最近,一年一度的高考落下了帷幕,马上又要迎来中考。相信我们从小到大都经历过很多次考试,比较正式的考试中客观题都要求采用2B铅笔填涂答题卡。
然而,你是否担心过买到的2B铅笔是假的,从而影响考试呢?反正笔者是担心过。
那么,为什么考试要用2B铅笔?2B铅笔填涂的答案是如何被识别的?
铅笔
铅笔芯的主要原料是石墨。由于石墨又软又滑,所以铅笔芯里还掺杂了不同比例的黏土来增加硬度。
石墨的商业名词是“笔铅”,但实际上它并不是铅,而是矿物质,它的成分是碳,灰黑色,具有润滑性和可塑性,可以用来制造坩埚、电极、铅笔芯、润滑剂、颜料等。石墨和铅有一个共同点,都能在纸上画出黑色的痕迹。因此,人们又称石墨为“黑铅”,铅笔也由此得名。
为什么石墨能做铅笔芯
石墨能做铅笔芯,主要是由石墨的性质决定的。
石墨在常温下化学性质非常稳定,能保存很长时间不变质。石墨质地柔软,是最软的矿物之一,在纸上轻轻划过,就会留下痕迹,在放大镜下观察铅笔字迹,可以看到很多细小的石墨颗粒。石墨无毒,用作铅笔,安全可靠,对人体没有伤害。
石墨的这些性质又是由它的结构决定的。
石墨晶体里的碳原子是一层层排列的,碳原子在同一层里“手拉着手”,紧密相连。这使得石墨的熔点很高,是熔点最高的物质之一,所以石墨还可以用来制作冶炼金属时的高温坩埚。石墨内部层和层之间的结合方式与层内部原子间的结合方式截然不同,层与层之间结合得非常松散,好似一副扑克牌,轻轻一推,牌和牌之间就滑动开来,所以石墨具有良好的润滑性,既可以做润滑剂,又可以做铅笔芯。
铅笔的种类
石墨和黏土不同的混合比例,造成了铅笔相应的分级制度。
石墨铅笔通常分为9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H等硬度等级,字母前面的数字愈大,表明愈软或愈硬。
其中,H(hard)代表硬度,B(black)代表黑度。“数字+B”:数字越大,石墨含量越高,铅笔的铅芯越软,写出来的字的颜色就越深。“数字+H”:数字越大,黏土含量越高,铅笔的硬度就越大,写出来的字的颜色就越浅。“HB”:代表软硬适中的铅笔。
考试结束后,把用2B铅笔填涂的答题卡送入与计算机连接的阅卷机中,评判结果和成绩就会自动显示在计算机屏幕上,真是既方便又准确。那么,为什么阅卷机如此智能,能够自动批改答题卡呢?
阅卷机
阅卷机,也就是光标阅卷机,简称OMR,是一种集光、机、电于一体的计算机外设录入设备。其功能是识别信息卡上的涂写内容。
信息卡上有一些确定位置印有涂写信息的矩形标志区,用铅笔在小方框标志内涂黑,光标阅卷机的光电转换部件便能通过对信息卡的反光或投影能力识别这些填涂信息,并将其转换为电信号,传入计算机中处理。
其核心部分是光电传感器,简称光电阅读头。它的基本原理是发光器件发出的光照射在信息卡的信息位上(红外线感应石墨技术),如该信息位被涂黑则部分光被吸收,反射光变弱,否则,反射光变强,由对应的接收管(简称光敏管)将强弱不同的光信号转换成模拟电信号,然后经转换、数字滤波、模式识别后,就完成了对信息卡上填涂和未填涂信息位的检测。
红外线感应石墨技术
红外线感应石墨技术检测的是所涂色块的两个指标:碳浓度和面积(根据输入计算机的信息并按照光标阅卷机的设计规范所要求的格式而设计的,画圈、打叉等都是不规范的填涂方式)。只有这两个指标同时达标才会被识别为有效记号。
如果选用3B或5B的铅笔,碳元素浓度就会过高,就很容易在试卷叠放在一起的同时使得铅笔的痕迹散落在试卷的各个地方,这就很容易造成视觉上的混淆,因此红外线感应根本就不知道我们真正填涂的位置到底在哪里。
如果我们选择碳浓度比较低的铅笔,譬如H铅笔,那么最容易带来的问题,就是读卡失败,感觉不到碳的存在,而这样的情况就会直观地导致我们的答案不能够有效地显示在试卷上,这就很容易让老师在判卷时受到一定的影响。
此外,涂黑答案的面积也不能涂得太大或太小。太大会被机器当成是选择了两个答案;太小则有可能被机器所“忽略”。
来源:陕西科学技术馆
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