科学原理:通电线圈会产生磁场,而电流的大小会使电磁场变化。矩阵排列的81块电磁铁以永磁铁为铁芯,其上方布满铁粉,在永磁铁和电磁铁的磁场力的共同作用下,出现规则排列。当电磁铁受到音乐程控矩阵电路控制时,电磁铁会随不同音乐电流信号产生变化的磁场,铁粉便随音乐跳动,形成艺术性极强的舞蹈效果,让参与者在观看逼真的磁力线的同时领略艺术之美。操作说明:1.按动按钮,选择不同的音乐;2.观看铁粉生动的表演。
科学原理:空心线圈通电会产生磁场,对铁磁物质的钢球产生牵引力,使球前行加速,当钢球到达线圈中间前,切断线圈电源,电磁力消失,钢球依靠惯性继续前行,直至接近第二个线圈。第二个线圈通电,产生磁场的牵引力,钢球在磁场牵引力作用下以更快的速度继续前行,依次类推,钢球在圆形轨道中运动,受到磁场牵引力的作用加速,越来越快。操作说明:参与者按下按钮,观察钢球的运动速度,每经过一个线圈都会有一个加速。
展品的托盘中有一颗金属蛋,手摇永磁铁转动形成旋转磁场,由于电磁感应现象,金属蛋内会产生感应电流,此种感生电流为涡流。不断变化的电流又会产生一个新的磁场,与旋转磁场相互作用,就会使金属蛋旋转起来,达到一定速度时,因离心现象使金蛋竖立旋转。
科学原理:辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象,即是稀薄气体中的自持放电现象。辉光球内充有稀薄的惰性气体,玻璃球中央有一个球状高压电极,当对地电压达到2万伏以上时,球内气体电离产生辉光放电。北极光真空演示装置,通过高压电极电离密闭玻璃管内的稀薄空气形成辉光,展示极光的形成条件。辉光盘内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃盘中央有一个黑色球状电极。由于盘内稀薄惰性气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。
科学原理:展品由中心电极、金属小球、接地的金属板三部分构成。当按动按钮时,中心电极带正电,由于静电感应,金属小球靠近电极一侧带负电荷,远离电极的一侧带正电荷。中心电极对负电荷有吸引力,对正电荷有排斥力。由于负电荷离中心电极距离更近,所以吸引力大于排斥力,金属小球就会滚向中心电极。当金属小球与中心电极碰撞时,负电荷被中和,此时金属小球带正电,由于同性相斥,金属小球远离中心电极。当金属小球与接地的金属板碰撞时,正电荷被导入地下,此时小球又恢复电中性,如此往复。这件展品向观众展示了感应起电、接触带电以及静电所具有的同性相斥、异性相吸的原理。操作说明:按动按钮,观察小球的运动。
科学原理:转轮可绕中轴自由转动,当转轮通上高压后,尖端处的电荷面密度最大,尖端附近的电场最强,强电场使尖端附近空气中残存的离子发生加速运动,被加速的离子与空气分子相互碰撞,使空气分子电离,产生大量新的离子,与尖端电荷异号的离子受吸引而趋向尖端,最后与尖端上电荷中和;与尖端电荷同号的离子受排斥而飞向远方形成“电风”,即电离的气体流,因此尖端放电所产生的带电粒子流推动转轮转动。操作说明:按动按钮,观察转轮转动,了解静电特性。
科学原理:物体传导电流的能力叫做导电性。一般来说金属、半导体和一些非金属都可以导电。如金属含有大量的自由电子,就容易导电,而大多数非金属由于自由电子数很少,故不容易导电。绝缘体与半导体的区别仅在于绝缘体的禁带宽度比半导体大,因此绝缘体中载流子浓度非常小,决定了绝缘体的电导率很小。由于晶体结构原因,石墨导电,金刚石不导电。操作说明:1.参与者将不同材料的棒体接入电路,观察电流表数值变化;2.了解不同材料的导电性。
科学原理:人体内含有大量的血液、淋巴液与脑脊液,它们的主要成分是水,电解质溶解于人体的液体中,便形成了带电的离子,这些离子在外电场的作用下,在体液内做定向移动,便产生了电流,人体也就成了导体。在安全电压及微电流的条件下,人体可以用来接通开关进行电路控制,直观体验人体导电的演示效果。操作说明:1.参与者用手握住两个触点;2.电路连通,显示“滨州市科技馆”字样。
科学原理:人手上的汗液是一种电解质,含有一定量的阴阳离子,当双手分别与铝板和铜板接触时,铝板比铜板活泼,铝板上汗液中的阴离子发生化学反应,而把外层电子留在铝板上,使铝板集聚大量负电荷,铜板上集聚大量正电荷。当用导线把铜板和铝板连接起来,铝板上的电子通过电流表将向铜板移动,在导线中有电流通过,从而产生了电流。操作说明:1.参与者触摸铜、铝手型电极;2.观看电流表数值的变化。