科普大篷车车载展品 培 训 指 南 蚌埠市科学技术馆 杜晓霞 科普大篷车车载展品 培 训 指 南 蚌埠市科学技术馆 杜晓霞

窥 视 无 穷 图示 一、类别：光学 二、展示目的： 1、了解平面镜成像的特点，平面镜之间多次反射成像的规律及窥视无穷现象产生的原因。 窥 视 无 穷 图示 一、类别：光学 二、展示目的： 1、了解平面镜成像的特点，平面镜之间多次反射成像的规律及窥视无穷现象产生的原因。 2、了解半透半反镜的特点。 3、了解日常生活中平面镜的应用和危害。

三、操 作 方 法 四、基 本 原 理 手持摆镜，小幅晃动，观看两平面镜中灯的镜像。 1、反射定理：反射角等于入射角；反射光线、入射光线和法线在同一平面。 2、平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 3、半透半反镜的特点：透射光线强度等于反射光线强度。

五、展 示 原 理 (一) 光线在两面平行放置的平面镜之间多次反射，形成一连串的镜像，第一次反射形成的是物的像，以后就是像的像，……，由于镜面反射光总是弱于入射光（有一少部分被吸收）。所以这种反射不是无限次的（反射的次数越多，像就越暗、越模糊）。而且，每反射一次，像与镜的距离就扩大一倍。所以形成的像就组成了一条像的长廊。由于远小近大的透视原理，所以看起来像就越来越小，像与像的间距也就越来越小。使人觉得两镜之间无限深远。

五、展 示 原 理（二） 前面的镜子是半透半反镜，因此就有一半的反射光线透射出来，很容易看出多次反射形成的像的长廊（在没有采用半透半反镜以前，前面的镜子上需要磨去局部的镀层，使光线可以进入观察者的眼睛）。

五、展 示 原 理（三） 小幅晃动前面的摆镜时，两面相向放置的镜子之间的距离不等，根据平面镜成像的特点，距离较大的一侧成像的距离也较大，距离较小的一侧成像的距离也较小，多次反射后，就形成了弯曲的镜像。

摆镜晃动幅度要小。注意检查摆镜的联接轴。 六、布 展 要 求 放在光线较暗处效果更好。 七、活动过程中的注意事项 摆镜晃动幅度要小。注意检查摆镜的联接轴。

八、辅 导 要 点 1、两平面镜之间的实际距离多少？（低幼、小学） 2、像的长廊是如何产生的？ 3、为何两镜之间要装灯？ 4、要使镜像向上弯曲，两平面镜应如何相对放置？ 1、两平面镜之间的实际距离多少？（低幼、小学） 2、像的长廊是如何产生的？（多次反射） 3、为何两镜之间要装灯？（增加反射次数） 4、要使镜像向上弯曲，两平面镜应如何相对放置？（间距上窄下宽）

九、扩展与讨论 1、平面镜的由来及发展 。 2、镜子的用途。 3、平面镜反光的危害。 4、利用平面镜成像进行小制作。 1、平面镜的由来及发展： 自然界中的平面镜（古时水平为镜）、金属镜（木兰辞中“对镜贴花黄”）、玻璃镀膜镜、半透半反镜、遮光镜等。 2、镜子的用途： 日常生活、生产、军事（潜艇用潜望镜、根据古代的相关记载，在公元前213年罗马舰队进攻西西里岛城市叙拉古的时候，伟大的古希腊科学家阿基米德曾经利用太阳能击溃了来犯的敌人。阿基米德当时是西西里国王赫农的军事顾问，他令士兵使用许多平面镜将阳光反射到罗马舰队的船帆上，将罗马人的船只烧成了灰烬。）、美化（如扩大空间）等。 3、平面镜反光的危害：白亮污染。阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。有研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率高达45％；还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。 夏天，玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内，升高了室内温度，影响正常的生活。有些玻璃幕墙是半圆形的，反射光汇聚还容易引起火灾。烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击，眼睛受到强烈刺激，很容易诱发车祸。 人们普遍开始注意预防可能产生的光污染，目前我国已出台一些相关法规，对城市建筑中玻璃幕墙的使用范围、设计和制作安装都有严格统一的技术标准。北京市2002年否决玻璃幕墙设计方案就有30余起，上海和南京等城市也对高层建筑的设计施工提出限制，防止产生新的光污染。 4、利用平面镜成像进行小制作 通过对平面镜的物与像对称的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。 平面镜的应用比较广泛，搞一些小发明，小魔术如万花筒、直角镜、倒镜、镜子迷宫等。

穿针引线 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解平面镜成像的特点及平面镜改变光路的实际应用。 2、了解人的视觉系统的特点。

三、操作方法 手捏绳子一头，将其穿入板上的小孔中。这在平时很容易做到，但通过窥孔观察板上的小孔，再进行操作时，就会发现手眼动作不协调，难于将绳子穿入目标孔中。

四、基本原理 1、反射定理：反射角等于入射角；反射光线入射光线和法线在同一平面。  1、反射定理：反射角等于入射角；反射光线入射光线和法线在同一平面。 2、平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 3、平面镜可以改变光路。成45°角相对放置的两组直角镜，使反射光线与入射光线上下左右颠倒。

五、展示原理 通过窥孔观察板上的孔眼，进行穿线操作时，进入眼睛的光线通过成45°角相对放置的两组直角镜，产生了上下左右的颠倒。当大脑接收到这种上下左右都颠倒的视觉信号时，无法很快适应，因此手眼动作不协调，难于将绳子穿入目标孔中。 物体在人眼视网膜上成像，成像方位与实物方位反对称；经过长时间的适应，人们已习惯于对这种倒置像做出正确的判断（给予修正）。但通过窥孔观察板上的孔眼，再进行穿线操作时，进入眼睛的光线通过成45°角相对放置的两组直角镜，产生了上下左右的颠倒。当大脑接收到这种上下左右都颠倒的视觉信号时，无法很快适应并指挥手和其他器官按实物的客观方位协调动作，因此手眼动作不协调，难于将绳子穿入目标孔中。

六、布展要求 放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项 防止绳子丢失。开箱、装箱时避免撞击窥孔。

八、辅导要点 九、扩展与讨论 1、平面镜改变光路的应用 2、人的视觉特点 1、有过看镜中文字的体验吗？ 2、参观过“翻转的镜像吗”？ 3、试一试画出潜望镜的光路图。（初三、高中） 4、你能用平面镜将阳光反射到井口里吗？ 5、平面镜的应用比较广泛，搞一些小发明，小魔术如万花筒、直角镜、倒镜、镜子迷宫等。 八、辅导要点 潜望镜、直角镜、倒镜 人眼是重要的成像装置，人体外85%以上信息靠视觉获取。视神经位于视网膜后面负责将接受光细胞的信号传送到脑部。每只眼睛传送的形象信号略有差别。图像是倒置的，到达脑部就矫正过来，形成一个正常的图像。 颠倒的信息会造成视觉系统和大脑的混乱，大约需要四周时间才能适应这种变化。 九、扩展与讨论 1、有过看镜中文字的体验吗？（左右颠倒的反字）但是对着直角镜看文字，文字经过两次反射后是正字。 2、参观过“翻转的镜像吗”？（三面平面镜造成光线上下左右全部颠倒） 3、试一试画出潜望镜的光路图。（初三、高中） 4、你能用平面镜将阳光反射到井口里吗？ 5、平面镜的应用比较广泛，搞一些小发明，小魔术如万花筒、直角镜、倒镜、镜子迷宫等。

菲涅尔透镜 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解菲涅尔透镜的特点和实际应用。 2、了解菲涅尔对于光学研究和发展的贡献。

请您和您的朋友分别从透镜的两面观察对方。 三、操作方法 请您和您的朋友分别从透镜的两面观察对方。 四、基本原理 凸透镜成像的特点：一倍焦距内，正立放大虚像，物与像同侧。 放大镜

五、展示原理 菲涅尔透镜又称螺纹透镜或阶梯透镜。它是菲涅尔于1919 年提出的，用于灯塔照明系统中。菲涅尔透镜利用螺纹槽形使镜片具有类似球面镜片的聚焦作用和发散特性。其工作原理实质上与球面镜相一致。起聚焦作用仅是镜片中的锯齿部分。 菲涅耳 法国科学家菲涅耳（1788—1827）1815年独立地得到了干涉和衍射方面的规律，同时他称赞了托马斯·杨的杰出工作。使杨氏的干涉理论得到了科学界承认，并使杨氏恢复了对光学的研究工作。菲涅耳用光的干涉的思想补充了惠更斯原理，提出著名的惠更斯——菲涅耳原理，并进行了有名的双面镜和双棱镜的干涉实验。光的干涉理论更加完善。菲涅耳在光学研究中更多地应用了数学分析进行定量计算的方法，他把正确的物理思想与高超的实验技巧相结合，使他在光学的研究中得到了许多内容深刻和准确定量的成果。他还与阿拉果共同用实验研究了偏振对干涉现象的影响，于1819年得出了相互垂直的两束偏振光不相干涉的原理，从而进一步丰富与发展了光的干涉理论。

六、布展要求 七、活动过程中的注意事项 放在光线明亮处。 防止硬物划伤镜面。提醒观众两人同时在两侧观看，并站在一倍焦距之内。 不可用有机溶剂擦拭镜面。

1、菲涅尔透镜的特点是什么？ 2、菲涅尔对光学研究和发展的贡献. 八、辅导要点 1、菲涅尔透镜的特点是什么？ 2、菲涅尔对光学研究和发展的贡献. 九、扩展与讨论 1、站在菲涅尔透镜一倍焦距之外还有放大作用吗？ 2、菲涅尔透镜与普通凸透镜的异同。 3、菲涅尔透镜有那些用途？ 1、菲涅尔透镜的特点是什么？（采用光学塑料模制，镜片尺寸大，重量轻，加工方便，成本低，散热性能好，即使靠近光源也不易炸裂。） 2、菲涅尔对光学研究和发展的贡献 菲涅尔以光波干涉的思想补充了惠更斯原理，并解释了偏振光的干涉的定律，而且还得出了一系列其他的重要结论，其中包括偏振面转动理论，反射和折射理论，双折射理论。菲涅尔的研究成果，标志着光学进入了一个新时期——弹性以太光学的时期。为此他被人们称为“物理光学的缔造者”。 九、扩展与讨论 1、没有 菲涅尔透镜与普通凸透镜的异同：工作原理相同。形状不同。 利用菲涅尔透镜组成太阳能热水器、太阳能电池板，可以提高转换效率，降低太阳能发电成本。 菲涅尔透镜可以用于红外探测器以及光电探测器，如在防盗系统中，菲涅尔透镜用于热释电传感器，可以提高传感器的灵敏度。 菲涅尔透镜还可以制成名片式或书签式放大镜，以助阅读。

锥体上滚 一、类别：力学 二、展示目的：观察锥体在轨道上滚动的情况，了解锥体在“上滚”的同时重心下降了。

将锥体移至轨道的低处，松开手，观看其滚动情况。分别在轨道高和低端测量锥体最粗处与台面的距离。 三、操作方法 将锥体移至轨道的低处，松开手，观看其滚动情况。分别在轨道高和低端测量锥体最粗处与台面的距离。 四、基本原理 在重力的作用下，物体都有降低重心的运动趋势，因此锥体不可能自动上滚。

五、展示原理 用手测量一下就知道了，锥体在轨道低端时其最低点距台面的高度比其位于轨道高端时最低点距台面的高度要大。即锥体从轨道低端向轨道高端滚动的同时，实际上降低了自己的重心。再观察一下，锥体在低端，与轨道的接触点是锥体最粗的部分；而在高端，与轨道的接触点是锥体最细的部分，由于轨道的张角恰好适合锥体锥度，因此就产生了锥体“上滚”的效果。

六、布展要求 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 注意锥体的爱护和保管。运输时，将锥体与轨道绑扎起来，避免碰撞。

1、了解重心的概念。 2、知道锥体上滚的原因。 3、知道如何测量锥体在轨道两端的实际高度。 八、辅导要点 1、了解重心的概念。 2、知道锥体上滚的原因。 3、知道如何测量锥体在轨道两端的实际高度。 九、扩展与讨论 1、如果“锥体上滚”的两条轨道相互平行（张角为零），锥体还能从轨道低端滚向轨道高端吗？ 2、圆柱体能从轨道低端滚向轨道高端吗？ 3、能否计算出实现锥体上滚所需的轨道参数（倾角、张角和锥体的锥度）？ 任何物体在重力场中总会受到重力的作用而有降低其重心位置的趋势，即如在斜坡上物体有下滑或下滚现象。本展品是由一个双锥体和两根互成角度同时又与水平面成一定角度的导轨组成的。从表面上看来是物体由低向高运动，实际上这只是由于锥体的形状，导轨不平行以及导轨两端高低不等给人眼造成的错觉。 设锥体顶角为α，两导轨所成角为β，导轨平面与水平面间的夹角为γ，则只要满足： Sinγ < tg· tg，就会实现这种锥体从轨道的低端向高端的滚动。（资料上有）  

双曲狭缝 一、类别：数学 二、展示目的 1、了解双曲线和双曲面的概念。 2、了解双曲线和双曲面的实际应用。

缓慢地转动倾斜的直棒，观察其如何从弯曲的槽孔中通过。 三、操作方法 缓慢地转动倾斜的直棒，观察其如何从弯曲的槽孔中通过。 四、基本原理 与两定点的距离之差等于定量的点的轨迹称为双曲线。其标准方程为： x2/a2-y2/b2=1

五、展示原理 倾斜的直棒绕垂直轴转动时，会在空间划出一种被称为双曲面的立体图形。过垂直轴的平面与双曲面的交线即为双曲线。垂直面板上所镂空的曲线就是双曲线，它正好与直棒所划出的双曲面相符，因此直棒才能巧妙地穿过它。

六、布展要求 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 操作时防止动作过猛，避免直棒转动时碰伤他人。开箱、装箱时避免撞击直棒。

1、双曲线和双曲面的几何形状。 2、双曲线在自然界的存在。 3、双曲线在生产中的应用。 八、辅导要点 1、双曲线和双曲面的几何形状。 2、双曲线在自然界的存在。 3、双曲线在生产中的应用。 九、扩展与讨论 1、人类对双曲线（面）的认识。 2、双曲线（面）在生活中的应用 。 3、圆锥曲线的认识（高中）。 在1970年以前就已经确定了610颗彗星，其中245颗的轨道是椭圆，295颗的轨道是抛物线，还有70颗是沿着双曲线轨道运行。只有沿着椭圆轨道运行的彗星能够在以后回归，其它的均要不停地向宇宙深处飞去。 1.5吨级四轮农用运输车后桥的主减速器多为双曲线螺旋齿轮传动，双曲线齿轮传动具有传动平稳、承载能力强、噪声小等特点，对润滑要求较高。

工厂所用的冷却水塔。 圆锥与平面 圆锥曲线的认识

光学转盘 一、类别： 二、展示目的： 三、操作方法： 视生理、光学 了解人的视觉系统的特点。 请轻轻转动圆盘，使其缓慢转动（约每秒1～2转）。

2、螺旋变幻：由于螺旋线的转向与圆盘的转向相同，因此会产生向内收缩的视觉效果。 四、基本原理 1、视觉暂留现象。 2、人眼的视生理特点。 五、展示原理 1、双锥互旋：该图形将立体圆锥按照一定的投影角度绘制成平面图形，当圆盘旋转时，总有一个位置正好处于原投影角度，因而旋转时更容易看出立体图像。 2、螺旋变幻：由于螺旋线的转向与圆盘的转向相同，因此会产生向内收缩的视觉效果。

六、布展要求 放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项 开箱、装箱时避免撞击转盘。

1、视觉暂留现象及应用。（动画、电影、电视等） 2、光色的混合不同于颜料的混合。 八、辅导要点 1、视觉暂留现象及应用。（动画、电影、电视等） 2、光色的混合不同于颜料的混合。 九、扩展与讨论 1、看过黑夜里快速移动的香火吗？（视觉暂留） 2、参观过“动画”吗？ 3、试一试制作连续动作的画面，然后演示动画效果。

概率 一、类别：数学 二、展示目的：了解概率的含义和一些基本的概念。 三、操作方法：翻动展板，使钢球垂直下落。观察下落钢球所形成的曲面形状。

四、基本原理 概率论是研究大量随机现象中的数量规律的数学分支。概率就是某一情况出现的可能性与所有可能情况的比例。正态分布在概率统计中占有重要的位置，现实中如果随机变量的分布具有“中间大，两头小”的特点，都可以认为服从正态分布。 五、展示原理 展板内采用的是高尔顿钉板，也就是一板钉满相同间距的钉板，从钉板上部落下的小球，经过数次碰撞后，在下面形成“两头小中间大”的标准的正态分布。如果要预测一个钢球的行踪是相当困难的，但是要预测一大堆钢球的行踪并非难事。 正态分布又名高斯分布，是自然科学与行为科学中的定量现象的一个方便模型，是非常重要的概率分布。事实上，如果影响某一随机变量的因素很多，而每一因素都不起决定性作用，且这些影响是可以迭加的，那么，这一随机变量就被认为是服从正态分布。

六、布展要求 : 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 八、辅导要点 注意不要连续360°翻转，翻转时避免碰撞在对面观看的观众。 六、布展要求 : 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 注意不要连续360°翻转，翻转时避免碰撞在对面观看的观众。 八、辅导要点 1、简单的概率定义（针对中小学生，利用抛硬币正反面出现机会的多少，给同学们一个概率的印象）。 2、正态分布曲线的形状和特点。

九、扩展与讨论 1、概率论的历史。 2、概率在生活中的应用 。 （1）概率天气预报 （2）用概率来统计的社会 。 （3）日常生活中许多事件的概率都符合正态分布 。 （1）概率天气预报：是用概率值表示预报量出现可能性的大小，它所提供的不是某种天气现象的有或无，某种气象要素值的大或小，而是天气现象出现的可能性有多大。如对降水的预报，传统的天气预报一般预报有雨或无雨，而概率预报则给出可能出现降水的百分数，百分数越大，出现降水的可能性越大。 （2）用概率来统计的社会：统计概率已经渗透到社会科学，自然科学的方方面面，特别是计算机的广泛运用，使社会统计工作得以全面展开。我们耳熟能详的食品检测报告，人口统计，犯罪统计，国民生产总值的统计，国家和公司为了了解民意所进行的民意调查，市场调查，无一不涉及统计概率。 （3）日常生活中许多事件的概率都符合正态分布：测量的误差、产品的质量指标、人体的身高、体重的测量数据等。

离心现象 一、类别：力学 二、展示目的 1、了解离心现象产生的原因。 2、了解离心现象的避免和应用。 三、操作方法：按住按钮，观察随轴旋转的钢环在作圆周运动的过程中形状的变化。

四、基本原理 物体作圆周运动时，它的速度的方向不断改变，所以一定有法向加速度即向心加速度。使物体产生向心加速度的力是物体所受合外力的法向分量，叫做向心力。 Fn = mv2 / r = mrω2 当物体所受的向心力小于作圆周运动所需的向心力时，物体就会远离圆心，甚至脱离轨道，沿切线方向飞去。这就是离心现象。

五、展示原理 按住按钮，钢环随轴以相同的角速度旋转。随着转速的增加，钢环会越来越扁。当达到稳定转速时，钢环形状将保持不变。松开按钮，转速变慢，钢环逐渐恢复原状。钢环旋转所需的向心力，由重力和其内部的弹力提供。旋转半径越大的地方，向心力越大，所需的弹力也越大，因而弹性形变也越明显。如果转速过快，形变超出弹性限度，钢环就会发生破坏，碎片沿切线方向飞出。当向心力不足以维持物体做圆周运动时，物体就会沿切线方向飞出（如旋转雨伞时，飞出的水滴），这就是离心现象。

六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 八、辅导要点 不要连续按按钮。 离心现象产生的原因 由于本身的惯性，作圆周运动的物体总有沿着圆周切线方向飞去的倾向。而向心力的作用就是不断把物体从圆周运动的切线拉到圆周上来，使它与圆心的距离不变。一旦作为向心力的合外力突然消失，物体就会沿切线方向飞去。在合外力不足以提供物体做圆周运动的向心力时，物体也会逐渐远离圆心。 离心现象产生的原因

九、扩展与讨论 1、坐在汽车上，汽车拐弯时，身体向外倾斜，这是什么原因？ 2、离心现象的应用。 3、离心运动的避免。 1、坐在汽车上，汽车拐弯时，身体向外倾斜，这是什么原因？（由摩擦力和重力的合力提供向心力。当摩擦力较小时，身体向外倾斜以获得重力较大的水平分力。） 2、离心现象的应用：洗衣机的甩干装置、离心分离器、离心干燥器、离心转速仪等。 3、离心运动的避免：汽车（火车）转弯时，车速不能过快，否则，路面摩擦力（轨道倾角提供的支撑力和重力的合力）不能满足所需向心力时，车辆就会作离心运动而造成交通事故。高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过规定的最大转速，否则砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力时，离心运动会使它们破裂，酿成事故。

人体导电 一、类别：电磁学 二、展示目的 1、了解人体导电的原因 。 2、了解人体开关特点。 三、操作方法：用双手握住一对金属球，电路就接通了。

欧姆定理： I = U/R。 公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。 四、基本原理 欧姆定理： I = U/R。 公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。 五、展示原理 低于36伏的电压被称为安全电压。这里我们利用了人体可以导电的特点，巧妙地制成安全的人体开关，用双手握住一对金属球，电路就接通了。 公式的物理意义：当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。 人体可以导电，因此，稍有不慎，如用湿手接触开关、用湿布擦拭电器，就有触电的危险。但当电压低于36伏时，通过人体的电流很小，此时即无危险，也无不适。所以，低于36伏的电压被称为安全电压。这里我们利用了人体可以导电的特点，巧妙地制成安全的人体开关，用双手握住一对金属球，电路就接通了。

六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 八、辅导要点 无特殊要求。 1、人体开关（低压、感应、红外等）的应用。 2、触电时有电流通过人体，但是有电流通过人体并不一定发生触电事故。 触电时有电流通过人体，但是有电流通过人体并不一定发生触电事故。关键是电流大小和通电时间。1毫安左右的电流通过人体就会引起麻的感觉。但不超过10毫安左右时，触电人自己可以摆脱电源，不致造成事故。超过30毫安时，人就会感到剧痛甚至神经麻痹，呼吸困难，有生命危险。当电流达到100毫安时，只要很短的时间就会使人呼吸窒息，心跳停止。电流越强，从触电到死亡的时间越短。

九、扩展与讨论 1、使用过感应式开关吗？ 2、参观过“柔和的电击（触电感觉）”吗？ 3、日常生活中如何避免触电。 人体电阻大，通过电流小。

动画 一、类别：视生理 二、展示目的：了解视觉暂留现象以及在动画方面的应用。 三、操作方法：按住按钮(或用手轻轻转动圆筒)，从转筒的狭缝处观察筒内的图形。

四、基本原理：视觉暂留现象。 五、展示原理 六、布展要求：放在光线明亮处。 动画利用视觉暂留现象，将一个连续动作分解成一幅幅静止的图像，然后使其快速闪现，这样就形成了连续动作的动画效果。 所见物体消失后人眼仍会保留其图形约0.1秒。这就是视觉暂留现象。由于物体或图形快速变换，它们的像就会在视网膜上交叠起来。动画正是利用了视觉暂留现象，将一个连续动作分解成一幅幅静止的图像，然后使其快速闪现，这样就形成了连续动作的动画效果。其实电影的胶片也是一幅幅静止的画面，当放映机将其快速映射出来时，我们就看到了活动的情景。当每秒放映24幅胶片，每张胶片闪现两次时，就完全没有了闪烁感、生硬感。 六、布展要求：放在光线明亮处。

在圆筒转动过程中，要求观众不要将手伸进筒内部。 七、活动过程中的注意事项 在圆筒转动过程中，要求观众不要将手伸进筒内部。 八、辅导要点 1、什么是视觉暂留现象？ 2、为什么从转筒上方看就没有动画效果？ 在一个本子的一角画上一个物体渐变的图形，快速翻动本子，就能看出来动画效果。 不能形成快速交叠的图形影像。

九、扩展与讨论 1、试一试自己制作动画片（在一个本子的一角画上一个物体渐变的图形，快速翻动本子，就能看出来动画效果）。 2、了解动画产生的历史。 早在公元2世纪一个叫托勒密的人就认识到了视觉暂留现象。1826年左右，英国医生帕里斯首先揭示了人眼睛的视觉暂留现象。他用一硬纸卡，正面画一只金丝雀，另一面画一只鸟笼，转动卡片，鸟即入笼。 19世纪中叶英国人制造了留影盘。 1827年英国人麦布里奇，用24台照相机横排在跑道一侧，各相机快门上系有一线，拉在跑道上。马跑过各台相机的位置将线拉断，相机暴光，记录下马跑的情况构成连续画面。 1906年，美国人J Steward制作出一部接近现代动画概念的影片，片名叫“滑稽面孔的幽默形象” 。 1909年，美国人Winsor Mccay用一万张图片表现一段动画故事，这是迄今为止世界上公认的第一部象样的动画短片。 1915年，美国人Eerl Hurd创造了新的动画制作工艺，他先在塑料胶片上画动画片，然后再把画在塑料胶片上的一幅幅图片拍摄成动画电影。多少年来，这种动画制作工艺一直被沿用着。

猜生肖 一、类别：数学 二、展示目的 1、了解二进制编码的应用。 2、了解人的视觉系统的特点。 三、操作方法：从左到右顺次判断各图形中有无自己的生肖：如有，按图形下方的绿色按钮；如无，按图形下方的红色按钮。同时观察发光二极管的颜色。最后按一下展台下方的按钮，你的生肖指示灯就会亮起来。

四、基本原理 数字电路（译码和显示）的应用。由观众按照图示将自己的生肖代码输入寄存器，由二—十进制转换电路将代码转换成十进制数，然后由灯光显示与其相应的生肖图形。 五、展示原理 本展品采用二进制编码电路，对输入的信号进行判断，然后通过指示灯显示结果。如：马的编码是1000即绿红红红，鼠的编码是0010即红红绿红。

六、布展要求 七、活动过程中的注意事项 八、辅导要点 放在光线较暗处。 24 =16，而生肖只有12种，所以不是所有输入的编码都对应生肖指示。 八、辅导要点 1、二进制的由来和应用。我国的《周易》最早涉及到二进制，有两仪、四象、八卦的说法。现代的二进制计数法是德国数学家莱布尼兹在十七世纪末提出来的。由于二进制只有“0”和“1”两个数码，特别容易由电压的高与低、电流的有和无、灯光的亮与灭等实现或判断。所以二进制广泛地用于计算机技术、数字通讯技术等方面。 2、正确的操作方法。 3、展品能猜生肖的原因。观众自己通过按钮已经将自己的属相以二进制编码的形式输入展品的电路中了。 1、二进制的由来和应用。 2、正确的操作方法。 3、展品能猜生肖的原因。

九、扩展与讨论 1、生活中还有二进制的应用吗？ 2、除了二进制和十进制还有其他进制的应用吗？

勾股定理 一、类别：数学 二、展示目的 1、通过沙子的流动观察圆盘中矩形框之间的体积关系，了解三角形三条边之间的平方关系。 2、了解勾股定理的非数学证明方法。 三、操作方法：转动圆盘，使大方框向下，观察正好能装满两个小方框的沙量与大方框容积之间的关系。 经长途运输后，沙粒由于颠簸而压紧，体积可能会缩小。可以反复转动几次，使沙粒恢复疏松。

四、基本原理 直角三角形中两条直角边的平方和等于斜边的平方，数学表达式为 α2 + b2 = c2，这就是勾股定理。“勾股定理”也叫毕达哥拉斯定理，是数学中一个非常有名的定理。 五、展示原理 在直角三角形中，短直角边为“勾”，长直角边为“股”，斜边为“弦”，“勾股定理”的数学表达式为α2+ b2 = c2，式中a为勾，b为股，c为弦。它的证明方法多达数百种。这里用“ 边→边的平方→面积→体积→沙量 ”的方法，直观地证实了勾股定理。

七、活动过程中的注意事项：转动圆盘时，动作要轻。 八、辅导要点： 1、勾股定理的概念。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：转动圆盘时，动作要轻。 八、辅导要点： 1、勾股定理的概念。 2、想一想，还有不用数学方式来证明勾股定理的方法吗？（称量法、均匀分布法等） 九、扩展与讨论 勾股定理的发现与证明。 勾股定理是一个十分重要的定理。世界上几个文明古国都是从实践中先知道勾股定理的特殊情况，然后才有严格的证明。比如：古埃及人不但知道“直角三角形的两条直角边的平方的和，等于斜边的平方”，还知道这一定理的逆定理，那就是“如果一个三角形的两边的平方的和等于第三边的平方，这个三角形一定是直角三角形。”利用这一你定理，他们还创造了一种画直角的方法：在一条绳子上打12个距离相等的结，用它绷成一个三角形，使三条边分别为3，为4，为5，那么，边长为5的边所对的角，就一定是直角。

看得见 摸不着 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解球面镜成像的特点及实际应用。 2、了解人的视觉系统的特点。 三、操作方法：通过窥孔观察箱内的物体，再试着摸一摸所见物体。操作时就会发现箱内的物体看得见而摸不着。

四、基本原理 1、反射定理： 反射角等于入射角； 反射光线、入射光线和法线在同一平面。 2、凹球面镜成像的特点： 物在焦点之内：正立放大虚像； 物在球心与焦点之间：倒立放大实像； 物在球心之外：倒立缩小实像。

五、展示原理 为什么看得见却摸不着？因为箱体内放置了一面凹球面镜。而物体所在的位置恰好在凹球面镜的两倍焦点处。因此物体成的像是与物体等大的实像，并且处在与物体呈球心对称的位置。你所看到的并非实际物体，而是其在凹球面镜上成的像，所以看得见却摸不着。

七、活动过程中的注意事项：防止箱内演示物体丢失。开箱、装箱时避免强烈振动。镜面不可用硬物擦拭。 八、辅导要点 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止箱内演示物体丢失。开箱、装箱时避免强烈振动。镜面不可用硬物擦拭。 八、辅导要点 1、球面镜成像同样符合反射定理。 2、球面镜的应用 九、扩展与讨论 1、为什么用凸球面镜作为后视镜？ 2、凹球面镜作为化妆镜时，其焦距有什么要求？ 凸球面镜作为后视镜，可以让司机看到汽车侧后面的情况。 凹球面镜可以作为反光镜、聚光镜，还可以作为化妆镜。 （由于凸面镜能成缩小正像，故一面小的凸镜可看到大范围的景物） （较大的焦距）

雅各布天梯 一、类别：电学 二、展示目的： 1、了解空气的自激导电现象。 2、了解空气的自激导电的条件。 三、操作方法：接一下开关，观察电弧沿羊角形电极向上升的现象。

四、基本原理：当电场强度超过气体的击穿电压时，气体产生自激导电现象。 五、展示原理：在2万伏高压下，两电极最近处（约0.5厘米）的空气首先被击穿，产生电弧放电。空气对流加上电动力的驱使，使电弧向上升。随着电弧被拉长，电弧通过的电阻加大，维持空气电离所需的电压更高、能量更大时，电弧就会自行熄灭。 六、布展要求：放在光线较暗，且通风良好处。 七、活动过程中的注意事项：最好以集体演示的方式进行活动。

八、辅导要点 九、扩展与讨论 1、导体和绝缘体不是绝对的，在一定条件下，空气也可以导电。远离高压电器。 2、空气导电的条件：约每厘米3万伏（空气湿度越大、气压越低越容易导电）。 九、扩展与讨论 1、自然界存在的空气导电现象：雷电。 2、空气导电时产生大量的光和热，可以用来熔化金属。如电弧焊。 3、气体导电的类型：被激放电、自激放电、辉光放电。 被激放电（气体中有电离剂）、自激放电、辉光放电（气压很低时）。

滚出直线 一、类别：数学 二、展示目的 三、操作方法：按住按钮，观察动圆在定圆内做无滑动滚动，注意动圆圆周上的标志的运动轨迹。 1、观察动圆在定圆内作无滑动滚动时，动圆圆周上的点作直线运动。 2、了解内摆线成为直线的条件。 三、操作方法：按住按钮，观察动圆在定圆内做无滑动滚动，注意动圆圆周上的标志的运动轨迹。

四、基本原理 当动圆在定圆内沿圆周作无滑动滚动时，动圆圆周上点的轨迹为内摆线。当动圆的半径正好是定圆半径的一半时，动圆圆周上任意点的轨迹均为直线。 五、展示原理 小齿轮在大齿轮中转动，小齿轮的节圆半径是大齿轮的节圆半径的二分之一，固定在节圆圆周上的标志杆的运动轨迹是直线。

七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。 六、布展要求：无特殊要求。 八、辅导要点： 1、内摆线成为直线的条件：动圆半径是定圆半径的二分之一。 2、摆线的应用：摆线齿轮的齿廓等。 九、扩展与讨论 1、玩过万花尺吗？（各种形式的内摆线） 2、能证明在特定条件下，内摆线成为直线吗？

万花尺所绘图形

无弦琴 一、类别：光学 二、展示目的： 1、了解光电控制的原理和应用。 2、用无弦琴演奏音阶。 三、操作方法：用遮挡光束的方法演奏乐曲或音阶，注意不要接触更不要拍打发光和接收部件。

光的粒子性：光和原子电子一样也具有粒子性，光就是以光速C运动着的粒子流即光量子。 四、基本原理 光的粒子性：光和原子电子一样也具有粒子性，光就是以光速C运动着的粒子流即光量子。 五、展示原理 用手遮挡一束光，就相当拨动一根弦。可以演奏音阶或乐曲。 自然界中有些物质，一经光照射，其内部的原子就会释放出电子，使物体的导电性增加。原先电阻很大的材料，在光照下，电阻会变得很小。这种现象叫做内光电效应。用这种材料制成的光敏元件，可以对电路进行控制。

六、布展要求：放在相对安静、无直射光线处。 七、活动过程中的注意事项：防止直接拍打发光和接受光的元件。开箱、装箱时避免碰撞琴架。 八、辅导要点 1、内光电效应。 2、内光电效应的应用： 九、扩展与讨论 1、使用过光控开关吗？（路灯、航标灯） 2、了解光控元件的应用吗？ 利用内光电效应可以制成光敏电阻、光敏二极管。光敏电阻的阻值随着光照射的强弱而明显地变化。可以用来控制电路。光敏二极管的顶部有玻璃透镜，如果没有光照，反向电阻很大：有光照时，电阻减小，电流增大，经放大后，可推动其他控制元件工作。 光控继电器在工业上可以用于产品的自动计数、安全生产等方面。用于自动计数时，可以把产品放在传送带上，光源和光电管分别放在传送带的两侧，每当传送带上输送过去一个产品时，光线被挡住一次，光控继电器就放开衔铁一次，由衔铁控制的计数器的数字就加一。工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故。为保证安全，可以在这些机床上安装光控继电器。当工人不慎将手伸入危险部位时，由于遮住了光线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生。） 3、光电效应的应用。（空间科学、生命科学、生产、生活、军事国防等）

铁花 一、类别：材料 二、展示目的：了解记忆合金的特点和应用。 三、操作方法：按住按钮，观察金属花受热叶片张开的情形。松开按钮，观察金属花冷却后，叶片闭合的情形。

五、展示原理 这朵金属花是由记忆合金制成的。记忆合金在不同的温度下具有不同的晶体结构，因此具有记忆功能。 四、基本原理 形状记忆效应 五、展示原理 这朵金属花是由记忆合金制成的。记忆合金在不同的温度下具有不同的晶体结构，因此具有记忆功能。 六、布展要求 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项 开箱、装箱时避免撞击。 一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，就产生塑性变形，应力消除后留下永久变形。但有些材料，在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状。 记忆合金在不同的温度下具有不同的晶体结构，因此具有记忆功能。其回忆变形性能可以反复五百万次。记忆合金还具有超弹性、抗疲劳性、耐腐蚀性，因此被广泛应用于航空航天业、核工业、机器人、电子仪器、医用材料、人工器官等。

1、记忆合金的特点：记忆功能、超弹性、抗疲劳性、耐腐蚀性。 2、记忆合金的应用 。 八、辅导要点 1、记忆合金的特点：记忆功能、超弹性、抗疲劳性、耐腐蚀性。 2、记忆合金的应用 。 九、扩展与讨论 1、参观过“魔力水车吗”？（记忆合金热机） 2、谈谈你所了解的记忆合金的应用。 工业应用： （1）利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。 （2）外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。 （3）内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作，如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差，不常用。 （4）超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。 医学应用：TiNi合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。 高科技应用展望：形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响，可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。

魔力水车

无形的力 一、类别：电磁学 二、展示目的 1、了解电磁感应现象。 2、了解电磁感应现象在实际生活中的应用。 三、操作方法：按下电钮，观看被托起的金属环。

电磁学中的法拉第电磁感应定律和楞次定律。 四、基本原理 电磁学中的法拉第电磁感应定律和楞次定律。 五、展示原理 当交流电通过大线圈时，会在周围产生一个交变磁场。因此套在软铁棒上的小金属环中会感应出电流。该感应电流的磁场与原磁场相互作用，使得小金属环跳起来，并悬浮一段时间。 无形的力就是电磁力。磁悬浮列车也是凭借电磁力悬浮在铁轨上，减小摩擦阻力，获得更快的速度。

七、活动过程中的注意事项：由于电流很大，所以不要连续操作按钮，必须间隔三秒钟，以免线圈过热，造成匝间短路。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：由于电流很大，所以不要连续操作按钮，必须间隔三秒钟，以免线圈过热，造成匝间短路。 八、辅导要点： 1、为什么要间隔3秒钟再进行第二次操作？ 2、圆环为何会悬浮起来？圆环上如果有一个断口，还能跳起来吗？ 3、大线圈中为何要插入金属棒？ 4、用直流电圆环能悬浮吗？ 1、为什么要间隔3秒钟再进行第二次操作？（电阻、磁阻引起的发热。即铜损、铁损） 2、圆环为何会悬浮起来？圆环上如果有一个断口，还能跳起来吗？（不能，无感应电流。） 3、大线圈中为何要插入金属棒？（ 插入的金属棒是软铁棒。软铁棒的磁导率很高，可以使大部分磁感应线聚集在内，因而使小金属环产生更大的感应电流，获得更大的电磁力。） 4、用直流电圆环能悬浮吗？（能跳起来一下，但不能悬浮。）

九、扩展与讨论 1、电磁感应现象的由来。 2、电磁感应现象的应用。 3、发现电磁感应现象的重大意义。 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电与磁之间存在着联系。受到这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题，既然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场是不是能够产生电流呢？不少科学家进行了这方面的探索。英国科学家法拉第，坚信电与磁决不孤立。为此，他做了许多实验，经过十年坚持不懈的努力，于1831年取得了重大突破，终于发现了利用磁场产生电流的条件。 生活：电磁感应灯、电磁灶 生产：高频加热炉、电磁阻尼、电磁驱动 军事：电磁炮 交通：磁悬浮列车 科研：粒子加速器 电磁感应现象的发现和应用极大地推动了人类的文明进程。在生产、生活、国防、科研等各个方面都离不开电磁感应和电磁力的应用，如：发电机、电动机、变压器、电视机、磁悬浮列车、粒子加速器等等。

光压风车 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解光具有能量和动量。 2、了解不同颜色的表面对光的吸收率不同。 3、了解太阳能的应用。 三、操作方法：观察真空罩内的风车，注意风车叶片两侧的不同颜色；按住按钮，观察灯光照射时风车的运动。

四、基本原理 1、光不仅具有波动性质，而且具有粒子性。由于光具有能量和动量，当光照射在物体上时，对物体的表面将有压力作用（1901年，列别捷夫曾用精密的实验方法测量了光压）。 2、同颜色对光的吸收率不同：黑色吸收率最大，白色吸收率最小。 3、光子的动量 ： p = hν/с 每个光子的能量为： ε= hν H为普朗克常数量值为： h = 60626176×10-34J．Ｓ

五、展示原理 光压风车的叶片一面是白色的，一面是黑色的。光总是照在不同颜色的叶片表面。由于光具有能量和动量，而且黑色面和白色面对光的吸收率不同，因此叶片上将产生一个压力差，驱动风车转动。 光照射到不透明的物体的表面上时，一部分能量将被吸收，另一部分能量从表面反射。吸收的能量和入射总能量的比值，称为这物体的吸收系数（物体的吸收系数和反射系数，随物体的温度和入射辐射能的波长而改变。）表面颜色越深，吸收系数越大。白颜色表面的反射系数最大，吸收的光能最少，黑色表面吸收的能量最多。因此当光照射在不同照射在不同颜色的风车叶片上时，所吸收的能量不同，产生一个光压差，驱动了风车转动。

七、活动过程中的注意事项： 防止强烈振动，避免真空罩破碎。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项： 防止强烈振动，避免真空罩破碎。 八、辅导要点： 1、光的粒子性 2、光能的应用 光子的动量等于光子的能量除以光速，即P=E/c。光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压是光的粒子性的典型表现。光压的产生机理如同气体压强：由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。 光能的应用：激光打孔、激光焊接、太阳能发电、太阳能热水器、光控器件等。

九、扩展与讨论 1、看过彗星或彗星绕太阳的图片吗？ 2、如何在实际生活中应用太阳能？ 3、为什么光压风车要罩在玻璃罩里？ 4、听说过太阳帆吗？（星际旅行中应用） （彗星的慧尾总是背离太阳，就是由于太阳光的光压造成的。） （太阳能发电、太阳能热水器等） （减小空气阻力）

一笔画 一、类别：体能测试 二、展示目的：通过操作，检测眼、手、脑的配合能力。 三、操作方法：按一下清零按钮，将手柄从金属杆的一端移到另一端，移动过程中尽量避免手柄圆环接触金属杆。

四、基本原理：计数器和译码电路组成控制部分，当手柄接触一次一笔画图形时，便计一次数，由数码管显示，同时喇叭发出一次报警声。 五、展示原理：一笔画原来是数学中的图论的一个问题，即不重复地通过图形的各个点。但在这里，主要是检测眼、手、脑的配合能力。

九、扩展与讨论：操作时间越长，误差越多说明什么？ 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。 八、辅导要点：大脑接受视觉神经传来的信号到指挥肢体做出相应的协调反应，需要一个过程，这个过程的时间越短，协调得越密切，就说明脑、手、眼之间的配合能力、灵敏性能越好。 九、扩展与讨论：操作时间越长，误差越多说明什么？ 眼、手、脑的协调配合能力可通过训练加以提高。 （注意力集中时，大脑容易疲劳。）

穿墙而过 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解光的偏振性。 2、了解偏振薄膜的应用。 三、操作方法：使圆筒倾斜 ，观察圆筒中小球的运动状态。

四、基本原理 五、展示原理 1、光的波动性。 2、光的偏振性。 普通光线通过偏振薄膜，就成为偏振光。偏振光无法通过与其振动方向垂直的偏振薄膜。圆筒中间的两层偏振薄膜正好互相垂直，因此其重叠部分就形成不透光的区域，看起来好像有一块挡板。 光是一种电磁波。电磁波属于横波，其振动方向垂直于传播方向。普通光的振动方向是在与传播方向垂直的平面内朝向各方的。而偏振光只朝一个方向振动。通过偏振薄膜，普通光就成为偏振光。偏振光只能通过与其振动方向基本一致（交角小于900）的偏振薄膜；而完全不能通过与其振动方向成900的偏振薄膜。

七、活动过程中的注意事项： 操作动作要轻。 八、辅导要点 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项： 操作动作要轻。 八、辅导要点 1、光的波动性。 2、光的偏振性。 （光是横波，振动方向与传播方向垂直。）光是一种电磁波，电磁波是横波。光的偏振性是光的横波性的最直接，最有力的证据。

九、扩展与讨论 1、偏振薄膜的应用。 2、相关展品“看得见的力”。 测试液体的浓度。如糖度计。 利用偏振薄膜，可以检测受力构件的设计是否合理；偏振眼镜可以观看立体电影，还可以作为衰光镜使用。在照相技术中用于消除不必要的反射光或散射光。光在晶体中的传播与偏振现象密切相关，利用偏振现象可了解晶体的光学特性，制造用于测量的光学器件，以及提供诸如岩矿鉴定、光测弹性及激光调制等技术手段。 需佩戴左右为正交方向的偏振眼镜，产生双眼视差，就可以看出立体电影或电视。 （在光弹性材料中，偏振光干涉显示出的彩色条纹，可以看出材料内部的受力情况。）

气流音乐转盘 一、类别：力学 二、展示目的：了解振动发声的原理。 三、操作方法：按一下启动按钮，将摆杆前端的气嘴对准转盘摆动。听听金属转盘发出的声音。

四、基本原理：声音是由于物体的振动产生的，有规律的振动产生乐音，无规律的振动产生噪音。人耳能够听到的声音频率在50～20000赫兹之间。 五、展示原理：金属圆盘上分布着一个个圆孔。高速气流穿过快速掠过的圆孔时，就会产生谐振而发出美妙的声音。 六、布展要求：放在相对安静处。 七、活动过程中的注意事项：防止强力摆动喷嘴。 半径越大的地方，圆孔转动的线速度越大，相同时间内穿过气流的圆孔就越多，产生的声音频率也就越高。

八、辅导要点： 九、扩展与讨论 1、圆盘上的孔距是如何排列的？（相同半径上的孔等距） 2、气流速度与声音的频率有关吗？（有） 1、观察过乐器的振动部件以及谐振腔吗？ 2、振动的频率的高低与振动体的大小有什么关系？ 3、自己动手制作简易小乐器。 如琴弦、簧片、膜片 琴箱、琴身、管乐器的圆筒等

平衡测定 一、类别：体能测试 二、展示目的： 1、测试自身的平衡能力。 2、了解人体是怎样保持平 衡的。 三、操作方法：双手握住手柄，站在跷板上。使跷板持平后，松开手，尽量保持身体平衡。数码管开始显示你保持平衡的时间。如果你能保持十秒钟以上，你就会欣赏到一段优美的音乐。

四、基本原理：身体的平衡是由前庭器官、视觉、以及其他感觉器官协同作用共同完成的。 五、展示原理：由跷板、复位装置、行程开关、计数电路、译码显示电路构成展品的主要部分。当失去平衡，跷板倾斜而触及行程开关时，计数器就会停止计数，数码管显示的数字既是保持平衡的时间。 主宰人的平衡能力的是内耳中的半规管和半规管前的两个囊状结构。半规管是分别处于三个互相垂直的平面的管道。当头部在三维空间发生位置变化时，半规管的内部组织会把这种信息传到大脑中枢；而那两个囊状结构则专门感受头部处于静止时的位置，以及前进、后退、升降等直线运动。 神经中枢正是从内耳的这两个部分获得人在运动时的种种信息，从而及时做出反应，纠正可能破坏身体平衡的动作，使人体保持平衡的。

七、活动过程中的注意事项：上下踏板时，要扶住把手，注意安全。 八、辅导要点： 1、操作注意事项。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：上下踏板时，要扶住把手，注意安全。 八、辅导要点： 1、操作注意事项。 2、人的平衡能力通过大量的联系可以大大提高。 九、扩展与讨论 1、人怎样保持身体平衡。 2、生活中的有关平衡的常识。 维持平衡（keep balance）就是使身体在空间保持适宜位置，其完成主要依靠前庭系统、视觉系统和本体感觉系统的协调作用来维持身体的平衡，有人将这三个系统统称为平衡三联。在维持平衡方面，三系统所起的作用各不相同，其中以前庭系统最为重要；但运动时的平衡则由小脑起重要作用。 三个系统中如果有一个发生功能障碍，当代偿功能建立后，靠另外两系统的功能仍能在一般日常活动中保持身体平衡；但如果三个系统中有两个系统发生障碍，则日常活动中就难以维持平衡了。 失重的情况下难分上下：在没有重力的情况下，失重的太空人不但分不清哪是上，哪是下，而且十个人中有四个人患晕动病。内耳和肌肉平时依赖重力来确定方位。失重时收到的是混乱的信号，于是无所适从。 运动员的平衡能力：平衡木体操难度很高。运动员的平衡能力是通过勤奋学习和反复练习达到的。他们既要学习保持平衡，又要学习迅速恢复平衡。 失去平衡是溺死的原因：日本医师小野忠彦认为很多游泳高手溺死的原因，是因为从鼻孔吸进的水经耳咽管流入中耳造成耳机能障碍（耳性头晕），使游泳者丧失了上下平衡感。 梅尼埃症：当人们患有内耳疾病时，就会步履蹒跚，站立不稳；有的还会出现持续的、不能自主的眼球震颤。也有的会觉得天旋地转，头晕难忍，这就是典型的梅尼埃症(以前一直叫做美尼尔氏症)。

齿轮传动 一、类别：力学 二、展示目的：了解齿轮传动及其特点。 三、操作方法：任意排列台面上的齿轮，并使它们的齿缘互相咬合。然后慢慢转动一个齿轮，观察其它齿轮的转速和转向。

四、基本原理：齿廓啮合基本定律。 五、展示原理：每个齿轮底部的永久磁铁与铁制底板相互吸引，可以使得齿轮间相对固定 ，从而传递动力。齿轮常用在机械中传递动力和能量，还能改变转速、转向。 相互啮合传动的一对齿廓，在任一啮合位置时的传动比都与连心线O1O2被两齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段的长度成反比。这种关系称为齿廓啮合基本定律。 当大齿轮带动小齿轮时，小齿轮的转速会加快，但力量会减小；而当小齿轮带动大齿轮时，大齿轮的转速会减小，但力量会增大。适当地安排齿轮顺序可以方便工作。

七、活动过程中的注意事项：防止齿轮丢失，防止齿轮摔落。 八、辅导要点： 1、齿轮传动的特点。 齿轮传动的优点 ： 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：防止齿轮丢失，防止齿轮摔落。 八、辅导要点： 1、齿轮传动的特点。 齿轮传动的优点 ： 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： 2、齿轮传动的应用。 1、齿轮传动的特点：齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。      齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。     2、齿轮传动的应用：齿轮传动是机械传动的重要类型。其具有传递转速精确，转速比改变范围大，传递功率大，转动轴方向可变等特点。因此，被广泛应用于精密机械（如钟表、仪表）和大型机械（如矿山机械、船舶、车辆等）。

九、扩展与讨论 1、举例说说齿轮传动在日常生活中的应用。 2、了解齿轮的种类。 3、了解其他传动方式吗？ 曲齿圆锥齿轮传动 人字齿轮传动 带式传动、链式传动、非接触传动（磁力）等。 人字齿轮传动

记忆力测试 二、展示目的：检测自己的短时记忆力。 三、操作方法：快速记忆显示的图形或数字，再进行回忆或判断。 一、类别：体能测试 操作方法：先按清除按钮。然后按显示按钮，一组图形的显示灯亮，待灯灭后，根据记忆，判断刚才亮灯的图形组合是下面的哪一种并按一下相应按钮。根据再次显示的图形组合，判断你的记忆是否准确。

四、基本原理：由随机信号产生电路、图形显示电路、判断电路等实现记忆力测试。 五、展示原理：人的记忆能力差异很大。这里测试的是短时记忆功能。短时记忆能力不是理解基础上的记忆。经过训练，这种功能可以得到极大的提高。 六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。

八、辅导要点 九、扩展与讨论 1、正确的操作步骤。 2、短时记忆力生成过程：短时记忆通过不断有意识的复述而将信息保持大约1分钟。 1、记忆系统的分类。 2、提高记忆力的方法 。 1、记忆系统：人的记忆结构可分成瞬时记忆、短时记忆、和长时记忆三个系统。在识记、保持和再现过程中相互协同。瞬时记忆登录作用于感官的外界信息，该信息在短时记忆中经过不断复述而得到巩固，最后以概念或表象的形式储存在长时记忆中。大脑边缘系统的海马与短时记忆有关，大脑额叶皮层与长时记忆有关。 2、提高记忆力的方法：记忆信息间的意义联系越多，记忆效果越好；回忆时的情境与识记时的情境越相似，回忆量越大。

万花筒 一、类别：光学 二、展示目的 1、了解平面镜成像的特点及平面镜多次成像的实际应用。 2、了解万花筒的来历。 三、操作方法：从镜筒口向里看，同时转动转盘。

四、基本原理 五、展示原理 1、平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 2、互成60º的三块平面镜构成等边三角形，处在三角形内的物体会在三面镜子上产生很多次的反射，从而形成多像组合的图案。 五、展示原理 由英国人发明的万花筒进入中国已有一百多年了。万花筒镜筒前端的标的物也在不断变化：彩色碎纸、彩色半透明碎玻璃、彩色塑料片、光滑的玻璃珠等。这里的标的物是油和彩色的水。水比油重，不断从上向下滴落。由于油的阻尼作用，彩色水滴缓慢通过万花筒的前端。在此过程中经三面互成60°角的平面镜多次反射，组成了多组六边形对称图案，绚丽多彩，变换无穷。

七、活动过程中的注意事项：防止强烈振动。避免撞击镜筒前端的标的物。 八、辅导要点 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止强烈振动。避免撞击镜筒前端的标的物。 八、辅导要点 1、平面镜多次成像应用： 2、操作方法：旋转转盘速 度要慢。 九、扩展与讨论 参观过“多像镜”吗？ 八、辅导要点 1、平面镜多次成像应用：潜望镜、倒镜（自行车尾部的角反射器）、直角镜。

一窗两景 一、类别：光学 二、展示目的 三、操作方法：观察箱内的图片，按住按钮再看箱内的图片的变化。 1、了解半透半反镜的特点。 2、一窗两景现象的原因。 三、操作方法：观察箱内的图片，按住按钮再看箱内的图片的变化。

四、基本原理 五、展示原理 半透半反镜的性能 光路图 半透半反镜的性能：表面镀有一层金属膜，可将入射光线一半反射回去，一半透射过去。 箱体里有一面半透半反射镜，将箱体斜隔成两部分。每一部分装有一只灯，通电后两只灯为互锁状态：不能同时亮，也不能同时灭。后上方的灯亮时，你能看到箱体后部图片的光线透射出来的景象；前下方的灯亮时你能看到箱体下部图片的光线反射出来的景象。即，或者看到透射光形成的图像，或者看到反射光形成的图像，而另一部分的景物则完全看不见。这就是产生一窗两景的原因。 光路图

六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项： 避免强烈振动。 八、辅导要点 1、半透半反镜在展品中安放的位置及灯光的作用。 2、箱体内壁为什么涂黑？ 1、半透半反镜在展品中安放的位置及灯光的作用。45度倾斜角；不装灯，无法看清内部。 2、箱体内壁为什么涂黑？减少箱体内壁反光，突出图像效果。

九、扩展与讨论 1、薄膜光学器件的应用。 2、同类展品“杯中灯影” 、“是你还是我”、“窥视无穷” 。 1、薄膜光学器件的应用：增透膜、防水膜、偏振膜等。 2、参观过“杯中灯影” 、“是你还是我” 、“窥视无穷” 吗？（其前方的玻璃就是半透半反镜。） 5、

鹦鹉学舌 一、类别：电子 二、展示目的：了解声控开关、录音芯片、放音电路的应用。 三、操作方法：请大声对着鹦鹉说一句简短的话，它会将你的话重复两遍，同时还会扇动翅膀。

四、基本原理：由声控开关、语音处理芯片、微型麦克风、放大电路等实现学舌功能。 五、展示原理：一旦有声音传入，鹦鹉身上的声控开关就启动电路工作，进行录音、放大，最后通过喇叭发出声音。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。

八、辅导要点： 九、扩展与讨论 1、操作方法（大声对着鹦鹉说一句简短的话）。 2、了解声控开关、录音芯片、放音电路的应用。 1、数字化录音 2、数码录音时间 (应用于礼品，玩具类，喊话器，电话报警，音乐门铃，录音电话、语音提示系统等。) 录音文件采用数码存储技术，选用录音芯片作为存储介质，可以永久保存，掉电不丢失。数码录音电话机可以连续录音45小时。 长时间数码录音电路（语音信号存储的大容量存储器大多需要外置控制），有十分钟到几个小时的电路；短时间录音电路（能方便地内置在语音处理芯片中），有6秒、10秒、20秒，也有5分钟以上。

动物眼中的世界（鱼眼睛） 一、类别：生命 二、展示目的：了解了解鱼眼睛的视觉特点。 三、操作方法：观众的眼睛从鱼的头部模型后部的目镜向外观察，同时旋转手柄，体会鱼的视觉特点。

四、基本原理：光的折射。由透镜等光学元件组成，可以接近实现广角镜头或鱼眼镜头的功能。 五、展示原理：鱼的眼睛一般在头的两侧，视角范围极大，因此观察范围广，几乎能同时看到各个方向。由于光线从空气进入水中的折射作用，从水下观察到的天空都集中在顶角为97°的倒立圆锥内。

1、鱼眼的水晶体是圆球形，只能看见较近的物像。所有的鱼都是近视眼。 2、生活在不同水域的鱼类的眼睛的不同结构 。 九、扩展与讨论 六、布展要求：光线明亮且视野开阔处。 七、活动过程中的注意事项： 操作时动作要轻。 八、辅导要点 1、鱼眼的水晶体是圆球形，只能看见较近的物像。所有的鱼都是近视眼。 2、生活在不同水域的鱼类的眼睛的不同结构 。 九、扩展与讨论 了解鱼眼镜头的特点和应用。 所有的鱼都是近视眼，它们很少能看到12米以外的物体，这与它们水晶体的弯曲度不能改变有关。鱼在水中虽然看得不远，但却能够通过光线的折射，在水中看到陆地上的物体。由于折射作用，鱼会感觉到陆地上的物体的距离比实际的距离要近得多，位置也比较高，一般来说，鱼类的视野比人的要广阔得多，所以不用转身就能看见前后和上面的物体，例如淡水鲑在垂直面上的视野为150度，水平面上的视野为160～170度，而人眼分别为134度和154度。正是由于这个原因，照相机上使用的超广角镜头也被称为鱼眼镜头。 海底的比目鱼，双眼在同一侧；四眼鱼平时虽然总是静静地停留在水的上层，但一半露出水面的眼睛却能够既了望上视空中，又俯瞰水底，从容地捕食在水面上下活动的昆虫；弹涂鱼的眼睛生在头部两侧而靠近背面的位置，而且特别向外突出，可以前后左右地转动。

鱼眼镜头是不经桶状失真校正的超广角镜头。鱼眼镜头的成像桶形失真是一大特点，可用以营造出特殊的成像效果。摄影爱好者们利用这利用特性来进行艺术化创作。 鱼眼镜头与普通镜头的视角差别很大，画面对角线方向能达到180度，变形严重，效果夸张是鱼眼镜头的突出特性．但它的变形、夸张也是有规律可循的，这就是离画面边缘越近的线条弯曲越显著，穿过画面中心的线条不弯曲。越靠近镜头中央的部份变形越低。并且拍摄的主题越接近摄影者，变形的程度越大。 鱼眼镜头拍摄的照片

动物眼中的世界（蜜蜂的眼睛） 一、类别：生命 二、展示目的：了解了解蜜蜂眼睛的视觉特点。 三、操作方法：观众从蜜蜂的头部模型后部的目镜向外观察，同时旋转手柄，体会蜜蜂的视觉特点。

四、基本原理：光的折射。由透镜等光学元件 组成，可以实现多像镜的功能。 五、展示原理：蜜蜂眼睛的表面是由许多排列精致的六角形组成，称为复眼。 四、基本原理：光的折射。由透镜等光学元件 组成，可以实现多像镜的功能。 五、展示原理：蜜蜂眼睛的表面是由许多排列精致的六角形组成，称为复眼。 一只蜜蜂的眼睛约由5000个小眼组成，每一个小眼都有一套集光系统和感光系统。众多被感受的光点形成了“镶嵌图像”，正如许多明暗不同的光点组成电视荧光屏上的图像一样。小眼数目越多，小眼面积越小，感受的光点越密，图像则越清晰。

七、活动过程中的注意事项：操作时动作要轻。 八、辅导要点 1、蜜蜂的眼睛与人的眼睛结构完全不同。 六、布展要求：光线明亮且视野开阔处。 七、活动过程中的注意事项：操作时动作要轻。 八、辅导要点 1、蜜蜂的眼睛与人的眼睛结构完全不同。 2、蜜蜂除一对复眼外还有三个单眼，与两复眼形成三角排列，来感受光度变化、光源方向，构成粗略图像。 3、复眼对光和闪烁特别敏感。其最大的特点是：复眼能感知的电磁光谱的幅度比人类广；复眼有分析光的偏振的能力。 1、蜜蜂的眼睛与人的眼睛结构完全不同。用放大镜观察，可以看到蜜蜂眼睛的表面是由许多排列精致的六角形组成，称为复眼。由数千、万颗小眼所构成的复眼看到外界的景象，就像一个大蜂巢所构筑的物相。 2、蜜蜂除一对复眼外还有三个单眼，与两复眼形成三角排列，来感受光度变化、光源方向，构成粗略图像。一只蜜蜂的眼睛约由5000个小眼组成，每一个小眼都有一套集光系统和感光系统。集光系统都可以形成一个像，而只有与小眼轴线平行的光线才能达到视觉柱，也就是说每个视觉柱只能接受物体的一个光点，众多被感受的光点形成了“镶嵌图像”，正如许多明暗不同的光点组成电视荧光屏上的图像一样。小眼数目越多，小眼面积越小，感受的光点越密，图像则越清晰。 3、复眼对光和闪烁特别敏感。其最大的特点是：复眼能感知的电磁光谱的幅度比人类广；复眼有分析光的偏振的能力。

九、扩展与讨论 1、多像镜真的能模拟复眼的视觉效果吗？ 2、图片清晰度与像素有关，像素多少与昆虫的复眼多少有相似之处。 不能。因为从多像镜中的每个小镜子都能看到所有的景物。

会飞的“碗” 一、类别：力学 二、展示目的 1、了解伯努利定理及其应用。 2、用伯努利定理解释自然现象。 三、操作方法：按下按钮，观众会看到“碗”悬浮于空中。

五、展示原理：形似碗状的半球体，在风力的吹动下，腾空而起，同时风沿半球体面吹动风车，并使风车快速旋转，恰似一只会飞的碗悬在空中。 四、基本原理：狭管效应、伯努力定理。 五、展示原理：形似碗状的半球体，在风力的吹动下，腾空而起，同时风沿半球体面吹动风车，并使风车快速旋转，恰似一只会飞的碗悬在空中。 在理想流体中，V1S1=V2S2（V—流速，S—过流面积）,即：当过流面积减小时，流速增大；当过流面积增大时，流速减小。根据伯努力定理：流体的势能变化很小，可忽略不计时，则流体速度增大时，压强减小；反之流体速度减小时，压强增大。即动能与压强能之和为常量。

七、活动过程中的注意事项：防止演示半球体丢失。 八、辅导要点： 1、伯努利定理的应用条件 。 2、用伯努利定理解释自然现象 。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：防止演示半球体丢失。 八、辅导要点： 1、伯努利定理的应用条件 。 2、用伯努利定理解释自然现象 。 九、扩展与讨论： 1、做下面的试验并解释现象 。 2、伯努利定理在生产生活中的应用。 3、同类展品：伯努利悬浮球、听话的小球等。 1、伯努利定理的应用条件：当气体流速不高（小于0.3M），密度变化不大时，可忽略气体的压缩性（即为理想流体）。在本展项中，可以认为理想流体的势能变化很小，可忽略不计，则速度增大时，压力减小，反之，速度减小时，压力增大。 2、用伯努利定理解释自然现象：大风吹掉屋顶，拔起大树，是由于流速差造成压强差产生的向上的力的作用。飞机的升力，是由于机翼剖面形状使气流产生上下流速差，从而产生机翼上下压强差而形成的。 1、做下面的试验并解释现象：将一角硬币放在桌面上，从侧面向硬币水平方向吹气；果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。然后用嘴向这两张纸中间吹气，你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且吹出的气流速度越大，两张纸就越靠近。  从这个现象可以看出，当两纸中间有空气流过时，压强变小了，内外的压强差就把两张纸往中间压。两张纸之间空气流动的速度越快，两张纸内外的压强差也就越大。 2、伯努利定理在生产生活中的应用。（喷雾器、飞机、弧线球、回旋镖） 飞机机翼地翼剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。前端点叫做前缘，后端点叫做后缘，两点之间的连线叫做翼弦。当气流迎面流过机翼时，原来是一股气流，由于机翼地插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，是上方的那股气流的通道变窄。根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。 3、同类展品：伯努利悬浮球、听话的小球等。

吹纸、吹硬币。

伯努利球 听话的小球

太阳能发电 一、类别：光学、能源 二、展示目的 1、了解光生伏打效应。 2、了解太阳能发电的优点。 三、操作方法：按住按钮，可以看到由太阳能电池供电的灯泡点亮（或电表有指示等）。

四、基本原理：光生伏打效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。 五、展示原理：可用灯光模拟日光照射太阳能电池，太阳能电池产生的电能可以使灯点亮或使电表指针偏转。 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：开箱、装箱时避免撞击太阳能电池板。

八、辅导要点 九、扩展与讨论 1、光生伏打效应。 2、太阳能发电的优点 。 1、太阳能发电知识。 2、光伏发电的前景展望。 1、光生伏打效应：在光照射下，物体内部原子的束缚电子变成自由电子，形成自由电子和空穴。由单晶硅材料制成的硅光电池在光照下，自由电子向N区运动，空穴向P区运动，于是在N区和P区分别聚集了电子和空穴，产生了电动势。接有负载时，负载中就有电流通过。现在的硅光电池在强光照射下，能产生0.5伏的电动势，每平方厘米工作面积输出24毫安的光电流，相当输出功率10-12毫瓦。 2、太阳能发电的优点：安全可靠，无噪音，无污染；能量随处可得，无需消耗燃料；无机械转动部件，维护简便，使用寿命长；建设周期短，规模大小随意；可以无人值守，也无需架设输电线路，还可方便与建筑物相结合。可独立供电、拆装简易方便、可免去远距离敷设电缆时对植被和环境的破坏、广泛用于各种照明电器上、更适用于乡村、海岛、高速公路等地方。 1、太阳能发电知识：太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。时下，人们通常所说太阳光发电就是太阳能光伏发电，亦称太阳能电池发电。 2、光伏发电的前景展望：在可再生能源中，太阳能取之不尽，清洁安全，是理想的可再生能源。专家预测2006年我国太阳能电池生产能力将超过300兆瓦。在今后的十几年中，太阳电池的市场走向将发生很大的改变，到2010年以前中国太阳电池多数是用于独立光伏发电系统，从2011年到2020年，中国光伏发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。

无规则摆锤 一、类别：电磁学 二、展示目的：了解磁极间的相互作用影响单摆的运动。 三、操作方法：观众轻推摆锤，观看摆锤在磁力的影响下做无规则运动。

四、基本原理：基本磁学定理：同极性磁力相斥，异极性磁力相吸。 五、展示原理：摆锤的底部装有磁铁。面板上的四块磁铁产生的磁场引起摆锤的无规则运动。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：开箱、装箱时避免撞击摆架。

2、基本磁学定理：同极性磁力相斥，异极性磁力相吸。 九、扩展与讨论 1、能判断台面上的磁铁与摆锤上的磁铁的极性关系吗？ 八、辅导要点： 1、无磁铁作用时单摆的运动规律。 2、基本磁学定理：同极性磁力相斥，异极性磁力相吸。 九、扩展与讨论 1、能判断台面上的磁铁与摆锤上的磁铁的极性关系吗？ 2、每次操作摆锤的运动完全一样吗？ 3、使用过指南针吗？什么情况会影响指南针的准确指向？ 1、能判断台面上的磁铁与摆锤上的磁铁的极性关系吗？（同极性相向还是异极性相向？） 2、每次操作摆锤的运动完全一样吗？（启动摆锤时轻微的差异，就会造成完全不同的运动路线和运动方式。） 混沌现象、电磁干扰。

环环相扣 一、类别：视生理 二、展示目的： 1、了解平面镜成像的特点。 2、感受矛盾信息对神经系统的影响。 三、操作方法：两只手各抓住一只环。从任何一侧向镜中看，同时移动镜子后面的手。你有什么感觉？再移动镜子前面的手，又有什么感觉？ （请将手放在镜子两侧的杆架上，看着镜中的像，移动一只手，再移动另一只手。）

1、平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 四、基本原理： 1、平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 2、人体外观以竖直轴对称。 五、展示原理：由于平面镜成的像和原物体成轴对称图形，而人体也以竖直轴对称，因此镜前一只手的动作，看起来就像是一双手同时动作。 移动镜子前面的一只手，看起来好像两只手都在动；移动镜子后面的一只手，看起来好像两只手都不动。这样视觉系统与肢体感觉系统就产生了矛盾并使大脑有一种奇怪的感觉。

七、活动过程中的注意事项：防止强烈振动。开箱、装箱时避免碰撞玻璃。 八、辅导要点 1、平面镜成像的特点以及人体外观的对称。 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止强烈振动。开箱、装箱时避免碰撞玻璃。 八、辅导要点 1、平面镜成像的特点以及人体外观的对称。 2、体会感觉的异常。 九、扩展与讨论 1、有过看镜中文字的体验吗？（左右颠倒的反字） 2、参观过“倾斜的小屋” 吗？（地面倾斜15°以上，但墙壁仍与地面垂直。） 人体外85%以上信息靠视觉获取。当视觉系统与其他感觉系统向大脑传递的信号有矛盾时，大脑会有奇怪的感觉，有时人体的平衡功能都会受到影响。

镜子视窗

怒发冲冠 一、类别：电磁 二、展示目的：了解静电斥力作用下的怒发冲冠现象。 三、操作方法：开锁后，电机开始转动，观察在静电高压作用下的怒发冲冠现象。向上提起小金属球（装有接地线），观察两球之间的放电现象。

四、基本原理：摩擦起电、感应起电、静电作用力。 五、展示原理：电机带动皮带转动，皮带与尼龙转轴不断摩擦而产生高压电荷。由于静电感应，电荷积聚到大金属球及玩具娃娃的头发上。因为同种电荷互相排斥，在静电斥力作用下，娃娃的头发就会竖起来。 电机带动皮带转动，皮带与尼龙转轴不断摩擦而产生静电。静电电荷被电梳聚集起来，传到球壳上，由于绝缘导体静电平衡的原因，电荷均匀分布在球壳外表面。随着电荷的积累，球壳的电位逐渐升高，直到 2～3 万伏动态平衡为止。高压电荷不断传导到玩具娃娃的头发上。因为同种电荷互相排斥，在静电斥力作用下，娃娃的头发就会竖起来。

七、活动过程中的注意事项：由工作人员进行集体演示。观众需离展品1米远。注意保管钥匙，防止丢失。当空气湿度较大时，演示前打开干燥灯去湿。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：由工作人员进行集体演示。观众需离展品1米远。注意保管钥匙，防止丢失。当空气湿度较大时，演示前打开干燥灯去湿。 八、辅导要点： 1、静电高压产生的方法：感应起电、摩擦起电、分离起电等。 2、头发为什么会竖起来？ 头发为什么会竖起来？因为电荷的分布和表面的曲率有关，曲率大的地方电荷密度就大，头发尖的曲率很大，电荷积聚的最多，在静电斥力的作用下，头发就竖起来了。

九、扩展与讨论 1、静电感应和摩擦起电实质是什么？（实质都是电荷转移。） 2、静电现象的利用和避免。（静电除尘、静电印刷、静电喷涂；静电引起的火灾等。） 3、如何防止静电？（采用防静电地板，秋冬季节室内要保持一定的湿度，要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。）

难以钩抓的柱子 一、类别：视生理 二、展示目的 1、了解棱镜成像的特点及改变光路的实际应用。 2、了解人的视觉系统的特点。 三、操作方法：用手拨动转盘，通过棱镜观看旋转的立柱，试着用钩子钩住立柱。

四、基本原理： 全反射棱镜是一类特殊的光学镜，作用类似平面镜，可以起到反光的作用。 五、展示原理： 由于棱镜改变了光路，使得物体在人眼视网膜上成像的方位与实物方位不同。当大脑接收到这种视觉信号时，无法很快适应并指挥手和其他器官按实物的客观方位协调动作，因此手眼动作不协调，难于用钩子钩住柱子。

六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止钩子丢失。 八、辅导要点： 1、正确的操作方法。 2、人的视觉系统的特点。不同寻常的信息会造成视觉系统和大脑的混乱，大约需要四周时间才能适应这种变化。

3、参观过“穿针引线”、“环环相扣”、“投不准的篮”等视生理系列的展品吗？ 九、扩展与讨论 1、棱镜替代平面镜的优点。 2、棱镜改变光路的应用 3、参观过“穿针引线”、“环环相扣”、“投不准的篮”等视生理系列的展品吗？ 1、棱镜替代平面镜的优点：用一个三棱镜完全可以代替一个平面镜，再好的镀银技术，镀银表面都会吸收很多入射光，三棱镜对光的吸收可以小得多。 （望远镜、照相机等）

电磁牵引 一、类别：电磁 二、展示目的： 1、了解磁极、磁场和基本磁学定理。 2、了解条形磁铁的磁场分布及磁感应线的形状。 三、操作方法：按住电钮，圆台中心的条形电磁铁开始转动。观察磁铁周围小磁针的运动。

四、基本原理：磁体周围存在着一种能传递磁极间相互作用的物质，即磁场（任何运动电荷或电流的周围都存在磁场）。磁感应线是用来描述磁场中各点磁感强度及方向的假象曲线。 五、展示原理：条形电磁铁开始转动，在其周围形成了一个旋转磁场。由于磁极间，同性相斥，异性相吸，所以各个位置上的小磁针就会不断改变方向，跟随大磁铁运动。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。

4、磁力的作用：起重机的电磁吸引盘、非接触传动、磁悬浮等。 5、地磁场有什么作用？ 八、辅导要点 1、基本磁学定理：同性相斥，异性相吸。 2、条形磁铁的磁极在磁铁的两端。在磁体外部，磁感应线从Ｎ极到Ｓ极；在磁体内部，磁感应线从Ｓ极到Ｎ极。磁感强度大的地方，磁感应线密集，磁感强度小的地方，磁感应线稀疏。 九、扩展与讨论 1、磁力是怎么作用的？ 2、如何证明看不见的磁感应线确实存在？ 3、环形磁铁的磁极在什么位置？ 4、磁力的作用：起重机的电磁吸引盘、非接触传动、磁悬浮等。 5、地磁场有什么作用？ 地磁场有什么作用？（如果地球没有磁场，很可能就不会产生生命。由于存在着地磁场，大量的宇宙射线被避开或削弱。） 蜜蜂、鸽子等导航。

握力 一、类别：体能测试 二、展示目的：了解传感器的工作原理和应用。 三、操作方法：请用力握住把手，一只手、两只手都可以。

四、基本原理：传感器把握力的大小通过变成电信号的强弱（新型传感器可直接将物理量变为数字信号）。 五、展示原理：展品内部有一个拉力传感器，当你用力握住把手后，该传感器受到握把上力的作用，产生了与力度大小相应的电信号，通过电路对其放大，再驱动指示灯，你的力度大小就显现出来了。用的力越大，亮的灯越多，反之就越小。 六、布展要求：放在光线较暗处。

七、活动过程中的注意事项：切记不要往外拉。 八、辅导要点：理解什么是传感器？传感器是人类感觉器官的延伸和拓展。 九、扩展与讨论: 1、传感器产生的原因。 2、传感器的作用。 3、传感器的种类。 1、传感器产生的原因 人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类感觉器官的延长，又称之为电五官。 2、传感器的作用 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目都离不开各种各样的传感器。 3、传感器的种类 温度传感器、湿度传感器、压力传感器、超声波传感器、粉尘传感器、氧传感器（测量排汽中的空气剩余系数）、汽车传感器、液位传感器、流量传感器、接近传感器等等。

光柱 一、类别：视生理 二、展示目的：了解人眼的视觉暂留现象；了解对图形的数字处理以及显示技术。 三、操作方法：先在镜子中找到光柱的像，然后晃动镜子（或正对光柱注视，同时晃动头），就可以看到完整的图形。

四、基本原理：人眼所见到的物体或图形的影像会在视网膜上保留约0 四、基本原理：人眼所见到的物体或图形的影像会在视网膜上保留约0.1秒的时间，这就是视觉暂留现象。光柱中频频闪动的光点是对图形扫描后，将数据存储在芯片中，再通过发光二极管进行显示的结果。 五、展示原理：先在镜子中找到光柱的像，然后晃动镜子（或正对光柱注视，同时晃动头），这样就可以把一条条光点拉开，将按时间变化的信息转换成按空间变化的信息，由于人眼的视觉暂留现象，就可以看出一幅完整的图形。

六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项：防止镜子摔落和丢失。 八、辅导要点： 1、正确的操作方法。 2、人的视觉暂留现象。 九、扩展与讨论： 1、了解图形扫描、存储、再现的相关数字处理技术。 2、视觉暂留现象的发现和影视技术发展。

看得见的声波 一、类别：视生理 二、展示目的：了解人眼的视觉暂留现象。 三、操作方法：先静止圆筒，拨动琴弦，观察琴弦的振动情况；再转动圆筒，拨动琴弦，观察琴弦振动的情况。两者相比较。

四、基本原理：人眼所见到的物体或图形的影像会在视网膜上保留约0.1秒的时间，这就是视觉暂留现象。 五、展示原理：黑色圆筒上的一条条白带在转动时，就好像闪光灯一次次闪亮（由于在圆面上分布，所以不是匀速闪亮的）。在人眼视觉暂留的作用下，振动的琴弦在一个个局部被“冻结”，又在视网膜上形成新的状态，好像出现波纹。注意：这并非琴弦的真实运动状态。 利用圆筒上的白色线条转起来后与振动的琴弦产生的阶段性定格演示看得见的声波。但这种现象不能代表琴弦振动的真实情况。

七、活动过程中的注意事项：防止拉、拽琴弦。 八、辅导要点: 1、正确的操作方法。 2、人的视觉暂留现象。 九、扩展与讨论: 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止拉、拽琴弦。 八、辅导要点: 1、正确的操作方法。 2、人的视觉暂留现象。 九、扩展与讨论: 1、如果转筒上没有白色条纹，还能看见波纹吗？ 2、看见的波纹是琴弦的真实运动状态吗？ 声波是典型的纵波，是一系列交替压缩和扩张的气压空间，这气压空间高于或低于正常大气压，人的耳膜正是根据空气压力的变化才能听到声音，但声波一般不能直观看到，即使是50赫兹的低频声音。这里看到的并不是琴弦的真实运动状态，而是在白色条纹作用下，振动的琴弦产生的阶段性定格的一次次叠加。但是波纹的形状与琴弦的运动有关。

3、琴弦如果不是黑色，还能看得见波纹吗？ 4、关于利用视觉暂留特性的小实验。 爬台阶 物体振动引起空气振动，产生声音。声音的大小与声源振动的强弱有关，即与振幅的大小有关。由于物体振动很快，很难看清振动物体的振幅大小。这里采用黑白相间的转筒作为背景，圆筒转动时，圆筒上的白色条纹就像闪光灯，可以将琴弦振动的瞬间予以“冻结”，由于人眼的视觉暂留现象，从而显示出一条波动曲线。 当闪光灯频率与转盘转速成整数比时，固定在转盘台阶上的小条会产生上下跳动的视觉效果。 爬台阶

驻波（声波涟漪） 一、类别：力学 二、展示目的： 1、了解驻波的概念。 2、了解驻波的特点。 3、了解驻波是怎样产生的。 三、操作方法：按一下启动按钮，调整音量旋钮和频率旋钮，使得有机玻璃管内的介质（发泡塑料颗粒）随声波振动。选择不同的频率，观察振动最大处和振动为零处有什么变化。

四、基本原理：驻波是一种特殊的波的干涉现象。 五、展示原理：按一下启动按钮, 扬声器发出声音，调节音量适中， 转动频率旋钮，使管内轻质小颗粒振动。这种现象叫做驻波，其特点是某些点振动很大，某些点几乎不动。振动最大的点叫做波腹，不振动的点叫做波节。 四、基本原理：驻波是一种特殊的波的干涉现象。两个振幅相同的相干波，在同一直线上，沿相反方向传播时，叠加后成为驻波。严格地说，驻波并不是振动的传播，而是在某一有限区域中，介质的各质点都在做稳定的振动。振动的振幅与时间无关，只与所在点的位置有关。 五、展示原理：按一下启动按钮, 扬声器发出声音，调节音量适中， 转动频率旋钮，使管内轻质小颗粒振动。这种现象叫做驻波，其特点是某些点振动很大，某些点几乎不动。振动最大的点叫做波腹，不振动的点叫做波节。驻波是一种特殊振动状态，由传播方向相反、振动方向相同、振动频率相同、振幅相同的两列波迭加产生的。这里，扬声器产生的声波在管道末端反射，反射波与入射波迭加产生了驻波。观察波腹位置与频率的关系，振幅大小与音量的关系。

七、活动过程中的注意事项：注意提醒观众旋动按钮时动作要轻，操作完毕后使旋钮复原，以避免发出响声。 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：注意提醒观众旋动按钮时动作要轻，操作完毕后使旋钮复原，以避免发出响声。 八、辅导要点： 1、正确的操作方法。 2、观察波腹和波节的位置与频率的关系。 3、了解驻波的特点。 ①波源特殊：驻波是由频率相同，振幅相同，振动方向相同而传播方向相反的两列波叠加而成的。 ②波形特殊：波形虽然随时间而改变，但不向任何方向移动。

九、扩展与讨论 1、驻波的用途 。 2、摩擦“鱼洗”时，迸出的水花，也是驻波现象。 本展品中，由扬声器发出的入射声波在管内的另一端发生发射并与入射声波互相叠加，在各点两波重叠，其中叠加振幅最大的点称波腹，此处颗粒振动最激烈；振幅最小的点称为波节，此处颗粒静止不动，振幅为零，相邻两波腹（或波节）间距离为1/2波长，波腹与波节间距离为1/4波长。 根据公式： 频率（赫兹）= 波速（米/秒）/ 波长（米） 可求出声音频率。 空气柱内的驻波产生的条件：空气柱的长度L跟声波波长λ之间满足L=（2n+1）λ/ 4时，在空气柱内产生驻波。 利用空气柱内产生的驻波能测出声波的频率。 驻波在声学、光学和无线电等学科中都有重要用途，一方面它可以用来测定波长，另一方面它可以用来确定振动系统的固有频率。现实生活中弦乐器、管乐器都利用了空气柱形成驻波的原理。

听话的小球 一、类别：力学 二、展示目的： 1、了解流体力学中的狭管现象和伯努利定理。 2、用伯努利定理解释自然现象。 三、操作方法：按下启动按钮，吹风机开始工作，观察小球的运动。

四、基本原理： 1、伯努利定理：理想流体做定常流动时，单位流体具有的单位动能、单位势能、和单位压强能可以互相转化，但总能量保持不变。 2、狭管现象：在理想流体中，任意断面间断面平均流速的大小与过水断面面积成反比 。  五、展示原理： 从垂直管口喷出的高速气流，顶起小球向上运动。气流周围的空气流速慢压强大，使小球保留在气流中心。喷口处的过流面积小，气流速度快，压强小，因而引起下水平管内的气体向喷口处流动。为维持平衡，空气从上管口被吸入，也吸入了喷口喷出的气流，由此形成环流。小球便随管中的气流一起运动，循环往复。流速快，压强小；流速慢，压强大。这是流动力学中的一个重要定理。 理想正压物体在有势外力作用下做定常流动时，单位流体具有三种形式的能，即单位动能、单位势能、和单位压强能。在流线上它们之间可以互相转化，但总能量保持不变。  V1S1=V2S2（V—流速，S—过流面积）,即：当过流面积减小时，流速增大；当过流面积增大时，流速减小。

七、活动过程中的注意事项：防止演示用球丢失。开箱、装箱时避免损伤有机玻璃管。 八、辅导要点： 1、伯努利定理的应用条件。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：防止演示用球丢失。开箱、装箱时避免损伤有机玻璃管。 八、辅导要点： 1、伯努利定理的应用条件。 2、用伯努利定理解释自然现象。 九、扩展与讨论： 1、做下面的试验并解释现象： 1、伯努利定理的应用条件：当气体流速不高（小于0.3M），密度变化不大时，可忽略气体的压缩性（即为理想流体）。在本展项中，可以认为理想流体的势能变化很小，可忽略不计，则速度增大时，压力减小，反之，速度减小时，压力增大。 2、用伯努利定理解释自然现象：大风吹掉屋顶，拔起大树，是由于流速差造成压强差产生的向上的力的作用。飞机的升力，是由于机翼剖面形状使气流产生上下流速差，从而产生机翼上下压强差而形成的。 1、做下面的试验并解释现象：将一角硬币放在桌面上，从侧面向硬币水平方向吹气；或两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。然后用嘴向这两张纸中间吹气，你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且吹出的气流速度越大，两张纸就越靠近。  从这个现象可以看出，当两张纸中间有空气流过时，压强变小了，内外的压强差就把两张纸往中间压。两张纸之间空气流动的速度越快，两张纸内外的压强差也就越大。 2、伯努利定理在生产生活中的应用。（喷雾器、飞机、弧线球、回旋镖） 飞机机翼地翼剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。前端点叫做前缘，后端点叫做后缘，两点之间的连线叫做翼弦。当气流迎面流过机翼时，原来是一股气流，由于机翼地插入，被分成上下两股。通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，是上方的那股气流的通道变窄。根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大，这个压力差就是机翼产生的升力。

2、伯努利定理在生产生活中的应用。 3、同类展品：伯努利悬浮球、会飞的碗等。

时间反应测试 一、类别：体能测试 二、展示目的：测试观众自身的反应速度。 三、操作方法：按一下清零按钮，同时注意发光二极管逐个闪亮的速度。在适当的时刻，按下响应按钮，使得亮起的灯光正好停在中心处（红灯）。

四、基本原理：反应是人体神经系统的功能。当人们的感觉器官接收到某些外界信号时，就会立即做出相应的各种反应动作。这个传递和处理信息的速度，即神经系统的效率称为反应时间。 五、展示原理：脉冲信号使得发光二极管逐个点亮。按下测试键，灯光停住。灯光闪亮的速度越快，灯光停止的位置距离中心点越近，说明你的反应越敏捷。速率选择按钮可以调节灯光亮起的速度，反应时间越短，即灵敏度越高。通过训练，人的反应灵敏度会大大提高。

七、活动过程中的注意事项：需两只手进行操作，按按钮时动作要轻。 八、辅导要点： 六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项：需两只手进行操作，按按钮时动作要轻。 八、辅导要点： 1、正确的操作方法。 2、通过训练，人的反应灵敏度会大大提高。 九、扩展与讨论： 1、什么是反应时间？ 2、测试反应时间的作用。 1、什么是反应时间？简单地说，就是对刺激产生反应的那段时间，长短因人而异，也和测试内容有关。 2、对个体反应时间的测定，受到测量工具，刺激的属性以及个体状态等诸多因素的影响。另外，反应时间的测定还受刺激的呈现方式、强弱度、个体准备状态等因素影响。因而，在测定时要注意保持实践条件的一致。 3、反应时间的作用：在现代心理学研究中，常把反应时间作为一种指标来分析人的知觉、注意、学习、记忆、思维、动机和个性等各种心理活动。反应时间在实际应用中也较广泛，它是某些职业选择的重要指标之一，对确定汽车司机、飞行员、宇航员及运动员等的心理生理的可能性具有重要的意义。 国家有体质测定标准的反应时间表，主要用于反映人体神经与肌肉系统的协调性和快速反应能力。

光纤星空图 一、类别：光学 二、展示目的: 1、了解光导纤维导光的原理。 2、了解光导纤维的应用。 三、操作方法： 观察。

1、全反射：当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射. 四、基本原理： 1、全反射：当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射. 2、全反射的条件：光线由光密物质射入光疏物质，入射角大于临界角。 全反射现象是自然界里常见的现象。例如，水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光线从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。 3、临界角：在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角。

五、展示原理：这是北半球的夏夜星空图。一个个闪亮的星星，其实是光导纤维的端面。光沿着弯曲的光纤从暗盒里传导到星空图表面。光沿着弯曲的光纤从暗盒里传导到星空图表面。光在同种介质中是沿直线传播的。但在光纤中，光却可以沿曲线传播。这是由于光在光纤的芯线和包皮之间的界面上形成了一次次的全反射。经过无数次的全反射，光就会从弯曲的光纤中通过。 六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项：无特殊要求。 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。

八、辅导要点： 九、扩展与讨论： 1、光纤导光的原理 。 2、光纤的特点和应用： 容量大、重量轻、无电磁污染、节约有色金属。 1、看过光导灯吗？（黑匣子里的光源沿光导管传送到管口） 2、观察过其他全反射现象吗？ 3、试一试画出光纤中全反射的光路图。 1、光纤导光的原理：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。 2、光纤的特点和应用： 容量大、重量轻、无电磁污染、节约有色金属。 如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，具有亮暗色彩的图像就可以从一端传到另一端.医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等内脏的内部.实际的内窥镜装有两组光纤，一组用来把光传送到人体内部，另一组用来进行观察。 　　光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强。例如，一对光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视；而当今世界最大的“国际通信卫星6号”也只能传输3.3万路电话，4路电视。即便是现在已实际采用的数十万路电话的光纤通信，也较卫星通信容量大。 （从水下向上看，在一定的角度就会产生全反射现象：水面向镜子一样。）

水圈 一、类别：其他 二、展示目的： 1、了解水圈的定义。 2、了解水循环的过程。 三、操作方法：按下展台上的电源开关，就可以看到不同颜色的光点顺序亮起，描绘自然界水循环的全过程。

四、基本原理：水圈是地球表面和接近地球表面的各种形态的水的总称。水循环是地球上最重要的物质能量循环之一。只有在水循环的作用下，才能把各个特征不同的水体联系起来形成水圈。 五、展示原理：光电显示屏、控制电路等演示自然界水循环的过程。 六、布展要求：放在光线较暗处。 七、活动过程中的注意事项：操作时动作要轻。

1、水圈的定义：水圈是地球表面和接近地球表面的各种形态的水的总称。 八、辅导要点： 1、水圈的定义：水圈是地球表面和接近地球表面的各种形态的水的总称。 2、自然界水循环的过程 。 自然界的水经常处于流动和循环状态。地表水蒸发进入大气，又在适当条件下转为雨雪落到地面和海洋。陆地降水一部分汇集于江河湖泊，另一部分渗入地下，最后都流入海洋，构成了水的循环。 地表的广大面积被水所覆盖，主体是海洋，占地球表面积的70.9% 。此外，还有大陆上的湖泊、河流和冰川，土壤和浅部岩石的孔隙也含有一定数量的“地下水”。这样就构成了一个不甚规整而基本上连续的水圈。

1、水循环是地球上最重要的物质能量循环之一。 九、扩展与讨论： 1、水循环是地球上最重要的物质能量循环之一。 2、行星地球的最重要的特色之一是有水，素称“水星”。水圈质量为140亿亿吨，约为13.6亿立方千米，占地球总质量的0.024%。 3、地表水、地下水和大气中的水，是改变地表面貌的重要因素。 4、节约用水。 2、行星地球的最重要的特色之一是有水，素称“水星”。地表的广大面积被水所覆盖，主体是海洋，占地球表面积的70.9% 。此外，还有大陆上的湖泊、河流和冰川，土壤和浅部岩石的孔隙也含有一定数量的“地下水”。这样就构成了一个不甚规整而基本上连续的水圈。水圈质量为140亿亿吨，约为13.6亿立方千米，占地球总质量的0.024%。 3、地表水、地下水和大气中的水，在太阳辐射热的影响下，不断地进行着循环(每年 循环的水量约为42.3万立方千米，占地球水量的0.03%)，并转化为强大的动能，成为改变地表面貌的重要因素。大气的降水、河水的流动、地下水的活动等等，一方面破坏地表及地下一定深度的岩石，一方面又形成新的岩石。同时，水是一切有机体的生长要素，而有机体是改变地球面貌的又一个重要的要素。由此可见，水是参与地球发展和地壳变化最积极的因素之一。

地球自转摆 一、类别：力学 二、展示目的: 1、演示傅科摆摆动平面的旋转与地球自转间的关系。 2、了解单摆平面的运动特点。 三、操作方法：使单摆摆动，观察摆平面的角度变化。

四、基本原理：当单摆摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向。如果地球在转动，那么单摆下方的地面将旋转，而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，单摆的摆动方向将会相对于地面发生变化：即由于科里奥利力效应而产生的摆锤摆动平面相对于参考系（地球）的运动。 五、展示原理：单摆具有摆平面方向不变的特点。当摆架转动时，摆平面与摆架的角度就会变化。据此，法国科学家傅科证明了地球的自转。

六、布展要求： 无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：操作单摆时动作要轻，摆动幅度不要过大。 八、辅导要点： 1、单摆平面的不变性。 2、傅科摆的由来。

九、扩展与讨论 傅科摆 ： 在地球的两极，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。 因此，傅科摆不仅能够验证地球自转，它也可以用于发现摆所处的纬度。 在北半球和南半球，傅科摆的转向一样吗？ 1851年，法国物理学家让·傅科在巴黎先贤祠（国葬院）安放了一个钟摆装置，摆的长度为67米，底部的摆锤是重28千克的铁球，在铁球的下方镶嵌了一枚细长的尖针。这个巨大的装置是用来做什么的呢？原来，傅科要证明地球的自转。他设想，当钟摆摆动时，在没有外力的作用下，它将保持固定的摆动方向。如果地球在转动，那么钟摆下方的地面将旋转，而悬在空中的摆具有保持原来摆动方向的趋势，对于观察者来说，钟摆的摆动方向将会相对于地面发生变化。摆的下放安置了一个沙盘。在摆运动时，摆尖会在沙盘上划出一道道的痕迹，从而记录了摆动方向。 人们发现，在地球的两极，傅科摆的摆动平面24小时转一圈，而在赤道上，傅科摆没有方向旋转的现象；在两极与赤道之间的区域，傅科摆方向的旋转速度介于两者之间。 傅科摆在地球的不同地点旋转的速度是不同的，这说明了地球表面不同地点的线速度不同，因此，傅科摆不仅能够验证地球自转，它也可以用于发现摆所处的纬度。

虚拟旅游 一、类别：其他 二、展示目的: 1、了解数字虚拟技术的实际应用。 2、了解人的立体视觉的特点。 三、操作方法：带上特制3D立体眼镜，即可观看立体景象。

五、展示原理：由于双眼视差即左、右眼看到的景物略有差别，所以经过大脑的自然融合，就可以产生立体视觉。 四、基本原理：立体电视与立体电影的原理大体相同，它也是利用人眼的立体视觉特性来产生立体图像的。人眼的立体视觉特性是立体电视与立体电影的共同基础。 五、展示原理：由于双眼视差即左、右眼看到的景物略有差别，所以经过大脑的自然融合，就可以产生立体视觉。 六、布展要求：无直射光线照射屏幕处。 七、活动过程中的注意事项：展出前，由工作人员设置好工作状态。避免立体眼镜丢失。 我们人类之所以能够看到立体的景象，是因为我们的双眼可以各自独立看东西，即左、右眼看到的景物略有差别，然后再经过大脑的自然融合，即可以呈现立体的景物在大脑中。由于计算机屏幕只有一个，而我们有两个眼睛，必须要让左眼、右眼所看到的影像各自独立分开，才能有立体视觉，所以将左、右两台摄影机拍摄的影像交替显示在屏幕上，再透过一个同步快门观赏器（也就是3D立体眼镜）来观赏。当屏幕显示左眼的影像时，将右眼遮蔽起来；相反地，当屏幕显示右眼的影像时，将左眼遮蔽起来。如此周而复始地，以快于人类视觉暂留的速度进行交替显示，这样就产生了立体视觉效果。

八、辅导要点 1、立体视觉 。 2、实现立体电视的方式 。 第一类是利用两眼的视差特性，使一对视差信号的两幅图像同时出现在屏幕上，让两眼分别观看这两幅图像来获得立体感觉。第二类是利用一只眼睛也能获得立体感的特性，将一对视差信号的两幅图像先后轮流地出现在屏幕上，从而获得立体视觉。 1、立体视觉：人类在观看周围世界时，不仅能看到物体的宽度和高度，而且能知道它们的深度，能判断物体之间或观看者与物体之间的距离。这种三维视觉特性产生的主要原因是：人们通常总是双目同时观看物体，而由于两只眼睛视轴的间距（约65mm），左眼和右眼在看一定距离的物体时，所接收到的视觉图像是不同的，因而大脑通过眼球的运动、调整，综合了这两幅图像的信息，产生立体感。 2、实现立体电视的方式：根据人眼的立体视觉的特性，实现立体电视的方式也对应为两大类：一类是利用两眼的视差特性，使一对视差信号的两幅图像同时出现在屏幕上，让两眼分别观看这两幅图像来获得立体感觉。第二类是利用一只眼睛也能获得立体感的特性，将一对视差信号的两幅图像先后轮流地出现在屏幕上，从而获得立体视觉。

九、扩展与讨论 1、第一类立体电视：利用两眼的视差特性实现立体电视的方式有：滤色法，分光法或分屏幕法，柱面光栅法，偏振光法，遮光法，全息电视法等。 2、第二类立体电视:在发送端也是利用两部摄像机获得一对视差图像信号，用一条信道以适当速带率顺序地交替传送。在接收端使这一对视差信号所形成的两幅图像，按发送端传送的顺序，先后轮流地出现在屏幕上，人眼就能看到立体彩色图像。 九、扩展与讨论 第一类立体电视：利用两眼的视差特性实现立体电视的方式有：滤色法，分光法或分屏幕法，柱面光栅法，偏振光法，遮光法，全息电视法等。 2、第二类立体电视:1982年美国南卡罗来纳大学根据一只眼睛也能获得立体感的特性，提出一种新型的立体电视制式。在发送端也是利用两部摄像机获得一对视差图像信号，用一条信道以适当速带率顺序地交替传送。在接收端使这一对视差信号所形成的两幅图像，按发送端传送的顺序，先后轮流地出现在屏幕上，人眼就能看到立体彩色图像。这种制式，在接收端不需要附加任何装置，用普通彩色电视机就可以看到立体彩色图像。

补色立体图

狭缝错觉 一、类别：光学、视生理 二、展示目的： 1、了解平面镜成像的特点及平面镜的实际应用。 2、了解狭缝错觉产生的原因。 三、操作方法：请将演示用有机玻璃圆片投入展台上部的开口缝隙中。观察圆片通过狭窄的通道落下的过程。

四、基本原理：平面镜成像的特点：正立虚像，物与像对称（像与物等大、等距）分列镜的两侧。 五、展示原理：箱子中安装了两块平面镜，平面镜的反射作用使人的可视空间扩大了，同时使人产生了通道特别狭窄的错觉。 六、布展要求：放在光线明亮处。 七、活动过程中的注意事项：防止演示圆片丢失。开箱、装箱时避免撞击。

3、看过“隐身人”展品吗？了解隐身的原因吗？ 八、辅导要点 1、箱体的结构。（平面镜的安装） 2、平面镜改变扩大空间的应用。 九、扩展与讨论 1、有过因平面镜产生错觉的经历吗？ 2、怎样使箱体中的镜子不被发现？ 3、看过“隐身人”展品吗？了解隐身的原因吗？ （商店和家居同样可以使用平面镜使视觉空间扩大；魔术中平面镜的应用）。

懒惰环 一、类别：电磁学 二、展示目的: 1、观察在磁场的影响下，不同材质的环自由下落的运动差异。 2、了解磁阻尼现象。 三、操作方法：将木制、铝制、塑料制的圆环，分别从管口放入，观察它们的下落速度。

四、基本原理：电磁感应定律，电磁阻尼现象。 五、展示原理：竖直管道两侧装有两列永久磁铁，木试件和塑料试件通过管道时，不受磁场影响，所以，它们做自由落体运动。而铝试件在通过管道时，由于电磁感应作用，铝试件内感应出涡电流，涡电流产生的磁场要阻碍铝试件的运动，即产生电磁阻尼作用。所以铝试件下落的速度较慢，通过管道的时间较长。 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：防止演示圆环丢失。展出时避免观众将杂物塞入管中，尤其不能塞入镍币（壹圆硬币）。

八、辅导要点 九、扩展与讨论 1、电磁感应定律。 2、电磁阻尼现象。 1、电磁阻尼现象在实际工作中的应用。 2、如果铝制圆环有缺口，下落速度会有什么变化？ 3、谈谈磁现象和电现象的内在联系。 4、形状完全相同的铝环和铜环，在管道中的下落速度有区别吗？ （各种仪表指针的阻尼线圈） （电流周围存在磁场，变化的磁场感应出电场，永磁体的磁场是由分子电流的有序排列形成的）

谁能打开这扇门 一、类别：其他 二、展示目的：学习用换位思考、发散思维的方法处理问题。 三、操作方法：观众现场操作，试着打开一扇被锁锁上的花园栅栏门。没有钥匙，您如何打开它，试试看吧？

四、基本原理：打破思维定势，灵活考虑问题。 五、展示原理：用换位思考、发散思维的方法处理问题。如果一扇门被“锁”上的话，当你推不开时首先想到的可能是：找到门拴打开或找到门锁用钥匙打开。本展品制作了一个可以将门框移位的机关，将开门的窍门放在了门框上，你想到过没有呢？ 六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：操作时动作要轻。 八、辅导要点：用换位思考、发散思维的方法处理问题。

九、扩展与讨论 1、为解决问题常有多条潜在的搜索途径，发现和选择其中最短的途径不仅可以节省时间，还能降低失误的概率。 2、定势是由先前的经验、动机和习惯等造成的心理准备状态。一般情况下，利用定势有助于解决常规性问题，节省时间和精力，但在当问题具有新特点的情况下，定势可能妨碍新思路的产生。 如：池塘里荷花开，第一天开一朵，以后每天翻一番，10天后满池荷花开。问，第几天池塘里一半荷花开？按顺序推算费时、易错，而从开满的那天倒推，立即可知达到半数是在第九天。 如：打不开门时，首先找钥匙，这就是思维定势。而当无钥匙时，如何开门的新问题出现时，定势就会影响其他思路的产生。

视错觉转盘 一、类别：视错觉 二、展示目的：了解图形错觉产生的原因，以及歧义画的特点。 三、操作方法：观察圆盘上的图形，然后将圆盘翻转180度，再看看图形有何变化？ 四、基本原理：由于观看的角度不同，一个图形会呈现不同的形象。 从生理学角度看，同一个图形在视网膜的成像是相同的，人们对它的理解也是相同的；而从心理学角度讲，人们对外部事物的理解，不仅取决于外部事物在视网膜上形成的像，在很大程度上还依赖于人们对客观事物理解的先知经验和定势的影响。

五、展示原理 人最熟悉的图形莫过于人脸的图形。因此人们的对脸的图形的先知经验和定势的影响尤其严重。同一幅图翻转180度后，上部依然是额头，下部还是嘴和下巴，所以就会产生不同的视觉效果。

六、布展要求：无特殊要求。 七、活动过程中的注意事项：操作时动作要轻。 八、辅导要点：图形的错觉或歧义产生的原因。 九、扩展与讨论 1、观看过错觉画“老妇与少女”吗？考虑歧义产生的原因。 2、不同的人对同一幅画有不同的理解，因此对岐义图形的理解是心理医生分析病情的一种方法。 3、错觉画的种类：两岐图形、双关图形、反转图形等。 4、错觉的种类：感觉错觉（视觉、嗅觉、味觉、触觉、痛觉、温度觉）、空间错觉、时间错觉、运动错觉等。空间错觉又分成图形错觉、大小错觉、方位错觉等三种主要类型。

老妇与少女

由于水平有限，时间仓促，本培训资料存在不少错误。望大家批评指正，提出宝贵意见。 谢谢大家！ 结束语 由于水平有限，时间仓促，本培训资料存在不少错误。望大家批评指正，提出宝贵意见。 谢谢大家！