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第一届科普创新大赛优秀作品展示

发布日期:2022-04-21    作者:     来源:     点击:

一、双谐振特斯拉线圈的制作以及优化

参与人员:易明胜、李甜、张健

指导老师:罗永康、徐刚

作品介绍:特斯拉线圈本质是利用两个回路进行线圈耦合,实验中首先让9 V电池对其中的一个回路进行充电,然后通过三极管将回路中的电流放大,当回路中的电压上升到一定程度,变压器初级线圈的通路形成,能量将会在初级线圈和次级线圈之间持续震荡,并通过耦合传递到次级线圈。次级线圈的构成相当于一个电感,因此会产生LC震荡。当振荡频率达到一个阈值时,电源的能量就会被传递到次级线圈,就会无线点亮灯泡。

拉票宣言:实验探究是物理教学中至关重要的环节,兴趣教学是高效的教学策略,让学生在基于兴趣的基础上经历物理实验探究过程,可以帮助学生高效学习,这也是我们组做这个实验的目的,希望大家能够投我们一票!

二、奇妙电磁学-旋转的“哥伦布蛋”

参与人员:黄煜、唐润丰、谢谅谦

指导老师:肖后秀

作品介绍:你可能听说过哥伦布将鸡蛋的一头敲破让它立起来的故事,但是你见过自己转圈然后立起来的蛋吗?我们设计了这样一颗金属蛋——“哥伦布蛋”,给装置通电后,装置中的线圈产生一个旋转的磁场,原本静止于装置上的金属蛋由于电磁感应产生涡流,在安培力作用下旋转起来,最后在陀螺效应下逐渐站立并绕其长轴稳定旋转。

拉票宣言:蛋蛋旋转得已经很辛苦了,请投我一票吧!

三、胶带显色偏振实验

参与人员:黄唱唱、杨光冉、朱莉晴、胡文平

指导老师:周伟航

作品介绍:我们利用胶带的显色偏振自主设计了一款演示仪,样品由不同层数的透明胶带堆叠而成,将其置于两块偏振片之间并用透镜将其像投影到白屏上。用白光照射,可以看到其像被分成不同的色块,如同星星般闪耀,旋转起偏器,还会出现色彩的变化,现象直观清晰。同时,我们的样品还可以裁剪成各种不同的形状,趣味性与互动性兼备,而且结构简单、操作简易,适用于科普教育及课堂教学等活动。

拉票宣言:这是魔术嘛?不,这是科学!我们利用科学的魔力将透明胶带变得五彩缤纷!我们的仪器搭建简单,现象形象直观,实验操作方便且趣味性十足!小小的实验里蕴含着丰富的物理知识,既解释了光学偏振特性,又展现了光学干涉现象。参观者可以根据自己需求来制作不同形状和颜色(层数)的透明胶带,极大的提高了实验的互动性和参与度。心动不如行动!快给我们投上宝贵的一票吧!

四、神奇的“玻璃”-生命的冻结与复活

参与人员:高亮、杨曦明、余阳、张慧如、卜庆周、赵慧峰、张涛

指导老师:于海滨

作品介绍:生物的细胞含有大量水分,经快速冷却,细胞内水分在接近零摄氏度时不会发生结晶,而是形成“玻璃”态水,同时其体积不会像结冰那样发生突变,保证了生物细胞的完整性,待回温后,生物得以存活。

拉票宣言:地球人都知道!“冻鱼”复活才是强磁场最经典最具吸引力的保留节目。

五、系列电磁科普教具

参与人员:何州、刘颖哲、张聃帝、张梓琦、荀竹昱、邵建南、赵奇、宋永秀、郑玥、汪雯

指导老师:丁洪发

作品介绍:1、手摇交直流发电机——本教具为永磁旋转电枢发电机。当电枢在永磁场中旋转时,线圈切割磁力线产生感生电动势。通过改变滑环位置,实现交流或直流输出,点亮负载灯泡。2、电磁回旋加速器——回旋加速器作为一种粒子加速器,一直是粒子物理学中的主要研究工具,该教具可模拟回旋加速器运行过程。当钢珠滚到驱动线圈外侧时,红外管检测到钢珠的到来,驱动线圈产生强磁场,瞬间将钢珠往线圈中部吸引。随着钢珠被吸引而离开红外管检测后,线圈失去磁场,钢珠靠惯性滚动至另一侧线圈,循环上述过程,最终在轨道内旋转运行。

拉票宣言:奇妙电磁学——手摇发电机&回旋加速器。

六、真空氦气球

参与人员:杜玉乾、宋宜如、金世岷、李甜、冯寅发、王义强

指导老师:杨明

作品介绍:由于氦气的密度比空气小,所以氦气球在空气中会上浮。若是我们将氦气球放入真空箱中,又会发生什么有趣的现象呢?我们将气球放入真空箱中,刚开始氦气球漂浮在真空箱中,接着我们对真空箱开始抽真空,随着我们慢慢抽取真空,气球开始慢慢膨胀,并且缓缓下落,再继续抽真空,气球继续膨胀并下落到底部,随之气球慢慢膨胀至爆炸。氦气球膨胀这是由于抽取真空箱内真空时,腔内压强慢慢降低,气球内的压强大于腔内压强,使得氦气球随着慢慢抽取真空而逐渐膨胀。氦气球下降这是由于未抽取真空时,氦气球密度小于空气密度漂浮在真空箱中,随着慢慢抽取真空,腔体里边的空气慢慢减少,使得氦气球的浮力慢慢减小,重力大于浮力,氦气球慢慢下降,最终落到真空箱的底部。

拉票宣言:本小组的真空氦气球实验原理简单明了,通俗易懂,实验却妙趣横生,本实验想法源于生活并贴近生活,我们认为任何的创新都是建立在日常生活之上,在其基础上让物理变得生动有趣,让生活变得多姿多彩。请为我们小小的创新投下你手中宝贵的一票吧!

七、智能磁控柔性机器人抓手系列教品设计

参与人员:巨雨薇、孙宇轩、刘嘉珞、文昊、刘锐奇、田雨

指导老师:李亮、曹全梁

作品介绍:软体机器人具有高自由度、强变形能力和强适应性等特征,在医疗诊断、环境检测、空间探测等多领域展现出广泛的应用前景。其中,基于磁场驱动的磁控软体机器人技术具有非接触、可控性强和穿透性能好等显著优势,已成为当前软体机器人领域的研究前沿。本方案设计的智能磁控柔性机器人抓手可以独立实现复杂路径下的目标运输、同时结合机械臂及手柄通讯可以完成书写、易碎微小物品(如蜗牛蛋)传递,以及多组目标物体选择性抓取与释放等任务。

拉票宣言:听我说谢谢你,因为有你,机器人有动力。

八、基于感应涡流原理的铝板磁悬浮装置设计

参与人员:唐英豪,欧阳少威,杜立蒙

指导老师:李亮、曹全梁

作品介绍:磁悬浮是指利用电磁斥力使物体克服地球重力,实现无机械接触悬浮的一种稳定或随机平衡状态,是一种多学科交叉的综合性技术。磁悬浮产品具有无摩擦、无磨损、无污染、功耗小、噪音低、效率高、不需要润滑剂和密封等优点,被广泛应用于高速交通运输、航空航天、精密仪器、机械制造以及其它新兴行业等领域。磁悬浮按原理分,有电磁悬浮、电动悬浮 和高温超导磁悬浮。本作品主要是设计一种电动式铝板悬浮的展示教具,利用感应涡流在铝板中产生电磁排斥力,当排斥力与铝板重力相等,即可实现悬浮。

拉票宣言:请为我投一票吧!

九、电磁辐射测量与可视化装置

参与人员:邱文捷、樊俊显、陈遥、杨春辉

指导老师:韩小涛

作品介绍:你想知道手机对我们有多大的辐射危害吗?当然只有测一测才知道。我们有专业的测量仪器,我们可以将辐射强度变成多种可视图形,只要你认真去测量,就一定能够更深刻地认识辐射这一看不见摸不着的东西。我们有最先进的工具、最完善的软件,逐点标定测量后,就能看到不错的结果了,届时就能明白,我们身边的常用电器与电子设备,究竟会对我们的身体产生多大的电磁辐射影响了。

拉票宣言:请支持我们。

十、用绝缘体来导电-关于拓扑绝缘体的小科普

参与人员:罗爱云、李颖、胡敬南、范毅、秦伊、叶子进、张玄烨、龚子盛、迟晟玮、易明胜

指导老师:徐刚

作品介绍:拓扑绝缘体作为一类新型的凝聚态材料,拥有诸多奇特的物理性质。“拓扑绝缘体如何取代传统的导体半导体材料”这一命题成为了当今研究的热点之一,其中,最有价值的研究方向之一便是利用拓扑绝缘体取代传统的硅半导体来制作芯片。在视频中,我们首先将简要介绍拓扑的相关知识,然后开始讲述包括量子霍尔效应以及拓扑绝缘体的基本物理图像。通过这个视频,我们希望能让同学们对凝聚态物理或者对拓扑材料这个领域有一些的了解,如果能提高同学们对物理学的学习兴趣那就更好了。

拉票宣言:感谢各位的支持!

十一、磁悬浮列车

参与人员:杨笑然

指导老师:辛国庆

作品介绍:利用电磁学原理,将生活中常见的线圈、电池和磁铁组合,通过电与磁之间的相互作用,推动电池磁铁组合运动,即可得到一套双轨电磁车简单模型。用寻常可得的材料,让你我共同感受物理的魅力。

拉票宣言:喜欢我,就投我一票吧!和我一起走进神奇的物理世界。

十二、磁流体时钟

参与人员:陈竞舸、刘嘉珞、刘锐奇、文昊、夏良宇、李显、杜立蒙

指导老师:曹全梁

作品介绍:本团队设计制作了一款与先进磁学科技完美结合、极富科幻色彩意味的磁流体时钟。此磁流体时钟的显示面板中注入了本团队自主研发的先进磁性材料——磁流体,其既具有液体材料灵活的流动性又具有磁性材料灵敏的磁响应性。而在时钟背部的智能控制模块可根据设定的程序输出时序控制信号,进而驱动定位排布的电磁铁阵列产生时序变化的磁场来控制显示面板中磁流体的写意流动,形成随时间变化的炫酷的流体数字。

拉票宣言:投我们一票,有机会获得团队赠送的磁流体时钟!