“复旦导师制计划”系列讲座之《空间电磁信息科学与技术的研究》

2021年11月7日，上海中学的复旦导师计划有幸邀请到了复旦大学信息科学与工程学院金亚秋院士，为我们讲解空间电磁信息科学与技术研究的信息。

从牛顿的经典力学体系开始，到19世纪工业革命上电气的巨大进步，表现在科学上的麦克斯韦方程组——它沟通了电与磁之间的关系。接着，计算机的出现，让大量快速的计算成为可能；再到后来，大数据、通信与互联网、电子材料推动的科技发展，以及香农提出的信息学，都是空间电磁信息技术存在的必要条件。

空间电磁信息技术包括遥感技术——电磁波环境散射辐射，通信——电磁波视线收发传播以及导航。其中卫星搭载的微波遥感，可以通过计算电磁来进行环境与目标的探测，人工智能可以对微波视觉目标探测，导航可以对时空进行精准定位。再者，全天时全天候星载遥感和中国风云气象与海洋卫星，可以在频率上以从可见光、红外到微波不同的频率进行探测，方式既可以被动、也可以主动接收信号。

金院士还提到了高分辨率全极化ＳＡＲ遥感、复杂环境目标建模仿真的计算电磁学，以及地球同步高轨ＳＡＲ对地海目标成像模拟重构等先进的概念，深深地吸引了同学们的兴趣，我们都希望能够踊跃参加该类别的研究项目。

(撰稿：高一(10)班 史庭轩\摄影：董晔、马翌晨\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”物理微课程——“波”的第一课

2021年11月7日，石磊教授承接前几节振动的内容对“波”开始了讲解。首先，教授讨论了波随时间和空间变化的不同情况及其之间的关系。任何波都可以看作平面简谐波的叠加，后者具有同时在时间和空间上变化的特点。

接着，教授讲解了相速度、波长与波速的关系。随后，教授引入几个生动的例子，如舞台灯光与定向音声波的原理与关系。

然后是熟悉的惠更斯原理，即任一时刻的项位面可作为下一时刻波前的点源。当点源的空间相干性好，即相位差一定时，一光场的传播是定向性强的，这是一个判断空间相干性的重要依据。

最后，讲授讲解了定向声波技术。

(撰稿：高二（2）班 霄一嘉\摄影：董晔\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”化学微课程——化学中的具体技术：理论的试金石

2021年11月7日，贺鹤勇教授为同学们介绍了化学中催化的许多具体方法，如x射线的产生、TEM结构及成像原理、超薄切片等专业技术。

通过对这些技术的了解，同学们在未来可能的职业工作中，能更加自如地运用这些专业技术，从而更好地将实践运用在分析中。

(撰稿：高二（9）班 李想\摄影：董晔\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”数学微课程——积分初步

2021年11月7日，来自复旦大学的周子翔教授为选择数学的复导学生介绍了高等数学中的积分。周教授首先为同学们介绍了不定积分的概念。随后，周教授比较了求导和求不定积分的两个过程：求导数是一个机械的过程，而计算不定积分需要相当的技巧。基本方法：换元、分部积分。积分具有很多形式。教授运用运动学的例子让学生们熟悉简单的不定积分。关于分部积分，教授从复合函数导数入手，得出求解方法。

随后，周教授解释了定积分的几何意义，并给出了诸多定理。学习了定积分，便能处理许多问题，如证明圆的面积公式。、

之后，教授从积分的角度介绍了“平均”的概念。f(x)在[a,b]上的积分平均值，“平均”在经过确切定义前没有任何意义。如质心只适用于均匀场中的受力或碰撞等不考虑受力的情形，如在水中的闸门受到的压力力矩，并不是同学们想当然的ρghs。随意的取平均会导致错误结果。

最后，周教授从许多生活例子为同学们介绍了微元法与微分方程：交流电计算、火箭发射……使同学们对其有了更深刻的认识。

通过本次课程，学生们受益匪浅。

(撰稿：高二（3）班 王睿\摄影：董晔\编辑：胡晨)

“上中-复旦导师制计划”生物微课程——改变农业的遗传学

2021年11月7日，吴燕华教授从多倍化、核质互作与基因工程三个方面介绍遗传学是如何改变农业的。

多倍化是农业生产常用手段之一。如用单倍体植株人工诱导加倍可以得到纯合子，实现花药离体培养。多倍化和杂交是高等植物基因组进化和新物种形成的主要动力之一，可以根据起源分为同源多倍体和异源多倍体。顾名思义，同源多倍体产生于一个物种染色体加倍，如无籽西瓜的种植，异源多倍体指两个不同物种杂交，得到杂种后经过染色体加倍形成的，是生物进化、新物种形成的重要因素之一，应用于培养萝卜甘蓝、普通小麦的驯化等。

核质互作指细胞核与细胞质的相互作用，可用于筛选雄性不育系植种。杂交水稻就是应用了这一技术，让杂种子一代体现杂种优势。老师举了袁隆平发现雄性不育株的方法，指出禾谷可与性由核质互作决定，并介绍了“二区三系”制种法的流程和原理。

基因工程指合成或分离特定基因，加工后植入目标生物体细胞内，改变其遗传信息的工程，可以应用于制药和转基因作物。基因工程在制药上有绝对的优势，节约大量的资源。转基因作物随大大增加了产量，减少农药喷洒，但有许多人持否定、反对和怀疑的态度。

(撰稿：高二(10)班 戴安邦\摄影：董晔\编辑：胡晨)