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四年級下冊看到大自然後想發明什麽400字

魚兒在水中有自由來去的本領,人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭。相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而遊動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。通過反復的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉彎的手段。這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船只航行自如。

蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。

蒼蠅的眼睛是壹種“復眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,壹次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。“蠅眼透鏡”是壹種新型光學元件,它的用途很多

鳥類的翅膀具有許多特殊功能和結構,使得它們不僅善於飛行,而且會表演許多“特技”,這些特技還是目前人類的技術難以達到的。小小的蜂鳥是鳥中的“直升機”,它既可以垂直起落,又可以退著飛。在吮吸花蜜時,它不像蜜蜂那樣停落在花上,而是懸停於空中。這是多麽巧妙的飛行啊。制造具有蜂鳥飛行特性的垂直起落飛機,已經成為許多飛機設計師夢寐以求的願望。

在企鵝的啟示下,人們設計了壹種新型汽車“企鵝牌極地越野汽車”。這種汽車用寬闊的底部貼在雪面上,用輪勺推動前進,這樣不僅解決了極地運輸問題,而且也可以在泥濘地帶行駛

蒼蠅的眼睛,發明了蠅眼攝象機。

蒼蠅的靈敏感知,發明了危險探測儀,用在危險工作場所

鷹的滑翔技巧,發明了滑翔機。

鳥類的留線造型,改變了飛機的外型,更符合空氣動力學。

鳥類的骨頭,改進了飛行器的骨架結構,更輕,強度更高

蝙蝠和海豚的聲波探測,發明了超聲波雷達。

飛機靠雷達在夜間飛行是人們從蝙蝠身上受到的啟示

仙人掌、螞蟻,這些自然的事物隨處可見,因此它們並不稀奇,但妳可別小看它們。

妳是否看過壹群小小的螞蟻,在墻壁爬動著?它們時時擡著像沙子壹般小的食物,成群結隊的走動。那細小的身材,生命十分柔弱,只要被人壹壓,它的壹生,可能就這樣結束。螞蟻雖然渺小,但非常團結。壹只螞蟻找到食物,由於食物的體積太大,自己無法搬運,它便立刻回巢,通知夥伴,大家壹起團結起來,就能成功了。我們也是壹樣,如果不能團結,像壹盤散沙壹樣,壹點力量都沒有;如果能合作,在做人處世上就能屹立不搖。

仙人掌生活在沙漠地區,那裏酷熱無比,還有許多惡毒的猛獸,處境十分危險。但是仙人掌生活在那裏許久,卻不見它絕種,這是因為它為了適應險惡的環境,長出了尖銳的刺,使動物們無可奈何。這似乎告訴我們,必須克服困難,外在艱苦的環境,要靠自己堅強的毅力去解決。俗語說:「天下無難事,只怕有心人。」就是這個道理。

大自然中,給我們的啟示實在太多了,只要用心體會,都能讓我們對生命有更深壹層的體認,像仙人掌、螞蟻,不都是很好的例子嗎?

蝴蝶

五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翊在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰鬥中的傷亡。

人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統制成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恒定,解決了航天事業中的壹大難題。

甲蟲

甲蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理制造出了壹種功率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研制出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理制成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機制研制成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。

蜻蜓

蜻蜓通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翺翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72公裏/小時。此外,蜻蜓的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,於是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。

為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,壹個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研制,並第壹次在風洞內測試了各項飛行參數。

第二個模型試圖安裝壹個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型采用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。

研究的中心和長遠目標,是要研究使用“翅膀”驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。

蒼蠅

家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每壹種情況,非常小心,並能快速移動。那麽,它是怎麽做到的呢?

昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成壹對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以壹定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡導航儀。科學家據此原理研制成壹代新型導航儀——振動陀螺儀,大在改進了飛機的飛行性能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無壹失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360度範圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們制成了由1329塊小透鏡組成的壹次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈沖的方式,制成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全系數更為準確、可靠。

現代的雷達——壹種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統。因為蝙蝠在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。科學家據此設計出了現代的雷達——壹種無線電定位和測距裝置

科學家通過對海豚遊泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等。

前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝的啟示下,他們設計了壹種新型汽車--“企鵝”牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公裏/小時。

科學家模仿昆蟲制造了太空機器人。

澳大利亞國立大學的壹個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研制出壹個小型的導航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器。

英國科學家在仿生學啟發下,正在研制壹種可以靠尾鰭擺動以S形“遊水”的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為“象鼻致動器”的裝置。“象鼻”由壹組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動。這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或幹擾便會引爆的水雷。

令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。

蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭汙穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有“鼻子”,它靠什麽來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。

每個“鼻子”只有壹個“鼻孔”與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入“鼻孔”,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是壹臺靈敏的氣體分析儀。

仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿制成功壹種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器壹經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙裏,用來檢測艙內氣體的成分。

這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裏的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。

從螢火蟲到人工冷光

自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少壹部分轉變成可見光,其余大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麽,有沒有只發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為“冷光”。

在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的壹類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光壹般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是壹種人類理想的光。

科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。

早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500余種 。人們將這些能放電的魚,統稱為“電魚”。

各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有壹種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。

電魚放電的奧秘究竟在哪裏?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有壹種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不壹樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,***有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麽,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。

水母的順風耳

“燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。”生物的行為與天氣的變化有壹定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地遊向大海,就預示著風暴即將來臨。

水母,又叫海蜇,是壹種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋裏了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就遊向大海避難去了。

仿生學舉15個例子:

1。由令人討厭的蒼蠅,仿制成功壹種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙裏,用來檢測艙內氣體的成分。

2。從螢火蟲到人工冷光;

3。電魚與伏特電池;

4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。

5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研制成功壹種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,準確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗幹擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而準確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。

電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。

6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內裝壹個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、臺階、橋上的人等。如今,有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。

7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。

8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿制了人力增強器——步行機。

9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。

10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。

11。船槳模仿的是魚的鰭。

12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。

13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。

14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測儀提供了思路。

15。壁虎腳趾對制造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。

16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣壹種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等壹切事情上。

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