燕山大学物理学科普实践基地于2020年春获批首批“河北省科普示范基地”称号，科普实践基地依托于燕山大学理学院，理学院拥有河北省物理实验教学示范中心及河北省微结构材料物理重点实验室，该科普实践基地被秦皇岛市科协认定为“秦皇岛市科普教育基地” （2018年）、“秦皇岛市科学素质教育基地” （2018年），面积4970平米，该实验中心现有教职员工25人。基地现拥有“超炫物理现象演示实验室”和“3D影视原理特色演示实验室”两个专门的演示实验室。演示仪器包括飞机升力、能量穿梭机、昆特管演示仪、击鼓共振、跳舞的蛋、磁悬浮、科技之光（空中成像）、莫尔条纹、太阳能智能小屋、龙卷风演示器、近视远视演示器、电磁炮、尖端放电、人体导电、穿墙而过、声波观察、光井、瞬间制冰、温差发电、过山车、高斯传递、鱼洗、柔和电击、磁阻尼摆、声悬浮、音乐喷泉、看谁滚得快、面积变化、无形的力、梵天塔、勾股定理、蛇形摆、希罗喷泉、锥体上滚、混沌摆、智能调光玻璃、磁阻尼环、魔幻立方、电影原理、幻色转盘、是5还是6、家庭电路、全息照片、猜生肖、双曲狭缝、摩擦转盘等50余台套，基地现有兼职科普教师3人，志愿者15人，基地建立了“燕大物理科普演示实验室”公众号，微信号：ysulxysyzx01。

实验1 飞机升力

流体流动时在同一水平流线上的压强P与流速v存在一定的关系：

（伯努利方程）

它表明：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。飞机能在空中飞翔就是利用这一原理。飞机机翼的形状是经过精心设计的，呈流线型，下面平直，上面圆拱，飞行时能使机翼上方的空气流速大于机翼下方的空气流速。从伯努利方程来看，在速度比较大的一侧压强要相对低一些，因此，机翼下表面的压强要比上表面大，形成一个向上偏后的总压力，它在垂直方向上的分力叫举力或升力。实验指出，举力与机翼的形状、气流速度和气流冲向翼面的角度有关，正是举力的作用使飞机机翼向上举起。如果机翼的上下形状相同，那么上下压强相同，就不存在压力差，即没有升力。

打开电扇开关，让气流流过机翼，模拟飞机向前飞行。观察两种形状机翼的不同运动情况：流线型机翼向上升起，平直机翼纹丝不动。实验时，模拟流动空气的出口与机翼调整好一定的方向和角度，否则现象不明显。

实验2 能量穿梭机

演示仪多样化的轨道设计，将物理学中直线运动、螺旋运动、自由落体运动、圆周运动、简谐振动、弹性碰撞、杠杆平衡、能量储存等非常直观的展现给观众。

该产品是用来展示物理学中力学“各种能量可以相互转换”这个重要观点的演示仪器。演示仪设计新颖、科学、结构巧妙、趣味性强，以寓教于乐的形式直观的展现了各种能量之间的相互转换过程。能够激发学生的学习兴趣，加深对相关物理学概念的理解。

本演示仪是用电机带动链条，以竖直方式将小球输送到展品顶端，借助其势能沿着多种轨道或缓缓平滚，或急冲直下，或盘旋而下，或跳跃前行，或自由下落，以多种姿态在运动轨迹中完成多种能量转换、储存及动量传递，并通过巧妙的碰撞，发出各种悦耳的声音。

实验3 昆特管演示仪

驻波是由振幅、频率、振动方向均相同而传播方向相反的两列波迭加而成的。由扬声器发出的入射声波在管内的另一端发生反射并与入射声波干涉形成驻波，驻波的振动激发水的振动，实验中可观察到环形飞溅的水花，此处液体振动最激烈，称为波腹；液体静止不动处振幅为零，称为波节。相邻两波腹（或两波节）间距离为1/2波长，波腹与波节间的距离为1/4波长。根据公式：波速（m/s）=频率（Hz）*波长（m），测量出相邻波腹之间的距离，已知频率，就可计算出液体中的声速。

实验4 击鼓共振

声波在空气中是以纵波的形式传播的，声波在沿纵向传播时与反射波发生干涉，就会产生驻波共振。敲击一端的鼓面时激发声波，此声波传播到对面的玻璃时发生反射，入射波和反射波在管内相向传播迭加形成驻波。在驻波形成的区域，波腹处声振动最激烈，因而颗粒震动也最激烈，而驻波的波节处，声振动最弱，因而此处的颗粒几乎不动。

在操作的过程中，仔细观察管内颗粒的振动状态，了解驻波共振特点。

实验5 看得见的声波

声音是由振动造成的，不同的声音有不同的波形，声波波形中表现声音轻或响的部分称作振幅；使声音音调有高有低的部分称频率。波长是相邻两个波谷（或波峰）间的距离。

利用视觉暂留现象，眼睛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。用手快速转动圆筒并脚踩踏板（或拨动琴弦），这时可以看到绳子上竟奇迹般的出现起伏的波形。这个装置有缺陷，就是会让声波的纵波显示成横波。

实验6 声波观察

按照激光模块——音叉镜片——电机转子——白屏的顺序调节好角度，在白屏上可以看到一个圆形的光圈，用敲锤敲击音叉带有镜片的一侧，圆形光圈受到音叉振动的影响，马上变为锯齿形光圈，这是因为音叉的振动使光线传播方向改变造成的。

实验7 喷水鱼洗

喷水鱼洗，唐宋期间发明的内底饰四条鱼纹，鳞尾毕具。洗里盛水后，用手摩擦它外廓上的双耳，立即发出响亮的嗡嗡声，继而盆里出现美丽的浪花，水珠四溅，大有飞泉之妙。摩擦越快，声音越响，波浪翻腾，水珠喷射越激烈。

鱼洗水花四溅，铜盆嗡嗡作响是因为手对盆耳的摩擦频率与铜盆盆腔的固有振动频率相同，引发共振而起的。铜盆的振动传到水里，引起水波，但由于“洗”底的限制，使它所产生的波动不能向外传播，于是在“洗”壁上入射波与反射波相互叠加而形成驻波。驻波中振幅最大处称为波腹，最小处称为波节。

实验8 摩擦转盘

将小圆环放置于转盘上，迅速松开手，它就会甩出去，是因为小圆环与转盘之间产生的摩擦力小于支持小圆环做圆周运动的向心力，小圆环就被甩出去。如果保证小圆环随着转盘平稳转动后再松手，这时候小圆环与转盘的旋转线速度相同，两者之间不产生摩擦力，它就会随着转盘一起转动。

实验9 三基色演示仪

色彩是由三原色的适当组合形成。三种不同颜色的单色按不同的比例混合后可以组合成自然界绝大部分色彩，这三种单色即为三基色。本实验仪用红、绿、蓝发光管作为三基色演示色彩的组合，具有操作简便，现象直观，小巧耐用的特点，是课堂演示三基色的理想教学仪器。

1、演示时先分别打开闭合控制红、绿、蓝三种颜色发光面的开关，让学生观察一种颜色的发光的情况。一般距观察屏幕60-70厘米为佳。

2、闭合任意两只开关，观察二种颜色混合的色彩和过渡色彩。

3、闭合三只开关观察三基色混合的色彩。

实验10 西汉透光镜

西汉“见日之光”镜是西汉时期的铜镜，该面铜镜正圆，直径7.4厘米，整体净重约50克，背面装饰有汉代风格的纹饰。此件文物为西汉时期的青铜器，现收藏于上海博物馆。

这是一面特殊的青铜镜，镜面不仅能照人，当光线照射到这种铜镜的镜面时，铜镜背面的图案、铭文会奇迹般反射到墙上或地上，效果恰似光线从铜镜透过一般。古人一直将这种具有幻术般效应的“透光镜”视为“神物”。然而遗憾的是，透光镜技术至宋代(公元1000年左右)就已失传。上海博物馆有数千枚铜镜，发现有透光现象的却只有四枚，而且都出现在汉代。透光镜也就从此披上了一层神秘的色彩，被外国人称为“魔镜”。一千多年来，无数学者都曾绞尽脑汁，想要揭开这困扰了世界千年的古镜之谜。

铜镜在有铭文和图案处非常厚，无铭文处比较薄。因为厚薄不均匀，造成铜镜产生铸造应力，并且在研磨铜镜时发生弹性形变，所以厚处曲率小，薄处曲率大。因差异十分小，仅几微米，肉眼根本没有办法察觉。曲率的差异与纹饰相对应，当光线照射到镜面时，曲率较大的地方反射光比较分散，投影就较暗；曲率较小的地方反射光比较集中，投影就比较亮。所以，我们能从反射图像中看到有较亮的文字花纹显现出来。这些是镜背面的图像，而从表面看来，铜镜好像真的能“透光”。

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