1、“看得見(jiàn)的科學(xué)”主題即時(shí)展覽方案一、展覽概述電、磁、熱、力、聲等科學(xué)概念，在很多觀眾看來(lái)，只是課本里的專業(yè)名詞，抽象而又遙遠(yuǎn)。但通過(guò)一定技術(shù)，可以將這些抽象的概念轉(zhuǎn)化成具有感官?zèng)_擊力的直觀現(xiàn)象。本展覽借助“科學(xué)可視化”領(lǐng)域的相關(guān)理念和技術(shù)，將日常生活中不可直觀感受的物理概念，通過(guò)各種技術(shù)手段，以視覺(jué)可見(jiàn)的形式呈現(xiàn)給觀眾，借以拉近觀眾與科學(xué)概念的距離，激發(fā)觀眾的科學(xué)興趣、好奇心和求知欲。展覽地點(diǎn)：中國(guó)科技館主展廳三層公共空間環(huán)廊西側(cè)展線長(zhǎng)度：30延米展出時(shí)間：2021年11月至2022年1月展覽性質(zhì)：小型即時(shí)展覽二、內(nèi)容定位展覽主打“直觀”和“交互”理念。一方面，通過(guò)各種技術(shù)手段，對(duì)通常情況下人

2、體感官不能感知或不易感知的物理概念進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其呈現(xiàn)出明顯、直接、視覺(jué)可見(jiàn)的現(xiàn)象。另一方面，所呈現(xiàn)現(xiàn)象或所涉及技術(shù)與觀眾有較強(qiáng)的交互性，這種交互性，既體現(xiàn)在觀眾現(xiàn)場(chǎng)操作和自身動(dòng)作對(duì)現(xiàn)象的干預(yù)，也體現(xiàn)在相關(guān)現(xiàn)象和技術(shù)與觀眾經(jīng)驗(yàn)和生活的關(guān)聯(lián)。三、展覽框架本展覽以展架搭建形成參觀動(dòng)線，包括封面、主體部分、教育活動(dòng)區(qū)。展架、展品須易于重復(fù)拆裝打包和運(yùn)輸，滿足巡展功能需要。主體部分分為六部分內(nèi)容，分別涉及六個(gè)物理概念的可視化。每一部分均由展板和展品組成，展板對(duì)該物理概念進(jìn)行簡(jiǎn)要陳述，并展示一些靜態(tài)的可視化圖片。展品對(duì)物理概念進(jìn)行可視化轉(zhuǎn)化，集中體現(xiàn)“直觀”和“交互”理念。六個(gè)部分中，第一部分以磁力線引入

3、科學(xué)可視化概念，其他五部分分別介紹利希滕貝格圖、雙折射與光彈性實(shí)驗(yàn)、紅外熱成像、紋影法、音流學(xué)等技術(shù)。（一）磁可見(jiàn)在科技史的發(fā)展中，科學(xué)可視化手段的典型代表“磁感線”即出現(xiàn)在電磁學(xué)領(lǐng)域。本部分將磁場(chǎng)的狀態(tài)與變化進(jìn)行記錄和呈現(xiàn)，包括2件展品。（1）磁感線在透明塑料盒中分割出若干圓形格子，每個(gè)格子中有一枚小鐵棒，磁鐵接近時(shí)，格子內(nèi)的小鐵棒會(huì)在磁場(chǎng)作用下，排布成磁感線形狀。（2）電視與磁觀眾手持磁鐵，沿老式顯像管電視的屏幕自由移動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的影響下，顯像管的電子束會(huì)受到干擾，從而使屏幕畫面被扭曲、打亂，變成各種條紋或碎塊。（二）電可見(jiàn)本部分展示如何人造電弧，以及如何將閃電記錄在靜態(tài)介質(zhì)當(dāng)中，包括三

4、件展品。（1）凍結(jié)閃電利希滕貝格圖是在沿著物體表面或內(nèi)部進(jìn)行放電后，通過(guò)某種方式沿放電路徑對(duì)物體進(jìn)行破壞，從而形成的與放電路徑一致的靜態(tài)痕跡。例如，以高壓電對(duì)玻璃進(jìn)行放電，再以一定手法敲擊玻璃形成裂痕，裂痕會(huì)呈現(xiàn)出放電路徑的形狀。國(guó)內(nèi)外均有藝術(shù)家通過(guò)這種方式進(jìn)行創(chuàng)作。本展品采用直接購(gòu)買的利希滕貝格圖作品，輔以燈光效果進(jìn)行靜態(tài)展示。（2）放電視頻播放高壓放電視頻。（視頻已有，僅需提供播放設(shè)備。）（3）輝光球科技館傳統(tǒng)展項(xiàng)，觀眾觸摸球體可吸引電弧。（三）熱可見(jiàn)所有有溫度的物體，都會(huì)輻射紅外線，本部分展示以紅外成像技術(shù)反映物體溫度差異的方法，共包括1件展品。（1）紅外鏡子以紅外熱成像攝像頭和屏幕相配

5、合，有播放和互動(dòng)兩種模式，在沒(méi)有進(jìn)入互動(dòng)模式時(shí)，播放熱成像視頻（視頻已有，僅需提供播放設(shè)備）。當(dāng)觀眾進(jìn)入互動(dòng)模式時(shí)，可以在鏡子中看到紅外視覺(jué)下的自己，同時(shí)，也可以看到背后回廊來(lái)往觀眾的情況。說(shuō)明文字引導(dǎo)觀眾做出各種嘗試，例如觀察保溫杯、在口罩內(nèi)呼氣、觸摸眼鏡等，觀察熱量的分布與變化。（四）力可見(jiàn)當(dāng)偏振光進(jìn)入具有雙折射性質(zhì)的物體時(shí)，會(huì)形成兩條折射光線，這兩條折射光會(huì)受到內(nèi)應(yīng)力分布影響，改變偏振方向，通過(guò)另一塊偏振片觀察，可以看到物體內(nèi)部的彩色條紋，這些彩色條紋就反映了物體內(nèi)部的應(yīng)力分布。以上過(guò)程稱為“光彈性實(shí)驗(yàn)”，用于工程受力分析。本部分借助雙折射原理和光彈性實(shí)驗(yàn)，將物體內(nèi)部不可見(jiàn)的應(yīng)力分布情況

6、向觀眾進(jìn)行直觀展示，本部分包括2件展品。（1）冰洲石冰洲石是天然的雙折射材料，當(dāng)光穿過(guò)冰洲石時(shí)，會(huì)向兩個(gè)方向折射，從而形成“重影”效果。本展品為冰洲石的靜態(tài)展示。為接下來(lái)的光彈性現(xiàn)象做鋪墊。（2）塑料里的力常見(jiàn)塑料，很多具有雙折射特性。本部分展示一些常見(jiàn)塑料制品，如飯盒、三角板、光盤盒、一次性塑料杯、塑料餐具等，觀眾可以透過(guò)偏振片觀察這些塑料制品內(nèi)部的彩色條紋，了解其內(nèi)應(yīng)力分布情況。觀眾也可以將隨身攜帶的塑料制品放在觀察區(qū)，觀察是否有類似的現(xiàn)象。 （五）流動(dòng)可見(jiàn)紋影法是一種借助光場(chǎng)，使無(wú)色的氣流得以顯形的實(shí)驗(yàn)和攝影技術(shù)，在空氣動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域有應(yīng)用。本部分展示借助紋影法捕捉的各種氣流現(xiàn)象，包括1件

7、展品。（1）紋影成像通過(guò)攝像機(jī)、屏幕、凹面鏡、光學(xué)平臺(tái)搭建成紋影法實(shí)驗(yàn)環(huán)境，包括播放和互動(dòng)兩種模式。在未進(jìn)入互動(dòng)模式時(shí)，播放紋影成像的各種現(xiàn)象視頻，進(jìn)入互動(dòng)模式后，觀眾可以現(xiàn)場(chǎng)觀看紋影成像現(xiàn)象。（六）聲音可見(jiàn)音流學(xué)，是借助流體、沙子等介質(zhì)，將振動(dòng)進(jìn)行可視化處理的技術(shù)，本部分包括2件展品。（1）捕捉聲波以轉(zhuǎn)動(dòng)的八面鏡反射來(lái)自固定光源的激光，反射后的光會(huì)由一個(gè)點(diǎn)變?yōu)橐粭l線。如入射激光在振動(dòng)源（如音響喇叭、音叉）上經(jīng)過(guò)反射，再射在轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡上，會(huì)形成振幅、頻率均和振動(dòng)源同步的波浪線。即將聲音振動(dòng)可視化為波形。本展品通過(guò)此類方式實(shí)現(xiàn)振動(dòng)可視化。觀眾可以使振動(dòng)源發(fā)聲（例如通過(guò)麥克風(fēng)），并觀察波形的同步變化。（2）音流學(xué)視頻展示各種振動(dòng)可視化的方法，如昆特管、克拉尼圖形等。展覽全部展項(xiàng)清單如下：序號(hào)展項(xiàng)類型備注1磁感線臺(tái)式機(jī)械互動(dòng)2電視與磁臺(tái)式機(jī)電互動(dòng)3凍結(jié)閃電上墻靜態(tài)陳列（須照明）4放電視頻上