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全系列科学馆展品，覆盖多学科科普领域
电磁学系列
千人震
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级上册、4.3电与磁、19.3安全用电
电是非常危险的东西，在日常生活中我们必须时刻注意用电安全。本展品可让体验者手拉手将手放在电极上，轻轻转动手柄，展台中央的灯泡会获得能量而发光，手心也能体验到轻微电击的感受，在安全的前提下了解安全用电的相关知识。
涡电流
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.4电能和磁能、20.5磁生电、20.2电生磁
当金属圆盘切割磁感应线运动时，在金属圆盘内部会产生沿导体圆周方向转圈的感应电流，即涡流现象。涡流产生的磁场会阻碍金属圆盘的运动，呈现出"反重力"的视觉效果，直观展示电磁感应原理，导电性越好的材料，受到的阻碍越大。
发电机原理
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.3电和磁、20.5磁生电
转动手轮带动装有三块磁铁的圆盘旋转，在周围空间生成旋转磁场，闭合导体银蛋在旋转磁场作用下产生感应电流形成磁场，两个磁场相互作用使银蛋旋转，快速旋转的银蛋在离心力、重力及摩擦力作用下竖立起来，直观展示发电机的工作原理。
掌中特斯拉
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.1各种形式的能量、16.1电压
展示尖端放电现象，在带电导体尖端的强电场作用下，其附近空气中残存的离子发生激烈运动并与空气分子猛烈碰撞，使空气分子电离产生大量正、负离子，这些离子在电场作用下又与其它空气分子碰撞并使其电离，循环形成尖端放电，让体验者直观感受静电与尖端放电的原理。
辉光放电
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.3电和磁、20.5磁生电、20.2电生磁
辉光球通电后，震荡电路产生高频电压，球内稀薄气体因受到高频电场的电离作用而光芒四射产生神秘辉光。其原理与北极光相似，北极光是由高能带电粒子流使高层大气分子或原子激发产生，辉光球中的高压电场代替了太阳风的作用。
黑砂
所属主题：电磁学
知识点：小学科学二年级上册、磁铁
黑砂实际上是磁铁矿石粉，利用黑砂和两块强磁铁可以观察到磁力线的分布情况，黑砂会沿着磁力线分布，形象地描绘出一幅立体磁场图，让体验者直观了解磁场的分布形态。
钉桥
所属主题：电磁学
知识点：小学科学四年级下册、2.6导体和绝缘体
两个立柱上镶嵌有磁性极强的铷磁铁，产生很强的磁场。铁钉处于该磁场中能够被磁化，带上磁性以后铁钉之间就会相互吸引，从而可以搭建出桥梁结构；而绝缘的钉子无法被磁化，桥就搭不起来，体验者可搭建出形式各异的桥梁造型。
穿越大鲸
所属主题：电磁学
知识点：小学科学四年级下册、初中物理九年级、2.3简易电路、15.2电流与电路
体验者手持金属圆环棒，需将金属圆环穿过鲸鱼图案，过程中金属圆环不能接触到鲸鱼，否则会触发警报。当圆环接触鲸鱼时，电路接通，警报器发声，直观讲述简易电路的原理。
彩针之舞
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.5电磁铁、20.1磁现象 磁场、20.2电生磁
回形针舞台下方有一个线圈，线圈通电后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：磁场变强时，回形针克服重力"站立"起来；磁场变弱时，回形针被重力拉下来，从而跟着音乐节奏跳起舞来。
电弧天梯
所属主题：电磁学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理九年级、4.3电和磁、19.3安全用电
两根下窄上宽的羊角形电极，一根接高压一根接地。当两电极间电压足够高时，电极底部狭窄处的空气被击穿变成导体产生电弧；放电过程中底部温度较高形成上升气流，推动电弧不断向上爬升，达到一定高度电极间距超过击穿临界距离时电弧熄灭，循环往复形成像梯子一样的电弧放电现象。
光学系列
纯黑背景
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.1有关光的思考、5.4眼睛和眼镜
远看展项是纯黑一片，直至走近才能看出黑板上的雕塑细节。展品采用高科技纳米吸光材料，将光的吸收率达到99%以上，因此在室内灯光条件下无法看到展项细节，强光之下才有少量光反射出来。
偏振风景
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.2光是怎样传播的、4.4光的折射
灯箱内靠近灯源处镶嵌着一层偏振片，发出的光为偏振光。灯箱最外侧覆盖着不同厚度的透明薄膜，转盘内侧也贴有一层偏振片。由于不同厚度的薄膜对偏振光产生不同程度的干涉，转动转盘时，偏振片对光的偏振方向发生偏振，光线就会显示出不同的颜色和亮度。
穿墙而过
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、1.3光的传播会遇到障碍吗
展项通过互动方式向观众展示光的偏振特性以及偏振片的作用原理。观众会发现圆筒中有挡板，但移动小球能从挡板中穿过，这是视觉错误：圆筒筒壁上贴着偏光片，两种不同的偏光片过滤了所有波长的光线，看起来就像挡板一样。
大头儿子和小头爸爸
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.2光是怎样传播的、4.4光的折射
头套上分别装有菲涅尔透镜，一个是凸透镜，一个是凹透镜，戴上头套以后光线穿过透镜，人眼看过去就有“大头儿子”和“小头爸爸”的视觉效果，直观展示透镜成像的原理。
彩影墙
所属主题：光学
知识点：小学科学三年级下册、初中物理八年级上册、6.3影子的秘密、4.5光的色散
展品根据光波的合成与分解原理设计，分别发射红、绿、蓝三个颜色的光线，以特定不同角度照射到白色投影墙上，呈现出合成的白光。当人站在投影墙前时，墙上会出现三个影子，由于灯光的特定角度使每个影子由两种灯光合成，因此三个影子呈现不同颜色。
合色棱镜
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.1有关光的思考、4.5光的色散
偏振分光棱镜是一种用于分离光线的水平偏振和垂直偏振的光学元件。通过特制的分光棱镜，我们可以制造出将光线精准分光成各种波长的棱镜，从而展现出丰富多彩的颜色，直观展示光的色散与分光原理。
透镜成像
所属主题：光学
知识点：初中物理八年级上册、5.1透镜
凸透镜成像规律：物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种，物距越小，像距越大，实像越大；物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。学生可通过调整透镜和挡板的位置观察透镜成像的规律。
彩虹相遇
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.5认识棱镜、4.5光的色散
通过棱镜和光柱之间的距离、角度的调节，在背板上制造出彩虹，并将多道彩虹混合，让体验者直观观察色光混合的规律，了解光的色散与合成原理。
视错觉转盘
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、4.1我们的身体、5.4眼睛和眼镜
集成了缪勒错觉、鲁宾错觉、康佐错觉、黑灵错觉、菲特错觉、艾宾浩斯错觉等十几种著名视错觉，让观众在不可思议中审视视觉在展示世界过程中的局限性。本展品为墙面安装，使用脚踏车驱动。
全光谱
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.1有关光的思考、4.1光的直线传播
白光通过三棱镜折射后，将形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺次连续分布的彩色光谱，覆盖了大约在390到770纳米的可见光区。在可见光谱的红端之外，存在着波长更长的红外线；在紫端之外，则存在有波长更短的紫外线。
魔镜
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.6光的反射现象、5.4眼睛和眼镜
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熟悉的圆柱体；镜中的物体相当于从凸的一侧观察，对侧凹曲线看起来更像直线，大脑把它理解成熟悉的长方体。
消失的飞鸟
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、1.1有关光的思考
将不同折射率的玻璃棒浸入液体中，只能看到周围的小玻璃棒，大玻璃棒看起来好像消失了。光从一种透明介质进入另一种透明介质时，两种介质折射率不同时会发生折射；折射率相同时不会发生折射，因此大玻璃棒看起来像是消失了。
观察应力
所属主题：光学
知识点：小学科学六年级下册、5.2认识工程
挤压具有双折射特性的透明塑料颗粒，受力较大的区域会产生双折射现象，在偏振光下会显示出明亮的彩色条纹（等色线）。条纹越密集、颜色越鲜艳，表示该处的应力越大，可直观看到应力是如何以“链状”形式在颗粒间传递的。
窥视无穷
所属主题：光学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、1.6光的反射现象、4.2光的反射
箱体一面是平面镜，另一面是半透半反镜。这种镜子一面能穿过光线，另一面会反射光线。两面镜子之间有一条发光的灯带，灯带发出的光线会在两面镜子之间不断反射，人眼看上去就会深不见底，直观展示光的多次反射原理。
力学系列
掉与不掉
所属主题：力学
知识点：小学科学四年级上册、初中物理八年级下册、3.5运动与摩擦力、8.3摩擦力
两个相对滑动的物体间的摩擦力大小，与它们之间的压力、摩擦系数有关。木棍和转轮接触时摩擦系数基本不变，摩擦力只受压力影响。两个转轮同时向内转动时，木棍偏向一侧转轮时，该侧压力变大，摩擦力也相应变大，摩擦力方向指向中央，迫使木棍回到平衡位置，因此不会掉下来。
悬链线桥
所属主题：力学
知识点：小学科学六年级下册、初中物理八年级下册、1.3搭建塔台、8.2二力平衡
悬链线指两端固定的均匀柔软链条在重力作用下的曲线形，方程为双曲余弦函数。悬索桥、双曲拱桥、架空电缆、双曲拱坝都用到悬链线原理。在恒载作用下，拱的压力线与拱轴线接近，截面受力均匀，弯矩不大，节省材料，是合理的拱轴形式。
螺旋不倒翁
所属主题：力学
知识点：小学科学四年级上册、初中物理八年级下册、3.5运动与摩擦力、8.3摩擦力
物体的重心位置越低，稳定程度越高。本展品充分利用低重心的特点，在小人下方悬挂重物降低其重心位置，从而制造出小人在螺旋线上稳定行走的效果，直观展示重心与平衡的关系。
蛇形摆
所属主题：力学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、3.5摆的快慢、1.3运动的快慢
单摆的周期只和摆长有关，与摆长的平方根成正比。小球单摆的摆长规律性变小，因此所有单摆的周期也规律性变小。摆球开始摆动时幅度差异不大，随着时间变化，摆动幅度差异规律性增大，形成蛇形一样的游动状态。
小球上滚
所属主题：力学
知识点：小学科学三年级下册、初中物理八年级下册、1.6玩小球、7.3重力
钢球一般会从高处向低处滚，本展品能够通过两根铁杆的开合控制钢球的高低，使得小球造成一种能从低处往高处爬的错觉，直观展示重力与重心的关系。
惯性定律
所属主题：力学
知识点：小学科学三年级下册、初中物理八年级下册、4.1运动和位置、8.1牛顿第一定律
牛顿第一定律也叫惯性定律。展品中小鱼和托板的接触面尽量保持光滑，减小摩擦力，当托板被弹开时，小鱼受到的摩擦力小到可以视为零，小鱼在惯性的作用下继续保持原来的状态，自由落体进入大鲸鱼嘴中。
变硬的绳子
所属主题：力学
知识点：小学科学三年级下册、初中物理八年级下册、4.2各种各样的运动、8.2二力平衡
转轮开始转动，通过摩擦力带动绳子运动，软软的绳子可被加速到约7m/s的平均速度。电机加速绳子运动的同时，重力向下拉绳子，在物体的惯性和内部抗张强度的共同作用下，绳子可以保持稳定性，在空中飞舞。
平衡杆
所属主题：力学
知识点：小学科学六年级上册、初中物理八年级下册、3.2不简单的杠杆、7.3重力
重物在顶端时，杆子倾倒得较慢，便于保持平衡；重物在底端时，往往来不及调整手指施力方向。展品展示了惯性、重心、转动惯量等物理理念：质点到转轴的距离越大，转动惯量就越大，系统就越容易保持平衡。
单摆沙画
所属主题：力学
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级下册、3.1时间在流逝、11.4机械能及其转化
桌面的图案会随着摆锤摆动幅度的减小而变窄。衰减振动是指系统受初扰动后不再受外界激励，因受到阻力造成能量损失而位移峰值渐减的振动，又称阻尼振动，直观展示机械能的损耗与转化。
引力轨道
所属主题：力学
知识点：小学科学六年级下册、初中物理八年级下册、7.7探索宇宙、7.3重力
模拟行星的运动状态，通过小球在抛物面上的运动，将重力分解，创造与星球间万有引力类似的受力环境，让学生直观地理解万有引力的作用方式，对星系之间天体的相互作用有更深刻的理解。
弹性碰撞
所属主题：力学
知识点：小学科学三年级下册、初中物理八年级下册、4.1运动和位置、7.1力
展示了形状和质量相同的演示球碰撞时的动量守恒现象。参观者可轻轻拉起一个球并放手，观察碰撞现象；再拉起两个或多个小球进行碰撞，直观了解作用力与反作用力相等且相对的原理。
漩涡
所属主题：力学
知识点：小学科学三年级上册、初中物理八年级下册、3.1我们关心天气、8.1牛顿第一定律
自然界的旋涡由地转偏向力造成。在北半球，流入速度方向偏右，流入的水流速度方向指向中心偏右位置，形成逆时针漩涡；同理在南半球形成顺时针漩涡。赤道线上水流呈垂直下降而不形成漩涡。
鲁伯特之泪
所属主题：力学
知识点：小学科学二年级上册、3.1材料
熔化的玻璃靠重力自然滴入冰水中，形成蝌蚪状的玻璃泪滴，俗称“鲁珀特之泪”。泪珠本身比一般玻璃坚硬很多，能承受8吨压力而不碎；但抓住其纤细的尾巴稍微施加一些力，整颗玻璃就会瞬间爆裂四溅，彻底粉碎。
声学及能量系列
发射纸飞机
所属主题：声学及能量
知识点：小学科学三年级上册、初中物理八年级下册、2.8空气和我们的生活、9.4液体的压强与流速的关系
纸飞机的升力原理是三角翼的升力原理，掷出飞机时飞机具有动力且有一定攻角，机翼上会产生环量，使机翼下表面流体速度低于上表面，下表面压力高于上表面。展品用滚轮加速代替投掷，达到发射目的。
发射火箭
所属主题：声学及能量
知识点：小学科学三年级上册、初中物理八年级下册、2.3压缩空气、9.3大气压强
压缩后的空气被释放后具有非常大的动能。火箭阻挡了空气前进的同时，由于作用力与反作用力的存在，火箭也获得了一部分动能，使其具有向前飞行的动力，直观展示作用力与反作用力的原理。
缓慢气泡
所属主题：声学及能量
知识点：小学科学三年级上册、初中物理八年级下册、2.2空气能占据空间吗、9.2液体的压强、9.3大气压强
展示了玻意耳定律。由于液体具有高密度和高粘滞度，分子间作用力很大，气泡上升时受到的阻力较大，故上升速度缓慢；随着气泡上升，所受液体压强逐渐减小，因而气泡也逐渐增大。
真空实验
所属主题：声学及能量
知识点：小学科学三年级上册、初中物理八年级下册、2.2空气能占据空间吗、9.2液体的压强、9.3大气压强
使用真空泵、有机玻璃罩、密封圈、压力表营造真空环境，随着箱体内空气被抽出，气压下降，可看到温水沸腾、气球自然膨胀直至炸裂、棉花糖爆开等有趣的现象，直观展示气压与沸点、体积的关系。
弹簧下楼梯
所属主题：声学及能量
知识点：小学科学三年级下册
拉紧的软弹簧掉在地上时，会不停地翻跟斗从一个台阶翻到下一个台阶。弹簧的下楼动作十分诡异，很像一个人蹑足下楼时两条腿的交替移动，直观展示弹簧的弹性与运动特性。
思维益智系列
眼疾手快
所属主题：思维益智
知识点：小学科学五年级上册、初中物理八年级上册、4.2身体的运动、5.4眼睛和眼镜
测试人体反应速度，捕捉随机掉落感应棒，锻炼手眼协调能力，直观了解人体视觉信号传递、神经反应的相关知识。
方轮车
所属主题：思维益智
知识点：小学科学 六年级上册、初中物理 八年级下册、3.4改变运输的车轮、12.3机械效率
轨道由悬链状曲线设计，其尺寸取决于方形轮的边长，悬链线全长等于方形轮边长。方形轮在对应轨道上滚动时车轴重心始终保持同一高度，车辆平稳运行，颠覆常规车轮认知，讲解悬链线与重心平衡力学知识。
双曲狭缝
所属主题：思维益智
知识点：小学科学 二年级上册、1.2认识物体的形状
平面内到两定点距离差的绝对值为定长的点轨迹为双曲线。倾斜轴绕中心旋转，轴与垂直平面交点轨迹为双曲线，倾斜角越大曲线曲率越大；冷却塔、广州塔均采用双曲面结构，直观展示立体几何曲面原理。
天鹅绒触觉
所属主题：思维益智
知识点：小学科学 四年级上册、我们的身体
皮肤存在压力、快慢震动多种感知神经。双手隔着铁丝网互相触摸，触觉信号与日常经验冲突，大脑产生触摸天鹅绒的错觉，科普人体触觉感知系统工作机制。
最速降线
所属主题：思维益智
知识点：小学科学 三年级下册、初中物理 八年级上册、1.5比较相同距离内运动的快慢、1.3运动的快慢
经典数学力学问题：两点之间摆线路径下落时间最短。小球沿摆线轨道运动时任意点加速度最优，平均速度大于直线轨道，直观对比不同轨道下落速度差异。
虹桥
所属主题：思维益智
知识点：小学科学 六年级下册、初中物理 八年级下册、5.2认识工程、8.2二力平衡
通过横梁与拱骨交叉搭置、互相承托，形成无立柱、坡度平缓、高稳定性拱形承重整体，桥面荷载由整体结构共同分担，科普桥梁工程结构力学知识。
