上海科技館（七）

马湘衡

 上海科技館（一）

 上海科技館（二）

 上海科技館（三）

 上海科技館（四）

 上海科技館（五）

 上海科技館（六）

奇異的阻尼

是誰，阻礙了物體自由地下落？

走近展品，電磁鐵線圈自動通電，產生強磁場
依次讓各種材料片從電磁鐵磁極中問垂直自由下落
觀察各種材料片下落速度的快慢

當導體在磁場中下落並切割磁力線時，在導體中產生感應電流，從而產生下落阻力，使下落速度降低。非導電材料在磁場中不產生感應電流，所以下落速度比導體快。

比試腦電波

集中你的精力,設想推動小球。

兩位比試者分坐在桌子的兩頭

戴好電極帶，注意將電極緊貼前額

集中精力，設想把小球推向對方

注意：待小球回到中間，紅燈、綠燈全亮後，方可戴上電極帶。比試結束後，將電極帶平攤在桌面上。

本展品採集比試者的腦電波信號並加以放大，以此來控制小球運動。腦電波信號的強弱不同，作用在小球上的力就不同。

立體宇宙

來，讓影子跳出牆面，

婆娑起舞。

通過特製的眼鏡，看看牆上影子的轉動方向

把眼鏡轉180°，影子轉動的方向發生了什麼變化

電磁炮

這是一種不用火藥的「大炮」。

●將「炮彈」裝進炮膛

●調節炮筒的仰角，瞄准目標

●按下按鈕——開炮！

擊中目標了嗎？你可以打三發「炮彈」。

「炮彈」發射，是它在交變磁場作用下不斷獲得加速度的結果。當炮筒的仰角合適時就能擊中目標。

穿牆而過

光波是橫波，自然光的橫波在與傳播方向垂直的平面上可向任一方向振動。自然光經過偏振片後，變為振動方向單一的偏振光。

穿牆而過的圓筒內壁貼有不同偏振方向的偏振片，兩端水平偏振，中間垂直偏振，在結合處，由於水平偏振光無法穿越垂直偏振片，成為黑色的「牆」，這面牆是視覺產生，觸摸不到，在下方的圓筒可直觀驗證。

立體電影的兩個放像機的每個鏡頭上放一個偏振片，兩個偏振片的偏振化方向相互垂直，觀眾戴上左右眼相互垂直的偏振眼鏡，銀幕上的兩個畫面左右眼只能分別看到一個畫面，在腦海中形成立體影像。

聽回聲

喊聲「餵」，你就能聽到「遠山」的回應。

對著喇叭口，喊一聲「餵」

迅速將耳朵貼近喇叭口，你就能聽到「遠山」的回聲

聲波遇到障礙物後會產生反射，發出的聲音與反射回來的聲音相差0.05秒以上時，就能聽到回聲。

發電機

您知道發電機的工作原理嗎？

●慢慢地移動黑色手柄，使磁鋼罩住線圈

●搖動白色手柄，點亮柱形燈

閉合線圈在磁場中切割磁力線，就會產生感應電動勢，將機械能變成電能。

光風車

光壓是射在物體上的光所產生的壓力。葉片是光壓力推動旋轉的嗎？不是！首先，科學家測得，塗黑吸收表面所受的光壓力比白色反射表面所受的光壓力小一半。如果是光壓推動的話，旋轉方向應該是白麵推黑面轉動，請你注意這裡轉動方向正相反。其次光壓很小，陽光對地面光壓僅有4.5×106帕，即5平米的光壓相當於1粒小米的重量。葉片受到的光壓力小於十萬分之一粒小米，無法推動葉片旋轉。

那麼為什麼葉片會轉呢？原來葉片被光照射時，黑面比白麵吸收的熱量多，受熱不均，於是玻璃罩內的空氣開始流動，推動風車旋轉。

電動機

您知道電動機的工作原理嗎？

按下按鈕使線圈通電，將兩根手柄向中間靠攏，使磁鋼慢慢靠近線圈

觀察磁鋼靠近線圈時，其線圈轉動快慢的變化

電動機是通電線圈在磁場中受電磁力的作用，發生運動，使電能變成機械能。

魔球

你能看透「魔球」的秘密嗎？

●按下紅色按鈕，讓魔球轉動起來

●按下綠色按鈕，使魔球反向運動

注意觀察魔球的自轉方向和繞盤壁公轉的方向

接通電源後，三相交流電產生旋轉磁場，魔球內產生渦旋電流。這樣，它就像電動機的轉子那樣轉動起來。

勾股定理

直角三角形兩直角邊和斜邊分別為a、b、C，兩直角邊和斜邊上的3個正方形面積分別是a2、b2和C2，當旋轉圓盤時2個正方形內的液體正好填滿大正方形，你用面積相等證明瞭勾股定理：直角三角形的兩直角邊的平方和等於斜邊的平方。即：a2+b2=C2

直角三角形斜邊的高把斜邊分為兩段d和e，斜邊上的正方形是由2個矩形組成，其面積分別是dc和eC，當旋轉圓盤時2個正方形內的液體正好填滿兩個矩形，你用面積相等證明瞭直角三角形射影定理：a2=dc，b2=ec

圓柱與圓錐

圓錐體與大圓柱體一樣高且圓錐體的端面直徑與大圓柱體的端面直徑相等，數學家證明瞭在這種情況下：3個圓錐體的體積等於1個圓柱體的體積。如果小圓柱體與大圓柱體樣高且小圓柱體的端面直徑是大圓柱體端面直徑的一半，數學家證明瞭在這種情況下：4個小圓柱體的體積等於1個大圓柱體的體積。當你旋轉圓盤的時候，你用液體體積驗證了數學家的證明。

想一想賣家為什麼用圓錐體來裝爆米花和冰淇淋？

立體三面鏡

進入小屋，體驗一下「擁擠」的感覺吧！

●請從展品下部的小門洞「鑽入」小屋

「小屋」中三塊平面鏡組成了等邊三角形。由於平面鏡多次反射成像，所以你在裡面可以看到許許多多個自己的像。

能量穿梭機

這是一部展示能量轉化的「百科全書」，你能讀懂它嗎？

●搖動手柄，將球提升到軌道中去
●仔細地觀察和思考，你會領悟出許多道理

能有許多種形態。不同形態的能之間可以互相轉換，也可以從一個物體或系統傳遞給另一個物體或系統。

本展品利用圓周、斜拋、螺旋、彈性碰撞等運動形式來實現動能、勢能之間的相互轉換和傳遞。

爬樓梯

奇不奇，管子也會爬樓梯。

●按下紅色按鈕，看清展品
●按下藍色按鈕，你就能看到管子爬樓梯的景象

人有十分短暫的視感覺記憶，它將一幅幅不同的管子影像連接起來，彷彿管子在爬樓梯。

飛翔的公牛

《飛翔的公牛》是由英國俄裔機械雕塑大師 Eduard Bersudky創制的大型機械藝術雕塑展品。

機械存在於我們日常生活中的每一個角落，比如剪刀、自行車、滑板、手錶等，看了這一場機械雕塑的精彩演示，是否引起了你對機械原理的好奇？你，是否對機械設計產生了興趣呢？

該展品是通過一些低速電機帶動齒輪箱來實現運轉的，這些齒輪箱又連接著各種不同的軸承，曲柄，凸輪和槓桿。木偶運動的順序是通過開關設置由電子設備控制的，燈光和音樂是通過程序由電腦控制的。

幻影成像——生產聚乙烯

分與合，是化學變化的兩大主題。生產聚乙烯就經過了：

「分」，石油中各種較大的分子分裂成乙烯等小分子;
「合」，乙稀相互聚合起來，形成高分子聚乙烯。

眼前一幅幅漂浮在空中的三維動態圖像是螢屏中的圖案經半透半反鏡成像後形成的。

魚洗

快來摩擦魚洗的雙耳，你將會看到「雙龍戲珠」的景象

浸濕雙手，有節奏地摩擦魚洗的雙耳

魚洗是我國古代的一種盥洗器皿，已有幾千年歷史。它十分巧妙地利用了波的疊加，駐波共振原理，從而產生了水珠飛濺的現象。

觀察細胞

這兒是細胞的大千世界：細胞膜、細胞核、線粒體……請你來辨清。

透視人體——磁共振成像（MRI）

在這裡，你可盡興地瀏覽人體的內部構造，閱讀這部天造地就的傑作。

磁共振成像簡稱MRI，它是英文 magnetic resonance image 的縮寫，在靜磁場中，人體中具有磁性的原子核受到激勵後發生共振。共振的信號經計算機處理後就能形成人體的斷層圖像。

透視人體——X射線計算機斷層掃描（CT）

在這裡，你可盡興地「瀏覽」人體的內部構造，閱讀這部天造地就的傑作。

X射線計算機斷層掃描簡稱CT，它是英文 Computed Tomography 的縮寫，用x射鏡對人體進行掃描，再將所測數據送入計算機處理就能得到人體的斷層圖像。

那個滾得快

一樣的質量，一樣的大小，猜一猜，哪個先滾落到終點？

選擇兩個直徑相同的圓輪，稱一稱

將兩個圓輪放在撬板的一端

抬起撬板讓圓輪自由滾落，哪個先到終點呢？

你能發現其中的奧秘嗎？

這裡，圓輪滾落的快慢跟它們的質量分布有關，質量集中在中央的圓輪，滾落得較快；反之，質量分布在周圍的圓輪，滾落得較慢。

變異的橢圓

是「誰」改變了橢圓球體的形狀？

●搖動手柄，讓鋼帶束旋轉起來

●逐漸加快搖動手柄的速度，注意橢圓球體形狀的變化

本展品中，彈性鋼帶下端固定在轉軸上，上端可沿轉軸上下移動。由於離心力的作用，轉動中的鋼帶中間向外彎曲，轉速越高，離心力越大，鋼帶向外彎曲得越厲害，橢圓球體的形狀就越扁。

擊鼓共振

你看見過聲波的共振現象嗎？

敲擊鼓面，你就能「親眼目睹」！

敲擊鼓面，觀察管內顆粒的振動

聲波在空氣中是以縱波的形式傳播的。聲波在沿縱向傳播時與反射波發生干涉，產生駐波共振，於是，管內顆粒的分布就產生了疏密相間的現象。

熱力水車

操作說明

按下「啓動」按鈕，觀看熱動水車的運動。

科學原理

形狀記憶合金是一種在加熱升溫後能完全消除其在較低溫度下發生的變形，恢復其變形前原始形狀的合金材料。由記憶合金的金屬片組成的水車一端浸在熱水中，記憶合金受熱伸展，使得水車一側的力矩增大，水車開始旋轉，伸展的金屬片離開水面後恢復常溫，形狀又會恢復原狀。

熱泵自行車

這是一輛奇怪的自行車，一個車把熱，一個車把涼。你知道這是怎麼回事嗎？

雙手握住車把、蹬自行車

兩只手冷暖感覺發生了什麼變化？

腳踏鏈輪轉動，機械能轉變為電能。電力驅動熱泵運轉，使得其中一隻把手溫度上升。

能量穿梭機

設備維修中

能有許多種形態。不同形態的能量之間可以互相轉換，也可以從一個物體或系統傳遞給另一個物體或系統。本展品利用圓周、斜拋、螺旋、彈性碰撞等運動形式來實現動能、勢能之間的相互轉換和傳遞。

滑輪組提升

滑輪組合使巧勁，助您輕鬆上下行！

●坐上椅子，系好安全帶

●在上行或下行過程中體驗定滑輪和動滑輪的作用

注意：

1.本展品適宜於身高120米以上、體重80公斤以下的觀眾參與。

2.每個座椅僅限一人參與。

3.下行時，請將手拉住繩子慢慢下降。

滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成的簡單機械，定滑輪可以改變力的方向，動滑輪可以省力。組合的滑輪數越多越省力。

概率

從10個5，10個10中任意選取10個球。把這10個球上的數字相加共有11種可能的結果，分別是50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100。其中哪些數出現的概率小？哪些數出現的概率大？

●將手按在手印處，看一看結果如何

11種可能結果的概率分布圖

彩虹兒童樂園

彩虹樂園是根據1～12歲而設計的夢幻般的兒童世界。通過一系列生動活潑的科技娛樂活動，讓孩子們感知外部世界，觀察自然現象，參與科技實踐。展區的主題是知識與娛樂，科學與遊戲。在輕鬆愉快的氛圍中獲得科技啓蒙教育，真正做到寓教於樂。本展區可分成「一園三區」，供小朋友休息娛樂的街心花園；1～4歲感知外部世界的夢幻森林，如電動鞦韆、勇敢者道路等；5～8歲認知外部世界的遊玩場所，如小小建築師、植物學小博士等區域；9～12歲參與科技活動的實踐區域，如光控飛機、可視通訊等。展示面積為1200平方米。

地殼探秘、彩虹兒童樂園、智慧之光、設計師搖籃

地殼探秘

地殼探秘展區通過模擬場景、互動展項/展品、標本、影視片和多媒體等綜合手段，展示了地球是一個「動態的構造體」，無時無刻不在運動，它有一個自身發展演變的規律。展區主要介紹了地球在宇宙中的位置和運動狀態，地球的物質組成，地球的構造形式，地球的表面形態特徵以及上海自然地理。展示面積共有2200平方米，分為三個部分，即「磁懸浮地球廳」、「地殼探秘之旅」和「上海自然地理」。以「從太空看地球→深入地殼探秘→返回地表看地球上的一顆明珠--上海」為主線，闡述了「認識我們人類賴以生存的星球——地球」的展示主題。

地球有多大？

赤道半徑：6378.137千米

極半徑：6356.752千米

平均半徑：6371.008千米

表面積：5.1×10的8次方平方千米

體積：1.08×10的12次方立方千米

平均密度：5.52克/立方釐米

質量：6.12×10的24次方千克

地下溫度有多高？

地球內的溫度隨著深度的增加而升高。

如果您目睹過火山噴發，

定會對地下的巨熱留下深刻印象。

地殼的最高溫度可達1000℃；

地幔溫度約為1000～3700℃；

地核溫度約為4500～6000℃。

地殼主要由那些元素組成？

根據對全球5159個岩石樣品元素組成的分析，可以得出地殼各種元素的平均含量。其中，氧、硅、鋁、鐵等十種元素約佔99.96%。

地殼厚度到處都一樣嗎？

地殼的厚度並不均勻，平均為35千米。

青藏高原地殼最厚，可達70千米；

大洋地殼都很薄，只有5～10千米。

每年地震有多少？

最容易被人們察覺的地殼運動是地震。

全球每年可監測到的地震約500萬次，

其中，人能感覺的有近5萬次，

造成嚴重破壞的有十幾次。

地球之最

最高的山峰：亞洲的珠穆朗瑪峰8844.43米

最長的河流：非洲的尼羅河6671千米

最大的湖泊：歐亞大陸的裡海370999平方千米

最深的海溝：太平洋的馬里亞納海溝11022米

歡迎來到岩礦長廊

進入岩礦長廊，

您將為大良然的神奇驚嘆不已！

地亮中的物質不斷地分解和化合，

形成了琳琅滿目的礦物和岩石。

它們是——

人類生存與發展的重要自然資源。

奇妙的礦物晶體

生長在岩石空洞表面上的一群礦物晶體叫晶簇，它們千姿百態，是大自然鬼斧神工的傑作。

有用的礦物資源

地球上的礦物十分豐富，但只有那些可以被開採、有經濟價值的才被認為是有用的礦物資源。

礦物是怎樣形成的？

18世紀，有些學者認為所有礦物都是從海水中結晶出來的，被稱為「水成論」；但另一些學者認為礦物都是由熾熱的岩漿冷凝後形成的，被稱為「火成論」。兩派爭論堪稱激烈。

現已證實：在水中可通過沈澱形成沈積礦物，岩漿冷凝可形成岩漿礦物；形成的礦物處在高溫、高壓下還會發生變質，形成變質礦物。沈積岩、岩漿岩和變質岩就是由相應的礦物組成的。

岩礦知識多媒體查詢台

中國的優勢礦產

中國地大物博，世界上已發現的大多數礦產，中國均有分布。其中，鎢、錳、鉍、鈦及稀有元素以及煤、石墨、石膏等的儲備量具有獨特優勢。

如何鑒別礦物

不同的礦物，內部結構不同

借助X射線觀察礦物，發現多數礦物內部結構是有序排列的，不同的礦物，其內部結構有不同的排列形式。

白雲母

海藍寶石

藍寶石

孔雀石

瑪瑙

石膏

方解石晶簇

紅水晶鏡鐵礦

白雲母

石英-螢石-白雲石

雄黃-方解石

三水鋁石

紅銻礦

方鉛礦-黃鐵礦（閃鋅礦）

輝銅礦

水晶-黃銅礦-黑鎢礦

辰砂

褐鐵礦

輝銻礦

石膏

異極礦

閃鋅礦 方解石

地層的故事

46億年來，

地球世代更替，

滄桑巨變。

沒有文字記載，

沒有文物作證，

是誰見證了地球的過去？

是地層；

地層中記載著地球亙古以來的故事。

地層是研究地球歷史的「天書」

如何確定地質年代

確定岩層的地質年代有兩種方法：

一是誰早誰晚，主要根據它們的新老順序和其中的生物化石來確定，二是形成至今已有多少年，依據放射性同位素固定不變的衰變速率進行測定。例如，1克放射性鈾每年固定衰變產生7.14X10的負9次方克的放射性鉛，測出這兩種元素的相對含量，新可以求出該岩石的「年齡」。

隱生宙

●46億年前：地球形成

●35億年前：出現最早的生命—球形或絲狀的藻類生物

●距今19-20億年:出現單細胞微生物,海陸分異已很顯著

●距今9~10億年:出現多細胞生物

●距今8~5.43億年:出現無殼軟軀體的動物群

磨盤峪假裸枝疊層石

加爾加諾錐疊層石

早古生代

地球表面以海洋為主，為海生無脊椎動物和低等植物的繁盛時期。

永順櫛殼蟲、高雅小櫛蟲

晚古生代

大陸面積明顯擴大，生物大規模向陸地進軍，陸生生物大發展。在其後期，南半球大陸有大規模冰川活動。

中龍

中生代

爬行動物稱雄地球，恐龍橫行大陸，還佔領了天空和水域。裸子植物繁盛，開始出現被子植物。

葉菊石（未定種）

翼濕南方前龜菊石（比較種）

新生代

哺乳動物主宰天下，被子植物替代裸子植物，成為主要植物類群。海陸分布逐漸演化發展到現今的格局，人類則出現於約300萬年前。

柯式柄杯鹿 三趾馬

淮河諾氏古象（門齒）

中國貴州珊瑚、布哈丁貝（未定種）、中間巔石燕、大刺櫛殼蟲、粗面副四川蟲、震旦角石

創孔海百合 林源潛龍

玄武蛙 山西嵌齒象 茂名無盾龜 呈水牛

化石燃料

煤、石油、天然氣和油頁岩是重要的燃料資源。

它們由遠古時期的生物遺體演變而成，所以稱為化石燃料。

它們分布在哪裡？

我們加何去尋找？

這裡將為您一一介紹。

石油天然氣及煤的分布

世界上油氣儲藏總量的54%聚集在中東，其次在墨西哥灣沿岸及西西伯利亞等地。我國的油氣田主要分布在東北三省、新疆、青海、甘肅、陝西、河北、河南、山東、湖北、四川、江蘇台灣等陸上地區以及渤海、南海、北部灣、東海等海域。

世界上的煤主要分布在美國、中國、俄羅斯及英、德等國。我國主要的產煤區有山西、內蒙古、東北三省、陝西、新疆、甘肅、河北、寧夏、河南、安徽、山東、江西、貴州等省區。

煤的形成

在某些特定的地質歷史時期，地球上氣候溫暖潮濕，濱海及內陸沼澤地帶生長著茂密的森林。大量植物死亡後被泥沙迅速掩埋；隨著地殼的下沈，溫度、壓力逐漸升高，再經過千百萬年的複雜演化，逐漸形成了煤炭。

煤的主要類型

煤炭主要有四類：泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤。它們的含碳量依次增高，由60%遞增到90%以上。泥炭和褐煤分別用作肥料和化工原料，煙煤主要用於煉焦，無煙煤是優質的燃料。

煙煤（弱粘）

尋找優質煤

按照煤的含碳量、發熱量和燃燒後對環境污染的程度，可分為優質煤和劣質煤。

優質煤烏黑而光亮；劣質煤暗淡無光。含硫量低的煙煤和無煙煤屬於優質煤；泥炭、褐煤及含硫量高的煤屬於劣質煤。

舉起您的水槍，對準優質煤，看誰採得多！

流動的油氣藏在哪裡？

埋藏在地層中的有機物變成油氣後、在壓力作用下，點點滴滴地運移到多孔隙的岩石中。因為油氣比水輕，會向上運移，若要聚集成可開採的油氣藏，還必須有防止油氣逃逸的不滲透蓋層。

怎樣尋找油氣田？

大多數油氣深埋於地下，看不見，摸不著。怎樣尋找油氣田呢？

首先，通過人工地震等方法瞭解地下情況繪制出地層剖面圖，確定油氣可能聚集的地帶。然後再通過鑽探加以證實、並進一步詳細瞭解油氣的質量和數量。

怎樣開採石油？

經鑽探證實具開採價值的鑽井，即可裝上採油機進行採油。為了保證產量的穩定，常需採用其它措施如注水驅油對油層酸化以擴大孔隙等。

海上油氣鑽探

通過海上鑽探我國海域已發現了多個大規模油氣田。其中東海平湖油氣田已向上海供應天然氣。海上鑽井平台有足球場那樣大小，在一個平台上可以向不同方向鑽數十口鑽井。鑽井平台上面有井架，直升飛機停機坪，生活區等。

地震波探尋石油

人工地震波能穿透地層，遇到不同性質的岩石就會反射出不同特徵的波、經檢波器接收並經計算機處理後，可「掃描」出地下的結構。科學家據此來尋找石油和天然氣。陸上常用爆炸法產生人工地震波，海上則是用氣槍。

提示：這裡使用的是模擬氣槍，在油氣斷探中，氣槍發出的震動波足以把展館的所有玻璃窗震碎。

鑽頭實物 油田樣品

油田岩心標本

地殼運動探索

您知道地殼一直在運動嗎？

大陸漂移，至今不息；

滄海桑田、循環不止。

這一切是怎樣發生的？

請您當一回地質學家，親自探索一番。

地殼探秘

地殼探秘展區通過模擬場景、互動展項/展品、標本、影視片和多媒體等綜合手段，展示了地球是一個「動態的構造體」，無時無刻不在運動，它有一個自身發展演變的規律。展區主要介紹了地球在宇宙中的位置和運動狀態，地球的物質組成，地球的構造形式，地球的表面形態特徵以及上海自然地理。展示面積共有2200平方米，分為三個部分，即「磁懸浮地球廳」、「地殼探秘之旅」和「上海自然地理」。以「從太空看地球→深入地殼探秘→返回地表看地球上的一顆明珠--上海」為主線，闡述了「認識我們人類賴以生存的星球——地球」的展示主題。

德國蝸牛怎會漂洋過海到美國

淡水中龍怎麼會隔洋相望

赤道地區也會被冰雪覆蓋嗎

夏威夷群島為什麼會有規律的排列

張衡地動儀

人類歷史上第一台地震儀器，發明於公元132年，成功測到134年隴西地震，失傳於東漢末年。此件為中國學者於2008年復原的模型，懸垂擺慣性原理。

 上海科技館（八）

 上海科技館（九）

資料來源：上海科技館 互聯網