潮汐發電原理實驗裝置

① 誰能幫我解釋核能發電和潮汐發電

一．概述

自從1896年法國物理學家貝可勒爾發現鈾的天然放射性以來，由於近百年來世界各國科學家的辛勤探索，人類不但對物質的微觀結構有了更深刻的了解，而且還開發出了威力無比的核能。與此同時與核能相關的核技術，如加速器技術、同位素制備技術、核輻射探測技術、核成像技術、輻射防護技術及應用核技術等也得到迅猛發展。近百年來在這個領域已有40多位科學家獲得了世界科學技術成就的最高獎賞——諾貝爾物理學獎或化學獎，這是其他任何學科領域都從未有過的。

第二次世界大戰末期，美國使用綽號叫「小男孩」和「胖子」的兩顆原子彈在日本廣島和長崎造成了人間災難。從此人們一聽到「原子彈」三個字就不寒而粟，甚至「原子能」或「核能」也被曲解為核武器的代名詞。直至今天還有不少人對核電站害怕得很，以為核電站出事故時也會像原子彈一樣爆炸，公眾對核能和核技術充滿恐懼感和神秘感。

然而核能的發現和應用也與古代「火葯」的發明和應用一樣，它既能用來作為殺人武器，又能移山填海，造福人類。事實上，第二次世界大戰結束後，熱愛和平的各國科學家就在和平利用核能力上面進行了卓有成效的工作。原子彈爆炸9年後，世界上第一座核電站在前蘇聯建成發電，它標志著人類大規模利用核能時代的開始。然而，直到今天，核能的利用仍然在兩個領域中同時展開和同時發展。一方面在建設更多的不同堆型的核電站——輕水堆電站、重水堆電站、快堆電站，另一方面又在製造大規模的殺傷核武器——原子彈、氫彈、中子彈；一方面在建造核動力破冰船，另一方面又在建造核動力航空母艦和核潛艇。以致直至今天人類仍處在核威脅和核恐怖之中。為此熱愛和平的人們一直在呼籲禁止核武器，直至徹底銷毀全部核武器。

在進入21世紀，和平和發展已成為世界主流，人們既期望核能作為最具潛力的新能源在解決人類面臨的能源危機中能發揮主力軍的作用；又希望核武器永遠在地球上消失，讓人類賴以生存的地球成為美麗的樂園。

二．原子與原子核

人類對客觀世界的認識是逐步深化的。從宏觀上講，宇宙浩瀚無窮；從微觀上講，又存在一個肉眼看不見的，難以捉摸的無限渺小的世界。

兩千多年前人們就提出：世畀是由什麼構成的?鑒於當時的科學技術水平，人們只能靠猜測和臆想來解釋豐富多採的自然現象。時至今日，對這個問題人們可以毫不猶豫地回答：宇宙間浩瀚的萬物都是由元素構成的。

構成元素的最小單位是原於。原子非常小，其直徑大約只有l*lO-8cm。1911年盧瑟福通過用α粒子轟擊金屬薄片的散射實驗證實這么小的原子也是有核的。原子核更小，約為10-13cm，只佔原子大小的十萬分之一。原於核帶正電，它周圍是數目不等的帶負電的電子。原子核又是由質子和中子兩種粒子組成，質子帶正電，中子不帶電。質子所帶正電荷的大小和電子所帶負電荷的大小正好相等，因此整個原子是中性的。現代科學家測出質子的質量為1.007277原子質量單位，中子的質量為1.008665原子質量單位，而電子質量僅為0.0005486原子質量單位，可見原子的質量主要集中在核上。質子所帶正電荷的電量為1.602192*lO-19C。

如果原子核是由Z個質子和N個中子組成，則Z就是該原子核所屬元素的原子序數。Z+N=A，A就是原子的質量數。因此如果知道某元素的原子序數和質量數就可以知道原於核里的質子和中子數。通常用如下符號表示元素的核狀態：

質子數相同的原子具有相似的化學性質，處在元素周期表的同一位置，但它們的中子數可能不同；我們就把質子數相同而中子數不同的元素稱之為同位素。例如氫原子核只有一個質子，沒有中子( )，而它的同位素氘則有一個質子和一個中子( )，氚有兩個中子和一個質子( )。同位素在化學性質方面雖然相似，但其他性質就相差甚遠。如氫和氘都是穩定的同位素，而氚卻帶放射性。

1896年法國科學家貝可勒爾發現鈾元素能自動地放射出一種穿透力很強的射線，它能透過黑紙使底片感光，這就是所謂放射現象。隨後1900年居里夫婦在研究鐳射線時發現，鐳射線通過磁場後被分為兩束。1906年盧瑟福在重復居里夫婦的實驗時採用更高強度的磁場，結果鐳射線被分成了三束(見圖4-1)。後來科學家就把這三束射線分別稱之為α射線、β射線和γ射線。其中α射線是由帶正電的高速度的氦原子核組成；α射線是由速度很大的電子組成；而γ射線則是一種波長極短，不帶電荷的穿透力極強的射線。

現在科學家們已經知道，每一種元素的同位素在受到中子轟擊後，多半都會變成一種特定的放射性元素，都會放出。、α β γ射線，這些射線都具有一定的穿透力。因此人們可以在一種元素的原子核上人為地添加中子或質子，使他們變成別的原子。這樣的原子常常是有放射性的，通常就稱之為放射性同位素。通過加速器或核反應可以獲得大量的放射性同位素。

放射性同位素的原子核是不穩定的，它能自發地放射出α、β、γ射線而轉為另一種元素或轉變到另一種狀態，這一過程稱之為衰變。衰變是放射性原子核的基本特徵。但放射性同位素的每個核的衰變並不是同時發生的，而是有先有後。為了描述衰變過程的快慢，科學家定義放射性元素的原子核數因衰變而減少到原有原子核數一半時所需的時間為半衰期。因此衰變越快的元素，半衰期越短。半衰期是放射性同位素的一個特定常數，它基本上不隨外界條件的變動和元素所處狀態的改變而改變。

三．核能的來源

人類生活中利用的大多是化學能。化石燃料燃燒時燃料中的碳原子和空氣中的氧原子結合，同時放出一定的能量。這種原子結合和分離使得電子的位置和運動發生變化，從而釋放出的能量稱之為化學能。顯然它與原子核無關。
如果設法使原子核結合或分離是否也能釋放出能量呢?近百年來科學家持之以恆的努力給予的答案是肯定的。這種由於原子核變化而釋放出的能量，早先通俗地稱為原子能。因為所謂原子能實際上是由於原子核發生變化而引起的，因此應該確切地稱之為原子核能。經過科學家們多年的宣傳，現在廣大公眾已了解原子能實際上是「核」的功勞，於是現在簡潔的稱呼「核能」取代了「原子能」；「核彈」、「核武器」取代了「原子彈」和「原子武器」。

「核能」來源於將核子(質子和中子)保持在原子核中的一種非常強的作用力——核力。試想，原於核中所有的質子都是帶正電的，當它們擁擠在一個直徑只有10-13cm的極小空間內時其排斥力該有多麼大!然而質子不僅沒有飛散，相反地還和不帶電的中子緊密地結合在一起。這說明在核子之間還存在一種比電磁力要強得多的吸引力，這種力科學家就稱之為「核力」。核力和人們熟知的電磁力以及萬有引力完全不同，它是一種非常強大的短程作用力。當核子間的相對距離小於原子核的半徑時，核力顯得非常強大；但隨著核子間距離的增加，核力迅速減小，一旦超出原於核半徑，核力很快下降為零。而萬有引力和電磁力都是長程力，它們的強度雖會隨著距離的增加而減小，但卻不會為零。
科學家在研究原於核結合時發現，原子核結合前後核子質量相差甚遠。例如氦核是由4個核子(2個質子和2個中子)組成，對氦核的質量測量時發現，其質量為4.002663原子質量單位：而若將4個核子的質量相加則應為4.032980原子質量單位。

這說明氦核結合後的質量發生了「虧損」，即單個核的質量要比結合成核的核子質量數大。這種「質量虧損現象」正是緣於核子間存在的強大核力。核力迫使核子間排列得更緊密，從而引發質量減少的「怪」現象。

根據愛因斯坦的質能關系，任何物質的質量m和能量E之間有如下關系： E=mc2

式中：C為真空中的光速。根據上式，氮核的質量虧損所形成的能量為E=28.30MeV。當然就單個氦核而言，質量虧損所形成的能量很小，但對1g氦而言，它釋放的能量就大得驚人，達6.78×1011J，即相當於19萬kW·h的電能。由於核力比原子核與外圍電子之間的相互作用力大得多，因此核反應中釋放的能量就要比化學能大幾百萬倍。科學家將這種由核子結合成原子核時所放出的能量稱之為原子核的總結合能。由於各種原子核結合的緊密程度不同，原子核中核子數不同，因此總結合能也會隨之變化。由於結合能上的差異，於是產生了兩種利用核能的不同途徑：核裂變和核聚變。

核裂變又稱核分裂，它是將平均結合能比較小的重核設法分裂成兩個或多個平均結合能大的中等質量的原子核，同時釋放出核能。重核裂變 般有自發裂變和感生裂變兩種方式。自發裂變是重核本身不穩定造成的，因此其半衰期都很長。如純鈾自發裂變的半衰期約為45億年，因此要利用自發裂變釋放出的能量是不現實的。例如100萬kg的鈾自發裂變發出的能量一天還不到lkW·h電能。感生裂變是重核受到其他粒子(主要是中子)轟擊時裂變成兩塊質量略有不同的較輕的核，同時釋放出能量和中子。一個鈾核受中子轟擊時發生感生裂變時所釋放的能量如表4-1所示。核感生裂變釋放出的能量才是人們可以加以利用的核能。

核聚變又稱熱核反應，它是將平均結合能較小的輕核，例如 氘和氚在一定條件下將它們聚合成一個較重的平均結合能較大的原子核．同時釋放出巨大的能量。由於原子核間有很強的靜電排斥力，因此一般條件下發生核裂變的幾率很小，只有在幾千萬度的超高溫下，輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發生持續的核聚變。由於超高溫是核聚變發生必須的外部條件，所以又稱核聚變為熱核反應。

由於原子核的靜電斥力同其所帶電荷的乘積成正比，所以原子序數越小，質子數越少，聚合所需的動能(即溫度)就越低。因此只有一些較輕的原子核，如氫、氘、氚、氦、鋰等才容易釋放出聚變能。最有希望的聚合反應是氘和氚的反應，它釋放的能量是鈾裂變反應的5倍。

利用氦（2He4）、鋰（3Li6）和氫的同位素氘及氚產生的幾種不同的聚變反應，其中以氘－氚反應和氘－氘反應較為理想。氘－氚反應可以在較低的溫度下進行：

1D2＋1T3 → 2He4＋n＋17.6MeV

但氚只能由人工製造，如用中子轟擊鋰－6獲得：

3Li6＋n → 2He4＋1T3＋4.8MeV

而鋰資源有限，只能供應數百年，因此氘－氚反應不能從根本上解決能源問題。利用豐富的氘同位素作原料，使其聚合發生下列反應：

1D2 ＋1D2 → 2He3＋n＋3.2MeV

1D2＋1D2 → 1T3＋P＋4.0MeV

1D2＋2He3 → 2He4＋P＋18.3MeV

在不使用鋰－6的情況下，總反應為：

61D2 → 2 2He4＋2P＋2n＋43.1MeV

氘在海水中含量非常豐富，而且提取也經濟。海水中的重水是提取氘的重要原料。如每一立方米海水中的氘具有的潛能相當於大約270噸煤或1360桶石油的燃燒能量，而全球海洋中的氘的總能量供應相當於全世界原始化石燃料總能量供應的5000萬倍。若氘－氘反應能夠實現，海洋將成為人類用之不竭的能源。另一方面由於聚變反應不產生裂變碎片，所以更為安全，因此核聚變是理想的能源。

在氫彈爆炸中發生的是不可控的核聚變反應，而可控的核聚變反應至今仍處在研究階段。核聚變反應的主要困難是如何獲得熱核反應所需的1億攝氏度的高溫及如何約束高溫下的熱核材料。雖然目前世界上已建成了很多對高溫等離子體實行磁約束的實驗裝置，但至今未獲得突破性的進展。

由於核聚變要求很高的溫度，目前只有在氫彈爆炸和由加速器產生的高能粒子的碰撞中才能實現。因此使聚變能能夠持續地釋放，讓其成為人類可控制的能源，即實現可控熱核反應仍是21世紀科學家奮斗的目標。

四．反應堆

1．鏈式反應

20世紀最激動人心的科學成果之一就是核裂變的利用。鏈式反應是實現大規模可控核裂變的關健。圖4-2是核裂變鏈式反應的示意圖。從圖上可以看出；每個鈾核裂變時會產生2-3個中子，這些中子又會轟擊其他鈾核，使其裂變並產生更多的中子，這樣一代一代發展下去就會形成一連串的裂變反應。這種連續不斷的核裂變過程就稱之為鏈式反應。雖然控制中子數的多寡就能控制鏈式反應的強弱。最常用的控制中子數的方法就是用善於吸收中子的材料製成控制棒，並通過控制棒位置的移動來控制維持鏈式反應的中子數目，從而實現可控核裂變。鎘、硼、鉿等材料吸收中子能力強，常用來製作控制棒。

2．反應堆的分類

實現大規模可控核裂變鏈式反應的裝置稱為核反應堆，簡稱為反應堆．它是向人類提供核能的關鍵設備。根據反應堆的用途所採用的燃料、冷卻劑與慢化劑的類型以及中於子能量的大小，反應堆有許多分類的方法。

(1)按反應堆的用途分類

1) 生產堆。這種堆專門用來生產易裂變或易聚變物質，其主要目的是生產核武器的裝料懷和氚。

2)動力堆。這種堆主要用作發電和艦船的動力。

3)試驗堆。這種堆主要用於試驗研究，它既可進行核物理、輻射化學、生物、醫學等方面的基礎研究，也可用於反應堆材料，釋熱元件、結構材料以及堆本身的靜、動態特性的應用研究。

4)供熱堆。這種堆主要用作大型供熱站的熱源。

(2)按反應堆採用的冷卻劑分類

1)水冷堆。它採用水作為反應堆的冷卻劑。

2)氣冷堆。它採用氦氣作為反應堆的冷卻劑。

3)有機介質堆。它採用有機介質作反應堆的冷卻劑。

4)液態金屬冷卻堆。它採用液態金屬鈉作反應堆的冷卻劑。

(3)按反應堆採用的核燃料分類

1)天然鈾堆。以天然鈾作核燃料。

2)濃縮鈾堆。以濃縮鈾作核燃料。

3)釷堆。以釷作核燃料。

(4)按反應堆採用的慢化劑分類

1)石墨堆。以石墨作慢化劑。

2)輕水堆。以普通水作慢化劑。

3)重水堆。以重水作慢化劑。

(5)按核燃料的分布分類

1)均勻堆。核燃料均勻分布。

2)非均勻堆。核燃料以燃料元件的形式不均勻分布。

(6)按中子的能量分類

1)熱中子堆。堆內核裂變由熱中子引起。

2)快中子堆。堆內核裂變由快中子引起。

3．動力堆

在核能的利用中動力堆最為重要。動力堆主要有輕水堆，重水堆、氣冷堆和快中子增殖堆。

(1)輕水堆

輕水堆是動力堆中最主要的堆型。在全世界的核電站中輕水堆約佔85.9%。普通水(輕水)在反應堆中既作冷卻劑又作慢化劑。輕水堆又有兩種堆型：沸水堆和壓水堆。前者的最大特點是作為冷卻劑的水會在堆中沸騰面產生蒸汽，故叫沸水堆。後者反應堆中的壓力較高，冷卻劑水的出口溫度低於相應壓力下的飽和溫度，不會沸騰，因此這種堆又叫壓水堆。壓水堆是核電站應用最多的堆型，在核電站的各類堆型中約佔61.3%。

(2)重水堆

重水堆以重水作為冷卻劑和慢化劑。由於重水對中子的慢化性能好，吸收中子的幾率小，因此重水堆可以採用天然鈾作燃料。這對天然鈾資源豐富，又缺乏濃縮鈾能力的國家是一種非常有吸引力的堆型。在核電站中重水堆約佔4.5%。

(3)氣冷堆

氣冷堆是以氣體作冷卻劑，石墨作慢化劑。氣冷堆經歷了三代。第一代氣冷堆是以天然鈾作燃料，石墨作慢化劑．二氧化碳作冷卻劑。這種堆最初是為生產核武器裝料，後來才發展為產和發電兩用。這種堆型早巳停建。第二代稱之為改進型氣冷堆，它是採用低濃縮鈾作燃料，慢化劑仍為石墨，冷卻劑亦為二氧化碳，但冷卻劑的出口溫度已由第一代的400度提高到600℃。第三代為高溫氣冷堆。與苗兩代的區別是採用高濃縮鈾作燃料，並用氦作為冷卻劑。由於氦冷卻效果好，燃料為彌散型無包殼，堆芯石墨又能承受高溫，所以堆芯氣體出口溫度可高達800℃，故稱之為高溫氣冷堆。核電站的各種堆型中氣冷堆約佔2%—3%，除發電外高溫氣冷堆的高溫氦氣還可直接用於需要高溫的場合，如煉鋼、煤的氣化和化工過程等。

(4)快中子增殖堆

前述的幾種堆型中核燃料的裂變主要是依靠能量比較小的熱中子，都是所謂熱中子堆。在這些堆中為了慢化中子，堆內必須裝有大量的慢化劑。快中子反應堆不用慢化劑，裂變主要依靠能量較大的快中子。如果快中子堆中採用239Pu（鈈）作燃料，則消耗一個239Pu核所產生的平均中子數達2.6個，除維持鏈式反應用去一個中子外，因為不存在慢化劑的吸收，故還可能有一個以上的中子用於再生材料的轉換。例如可以把堆內天然鈾中的238U轉換成239Pu，其結果是新生成的239Pu核與消耗的239Pu核之比(所謂增殖比)可達1.2左右，從而實現了裂變燃料的增殖。所以這種堆也稱為快中子增殖堆。它所能利用的鈾資源中的潛在能量要比熱中子堆大幾十倍。這正是快堆突出的優點。
由於快堆堆芯中沒有慢化劑，故堆芯結構緊湊、體積小，功率密度比一般輕水堆高4-8倍。由於快堆體積小，功率密度大，故傳熱問題顯得特別突出。通常為強化傳熱都採用液態金屬鈉作為冷卻劑。快中子堆雖然前途廣闊，但核術難度非常大，目前在核電站的各種堆型中僅佔0.7%。

潮汐能發電
潮汐能的主要利用方式是潮汐發電。利用潮汐發電必須具備兩個物理條件：首先潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；第二海岸地形必須能儲蓄大量海水，並可進行土建工程。潮汐發電的工作原理與一般水力發電的原理是相近的，即在河口或海灣築一條大壩，以形成天然水庫，水輪發電機組就裝在攔海大壩里。潮汐電站可以是單 水庫或雙水庫。從圖1可以看出單水庫潮汐電站只築一道堤壩和一個水庫。老的單水庫潮汐電站是漲潮時使海水進人水庫，落潮時利用水庫與海面的潮差推動水輪發電機組。它不能連續發電，因此又稱為單水庫單程式潮汐電站。新的單水庫潮汐電站利用水庫的特殊設計和水閘的作用既可漲潮時發電，又可在落潮時運行，只是在水庫內外水位相同的平潮時才不能發電。這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能的利用率。

因此為了使潮汐電站能夠全日連續發電就必須採用雙水庫的潮汐電站。圖2是雙水庫潮汐電站的示意圖。這種電站建有兩個相鄰的水庫，水輪發電機組放在兩個水庫之間的隔壩內。一個水庫只在漲潮時進水（高水位庫），一個水庫（低水位庫）只在落潮時泄水；兩個水庫之間始終保持有水位差，因此可以全日發電。 由於海水潮汐的水位差遠低於一般水電站的水位差，所以潮汐電站應採用低水頭、大流量的水輪發電機組。目前全貫流式水 輪發電機組由於其外形小、重量輕、管道短、效率高已為各潮汐電站廣泛採用。

據估計到2O00年全世界潮汐發電站的年發電量可達到3X1010～6X1010kw·h。潮汐電站除了發電外還有著廣闊的綜合利用前景，其中最大的效益是圍海造田、增加土地，此外還可進行海產養殖及發展旅遊。正由於以上原因潮汐發電已倍受世界各國重視。

② 他們想利用潮汐來推動發電機發電，設計一個模擬實驗來驗證．①實驗器材：一個自製的小葉輪（代替發電機的

（2）如圖所示：將A抬高，表示漲潮，水從B流向A，推動葉輪轉動；將A放低，表示落潮，水A從流向B，推動葉輪轉動．
（3）①會有海草等物質堵塞葉輪的轉動；②海水會腐蝕發電裝置．

③ 大規模使用潮汐能的原因

目前,只有潮汐能發電技術比較成熟,其他形式海洋能的應用大都還停留在探索階段.
2.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽等天體引力作用而產生的一種周期性海水自然漲落現象,是人類認識和利用最早的一種海洋能.潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本上是一樣的,也是利用水的能量使水輪發電機發電.問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量,去推動水輪發電機運轉.海水的垂直漲落運動稱為潮汐,海水水平運動叫潮流.人們通常把潮汐和潮流中所包含的機械能統稱為潮汐能.潮汐能利用一般分兩種形式：一是利用潮汐的動能,直接利用潮流前進的力量來推動水車、水泵或水輪發電機；一是利用潮汐的位能,在電站上下游有落差時引水發電.由於利用潮汐的動能比較困難,效率又低,所以潮汐發電多採用後一種形式,潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫水位形成落差進行漲落潮發電.利用潮汐能發電可以採用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6].
國外利用潮汐發電始於歐洲,20世紀初德國和法國已開始研究潮汐發電.世界上最早利用潮汐發電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站,而法國則於1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機容量24萬kW的朗斯河口潮汐電站,年均發電量為5.44億kW?h,它使潮汐電站進入了實用階段.之後,美、英、加拿大、前蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度等國都陸續研究開發潮汐發電技術,興建各具特色的潮汐電站,並已取得巨大成功.
我國大陸海岸線長1.8萬km,曲折的海岸線,眾多的潮汐河流,蘊藏著豐富的潮汐能源.潮汐能利用的近代發展,起始於20世紀50年代後期.從1958年起,我國陸續在廣東順德、東灣、山東乳山、上海崇明等地建立了幾十座潮汐能發電站,其中浙江省溫嶺市西南角樂清灣江廈潮汐試驗電站裝機容量最大,功率為3 200kW,僅次於法國的郎斯潮汐發電站和加拿大安納波利斯潮汐發電站,是亞洲最大的潮汐電站.目前,國內外已建的主要潮汐電站如表2所示
表2 國內外已建主要潮汐電站
站名 所在地 裝機容量（MW） 運行方式 建成時間
朗斯 法國 24×10 單庫雙向 1967年
安納波利斯 加拿大 1×20 單庫單向 1984年
基斯洛灣 前蘇聯 2×0.4 單庫雙向 1968年
江廈 中國浙江 1×0.5 1×0.6 3×0.7 單庫雙向 1985年
海山 中國浙江 2×0.075 雙庫連程 1975年
白沙口 中國山東 0.96 單庫單向 1978年
瀏河 中國江蘇 2×0.075 單庫雙向 1976年
鎮口 中國廣東 6×0.026 單庫雙向 1972年
果子山 中國廣西 0.04 單庫單向 1977年
潮汐能發電是一項潛力巨大的事業,經過多年來的實踐,在工作原理和總體構造上基本成型,可以進入大規模開發利用階段,隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺,潮汐能發電在不遠的將來將有飛速的發展,潮汐能發電的前景是廣闊的.
2.2 波浪能
波浪能發電是繼潮汐發電之後發展最快的一種海洋能源利用措施.波浪能是由大氣層和海洋在相互影響的過程中,由於在風和海水重力作用下形成永不停息、周期性上下波動的波浪,這種波浪具有一定的動能和勢能.波浪能的大小與波高的平方和波動水域面積成正比.目前,日本、英國、美國、德國、加拿大、中國等都在研究波浪能發電,以日本、英國、挪威等國開發利用的水平較高.
解決波浪能發電的關鍵是波浪能轉換裝置.目前,人們運用最多的幾種方式有氣動式波浪能發電、液動式波浪能發電、蓄水波浪能發電等.氣動式波浪能發電是利用波浪的起伏力量,均勻地把波浪能轉換成氣流能,以推動空氣渦輪機發電.世界上第一台小型氣動式波浪能發電裝置是日本人益田在1964年發明的.液動式波浪能發電裝置是把波浪能轉換成液壓能,再通過液壓電機發電.比較典型的是英國人索爾特博士發明的「點頭鴨」式波浪發電裝置,「鴨體」吸收波浪能效率可達80%～90%.1985年,英國在蘇格蘭的艾萊島建造了一座75kW的振盪水柱波力電站,1995年又建成一座輸出功率為2MW的波浪能發電站,可滿足2000戶家庭用電.蓄水波浪能發電是利用氣泵原理,使海浪「聚集」,並提高波浪的高度,以涌進岸邊高處的蓄水池,再用高水頭來沖擊水輪電機發電.
我國波浪能資源豐富,估計約有5億kW以上.但我國波浪能發電的研究起步較晚,1990年才在大萬山島建成第一座20kW級的試驗性波浪發電站.
2.3 溫差能
溫差能是由於深部海水與表面海水溫度差而產生的能量.溫差能發電與地熱能發電相似,其方式有三種：第一種是開放循環式,即將海水直接在低壓下蒸發,產生蒸汽,去推動渦輪發電機發電.最早提出開放循環式溫差發電的是法國的阿松瓦爾,他的學生克勞德在1926年試驗成功海水溫差發電,並於1930年在古巴海濱建成世界上第一座海水溫差發電站,功率為10kW.1948年,法國在非洲象牙海岸建造了一座7000kW的海水溫差發電站.開放循環式發電除得到電能外,還可以得到大量的淡水和副產品.第二種是封閉循環式,即利用海水上下溫度差來使低沸點物質(如氟里昂、氨等)產生蒸汽,再用蒸汽推動渦輪發電機發電.閉路循環式是美國安德森父子1964年提出來的,1979年美國在夏威夷正式建成閉路循環式發電站,發電能力為50kW.閉路循環式發電可大大提高進排氣之間的壓力差和渦輪機的工作效率.第三種是混合循環式,它具有以上兩種發電方式的特點,且效率更高.
目前,全世界已建有8座溫差能發電站.預計到2010年全球將有1030座海洋溫差能發電站問世.美、日等國是研究溫差能發電的先進國家.美國在夏威夷建有一座閉路循環溫差發電站,輸出功率50kW,還將建一座發電能力達16萬kW的溫差能發電站.日本於20世紀80年代分別在南太平洋的諾魯島和鹿兒島建成100kW和MW級兩座溫差能電站.我國海域遼闊,東海、黃海、南海的平均水溫都比較高,特別是南海夏季平均可達36℃以上,且大部分地區水深在1000m以上,自表層向下500～1000m即可得到5℃的冷水,具有利用海水溫差發電的有利條件和廣闊前景.中國科學院廣州能源研究所於20世紀80年代中期曾在實驗室進行過開放式溫差能裝置的模擬研究.
2.4 鹽差能
海水屬於鹹水,它含有大量的礦物鹽,河水屬於淡水.因此,當陸地河水流入大海的交界區域,鹹淡水相混時就會形成鹽度差和較高的滲透壓力,淡水會向鹹水方向滲透,直至兩者鹽度平衡,在兩種水體的接觸面上新生一種物理化學能,利用這種能量發電就是海洋鹽差能發電.
鹽差能發電是美國人在1939年首先提出來的.目前,世界上只有以色列建了一座150kW的鹽差能發電的實驗裝置,實用性鹽差能發電站還未問世,看來人類要大規模地利用鹽差能發電還有一個相當長的過程.
2.5 海流能
海流亦稱洋流,是海洋中的海水朝一個方向不斷流動,尤如河流具有固定流動路線一樣,會產生一種不易覺察的海流動力.海流主要分布在大西洋的西部邊界,那裡有強大的黑潮海流、墨西哥海流,此外,世界上還有日本海流、北太平洋海流、南極環海流等.
海流能的主要用途是發電.它的發電原理就是利用海流的沖擊力使水輪機高速旋轉,再帶動發電機發電.美國設計了一個最宏偉的海流能利用裝置,就放在佛羅里達半島外側的墨西哥海流上,還將一艘海流發電船長年停泊在強勁的海流上發電.我國海流能發電起步較晚,1994年才在浙江省岱山縣官山島建成第一座海流能發電站.目前,世界海流能發電技術仍處於試驗研究

④ 怎麼利用海浪發電海浪發電原理是什麼海浪發電裝置內部結構

背景：
風與海面作用產生海浪，海浪能是以動能形式表現的水能資源之一。1977年，有人對世界各大洋平均波高1米、周期1秒的海浪進行推算，認為全球海浪能功率約為700億千瓦，其中可開發利用的約為25億千瓦，與潮汐能相近。海浪中蘊藏有如此豐富的能量，如將海浪的動能轉化為電能，使製造災難的驚濤駭浪為人類服務，是人們多年來夢寐以求的理想。
早在20世紀70年代，英國愛丁堡大學的工程師斯蒂芬•索爾特就發明了利用海浪發電的「愛丁堡鴨」海浪發電裝置。之後，世界上許多國家，如英國、日本、美國、加拿大、芬蘭、丹麥、法國等都在研究和試驗海浪發電，並相繼提出了數百種發電裝置設計方案。但是，由於這樣或那樣的技術問題，海浪發電研究一直沒有什麼大的突破。直到今天，在能源開發方面，海浪能的利用仍然落後於風能和潮汐能的利用。

現狀：
測試海浪發電機的成本很高，而且極其危險，是阻礙海浪發電研究和海浪能利用的重要原因之一。反復無常、變幻莫測的海洋既能產生巨大的能量，也能對機械裝置造成毀滅性的破壞。
在蘇格蘭西海岸的艾斯雷島上，Wavegen公司建造的500千瓦的「帽貝」海浪發電機已經向電網供電，這是目前世界上最成功的海浪發電裝置，然而它是安裝在海岸上的。根據海浪發電專家的意見，效率更高、能產生更多電能的海浪發電機必須是漂浮在海洋上的，而不是安裝在海岸上的。
為解決一直困擾著海浪發電機設計和建造的各種問題，製造更先進的海浪發電機，歐洲海洋能源中心在英國政府的資助下建立了奧克尼海浪發電試驗場。該試驗場中安裝有抗風暴的系泊設備和鎧裝電纜，使得安裝和測試海浪發電機變得方便而廉價。現在，在奧克尼海浪發電試驗場，歐洲海洋能源中心能同時安裝四台海浪發電機，研究人員能夠同時對不同的海浪發電機進行直接比較，這樣就有可能挑選出最好的海浪發電機，從而以很低的成本產生出更多的電能。進一步說，在試驗場里還有與電網相連的接入口，這樣一來，實驗測試用的海浪發電機在開始試驗時就可能為研製者帶來收益，從而降低了研製成本。
在奧克尼海浪發電試驗場中，所有進行測試的海浪發電機都配有「插座」。這些「插座」固定在海底的混凝土墩子上。並由多用途電纜連接岸上設備。多用途電纜包括1條能傳送23兆瓦電能的電纜和2條光纜，其中一條光纜用來將海浪發電設備的數據傳輸到岸上的控制室，另一條光纜將岸上的控制指令傳送給海浪發電設備。海底的水流沖擊力很強，如果電纜不加以特殊的保護，那麼電纜在與岩石不斷摩擦後就會遭到毀壞。為了保護好電纜，研究人員採用了鎧裝電纜，同時用沉重的混凝土護墊將其保護和固定起來。
海浪發電機所產生的電能先被送到岸邊的一對變電站,然後再被送入國家電網。而數據收集中心則在離海岸大約35千米的遠處。每個系泊位（插座）都由各自獨立的控制中心進行控制，各個公司可以在試驗場租用一個系泊位，然後通過互聯網在自己公司的辦公室內進行遙控操作。公司租用一個系泊位，每年要付一筆試驗費用，如果試驗中的發電設備運行良好的話，公司出售電能的收入將可以基本抵銷支付的試驗費用。
通過減少海浪發電機的試驗費用，歐洲海洋能源中心努力幫助開發者將他們美好的設想轉變為現實。眼下，既受到歐洲海洋能源中心試驗場設施的誘惑，又得到英國政府的資助，Wavegen公司開始了新的試驗。該公司計劃開發一種漂浮在海洋上的海浪發電機，並在2004年進行測試，其基本原理與「帽貝」海浪發電機相同，依靠海浪驅動氣動渦輪機發電。
奧克尼海浪發電試驗場的第一個用戶可能是「海蛇」。「海蛇」是英國海洋電力設備公司研製的一款海浪發電機的別稱。該公司正在利用歐洲海洋能源中心建造的750千瓦的「海蛇」海浪發電機的樣機。據說。「海蛇」的設計壽命為 15－20年，能經受住百年一遇的巨浪的沖擊。
海洋發電技術
多虧了名叫George Taylor的企業家，從2007年開始，俄勒岡海邊大面積的，有規律的海浪將為西海岸的家庭和企業供電。Taylor現年72歲，在澳大利亞長大，學過電氣工程，過去四十年裡是美國一家小公司的業主。他最近的一項發明是能將海浪的上下運動轉化為電能的浮標，可以由沿海海底電纜控制，並能接入國家電網。
這種浮標是環保主義者的理想之物-從沙灘上就可以看到，引入了一種豐富的可再生的能源，而對海洋生物的影響微乎其微，也不會釋放出導致全球變暖的氣體。
Taylor計劃在2010年之前做出一個100噸重，37英尺寬的浮標，能發電500千瓦。四十個那樣的浮標連在一起發電的成本比起煤電廠要低得多，更不用說燃燒天然氣等珍貴燃料發電的電廠。如此清潔的電能可以用來淡化海水，電解水，為燃料電池汽車提供氫氣，或者為其它宏偉的，急需能源的項目提供廉價電能。

海浪發點設備：
海浪發電機由英國Checkmate 海洋能源公司設計，是一種類似蟒蛇的大型發電設備，由橡膠製成。寬度將達到7米，長度達到200米，二十五分之一大小的原型已於最近完成測試。投入使用後，可滿足1000個普通家庭的用電需求。據他們透露，「巨蟒」將於2014年左右投入運轉。

⑤ 如何有效地利用海洋里的能量

海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能及鹽度差能等。除潮汐能來自月球與太陽的引力外，其他能量均由太陽輻射轉化而來，它們都屬於永久性潔凈可再生能源。

潮汐能是指海水潮漲和潮落時產生的能量。古代沿海地區的人們就懂得利用潮汐作為磨坊的動力。自20世紀50年代起，世界許多國家開始在潮差較大的海灣或江河入海口修建攔海大壩，利用壩內外水位差推動水輪機發電，稱為潮汐電站。最大的潮汐電站位於法國聖馬洛附近朗斯河口，年發電量5.4億度。中國是世界上建造潮汐電站最多的國家之一。

波浪能是由風的作用引起的海水表面波浪所具有的能量。20世紀60年代初，日本首先研製成功航標燈用波浪發電裝置。此後，挪威、英國、美國、葡萄牙、中國等也建造了實驗性波浪電站和航標燈用波浪發電裝置。

海流能是指海水流動所具有的動能，主要包括海底水道和海峽中較為穩定的流動以及由於潮汐導致的有規律的潮流，蘊能非常可觀。如中國的遼寧、山東、浙江、福建、台灣沿海不少地方的海流能量很高，舟山群島附近的潮流每天兩次隨潮汐的漲落改變大小和方向，最高流速為3m／s。海流發電原理和風力發電相似，只不過是將輪機放在海底，或者懸掛在浮船底部。目前美國、英國、加拿大、日本、義大利和中國等都已建成示範性海流電站。

海水溫差能是指利用海洋表層和深層海水之間溫差產生的熱能。例如在我國南海海域，表層海水受到太陽強烈照射而變暖，年均26℃以上，深處因受從極地流向赤道的冰冷海水影響，800米深層水溫常年5℃，上下溫差至少21℃。利用海水溫度的這一差異可實現熱力循環發電，方法是將表層溫熱海水抽入真空閃蒸器，使其沸騰蒸發變為蒸汽，推動汽輪發電機。排出的蒸汽進入冷凝器，由抽上來的深層冰冷海水冷卻，重新凝結後排入海中。目前法國、美國、日本等已建成數座實驗性海洋溫差電站。

鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能，主要存在於河海交接處。鹽差能發電原理實際上是利用濃溶液擴散到稀溶液中釋放出的能量，利用只能通過水、不能通過鹽的半滲透膜，在鹽水和淡水之間形成水位差，然後直接由水輪發電機發電。目前，各國正在對此開展實驗性研究。

⑥ 物理學家創造發明的故事（具體的）比如說XXX發明了XXX的事情過程

1.
19世紀初期，科學家們研究的重要課題，是廉價地並能方便地獲得電能的方法。
1820年，奧斯特成功地完成了通電導線能使磁針偏轉的實驗後，當時不少科學家又進行了進一步的研究：磁針的偏轉是受到力的作用，這種機械力，來自於電荷流動的電力。那麼，能否讓機械力通過磁，轉變成電力呢？著名科學家安培是這些研究者中的一個，他實驗的方法很多，但犯了根本性錯誤，實驗沒有成功。
另一位科學家科拉頓，在1825年做了這樣一個實驗：把一塊磁鐵插入繞成圓筒狀的線圈中，他想，這樣或許能得到電流。為了防止磁鐵對檢測電流的電流表的影響，他用了很長的導線把電表接到隔壁的房間里。他沒有助手，只好把磁鐵插到線圈中以後，再跑到隔壁房間去看電流表指針是否偏轉。現在看來，他的裝置是完全正確的，實驗的方法也是對頭的，但是，他犯了一個實在令人遺憾的錯誤，這就是電表指針的偏轉，只發生在磁鐵插入線圈這一瞬間，一旦磁鐵插進線圈後不動，電表指針又回到原來的位置。所以，等他插好磁鐵再趕緊跑到隔壁房間里去看電表，無論怎樣快也看不到電表指針的偏轉現象。要是他有個助手，要是他把電表放在同一個房間里，他就是第一個實現變機械力為電力的人了。但是，他失去了這個好機會。
又過了整整6年，到了1831年8月29日，美國科學家法拉第獲得了成功，使機械力轉變為電力。他的實驗裝置與科拉頓的實驗裝置並沒有什麼兩樣，只不過是他把電流表放在自己身邊，在磁鐵插入線圈的一瞬間，指針明顯地發生了偏轉。他成功了。手使磁鐵運動的機械力終於轉變成了使電荷移動的電力。
法拉第邁出了最艱難的一步，他不斷研究，兩個月後，試制了能產生穩恆電流的第一台真正的發電機。標志著人類從蒸汽時代進入了電氣時代。
一百多年來，相繼出現了很多現代的發電形式，有風力發電、水力發電、火力發電、原子能發電、熱發電、潮汐發電等等，發電機的構造日臻完善，效率也越來越高，但基本原理仍與法拉第的實驗一樣：少不了運動著的閉合導體，少不了磁鐵。
2.
們都知道從蘋果落地中牛頓發現了萬有引力定律的故事，其實那不過是法國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學而編的故事。
在牛頓之前，人們已經知道有兩種「力」：地面上的物體都受重力的作用，天上的月球和地球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力究竟是性質不同的兩種力？還是同一種力的不同表現？牛頓在劍橋大學讀書時就考慮起這個問題了。
牛頓23歲時，鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染，通告學生休學回家避疫，學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。他仍沒有間斷學習和對引力問題的思考。
那時，鄉下的孩子們常常用投石器打幾個轉轉，之後，把石頭拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過，而牛奶不灑出來。
這一現像激發了牛頓關於引力的想像：「什麼力使投石器裡面的石頭，水桶里的牛奶不掉下來呢？」這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放，一頭扎進「引力」的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球和地球距離，由於引用的資料數據不正確，計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉，每分鍾的向心加速度應是16英尺，但據推算僅得13．9英尺。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，反而以更大的努力進行辛勤的研究。
1671年，新測量的地球半徑值公布了。牛頓利用這一數據重新檢驗了自己的理論，同時，還利用他自己發明的微積分處理了月一地關系中不能把地球看作質點時，重力加速度的計算問題。有了這兩項改進，牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。這使他認為，重力和引力具有相同的本質。他又把基於地面物體運動的三條定律（即牛頓三大定律）用於行星運動，同樣得出滿意的正確結論。
牛頓整整經過了7個春秋寒暑，到他30歲時終於把舉世聞名的「萬有引力定律」全面證明出來，奠定了理論天文學、天體力學的基礎。
萬有引力定律的發現，宣告了天上地面的萬物都遵循同一規律運動，徹底否定了亞里士多德以來宗教勢力宣揚的天上地下不同的思想，這是人類認識史上的一次飛躍。

⑦ 人們是怎樣利用海水發電的

名稱: 海水溫差發電
主題詞或關鍵詞: 發電站 能源科學
內容
利用海水表層（熱源）和深層（冷源）之間的溫度差發電的電站，叫海水溫差發電站。
早在1881年9月，巴黎生物物理學家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發電的設想。
1926年11月，法國科學院建立了一個實驗溫差發電站，證實了阿松瓦爾的設想。1930年，阿松瓦爾的學生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發電站。
1961年法國在西非海岸建成兩座3500千瓦的海水溫差發電站。美國和瑞典於1979年在夏威夷群島上共同建成裝機容量為1000千瓦的海水溫差發電站，美國還計劃在21世紀初建成一座100萬千瓦的海水溫差發電裝置，以及利用墨西哥灣暖流的熱能在東部沿海建立500座海洋熱能發電站，發電能力達2億千瓦。
把熱能轉變成機械能必須具備三個基本條件：熱源、冷源和工質。普通熱機用水作工質，熱源加熱工質，產生蒸汽，驅動汽輪發電機發電，排出廢汽被冷凝器冷卻，凝結水送回鍋爐，繼續被加熱，循環使用。海洋熱能主要來自太陽能。世界大洋的面積浩瀚無邊，熱帶洋面也相當寬廣。海洋熱能用過後即可得到補充，很值得開發利用。海水溫差發電技術，是以海洋受太陽能加熱的表層海水（25℃～28℃）作高溫熱源，而以500米～1 000米深處的海水（4℃～7℃）作低溫熱源，用熱機組成的熱力循環系統進行發電的技術。從高溫熱源到低溫熱源，可能獲得總溫差15℃～20℃左右的有效能量。最終可能獲得具有工程意義的11℃溫差的能量。
據計算，從南緯20度到北緯20度的區間海洋洋面，只要把其中一半用來發電，海水水溫僅平均下降1℃，就能獲得600億千瓦的電能，相當於目前全世界所產生的全部電能。專家們估計，單在美國的東部海岸由墨西哥灣流出的暖流中，就可獲得美國在1980年需用電量的75倍。
據海洋學家估計，全世界海洋中的溫度差所能產生的能量達20億千瓦。
潮汐發電

由於引潮力的作用，使海水不斷地漲潮、落潮。漲潮時，大量海水洶涌而來，具有很大的動能；同時，水位逐漸升高，動能轉化為勢能。落潮時，海水奔騰而歸，水位陸續下降，勢能又轉化為動能。海水在運動時所具有的動能和勢能統稱為潮汐能。

我國大陸海岸線長，島嶼眾多，北起鴨綠江口，南到北侖河口，長達18000多公里，加上5000多個島嶼的海岸線14000多公里，海岸線共長32000多公里，因此潮汐能資源是很豐富的。據不完全統計，全國潮汐能蘊藏量為1．1億千瓦，年發電量可達2750千瓦時，其中可供開發的約3850萬千瓦，年發電量870億千瓦時，大約相當於40多個新安江水電站。目前我國潮汐電站總裝機容量已有1萬多千瓦。

潮汐能的重要應用之一是發電。1913年德國在北海海岸建立了第一座潮汐發電站。1957年我國在山東建成了第一座潮汐發電站。1978年8月1日山東乳山縣後沙口潮汐電站開始發電，年發電量230萬千瓦時。1980年8月4日我國第一座「單庫雙向」式潮汐電站——江廈潮汐試驗電站正式發電，裝機容量為3000千瓦，年平均發電1070萬千瓦時，其規模僅次於法國朗斯潮汐電站（裝機容量為24萬千瓦，年發電5．4億千瓦時），是當時世界第二大潮汐發電站。

簡單地說，潮汐發電就是在海灣或有潮汐的河口建築一座攔水堤壩，形成水庫，並在壩中或壩旁放置水輪發電機組，利用潮汐漲落時海水水位的升降，使海水通過水輪機時推動水輪發電機組發電。從能量的角度說，就是利用海水的勢能和動能，通過水輪發電機轉化為電能。

潮汐發電的型式有三種。

第一種是單庫單向電站。即只用一個水庫，僅在漲潮（或落潮）時發電，我國浙江省溫嶺縣沙山潮汐電站就是這種類型。

第二種是單庫雙向電站。用一個水庫，但是漲潮與落潮時均可發電，只是在平潮時不能發電，廣東省東莞縣的鎮口潮汐電站及浙江省溫嶺縣江廈潮汐電站，就是這種型式。

第三種是雙庫雙向電站。它是用二個相鄰的水庫，使一個水庫在漲潮時進水，另一個水庫在落潮時放水，這樣前一個水庫的水位總比後一個水庫的水位高，故前者稱為上水庫，後者稱為下水庫。水輪發電機組放在兩水庫之間的隔壩內，兩水庫始終保持著水位差，故可以全天發電。

潮汐發電的優點是成本低，每度電的成本只相當火電站的八分之一。

⑧ 世界上先有發電機還是先有電動機

先有發電機後有電動機

現在我們生活在電力時代，我們的生活和生產都離不開電。那麼，世界上是先有發電機呢還是先有電動機呢？從邏輯上講，先得有發電機而後才有電動機，但情況並不是這樣，歷史上，最先出現的是電動機，而有才有了發電機。不過，大型的實用電動機和發電機是在你追我趕、相互激勵中不斷研製和持續改進的。

應該首先說明的，人類最早應用的電力不是由發電機發出來的，而是由伏打電池發出來的。

十九世紀以前，人們對電的認識是有限的。1821年，丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應：通電導線在磁場中會運動。這為電動機的發明提供了理論基礎。奧斯特的實驗裝置被看成是最原始的電動機。在最初展出這一偉大發現時，曾有人不屑一顧地問：這玩意有什麼用呀？！科學家機智地反問：「新生兒有什麼用？」的確，這個嬰兒不久就長成了巨人。

1834年，德國物理學家雅可比用電磁鐵做轉子，製成了第一台實用直流電動機。1838年，美國人特斯拉發明了交流電動機，這種電動機結構簡單，體積較小，使用方便，被廣泛應用於工農業生產中。

從能量轉化的角度看，電動機是把電能轉化成動能的的機器。

電動機已經發明了，電的廣泛應用有了可能。但這時的發電機都還是直流的，提供電能的能力低，而且比較昂貴，用它做電能來源幾乎看不到其商用價值和實用意義。1850年的電能比蒸汽能貴25倍，促使人們尋找其他的電能來源。科學家根據逆向思維猜想，既然電能能轉化成動能，那麼動能能否轉化成電能呢？為此，科學家進行了大膽的實驗和大量的實踐。

電流的磁效應規律發現十年後的1831年，英國物理學家法拉第發現了電磁感應定律（導線在磁場中做切割磁力線運動時，導線中有電流產生），為發電機的製造提供了理論基礎。在邁出艱難的第一步後，法拉第不斷研究，兩個月後試制了能產生穩恆電流的第一台真正的發電機，標志著人類從蒸汽時代進入了電氣時代。

法拉第的電磁感應定律使人們知道了動能轉變成電能的可能性，為發電機的製造指明了方向。各種發電機開始出現，不斷更新，電能開始大量的、廉價的出現。電能開始作為一種新的能源形式支配著社會經濟生活。一百多年來，相繼出現了很多現代的發電形式，有風力發電、水力發電、火力發電、地熱發電、潮汐發電、太陽能發電、核能發電等，發電機也日益成熟，效率不斷提，但基本原理仍然與法拉第的科學實驗一樣。

⑨ 請給我一些關於物理實驗探究題。要有思路和答案的。

下面是目錄
· 人體與物理 · 漢語成語與物理
· 愛斯基摩人的冰屋 · 神奇的磁化水
· 照明節電 · 從垃圾中獲得能量
· 呵氣和吹氣 · 電子琴的發音原理
· 潮汐產生的原因 · 潮汐發電
· 利用發光二極體種植蔬菜 · 高空的氣溫為什麼低？
· 冰棍和冰激凌 · 失重和宇宙開發
· 測定反應時間 · 混響
· 感受向心力 · 放電現象
· 照相用閃光燈 · 無處不在的彈簧
· 靜電的應用 · 磁帶錄音原理
· 日光燈 · 毛細現象
· 液晶 · 半導體
· 磁性材料 · 磁與生物
· 光圈指數中的規律 · 直線電機和磁懸浮列車
· 觀察日光燈的閃爍 · 無線電波的傳播
· 電視和雷達 · 激光
· 放射性同位素的應用 · 光導纖維
· 蒙氣差 · 雜訊的作用
· 海市蜃樓 · 眼睛
· 光的電磁說 · 筆桿上的小孔有什麼功用?
· 激光 · 如何確定古木的年代
· 餃子或肉丸煮熟了為什麼會浮起來? · 立體電影和偏振
· 人是怎樣看見物體的？ · 打氣筒在使用時為什麼會變熱?
· 電冰箱的原理 · 電冰箱門上的星標
· 高空的白霧帶是怎樣形成的? · 水燒開時不會溢出來，為什麼粥燒開了卻會溢瀉出來呢？
· 為什麼剛掀開的冷凍啤酒瓶口會冒出霧氣? · 為什麼罐裝的自動噴劑噴了一會罐身會變涼?
· 為什麼用濕布抹冰箱的冰格會被粘著? · 向手背呵氣和吹氣感覺有什麼區別?
· 怎樣把開水冷卻? · 那麼，米粒是怎樣被擴大的呢？
· 鍾表小史 · 怎樣旋開玻璃瓶上太緊的鐵蓋?
· 飯菜撲鼻香 · 香脆的爆米花
· 暄松的饅頭 · 多孔的凍豆腐
· 冰棍「冒汽」 · 吃雞蛋有訣竅
· 服裝的顏色 · 怎樣使服裝挺括
· 關羽和張飛比力氣 · 雨衣上的學問
· 巧妙的紙彈竹槍 · 「爬雲梯」的梯子短一些是否更安全？
· 地球隧道中石頭作什麼運動 · 為什麼1980年遲了一秒鍾
· 多米諾骨牌效應 · 旋轉的乒乓球
· 爆炸時寂靜區是怎樣形成的? · 開水倒在地上為什麼發出低沉的「撲撲」聲?
· 如何減少煙塵對大氣的污染 · 「熱得快」的奧秘
· 沙雕藝術中的物理學 · 淺談納米技術
· 水生細菌的磁羅盤 · 鴿子是怎麼認識歸家之路的?
· 三線插頭是不是三相插頭? · 當你站在角鏡前，你的像有多少個？
· 視網膜前面的血細胞引起的幻覺 · 米格倫疑案的真相
· 有孔紙片托水 · 有趣的橡皮臉
· 火燒手絹 · 無中生有
· 紙片騰空 · 破鏡重圓
· 吹掉帽子 · 不可思議的平衡表演
· 連結玻璃杯 · 氣球吸杯
· 趣味拔河賽 · 大雪後為什麼很寂靜
· 天空的顏色與大氣污染 · 肥皂泡為什麼總是先上升後下降
· 閃電為什麼是彎彎曲曲的 · 不祥的聖嬰——厄爾尼諾
參考資料：http://www.pep.com.cn/shzdwl/

⑩ 海洋能源的開發是什麼樣

因月球引力的變化引起潮汐現象，潮汐導致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產生的能量成為潮汐能。潮汐能是以勢能形態出現的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動能。

海洋的潮汐中蘊藏著巨大的能量。在漲潮的過程中，洶涌而來的海水具有很大的動能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動能轉化為勢能；在落潮的過程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，勢能又轉化為動能。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說，與潮差的平方和水庫的面積成正比。和水利發電相比，潮潮汐發電原理圖汐能的能量密度低，相當於微水頭發電的水平。世界上潮差的較大值為13～15米，但一般說來，平均潮差在3米以上就有實際應用價值。潮汐能是因地而異的，不同的地區常常有不同的潮汐系統，它們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨有的特徵。景觀很復雜，但對於任何地方的潮汐都可以進行准確預報。

潮汐能的利用方式主要是發電。潮汐發電是利用海灣、河口等有利地形，建築水堤，形成水庫，以便於大量蓄積海水，並在壩中或壩旁建造水利發電廠房，通過水輪發電機組進行發電。只有出現大潮，能量集中時，並且在地理條件適於建造潮汐電站的地方，從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場所並不是到處都有，但世界各國都已選定了相當數量的適宜開發潮汐電站的站址。

發展像潮汐能這樣的新能源，可以間接使大氣中的二氧化碳含量的增加速度減慢。潮汐是一種世界性的海平面周期性變化的現象，由於受月亮和太陽這兩個萬有引力源的作用，海平面每晝夜有兩次漲落。潮汐作為一種自然現象，為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便，更值得指出的是，它還可以轉變成電能，給人類帶來光明和動力。

海水溫差能是指涵養表層海水和深層海水之間水溫差的熱能，是海洋能的一種重要形式。海洋的表面把太陽的輻射能大部分轉化為熱水並儲存在海洋的上層。另一方面，接近冰點的海水大面積地在不到1000米的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣，就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20℃以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實現熱力循環並發電。

溫差發電的基本原理就是藉助一種工作介質，使表層海水中的熱能向深層冷水中轉移，從而做功發電。海洋溫差能發電主要採用開式和閉式兩種循環系統。

波浪能發電是通過波浪能裝置將波浪能首先轉換為機械能(液壓能)，然後再轉換成電能。這一技術興起於20世紀80年代初，西方海洋大國利用新技術優勢紛紛展開實驗。

波浪能具有能量密度高、分布面廣等優點。它是一種取之不竭的可再生清潔能源。尤其是在能源消耗較大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能發電，已在導航浮標、燈塔等獲得推廣應用。我國有廣闊的海洋資源，波浪能的理論存儲量為7000萬千瓦左右，沿海波浪能能流密度大約為2~7千瓦/米。在能流密度高的地方，每一米海岸線外波浪的能流就足以為20個家庭提供照明。