什么是定量观察法?
许多情况下,我们不可能凭自己的感官来获得精确的数据和资料,必须利用一定的工具,根据 一定的标准进行定量观察。以下就是一些事物的定量观察结果:它的质量是0。5克。(秤)它的温度是32摄氏度。(温度计)它的长度是3厘米。(尺子)定量观察在科学实验中经常被使用到。
例如,对于光的速度,许多科学家运用各种方法进行 了测量。1607年,伽利略做了一个光速的实验。当时,他叫甲乙两个人在夜间各带一只灯,并分立在 两个山顶上,甲先迅速取去灯罩对乙发出信号,乙在看到信号后,立即取去灯罩,对甲发出信号。 伽利略根据两山的距离和光往返的时间来计算光速。
由于当时的技术条件限制,测得的光速很不 精确。1849年,法国科学家斐索用一只旋转的齿轮测量光走过某一给定距离的时间,齿轮以一定的 速度运动并让光通过齿间。斐索测得的光速为313 000千米/秒。后来,法国科学家傅科用一只旋转的镜子测定光速。
他让镜子以一定的速度转动,使它在光 线发出并从一面静止镜子反射回来这段时间内,恰好旋转一周。随着科学科技的不断发展,人们不断地改进实验装置和技术,直到1932年用旋转棱镜测得光 速为2997科±2千米/秒。20世纪60年代,出现了激光器,光速的测定就更加精确了。
1972年测定的光速值为299 792 千米/秒。这与目前国际计量委员会承认的光速299 792458米/秒± 12米/秒已经非常接近了。伽利略、斐索和傅科等科学家用来测定光速的实验都是一种定量实验。定量实验是为了深人 了解事物和现象的性质,揭露各因素之间的数量关系,确定某些因素的数值而进行的实验。
定量实验经常会被用到。例如,对于求解的问题或设计的方案一定要注意到它的数量方面,要有基本 的数量分析都需要运用定量实验。运用定量实验法,首先要明确它与定性实验的联系。一般说来,定性实验是定量实验的基础,只有先确定了某些因素是否存在,不同因素之间是否 有联系,才能进一步安排定量实验。
同时,也只有通过定性实验了解和掌握了试样的定性组成及 其大约含量,才能正确地选用定量分析的方法。定量实验的一个突出特点是测试或测量,需要通过标准量度仪器和标准量度单位进行观察。 因此,学生还需要掌握或了解有关量的测试或测量的方法,比如,如何测量速度、如何测量温度、如 何测量高度以及如何测量浓度等等。
只有真正掌握了测量的方法,定量观察才可以进行。比如, 测量长度需要用到尺子,测量容积需要用到量筒,测量温度需要用到温度计,测量质量需要用到天 平或秤,等等。测量的结果往往用数字表示,从这个数字,往往可以推断出事物的特性。