展品精粹

科學探秘

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最速降線

小球沿軌道下降的速度不是簡單地只取決于軌道的長度,還取決于軌道的形狀。小球下落是重力作用的結果,

在一個斜面上,呈現條軌道,直線軌道,曲線軌道,起點高度以及終點高度都相同。3個質量、大小一樣的小球同時從起點向下滑落,看似路徑最長最彎曲的曲線的小球反而先到終點。這是這條曲線軌道上的小球先達到最高速度,所以先到達。然而,兩點之間的直線只有一條,曲線卻有無數條,那么,哪一條才是最快的呢?伽利略于1630年提出了這個問題,當時他認為這條線應該是一條圓弧,可是后來人們發現這個答案是錯誤的 。1696年,瑞士數學家約翰·伯努利解決了這個問題,他還拿這個問題向其他數學家提出了公開挑戰。牛頓、萊布尼茲、洛比達以及雅克布·伯努利等解決了這個問題。這條最速降線就是擺線,也叫旋輪線。


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自己拉自己

三組體驗裝置均由滑輪組(定滑輪和動滑輪)、座椅、拉繩、緩沖裝置等構成。定滑輪組固定在支架上,動滑輪組垂直懸掛在定滑輪組下方,一根繩子交錯繞過每一個動滑輪和定滑輪,定滑輪可以改變力的方向,但無法省力地拉動物體,而動滑輪雖然無法改變力的方向,卻能省一半的力拉動物體?;喗M通過匹配若干個定滑輪和動滑輪,就可以達到既改變力的方向,又省力拉動物體的目的,因此,在座椅上方設置滑輪組,可以幫助我們輕松將自己拉起。通?;喗M省力的多少,由動滑輪個數決定,即繩股數越多的那組,省力也越多。


炫光隧道.png

炫光隧道

展項設置一套圓筒形LED顯示屏,以點陣組合方式顯示條形和各種圖案,采用高速同步掃描技術移動圖形,在圓筒內部實現旋轉效果,從而實現炫光遂道的目的。參與者沿著通道橋步入轉筒內,眼睛盯著內壁及前方轉盤顯示各種動態的圖案,由于視覺平衡被破壞,產生一種奇妙的感覺,好像宇航員在太空中的空間倒錯感,眩暈不能自控,身體向一側傾斜。


陀螺儀轉椅.png

陀螺儀轉椅

展品展示了物理學中重要的角動量守恒定律。轉動的陀螺形圓盤具有角動量。角動量是個矢量,既有大小,又有方向,它的大小等于圓盤慣性矩和角速度的乘積,它的方向與圓盤的旋轉方向成右手螺旋關系。當系統所受合外力矩為零時,系統的角動量保持不變,這稱之為角動量守恒定律。


蛇形擺.png

蛇形擺

展項設置了若干擺長不同的單擺,通過機械互動的體驗形式,向參與者介紹單擺的物理知識,并通過裝置演示單擺運動的過程,揭示其背后的科學原理:單擺的周期只和擺長有關,即周期與擺長的平方根成正比,和擺錘的重量無關。


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鏡子迷宮

展項為一個大型鏡子迷宮。鏡子迷宮由外墻、鏡子組件、奧松板、卡槽組件組成,采用光的反射、平面鏡成像的科學原理來實現迷宮虛幻的模擬體驗。參與者要想找到出口,必須冷靜分析,仔細觀察,方能找到鏡子迷宮的出口,闖關成功。


全息成像.png

全息成像

展項設置一個360°全息影像展臺,立體展示各種南充元素的三維動態畫面。這種展示方式清晰度及色彩還真度高,立體感強,因此非常逼真,可以給觀眾以新奇、玄妙的視覺沖擊,激發觀眾探究欲。


緩慢的氣泡.png

緩慢的氣泡

展臺上有3個手柄,分別對應3個容器。容器里面分別是粘度不同的液體。向上拉動手柄然后下壓,打氣裝置向容器底部打氣??梢钥吹?,氣泡上升過程中,由于液體帶來的壓強逐漸減小,其體積逐漸增大。三組不同密度的液體,氣泡上升的速度和體積的變化也不同。從而了解波義耳定律:在溫度和其他條件不變的情況下,氣體的壓強和體積成反比關系。


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波的干涉與衍射

展項在空中吊掛燈光和3組透明水波振動裝置,一組是水波的正常態演示,一組安裝兩個振動裝置演示波的干涉,一組安裝一個振動裝置和一個帶孔障礙物演示波的衍射。3束燈光透過水波振動裝置將影像投射于地面上,參觀者可通過地面影像觀察對比波的干涉與衍射現象。


變硬的繩子.png

變硬的繩子

展品設計一組轉輪,主動輪與從動輪之間夾著一圈繩索。當電機帶動輪子開始轉動后,由于兩個輪子之間的摩擦力,輪子帶動著繩索開始運動。柔軟的繩子被高速拋起時,會使繩子以一定的初速度運動,當繩子離開轉軸時,由于慣性作用,會繼續保持自己的運動狀態,從而能夠看到柔軟的繩子變“硬”了,從不同角度拋出的繩子在空中所受外力作用不同,從而其運動形態也不同。

電磁大舞臺.png

電磁大舞臺

展項設置在一個封閉的區域內,設置法拉第籠、怒發沖冠、雅各布天梯、特斯拉放電線圈、沿面放電、多彩地樁放電、風箏放電等裝置,系統會根據程序設定啟動各個裝置,演示在不同條件下電流放電所形成的神奇電磁現象。

怒發沖冠實驗是利用靜電原理。靜電具有沿尖端放電和同性相斥的特性。由于人體具有導電性,雙手握住靜電發生器,身上漸漸積累大量同性電荷,于是同性電荷相互排斥,而人的頭發又是尖端導體,這樣頭發就慢慢散開并豎起來。出現怒發沖冠的現象。

特斯拉放電,可以讓觀眾領略到自然界雷雨天氣時,高空電閃雷鳴的景象,了解電磁學的相關知識。它就好比一臺人工閃電制造機,內部的變壓器可以把普通電壓升壓,產生高電壓、低電流、高頻率的交流電,然后從頂部終端放電,產生向閃電樹一樣明亮的電弧。

法拉第籠,靜電屏蔽的現象,游客進入籠體內,工作人員接通高壓電,籠內游客不會觸電。

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