“中国流动科技馆”高坪站 展品介绍

  中国数字科技馆以“让科学深入人心”为发展愿景,以激发公众科学兴趣、提高公众科学素质为己任,是国家科技基础条件平台项目之一,致力于开展以网络为主要平台的科技教育,汇集了国内外的优质科普资源,面向全体公众,主要设置有虚拟科技馆、热点资讯,以及包括“科学开开门”、“科普游戏”、“微专栏”在内的原创栏目等版块。

  通过浏览中国数字科技馆,公众可以学习科学知识,讨论科学问题、发表科学见解、查阅最新的科学新闻、了解最新的科学技术。同时,还可以通过虚拟科技馆,对中国科技馆、各省市科技馆设置的展品、科普剧、科普活动进行在线观看。

  流体力学中有一条著名的伯努利定律:空气流动的速度越大,压力越小。展台下方有一个风机,按下“启动”按钮,风机会沿着右边的竖管向上吹风,竖管里的空气快速流动,压力就变小了,而外界空气压力是正常,形成压力差,空气会从压力大的位置向压力小的位置流动,所以空气就沿着C形管,被源源不断地“吸”进了竖管里。小球则顺着气流的运动,沿着C形管跑圈,周而复始,我们在等火车时要站在安全黄线以外,在高速公路上超车时要离大汽车远一点,又或者足球运动员能踢出漂亮的“香蕉球”,乒乓球运动员能拉出美丽的“弧旋球”,这些现象都说明了伯努利原理在起作用。

  平衡能力是人身体素质的一种,它是指抵抗破坏平衡的外力并保持全身处于稳定状态的能力。人体的平衡与眼睛、四肢、大脑、耳朵和小脑这几个部位都有关联,耳朵中的前庭是平衡感受器,它会把人体的平衡信息传递给大脑,大脑指挥中心收到前线的情报后分析处理,派小脑完成调节人体平衡的任务,于是,小脑向肌肉和关节这些运动器官发出指令,让它们协调运作从而保持平衡。乘车、船时产生的晕车晕船等现象是人体失去平衡的一种表现,而通过训练可以提高人的平衡能力,走钢丝的演员就是最好的例子。

  这件展品上有两排“滑轮”,上方横梁上是一排定滑轮,它们是固定不动的,座椅上安装了一排动滑轮,会随着绳子的拉动上下移动,定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力,这样就形成了一个滑轮组。当我们坐在椅子上时,身体的重量就由滑轮组上的绳子来承担,绳子的股数越多,为我们分担的力就越多,所以,不需要用多大的力气就可以把自己拉起来。滑轮是一种古老的机械,早在战国时期的著作《墨经》中就有相关记载。在现代社会,我们使用较多的是滑轮组,安装在起重机、卷扬机和升降机上,既可以改变力的方向,又能很省力地拉动物体。

  人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。圆盘旋转时,姿态各异的小人重复出现,大脑中一个人物图像还未完全消失,下一个稍微有差别的人物图像又出现,多组图像在大脑中叠加,从而给人以动作连贯的假象。此时当闪光灯的闪烁频率与小人的运动频率一致时,两者达到相互融合,我们就看到了人物的定格图像。这样在“视觉暂留”和闪光灯的共同作用下,一幅幅定格图像就形成了小人行进的连贯动作。电影和动画片都以此为原理拍摄制作。找一找,旁边还有哪些展品利用了视觉暂留现象?

  人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。这件展品将小鸟飞翔的连续动作分解成一幅幅动作连贯的静止画面,随着“鸟笼”快速旋转,大脑中暂留的影像会填补鸟笼栅栏所带来的视觉空白,于是人眼便会看到小鸟飞入笼中。这也是电影的原理所在,任何一段影像资料都是由许许多多幅连贯的画面组成的。不过因为画与画之间的时间间隙很短,让我们很难察觉。找一找,旁边还有哪些展品利用了视觉暂留现象?

  这台设备里有一个红外光发射与检测装置,它会发出特殊波段的红外光照射在人体表面。而人体不同组织对红外光的吸收率是不同的:皮肤能让大部分红外光透过去,脂肪会散射红外光,而血液能吸收红外光。所以设备通过对检测结果的分析,就能知道检测区域内哪里有血管,然后再把分析判断的结果原位投影在皮肤上,你就能看到自己的血管实时显示在皮肤上。在医学领域,这种神奇的仪器能帮助医护人员进行输液、抽血等血管穿刺操作,还能对各类病变血管进行观察评估。

  为什么管内颗粒波动状态的疏密程度会发生改变?声源发出声波后,声波会在管内另一端发生反射。反射波沿原路返回就会与入射波相遇,这时候这两列振幅、频率、振动方向相同但传播方向相反的声波相互叠加。叠加的效果使得有的地方振幅最大,称为波腹;有的地方振幅最小,称为波节。波腹和波节停驻不动,因此我们把这种叠加形成的波称为驻波。但声波频率改变时,波腹、波节的位置会发生改变,颗粒凸起点和凹陷点的疏密程度就不一样了,看起来就好像它们在“跳舞”一样。生活中用到的各种乐器,例如弦乐、管乐和打击乐等都利用了声驻波的原理。

  展台上的屏幕是液晶显示器,但比正常的液晶显示器少装了一层偏振片。正常的液晶显示器主要由背光灯、下偏振片、液晶、上偏振片4部分组成。背光灯发出光线,光线经过下偏振片、液晶和上偏振片后呈现画面。展品将上偏振片做成了“窥视镜”,屏幕内只保留了背光灯、下偏振片和液晶3个部分。肉眼平视便空无一物,透过“窥视镜”观察则出现图像。旋转“窥视镜”,上、下偏振片的相对角度发生改变,透过的光线也随之改变,导致图像颜色改变。摄影中用到了偏振片,观看3D立体电影时使用的眼镜也用到了偏振片。

  移动光栅,这幅看似不规则的图片,随着光栅的移动,呈现出一个循环的活动影像。为什么这幅不规则的图片会依次展现而不是重叠在一起呢?这便是光栅的功能了。透过光栅,仅能看到图片的部分内容,而人的大脑存在一种“自动补全”效应,即通过部分联想到整体,于是我们“看”到一张完整的图像。光栅的移动,透过光栅看到内容也在改变,人的大脑便补全了每一张图像,再由人眼视觉暂留现象的共同作用,这一帧帧图像就形成了动画。用手以不同速度移动光栅板,移动越快动画的频率越快,反之动画的频率越慢,可以根据不同的移动速度体会动画的频率。

  当大圆盘静止时,皮带绕轴做直线运动;当大圆盘转动时,由于惯性,皮带仍想保持原本的直线轨迹,但是因为受到旋转体系中科里奥利力的影响,皮带的运动轨迹就变成了一条曲线。当皮带绕轴转动的方向和大圆盘转动的方向相同时,皮带向外凸出;方向相反时,皮带向内凹进。地球就是一个最大的旋转体系,同样也存在科里奥利力,在地球科学领域,为什么北半球的河流右岸比较陡峭,南半球的河流左岸比较陡峭;为什么大气并不是径直对准低气压中心流动,而是最终在南北半球形成了不同方向的气旋,都有科里奥利力给出一个合理的解释。

  每一个物体本身都存在一个固有的振动频率,这个固有频率由物体的材料、形状、质量分布等因素决定。如果外界给它的刺激的频率与固有频率相同,就会发生共振。这件展品中的几个圆环,每一个的直径都不相同,所以每个圆环的固有频率都不相同,当喇叭发出的声波频率与某一个圆环的固有频率相同时,那个圆环就会产生剧烈的共振,也就是我们看到的抖动,而近在咫尺的其他几个环,抖动就没那么明显。共振有很多应用,比如:超声波碎石。但它所造成的危害要比它的应用更加有名,感兴趣可以上网查一查哦。

  展品中银蛋下方“品”字型固定了三块磁铁,而这枚银蛋,是用不能被磁铁吸引的普通金属制成的。转动手轮,银蛋下方的磁铁,在手轮的带动下旋转,从而形成旋转磁场。银蛋在旋转磁场的作用下产生感应电流,感应电流又会产生新的磁场,“磁生电,电又生磁”,两个磁场的相互作用带动银蛋旋转起来。由于银蛋一头重一头轻,它旋转起来之后,在重力、离心力以及摩擦力的作用下,便竖立了起来。通过旋转磁场,可以实现电能和机械能的相互转换。在生活中,交流电机、测量仪表等设备中都有旋转磁场的不同应用。

  启动展品,随着两个电极逐渐靠近,我们看到在两个电极尖端之间发生了强烈的放电现象。由于导体上的电荷分布与导体的表面形状有关,尖端部分往往电荷分布比较密集。当电荷聚集到一定密度时,会产生很强的电场,尖端附近的空气被电离,也就是我们看到的电火花。所以,燃气灶的点火针,建筑物顶上的避雷针,这些放电装置都被设计成为针尖。想一想每到冬天,静电引发的小触电是不是几乎都来自手指呢?

  两个滚轮质量和大小相同,但滚轮上金属块的位置不同,所以它们的质量分布不一样。根据转动惯量原理,两个转轮的质量分布不同,其转动惯量大小也不相同。当旋转物体的质量分布越靠近转轴中心时,则越容易绕轴旋转,速度也就更快。反之,则旋转速度变慢。在生活中我们可以看到,当花样滑冰选手在冰上做出旋转动作时,会通过抱紧和舒张双臂来调整质量分布,从而控制自己的转速。科学家们也在利用这样的原理,来设计卫星、导弹以及大型设备的齿轮等器件。

  在环形闭合导轨上,每个线圈旁都装有传感器。当金属小球接近线圈,传感器检测到金属球,线圈立刻通电产生磁场,金属球在磁场作用下获得动力进行加速运动。金属球每通过线圈一次,在磁场力的作用下被加速一次,随着金属球不断通过线圈,速度也就越来越快。电磁加速器有哪些用途呢?电磁加速器只能加速金属球吗?如果将闭合轨道变为直轨道呢?

  瑞士科学家丹尼尔伯努利发现:在水流或者气流中,流速快,压力就小;流速慢,压力就大。在这件展品中,盘片上表面靠近出风口,空气流速大压力小;盘片下表面空气流速慢压力大,盘片就会被上下表面的压力差托起,悬浮在空中。比如我们在等火车时要站在安全黄线以外,在高速公路上超车时要离大汽车远一点,又或者足球运动员能踢出漂亮的“香蕉球”,乒乓球运动员能拉出美丽的“弧旋球”,这些现象都说明了伯努利原理在起作用。

  这是一个数学问题,展品中,大圆固定不动,小圆沿着大圆的内侧滚动,小圆上任意一点的运动的轨迹被称为圆内螺线。当小圆的直径等于大圆的半径时,小圆上任意一点的运动轨迹,都是一条直线个光斑均匀的分布在小圆的边上,跟着小圆一起运动。仔细观察任意一个光斑,你会发现它的运动轨迹竟然是一条直线。通电后,玻璃变得透明,请你仔细观察,展品中小圆的直径是否等于大圆的半径呢?你可以用硬卡纸做几个不同大小的圆片,在另一张硬卡纸上挖去一个大一些的圆形,用铅笔描画圆内螺线,看一看轨迹是一样的吗?

  每一个花瓣都是由用于传递运动和力的齿轮来控制的,如行星轮系、同步带轮等。当行星轮系的齿圈和行星轮按不同速度转动时,齿圈做自转运动,行星轮的运动相当于自转和公转的复合运动,与行星轮通过同步带轮连接的齿轮部件也做这种复合运动,但行星轮和齿轮部件相对齿圈只做公转运动。所以,固定在齿轮上的每一片花瓣通过公转运动的交叉重合,形成了多变的“花朵”。齿轮在生活中无处不在,大到机器的运转、车辆的奔跑,小到机械手表中时针、分针、秒针的精确转动。回家之后上网查阅,数一数机械手表中有多少个齿轮呢?它们分别控制什么指针?

  启动展品后,小车与摆杆开始运动,计算机实时采集小车与摆杆的实际位置信号,计算出摆杆要保持平衡小车需要的速度和移动距离,控制小车的移动,从而使摆杆保持平衡。好像头顶竹竿的杂技演员,通过来回移动,可以使竖立的竹竿平衡不倒。回家之后试一试,你能用手指控制竖立的铅笔吗?倒立摆控制系统有着广泛的应用,比如平衡车、机器人行走过程的平衡控制、火箭发射垂直度控制等。

  人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。频闪灯以一定的频率闪烁,调节频闪频率,若频闪灯频率与电机转速相互匹配,转盘上的字母会趋向于静止或运动缓慢。主要是因为如果转盘在每次闪光时,转盘上的字母都处在同一位置,给人一种字母“静止不动”的感觉。但如果每次闪光时,转盘字母停留在不同的位置,那么它看起来则是缓慢向前或者向后移动。利用这种原理可检测电风扇的转速与稳定性,测量水滴流速和方向等。

  请将思维从平面扩展到立体,当这根位置已经固定的金属杆旋转时,转动时的轨迹会在空中形成一个立体的面,这个面叫做双曲面,从双曲面的顶端到底部沿弯曲的边缘划出的线称为双曲线,这块透明面板上的线槽就是双曲线,它本身就是金属杆旋转轨迹的一部分,所以金属杆当然可以自由地通过。广州电视塔就是一个典型的双曲面建筑,独特的结构可以让建筑上任何一点受到的压力被及时分解,保证整体的强度,因为外形独具特色,人们形象地称其为“小蛮腰”。

  根据平面镜的成像特点,平面镜所产生的像与实物大小相等,左右(上下)相反。而眼睛就像是一架照相机,物体发出的光线通过眼球后会在视网膜上形成一个倒立的实像。五角星图案先经平面镜反射,再通过视网膜成像,就像负负得正的道理一样,这时视网膜上形成的已经是一个正常正立着的五角星,但按照惯例,大脑仍然会习惯性地把收到的图像再次翻转,并以此指挥手和其他器官的动作,所以我们在描的时候,画笔移动的方向就会与原来的图案相反,偏离正确的轨迹。手眼不协调,画五角星就很困难。

  通过原理示意图可以看到,汽车车窗的玻璃升降机构由电机、主臂、副臂、主导轨、副导轨、圆柱齿轮和基板组成。当按下按钮后,电机开始工作,通过圆柱齿轮使主臂旋转,并通过连接轴带动副臂上端沿着副导轨做直线运动。此时,主臂和副臂的下端与上端运动方向相反,沿着主导轨做直线运动,从而使主导轨上的玻璃上下移动。

  差速器是将发动机的动力传输到两侧车轮并允许车辆过弯时车轮以不同速度转动的装置。从原理示意图中可以看出,差速器主要由侧齿轮、行星齿轮、太阳齿轮等部件组成。差速器的侧面锥形齿轮能够接收来自输入轴的动力并转动,同时通过太阳齿轮带动行星齿轮做圆周运动。汽车直线行驶时,行星齿轮则会带动两个输出轴以同样的速度转动,行星齿轮并不会产生自转。而汽车转弯时,由于内外侧的转弯半径不同,外侧车轮的转动速度大于内侧的车轮速度,行星齿轮在两个太阳齿轮不同的作用力下产生自转从而补偿了两轮之间的转速差,保障车辆顺利过弯。

  物体的形象通过眼睛传递给大脑,经大脑处理,使我们理解。然而我们的大脑在处理外形时,总是倾向于将物体处理成我们熟悉的形状,舍去一些多余的,或者弥补原本没有的细节。展品中模型开口的边,既不是简单的直线,也不是圆弧,而是一侧凹一侧凸,像一个躺着的S形。从凹的一侧观察时,对侧凸曲线看起来更像圆弧,大脑把这个古怪几何体理解成我们熟悉的圆柱体。此时,镜中的物体则相当于从凸的一侧观察,对侧凹曲线看起来更像直线,大脑把它理解成我们熟悉的长方体。从不同的角度观察事物,得到的信息往往不尽相同,古诗中“横看成岭侧成峰”所描述的就是这个道理。

  通过原理示意图可以看到,雨刮器机构由雨刷、四个连杆以及电动机等部件组成。展品中,手轮转动代替雨刮器的电动机提供动力。当雨刮器开始工作时,手轮转动,通过相连的轴带动四连杆机构左右摆动。而四连杆机构通过连接轴带动雨刷做幅度相同的左右摆动,从而达到刮水效果。

  离合器位于汽车的发动机与变速箱之间,起到将发动机产生的动力传递给变速箱的作用。汽车在运行时,需要根据不同的行驶状况,改变驱动力,而这一改变正是依靠离合器来完成的。从原理示意图可以看出,离合器主要由飞轮、离合器盖、压盘、膜片弹簧等部件构成。本件展品中的拨杆代表的是手动挡汽车里的踏板。当踩下离合器踏板时,膜片弹簧收紧,压盘和摩擦盖远离飞轮,压盘在弹簧的作用下,与飞轮产生间隙,离合器处于分离状态。当松开离合器踏板时,膜片弹簧伸长,压盘向前移动,推动摩擦盖压紧飞轮表面,共同运动,离合器处于接合状态。

  汽车转向器有许多种机构,本展品主要展示的是蜗杆曲柄销式转向机构。通过原理示意图可以看到,转向机构主要由推力轴承、蜗杆、摇臂轴等部件组成。其中,蜗杆具有梯形螺纹,通过推力轴承与方向盘连接在一起。手指状的锥形指销嵌于蜗杆螺旋槽中,并且利用轴承支承在曲柄上,同时通过摇臂轴与转向摇臂连接在一起。当汽车转向时,方向盘带动蜗杆转动,使得锥形指销一边自转,一边绕摇臂轴做圆弧运动,从而带动曲柄和转向垂臂摆动,再通过相连的转向传动机构使转向轮偏转。这种转向器通常用于载货汽车上。

  固定型球笼式等速万向节是汽车动力传递系统中的重要部件,通过原理示意图可以看到,它主要由主动轴、钢带箍、外罩、球笼等部件组成。其中,星形套与主动轴相连,外表面上有6条凹槽,而球形壳的内表面也有相应的6条凹槽,与星形套的6条凹槽共同形成了6个钢球的滚动通道。6个钢球受到保持架的作用保持在同一个平面内。当汽车发动机开始工作时,动力由主动轴传递给钢球,再通过球型壳向外传递。由于6个钢球全部传递动力,而且传力点位于主动轴和从动轴夹角的平分面上,所以使得两侧的轴以相同的角速度传递动力。

  锥体真的向上滚动了吗?才不呢,它其实是向下滚动的。当轨道的夹角处于一定范围时,锥体看上去会从轨道下端向上端移动,但你注意观察这个锥体重心(也就是锥体的中心转轴)的高度变化,你会发现这个锥体的重心其实一直在下降!它的运动完全符合物理学规律,是轨道起点终点的高差给了你错觉,让你误以为它在上坡。在一些地方,有所谓的“怪坡”,自行车不用蹬就自己上坡了,其实都是由于周围参照物的原因给人的错觉。

  灯语是一种基于摩尔斯电码的通讯方式,通常用于海上航船间的联络。摩尔斯电码是一种信号代码,只有两种基本的符号——短促的点信号“滴”和时间稍长些的长信号“嗒”,通过“滴”和“嗒”不同的排列顺序来表达不同的字母、数字和标点符号等。在灯语中,灯光闪一下就熄灭,代表“滴”;灯光亮2秒以上再熄灭,代表“嗒”。用灯光打出摩尔斯电码,就能够悄无声息地传递信息了。你要是学会了灯语,在紧急状态下可以通过打灯或者敲击来传递求救信息。

  这个神秘力量来源于陀螺的定轴性与进动性。当箱内飞轮快速转动时,它就是一个陀螺。在陀螺高速旋转的时候,它的旋转轴总是努力地保持着方向不变,这就是陀螺的定轴性;如果有一个陀螺正在旋转,而你施加一个力,推动它的自转轴,陀螺不会向你推的方向倒,反而会沿着与推力垂直的方向移动,这就是陀螺的进动性。所以当你顺时针或逆时针转动箱子时,箱子自己翘起来了。根据陀螺的这些特性,人们发明了陀螺仪,它就像一个高精度的指南针,始终指向固定的方向,应用到手机、飞机、轮船乃至宇宙飞船上。

  两根金属杆之间的距离下窄上宽,分别接在高压发生器的两个极上,但二者没有接通。按下按钮使两根金属棒产生高压,虽然正常情况下空气是绝缘体,但如果距离足够近,电压足够高,这道防线还是可以突破的,所以在两根金属杆之间距离最近的地方,击穿空气,形成了明亮的电弧。电弧中的温度非常高,空气被迅速加热,电弧也就随着热空气一起上升了。在电弧上升过程中,随着电弧被拉长,高压电无法继续击穿空气,电弧灭掉了。但金属杆里的高电压还在持续,于是高压电再次击穿空气,产生了新的电弧并继续向上运动。在生活中我们可以看到高压击穿空气形成的电弧,比如雷雨季节的闪电。

  圆筒的材料分别为铜、铝、塑料,铜和铝能导电,塑料不能导电。在金属圆筒下落穿过磁柱产生的磁场时,圆筒里会生成感应电流,简单地说就是“磁生电”。这个感应电流也会在圆筒周围产生一个磁场,也就是我们通常说的“电生磁”。这两个磁场方向相反,产生了阻碍圆筒下落的效果;而塑料筒是绝缘体,不会产生电流,它下落得最快。金属圆筒材料不同时,导电性和密度不同,下落速度不一样;同一种材料制成的圆筒,圆筒上的缝隙会减少电流的产生,所以有缝的圆筒会比光滑的圆筒下落得快一些。工业上常用的避震器、张力控制器等都运用了磁阻尼的缓冲特性。

  这件展品的主体是特斯拉线圈,它是一种高频率变压器,通过它可以获得上百万伏的高频电压,当击穿空气释放电能时,就形成了电弧,会造成周围空气的振动,从而发出声音。当放电的频率改变,空气的振动频率也随之改变,由此产生不同的音调。在特斯拉变压器的输入端加入音频信号,使放电频率随音频信号变化,这样你就听见了相对应的音乐。对着麦克风喊话,仔细听一听你自己的声音?科学家尼古斯·特斯拉发明了这种装置,因此用特斯拉的名字为它命名。

  人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。扇叶上有LED灯组,旋转时,电路控制LED灯按程序指令发光,在旋转平面上的每一位置发出的光都是一幅完整图像的一部分。由于视觉暂留效应,发光点影像会在大脑中保留一小段时间,因此,扇叶在旋转平面上的每一个位置的发光点影像,都会被大脑保留下来,这些保留的发光点影像与正在看到的发光点叠加在一起,就在空中看到了完整的图像。电影、电视及动画片的播放就是利用了人的视觉暂留效应进行设计制作的。找一找,旁边还有哪些展品利用了视觉暂留现象?

  声音是由物体振动产生的,它的传播需要媒介,任何固体、液体、气体都可以传播声音,并最终传递给耳蜗中的听觉神经,听觉神经将信号传递给大脑,于是我们听见了声音。展品中小棒的材质不同,听到的声音也不完全相同。另一种方法,则是通过手臂的骨骼和头骨将声音传递到耳蜗中的。我们自己说话时,听到的声音主要也是由头骨传递的;听别人说话时,声音通过空气震动,带动鼓膜震动。大家回去试一试,把自己的声音录下来听一听,与自己直接说话时听到的声音一样吗?

  回形针是铁制品,可以被磁铁吸引。这种吸引是由于磁铁周围存在磁场的作用而产生的。回形针舞台下方有一个线圈,线圈通电后会产生磁场,变成电“磁铁”。线圈两端的电压随着音乐节奏起伏变化,磁场的强弱也随之变化。当磁场变强时,回形针克服了自身的重力,“站立”了起来;当磁场变弱时,回形针被重力拉了下来,于是,回形针就跟着音乐节奏跳起舞来。磁悬浮列车也是利用电生磁的原理。如果你把指南针放在通电导线周围,它还指南吗?

  电池的基本组成需要正、负电极和电解液。这件展品中,不同的金属棒作为正负电极,而人手上有汗液,充当了电解液,就组成了一个简单的电池。正负电极的化学活泼性不同,负极比正极更活泼些,它们和汗液发生化学反应,就产生电了,所以双手握住不同的金属棒时,检流计指针偏转,并且是向手蓄电池的正极方向偏转。展台上三种金属棒分别是钢棒、铜棒和铝棒。多试几次,你能判断出这三种金属中哪一种化学性质最活泼,哪一种次之吗?你可以试试动手用这样的金属片做个土豆电池或者水果电池。

  两边的“桥墩”是表面绕有线圈的铁芯,也就是电磁铁。断电时,“桥墩”没有磁性,但线圈通电就会让它中间的铁芯具有磁性。此时,小铁钉靠近“桥墩”,会被它吸引,并且也变得具有磁性。因为磁力具有同极相斥、异极相吸的特征,所以铁钉能在两个“桥墩”间首尾相连,形成“桥面”。这些原来不具有磁性的铁芯和铁钉在磁场的作用下显现磁性的现象,就是磁化。电磁吸盘、电磁阀等都是运用了磁化作用。你还可以试试用小磁铁来磁化缝衣针制作简易的指南针。

  隔空秤重使用的是和左侧一样的电子秤,但秤盘上面装有一块磁铁(S极向上),悬浮托盘下面也装有一块磁铁(S极向下)。由于磁铁具有同极相斥的特点,所以这两块磁铁就构成了一个磁悬浮组合。物品放在悬浮托盘上,改变了磁悬浮组合施加给电子秤的压力,压力的改变量就等于物品的重量。由于悬浮托盘存在摩擦力,称量的结果会存在误差。想一想,生活中哪些地方应用到了磁力同性相斥、异性相吸的原理呢?

  其实,这四个可旋转的光学元件中,三个是平面镜,一个是曲面镜。从起点发出的激光射到平面镜或曲面镜时就会发生反射,改变传播方向。改变平面镜或者曲面镜的角度,光线反射的方向也就跟着改变。所以,如果调整这几个平面镜或者曲面镜到合适的角度,就能让直线传播的激光经过多次反射,到达终点并点亮彩灯。你可以试试最少旋转几个光学元件能够点亮彩灯。显微镜、投影仪、潜望镜等设备里面都有应用到光线的镜面反射原理。

  随着手轮转动,伸出来的斜板是越来越大的直角等腰三角形。以斜板为界,上方的两块镜面相互垂直,下方的两块镜面也相互垂直。由于镜面相互垂直,它们相互反射的像是重合的。通过这种特殊的设计,斜板和相邻两块镜子之间能反射出“立方体”完整的一个面,四面镜子两两相交,就可以看见“立方体”的上、前、左、右四个面。因为立方体最多可以同时看见三个面,所以随着斜板的上下移动,“立方体”便随之而出了。如果调整镜面的角度,成像会有怎样的变化?回家后用几面镜子,按照60°、90°、120°等角度试一试吧。

  人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。箱体中的曲面圆盘是3D打印出来的,形状看似不规则,但它的每一个横截面其实都是小人的不同姿态。激光照射到曲面的横截面上,就显示出了一个姿态。曲面圆盘转起来后,因为人眼的视觉暂留,我们会在上一个姿态的视觉形象消失前观看到下一个姿态,于是我们就看到了小人连续的动作。其实动画片就是利用人眼视觉暂留特性,将一张张图片连续、快速地播放,让我们看到动态的画面。找一找,旁边还有哪些展品利用了视觉暂留现象?

  这件展品最里层有个灯箱,它发出的白光照到你的眼睛里,先后经过了3层膜。灯箱发出的白光,初始振动方向是杂乱的。第一层膜是固定安装的偏振片,像一把大篦(bì)子,只让一个振动方向的光波透过,成为白色偏振光。第二层膜就是风景画,它是由厚度不一的透明塑料薄膜片拼成的,经过第一层膜的白色偏振光穿过这层风景画时,会向不同方向折射,分散成各种颜色的光。第三层膜就是转盘上的偏振片了,它也是一把大篦子,如果偏振片旋转角度合适的话,某种颜色的光就会透过这第三层膜,进入你的眼睛。所以当我们旋转转盘时,风景画的颜色会随之改变。我们用来观看3D电影的眼镜、偏光太阳镜等,都是用偏振片制成的。

  灯泡的悬浮,利用的是磁悬浮技术。灯泡的顶部装有磁铁,灯泡正上方的环形支架内装有一个电磁铁,通电后会产生磁场。该磁场对磁铁有吸引力,当吸引力与灯泡的重量相平衡时,灯泡就能悬浮在空中。悬浮的灯泡隔空点亮,看似不可思议,其实是因为灯泡下方安装有发射线圈,灯泡内部有接收线圈和LED发光元件。发射线圈发出电磁波,通过电磁感应在接收线圈中产生电流,从而点亮灯泡。智能手机的无线充电就是采用了这个原理。磁悬浮技术和无线充电技术,已经广泛地应用于我们的生活中。找一找,生活中还有哪些设备用到这些技术?

  在原有功能的基础上,增加“互联网+”功能,利用信息通信技术及无线局域网络,让“互联网+局域网”这一平台与流动馆展品进行深度融合,创造新的展示方式,拉近观众与枯燥科学原理的距离,将科学知识通过“互联网+局域网”这一平台,分享给更多人,为观众提供不受时间和空间限制的交互式科普服务。

  日常生活中常用的是十进制有1-9个数字组成,十个一分钱等于一角钱,就是我们常说逢十进一。而二进制只用0和1两个数字组成,进位规则是“逢二进一”,以加法为例:0+0=0,0+1=1,1+1=10。因为它只使用0、1两个数字,适合于只有两种状态信息的表示。比如:电路的接通和断开、光线的有和无等。我们使用的电脑,运算方式用的就是二进制。激光碟片看起来是个平面,其实上面有无数小坑,小坑和平面分别代表0和1,用激光扫描拾取这些二进制数码,就能准确读取碟片上记录的音乐了。