科技館實驗裝置和現象

① 北京科技館新館的物理實驗. 簡單點兒。不要長篇大論。

1、大力士「紙」手（紙托水）：

步驟：首先，將杯子接滿水【不溢出】；然後將紙蓋在杯子上，將紙和杯子一同顛倒；這時，水不會流出來，也不會將紙浸濕。

原理：將水裝滿杯子，紙張蓋住後，杯內沒有空氣，顛倒後，外界大氣會對杯子和水產生浮力，致使水不流出。

2、空氣在搗鬼(氣球吹不大)：

步驟：准備一個氣球和一個空的飲料瓶，將氣球塞進瓶內；拉大氣球的吹氣口，反扣在瓶口上；嘴對瓶口用力吹氣，你盡管使出最大的勁，吹得面紅耳赤，看看有什麼結果；氣球只不過大了一點點，但卻怎麼也鼓不起來。

原理：瓶子內本來是有空氣的，當把氣球的吹氣口反扣在瓶口上後，這些空氣就被密封在瓶內。當吹氣時，瓶內空氣的體積被壓縮而減小，因此，瓶內的壓強增大，對氣球的壓力也增大，當瓶內的壓力與吹氣球產生的壓力相當時，氣球就再也吹不大了。

3、書的拔河大賽(兩本書分不開)：

步驟：把筆記本放到桌子上，它們裝訂的一邊相對，且中間空出一個筆記本的寬度（為了不毀壞書，可以使用兩個筆記本做實驗）；把筆記本的每一頁依次重疊；直到所有的紙張都重疊在一起，此時我們輕輕壓合一下；雙手把筆記本拿起來，試著把它們分開。

原理：是藉助了摩擦力的緣故。物體接觸並有相對運動的趨勢就會產生摩擦力。拉力大於摩擦力或接觸面較光滑的時，就能分開兩個物體。兩張紙疊在一起也有摩擦力，但不足以使我們察覺，而隨著紙張數目的增加，紙之間的摩擦力也就越大，並超出我們的拉力，所以我們怎麼也分不開這兩個筆記本。

(1)科技館實驗裝置和現象擴展閱讀：

北京科技館展品介紹

新館的公共空間也有很多特色鮮明的展項，分布在新館展廳地下一層至四層，獨特的展品有：

小球陣列——位於一層西大廳天花板，由鋼絲懸掛的805顆直徑26厘米的小球組成長18米、寬12米的陣列；在計算機控制下，電機操縱著小球在空中上下直線運動，組成不同的幾何圖案。

生命螺旋——位於一層南大廳，由人體組成的巨大雙螺旋雕塑造型（高47米），表現DNA是地球上所有生命的基礎及其造型之美。

機械旋律——位於一層科普長廊，組合各種齒輪、連桿、氣缸、活塞、凸輪、光圈、滑塊、車輪和擺動結構等，以復雜機械裝置及其聯動關系和運轉過程，表現機械及其金屬材料本身的美感。

分子運動牆——位於一層南大廳，20多個半球形「分子滑塊」自由運動、相互碰撞，在表現類似於布朗運動的微觀粒子運動之美的同時，再現分子與分子之間的自由運動及相互碰撞的過程。

動態變形牆——位於二層北環廊。通過計算機控制的電磁閥帶動數百個氣缸桿伸縮運動，使牆面產生有規律的起伏變形，組成特定圖案或字元等，並可對背靠牆面的觀眾產生推出的效果。

生命歷程——位於地下通道。長達68米的藝術玻璃浮雕壁畫自西向東依次表現地球生命誕生、演化的歷程，內含生命進化的思想以及生命進化與環境的關系。

時間之輪——位於三層北環廊。透明表盤顯露出其內部復雜精巧的機械結構和零部件，通過鍾表結構造型和機械運動，表現鍾表內部復雜精巧的機械結構和運轉過程。

② 科學博覽館里經常展出的靜電球，人一摸就變爆炸頭的那個，到底是通過什麼方式是那個大球球帶上電的，

那個靜電球應該叫做范德格拉夫起電機，又稱范德格拉夫加速器，是一種用來產生靜電高壓的裝置。范德格拉夫起電機通過傳送帶將產生的靜電荷傳送到中空的金屬球表面。范德格拉夫起電機非常易於獲得非常高的電壓，現代的范德格拉夫起電機電勢可達500萬伏特。

我們可以站在絕緣的椅子上，用手按著起電機的球形金屬罩。由於人的身體也可導電，所以當起電機啟動時，電荷便傳到我們的身體上。而因為頭發上的電荷互相排斥，頭發便豎立起來。

結構如圖，空心金屬圓球A放在絕緣圓柱 C 上，圓柱內B為由電動機帶動上下運動的絲帶（絕緣傳送帶），金屬針尖 E 與數萬伏的直流電源相接，電源另一端接地，由於針尖的放電作用，電荷將不斷地被噴送到傳送帶B上。另一金屬針尖F與導體球 A 的內表面相聯。

當帶電的傳送帶轉動到針尖 F 附近時，由於靜電感應和電暈放電作用，傳送帶上的電荷轉移到針尖 F 上，進而移至導體球A的外表面，使導體球A帶電。隨著傳送帶不斷運轉，A球上的電量越來越多，電勢也不斷增加。通常半徑為1米的金屬球可產生約 1 兆伏（對地）的高電壓。

為了減少大氣中的漏電，提高電壓，減小體積，可將整個裝置放在充有10～20個大氣壓的氮氣的鋼罐之中。

產生正極性電的范德格拉夫起電機可用作正離子的加速電源，產生負極性電的則可用於高穿透性的 X 射線發生器中。

(2)科技館實驗裝置和現象擴展閱讀：

范德格拉夫起電機球形罩上的電荷能產生超過一千萬伏特的電壓。在核物理實驗中，如此高的電壓可用來加速各種帶電粒子，如質子、電子等。此外，這種起電機也可用來演示很多有趣的靜電現象，如使頭發豎立起來、吸引發泡膠球、產生電火花、用電風使風車旋轉等。

在日常生活中有很多靜電的應用，像復印機、靜電除塵器、靜電噴漆。此外，認識靜電使我們避免它可帶來的危險，例如在運載易燃物品的車輛尾端繫上接地鐵鏈，把電荷傳到地面，以免電火花引致火災。同一道理，醫院的手術室里，因為時常應用氧氣和易燃的麻醉葯物，所以地板通常是抗靜電的，而所有機器亦需接地，以免火花引發爆炸。