактора — М.К.Тутушкина Секретарь — Г.А.Степанова Адрес редакции: 198005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул, д. 4. Кафедра практической психологии Санкт-Петербургского государственного Архитектурно-строительного...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.