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《少年科学画报》

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《少年科学画报》坚持向少年儿童传播科学思想,普及科学知识,传递科技信息,传授科学方法,激发少年儿...

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科技助力奥运

2012-08-08 10:53:11

      伦敦奥运会正在如火如荼地进行,欣赏奥运会上比拼体力与技巧的体育项目时,也要用心发现科技在其中起到的作用。事实上,现代体育运动中,由于科技元素的加入,比赛变得更加公平。高科技产品还能帮助运动员取得更好的成绩,减少运动带来的伤害,保护运动员。

 

 

更公平

 

      你发现没有?高水平运动员之间的成绩差距总是微乎其微,短跑和游泳运动员总是为了提高百分之几秒的成绩而训练上千个日日夜夜,什么先进工具可以准确测出这么微小的差距呢?
      显然,人们需要比人工或是普通秒表更精准的计时工具,终点摄影计时系统就是为这些体育项目量身定做的。这套计时系统使用每秒扫描1000次的技术,生成的终点图像以选手之间距离的形式清楚地表明两个运动员通过终点线的时差。可以这么说,终点摄影其实是一组关于时间的“照片”,记录的是因时间导致的距离差。
      游泳中心安置了智能泳池,泳池两侧安装了“触摸板”,选手游到终点后只需用手轻轻触碰一下触摸板,计时即刻停止。但游泳比赛有一点点特殊,人们担心运动员在水中拍打水花时产生的压力可能会对触摸板产生干扰。当然不会,只有当游泳运动员的手碰到触摸板的时候,压力才足以触发装置,所以这套计时系统可以为裁判提供极其精确可靠的数据。
      来看看足球、篮球等球类比赛,如果裁判员吹口哨后,场外的工作人员再停止计时,难免存在一个反应时差。现在,裁判员使用的是一种装有微型感应器的“智能哨”,腰带上别有一个发射器,二者通过一根细电线相连。裁判一吹哨,发射器就立即发送无线电信号给场外计时系统,计时即刻停止。这样,场上的主裁判和场外的工作人员就能够保持畅通的联系了。
      测距离的工具也越来越精确了。有没有注意到投掷比赛的场地上一个小小的仪器——经纬仪,这是干什么用的呢?这就是用来精确测量投掷距离的。投掷物落地后,裁判用棱镜标出落地点,棱镜会反射经纬仪发出的红外线,而经纬仪则根据反射光线的角度及长度计算出投掷距离。这种算法特别精确,而且电脑可将数据即时传递到赛场上的大型等离子屏幕上,这样,体育场内的所有人都能清楚地看到运动员的名字、成绩和排名了。
      无论是借助高科技手段精确计量时间还是精确测定距离,都让体育比赛减少了人为的误差,变得更加公平,而这一点点的精确,也促使运动员更加勤奋地练习,促进了一项项世界纪录的诞生。

 

 

少犯规

 

      在体育比赛中,犯规是一个大问题,而且人工的裁决容易引起争议,这时候,我们急切需要一种由“科技说了算”的仪器准确地告诉我们,是“犯规了”还是“没有犯规”。  
      现在竞技体育的很多球类项目都开始启用电子眼来辅助裁判执法。在网球比赛中,有时球速会达到每小时200千米以上,所以当速度很快的球落在边线附近时,裁判就很难判断球是否出界。现在,我们在网球比赛场地周围竖起四道红外线光束墙,一旦球穿过光束墙,电子眼便会鸣笛告知裁判发球失误。电子眼的出现对网球来说,是一次革命。  
田径比赛中,运动员在发令枪响前离开起跑蹬板,或者在鸣枪后十分之一秒内有动作就被视为抢跑。有一种反应时间装置可以测量每个运动员对蹬板的压力,主控电脑对所有的数据进行分析来判断运动员是否抢跑,这下就会避免出现误判了。
      游泳比赛中同样也有抢跳,智能泳池两侧的触摸板连接的探测器除用来监测抢跳外,还可用于游泳接力赛。只有上一名接力运动员碰了触摸板之后,起跳台上的探测器“禁令”才会被解除,下一名运动员才可以跳入泳池里。
      体育项目借助很多高科技手段做到了精确裁决,减少了争议,但裁判仍是最后的裁决者。在难以判断的情况下,裁判们将借助回放高速摄像机拍摄的运动员动作图像来进行最终的裁决。

 

好成绩

 

      现代竞技体育向人类的体能极限发起了有力的挑战,因此,体育界在讲求科学训练的同时,也非常重视对运动器材的改进与研制。一大批应用高新技术的运动器材和装备设施在奥运赛场上大显身手,帮助运动员取得更好的成绩。
      听说过大名鼎鼎的“鲨鱼皮”吧,这种泳衣的面料像鲨鱼皮肤一样,表面布满了齿状的V形凹槽,非常贴身,能减少水的摩擦阻力,有效提高游泳速度,“鲨鱼皮”被越来越多的游泳健将采用,以求在比赛中获得更好的成绩。
      撑竿跳最早使用木制竿,但木制竿太重,又缺乏弹性。科研人员最终用玻璃纤维代替了木制竿,玻璃纤维富有弹性,还具有良好的化学稳定性,坚固结实,用这种材料与塑料混合制成了新的撑竿。乌克兰撑竿跳名将布勃卡用这种新型撑竿跳出了超越6米大关的好成绩。
      高科技含量的产品不仅能帮助运动员取得好的成绩,还可以减少运动伤害,保护运动员。跑鞋对于田径运动员来说至关重要,跑鞋不合脚,或者太重、抗震能力差,不仅影响成绩,还有可能造成扭脚等伤害。悉尼奥运会上,“女飞人”琼斯的“水晶鞋”只有99克;博尔特在北京奥运会上穿着自己的“黄金战靴”跑出了9秒69的百米成绩。许多著名田径运动员的跑鞋都是由专家团队为其量身定做的,一双鞋里藏有无数高科技秘密。专家组会花费数年时间动态跟踪和研究运动员的特征,取好精确的脚模;将捕捉到的数据输入电脑,设计模型;再和运动员共同商讨和反复试验以求尽善尽美。最后出来的鞋子穿到运动员脚上可谓天衣无缝,仿佛成了运动员双脚的一部分。
      体育的进步离不开科技的发展,科技与体育的合作,不仅让运动员取得更好的成绩,也让奥运会精神“更快、更高、更强”得到更完美地展现。

 

      介绍了这么多现代体育运动中的科技元素,你记住了吗?也许在2012年伦敦奥运会上,聪明的你又找到了令人耳目一新的科技元素。如果你发现了,告诉我们吧!








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