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改变世界的实验——实验与发现馆 版权信息
- ISBN：9787030684998
- 条形码：9787030684998 ; 978-7-03-068499-8
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
改变世界的实验——实验与发现馆 本书特色
本书是广东科学中心核心自主科普展览研发能力的二次应用，能帮助到过或者没到过广东科学中心的观众深入了解展览的科学知识、原理、应用，更好地理解展览"是什么" "为什么" "做什么"。
改变世界的实验——实验与发现馆 内容简介
本书选取了一些具有纪念意义、标志性的科学发现, 并介绍科学发现的历史过程和实际应用, 让观众身临其境地体验那些对我们的生活影响至今的科学实验。正是这些实验的设计者以*精巧的实验构思、*简单的实验装置发现了*基本的科学概念和科学定律。这些实验涵盖力学、电磁学、光学和生命科学等学科领域。
改变世界的实验——实验与发现馆 目录
目录
前言
**章 力学实验 1
如何证明地球在自转？ 2
永动机可以制成吗？ 4
共振现象 6
动量守恒定律 8
信鸽为什么不会迷路？ 10
铁锤和羽毛谁会先落地？ 11
什么决定摆动周期？ 13
蛇形摆 14
蝴蝶效应 15
太阳系 16
伽利略斜面实验 17
伽利略落体实验 19
魔力水车 20
作用力和反作用力 21
锥体自动从低处往高处走？ 22
离心现象 23
陀螺转椅 25
角动量守恒定律 26
滑轮 26
伯努利定理 28
万有引力 29
开普勒定律 30
惯性力的神奇作用 31
第二章 电磁学实验 33
法拉第电磁感应实验 34
电生磁 磁生电 35
发电机 37
磁感应线 38
会跳舞的磁性液体 39
灯泡为什么可以悬浮在空中？ 41
楞次定律 42
避雷针是如何避雷的？ 44
稀有气体的放电现象 45
雅各布天梯 46
触电的感觉 47
人体导电 49
电磁舞台 51
电动机 53
电磁波大家庭 54
旋转的金属蛋 55
极光 56
会跳舞的铁粒 56
第三章 光学实验 59
光岛 60
偏振光迷宫 63
色彩是怎么来的？ 64
窥视无穷 66
看得见摸不着 67
哈哈镜 69
迷镜：手在动却没动 70
菲涅尔透镜 71
莫尔条纹 73
万花筒 76
第四章 生命科学实验 79
解读基因 80
基因及其作用规律 80
蛋白质生产线 82
适者生存 85
进化时钟 86
参考文献 87
前言
**章 力学实验 1
如何证明地球在自转？ 2
永动机可以制成吗？ 4
共振现象 6
动量守恒定律 8
信鸽为什么不会迷路？ 10
铁锤和羽毛谁会先落地？ 11
什么决定摆动周期？ 13
蛇形摆 14
蝴蝶效应 15
太阳系 16
伽利略斜面实验 17
伽利略落体实验 19
魔力水车 20
作用力和反作用力 21
锥体自动从低处往高处走？ 22
离心现象 23
陀螺转椅 25
角动量守恒定律 26
滑轮 26
伯努利定理 28
万有引力 29
开普勒定律 30
惯性力的神奇作用 31
第二章 电磁学实验 33
法拉第电磁感应实验 34
电生磁 磁生电 35
发电机 37
磁感应线 38
会跳舞的磁性液体 39
灯泡为什么可以悬浮在空中？ 41
楞次定律 42
避雷针是如何避雷的？ 44
稀有气体的放电现象 45
雅各布天梯 46
触电的感觉 47
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电磁舞台 51
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电磁波大家庭 54
旋转的金属蛋 55
极光 56
会跳舞的铁粒 56
第三章 光学实验 59
光岛 60
偏振光迷宫 63
色彩是怎么来的？ 64
窥视无穷 66
看得见摸不着 67
哈哈镜 69
迷镜：手在动却没动 70
菲涅尔透镜 71
莫尔条纹 73
万花筒 76
第四章 生命科学实验 79
解读基因 80
基因及其作用规律 80
蛋白质生产线 82
适者生存 85
进化时钟 86
参考文献 87
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改变世界的实验——实验与发现馆 节选
**章 力学实验 尽管我们看不见，但是我们无时无刻不在受到力的作用。力学与我们的生活息息相关，人类对力学现象的关注和运用历史十分悠久。古人们很早就懂得运用杠杆、滑轮、斜面等工具从事生产劳动。力学之父一古希腊的阿基米德有句流传甚广的名言，“给我一个支点，我就能撬起整个地球”，这其实是杠杆原理的体现。阿基米德进而提出了静力学的基本原理，初步奠定了静力学的基础。而成书于春秋战国时期的《墨经》里也记载了许多力学知识。无论是东方还是西方，人们在对自然现象的观察和生产劳动中提炼、总结了力学知识。虽然这些力学知识未能形成体系，但是它们奠定了力学发展的基础。 16世纪后，在航海、生产等现实需要的推动下，力学研究开始形成体系。尤其是对天体的研究得到快速发展，哥白尼的“日心说”、开普勒的行星运动三大定律促进了天文学的发展。16～17世纪，以伽利略为代表的物理学家通过多次实验总结出了落体定律。随后，牛顿在综合天体的运动规律和地面实验研究成果的基础上，提出了牛顿三大律和万有引力定律。伯努利、拉格朗日、达朗贝尔等在牛顿力学的基础上进一步探究，并发展形成了流体力学、弹性力学和分析力学等分支学科。18世纪时，力学已经成为当时自然科学中的领先学科，较为成熟。 如何证明地球在自转？ 古时候，人们从对日、月运行的观察中了解了一些简单的运动规律。但是由于缺乏足够的观察工具，古人认为地球是宇宙的中心，“地心说”在当时被广泛接受并且成为神圣不可侵犯的真理。随着天文观测精确度的提高，“地心说”逐渐露出破绽。文艺复兴时期的波兰天文学家哥白尼有一天突发奇想，如果地球是运行着的，那么在一颗运行着的行星上观察其他行星的运行会是什么样的？接下来很长的一段时间里，哥白尼坚持在不同的时间、地球上不同位置观察行星，他发现每一颗行星上在不同的观察条件下运行情况都不相同，由此他意识到地球并非位于宇宙的中心，如果地球不是宇宙的中心，那么宇宙的中心就是太阳。哥白尼的“日心说”提出以后，地球自转逐渐被人们接受。尽管我们现在都知道地球处于自转的状态，但是要如何才能证明地球是真的在自转？ 法国的物理学家傅科通过一个简单的实验证明了地球自转的事实。他设想，若地球在自转，那么除赤道以外的地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，他根据这个设想设计了一个实验。1851年，他在巴黎先贤祠的大厅里展示了这个实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条长达67米的绳索，之所以要选择这么长的绳索是因为地球转动的速度较慢，较长的摆线有助于显示出轨迹的差异。在绳索的下方挂有一个重达28千克的摆锤。选择这么重的摆锤是为了尽可能降低空气阻力的影响。除此之外，还要尽可能减小悬挂点的摩擦力，且悬挂摆线的地方必须允许摆线在任意方向运动。在摆锤下方设有一个巨大的沙盘，用来记录摆锤的运动轨迹。 按照惯性定律，摆锤在没有受到其他外力作用的情况下，摆动方向不会发生变化，因此摆锤会在沙盘上面画出**一条轨迹。实验当天，大厅聚集了非常多围观的人，他们惊奇地发现，摆锤一开始在自己眼前，荡回去后经过一段时间竟离自己越来越远。每经过一个周期（周期为16.5秒），沙盘上的轨迹都有所偏离，摆尖相邻两次在沙盘边沿所画出的轨迹相距约3毫米，每小时偏转11°20’。许多人对此感到非常震惊，甚至发出了“地球真的是在转动啊”的感叹。 在这个实验中，摆锤并没有受到外力作用，但是摆动方向发生了变化，这种变化是摆锤所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，因此证明了地球在自转。后来傅科又在不同地点进行了同样的实验，他发现不同地点的旋转周期不同，而且南北半球的观察者看到的旋转方向也不同，北半球的观察者可以看到，摆锤的平面沿顺时针方向转动，因此说明地球呈逆时针方向自转。 更多傅科摆实验自容，请扫右侧二料讀 永动机可以制成吗？ 虽然我们不曾见过真正意义上的永动机，但是我们对它并不感到陌生。曾经在很长的一段时间里，永动机受到了热烈的讨论。许多人试图制造出这种机械，达 芬奇也曾做过此尝试。但遗憾的是，他们的尝试无一不以失败告终。永动机之所以不可能实现，是因为它违反了自然界*普遍的一个规律一能量守恒定律。 我们都知道，要使汽车动起来需要给它加油或者充电，给予它能量，在行驶过程中，将能量转换为动能。人类对各种能源，不管是传统的石油、煤，还是太阳能、核能、风能等新能源的利用，都是通过能量转换来实现的。在转换的过程中，能量是守恒的，即能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，或者在不同能量的形式之间互相转换。能量守恒定律的发现是一种偶然，也是一种必然。 19世纪40年代前后，欧洲的科学界普遍流行一种“联系”的观点。许多科学家在这种思想指导下，分别通过不同途径，各自独立地发现了能量守恒原理。其中*具影响力的是英国著名的物理学家焦耳。焦耳16岁时得到了著名科学家道尔顿教授的指导，这极大地激励了他的学习兴趣。当时电机刚出现，他便观察到了电机和电路中的发热现象。1843年，焦耳进行了感应电流产生的热效应和电解时热效应的实验，通过实验得出了结论：“自然界的能量是不能消灭的，哪里消耗了机械能，总能得到相应的热，热只是能量的一种形式。”而后他在实验中领悟到热和机械功之间可以互相转换，并且他相信这种转换存在一定的当量关系。为了说明这种转换关系，他先后进行了400多次实验，以精确的数据为能量守恒定律提供了实验证明。 能量轨道实验很好地展示了能量守恒定律。小球在光滑轨道运动过程中动能和势能相互转换，总能量保持不变。 共振现象 弹簧在我们的生活中随处可见，当我们在弹簧末端挂上一个质量为m的物块，并将弹簧悬挂起来时，就构成了一个弹簧摆。当弹簧的长度/、物块质量m、弹簧刚度系数表示弹簧伸长或压缩产生单位变形量所需载荷的大小）相适合时，在垂直方向拉一下弹簧摆，就会发现一个有趣的现象：弹簧一开始作竖直方向的来回振动，然后它的振幅开始会逐渐减小，并同时左右摆动，且摆动幅度越来越大，从振动转变为摆动。随后，摆动又转换成振动，反复变换。 为什么弹簧摆会出现如此神奇的运动轨迹呢？原来，摆长/、物块质量m、刚度系数k成一定比例时，可以使得摆动周期与振子振荡周期
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