一个个经典实验,揭开物理世界的奥秘

2024-01-13 来源:飞速影视
城市夜间五彩缤纷的霓虹灯怎样发光?国产大飞机C919如何顺利起飞?冬日里身上的静电怎样塑造一颗“爆炸头”?
在浙江大学紫金港校区,有一座刚刚启用的物理演示实验室,可以在寓教于乐中回答这些问题。实验室拥有280平方米的展教面积,内设有“光学厅”“力热声学厅”“电磁学厅”三个主题展厅。此外,还设有一间具备3D投影的多功能科普报告厅。
目前,通过厂家购买,合作研发,自行研制,师生共创,仿制改进和科研成果、学科竞赛转化等途径,实验室已有演示实验仪器超过200件,由于展示空间的限制,厅内现展示100余件,其余仪器不定期地轮转更新。
近日,记者来到这个物理演示实验室,跟随研究人员的脚步,体验一个个经典实验,为大家揭开神奇物理世界的冰山一角。
辉光球:创造神奇的光现象
断虹霁雨,净秋空,山染修眉新绿。雨水时节,空山新雨后,赤橙黄绿青蓝紫,一轮彩虹挂在天空上,在古人看来,彩虹是能入溪涧饮水的神怪,而当下科学界则认为,它是一种大气光学现象。将思维发散开去,与彩虹有着相似色彩,在夜间闹市中闪烁的霓虹灯的原理是什么呢?
带着这样的好奇,记者来到浙大紫金港校区,绕过教学楼回廊,满怀期待地步入物理演示实验室的第一站——光学厅。
没想到一进门,布置在门口的万丈深渊实验就给了记者一个下马威。在一块透明玻璃的覆盖下,脚踩的地面黑黢黢一片,深不见底,仿佛星新一在小说《喂——出来》中描绘的无底洞,掉落下去悄无声息,没有回音,让人冷汗直冒。
小心地挪步远离实验展台,一边等候的研究人员才笑出声来。“这个光井其实是利用了光的反射和折射原理。”研究人员笑着称,万丈深渊实验是由半反半透镜、反射镜、装置于它们中间的岩石模型及灯光装置和地台构成。当参观者从地台表面经过时,向下望去,就会看到半透半反镜多次反射岩石模型产生的“万丈深渊”场景。
“在生活中,还有许多有趣的几何光学现象,它与我们非常亲近,是物理学离我们最近的风景,可在科普和物理实验教学的初级阶段发挥主要作用。”在光学厅中,有的利用了半反半透镀膜,有的利用了曲面镜反射成像,有的利用了光线连续折射,它们以奇妙的光学景象将光的直线传播、反射、折射、透射规律多样化地展开,牵动参观者视角的转换,激起参观者思维的发散。
辉光球就是典型的一个实验。辉光球又称为电离子魔幻球,它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体,玻璃球中央有一个黑色球状电极,球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光。
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