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聲光體驗(yàn)主題展區(qū)共設(shè)置光的路徑、窺視無(wú)窮、幻象、空中成像、激光豎琴、聲駐波、聲波看得見(jiàn)、畫(huà)五角星、光纖傳輸和全息照片10件展品。通過(guò)展示聲音和光的現(xiàn)象與特性，認(rèn)知現(xiàn)象背后的規(guī)律。

光的路徑

展品由8種光學(xué)元件、激光光源和操作旋鈕組成。按下“啟動(dòng)”按鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，使激光對(duì)向所選光學(xué)元件(加錄：使激光射向所選光學(xué)元件)。轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)光學(xué)元件的角度，觀察光線通過(guò)光學(xué)元件的路徑變化。為什么光線在不同光學(xué)元件中的傳播路徑不同呢？?

光線在同種均勻介質(zhì)里沿直線傳播。但光線從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)時(shí)，在兩介質(zhì)交界處，會(huì)發(fā)生折射或反射。而展品中的這些光學(xué)元件/如凹凸透鏡、凹凸反光鏡、直角三棱鏡、楔形鏡、五棱鏡和平行玻璃磚都由光學(xué)玻璃制成。所以當(dāng)平行光線由空氣射向光學(xué)元件時(shí)，光的路徑發(fā)生改變就不奇怪了。

凹透鏡和凸透鏡可以用于制作近視鏡、老花鏡和放大鏡。透鏡和反射鏡也是組成照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等光學(xué)系統(tǒng)的最基本光學(xué)元件。窺視無(wú)窮展品由箱體、半透半反鏡、反射鏡、LED燈組、發(fā)光模型、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和操作手輪組成。

? ? ?轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，箱體內(nèi)LED燈組及發(fā)光模型亮起，并且后端的反射鏡隨之?dāng)[動(dòng)，我們會(huì)看到一條無(wú)盡的彎曲光隧道。為什么視窗內(nèi)會(huì)出現(xiàn)彎曲的光隧道呢？箱體前端是一面半透半反鏡，后端是反射鏡，燈光發(fā)出的光線被反射鏡反射回來(lái)，一部分透過(guò)半透半反鏡而被看到，另一部分被半透半反鏡再次反射到后端反射鏡，多次反射后形成諸多物體的像，無(wú)限重復(fù)的影像，一個(gè)比一個(gè)更遠(yuǎn)，就像一條無(wú)盡的隧道（前面間隔太久）。當(dāng)擺動(dòng)后端反射鏡時(shí)（加錄：當(dāng)改變后端反射鏡的角度時(shí)），光的反射路徑發(fā)生了變化，就會(huì)看到彎曲的光隧道。反射鏡在生活中有廣泛的應(yīng)用，家庭用的穿衣鏡、汽車(chē)內(nèi)的后視鏡等都是平面反射鏡。

幻象展品由凹面鏡、青蛙模型、投入口、取出口、圓牌及操作手柄等組成。將圓牌投進(jìn)“投入口”，會(huì)看到觀察窗內(nèi)的青蛙叼住圓牌，推動(dòng)手柄/青蛙吞下了圓牌，同時(shí)圓牌落入取出口。這是怎么回事呢？其實(shí)這是利用凹面鏡成像原理而產(chǎn)生的效果。當(dāng)物體位于2倍焦距以外時(shí)，通過(guò)凹面鏡/可成倒立、縮小的實(shí)像。展項(xiàng)中，青蛙模型倒置安裝于展臺(tái)下方，并位于凹面鏡的2倍焦距以外，經(jīng)凹面鏡反射后在觀察口處成正立的實(shí)像。當(dāng)我們把圓牌放進(jìn)“投入口”，圓牌經(jīng)過(guò)凹面鏡所成的“像”恰巧位于青蛙嘴部，這樣，我們就看到了青蛙叼住圓牌的效果。凹面鏡不僅可以反射成像，它對(duì)光線還起到會(huì)聚作用，凹面鏡的特性應(yīng)用于太陽(yáng)灶、衛(wèi)星天線、雷達(dá)、反射式望遠(yuǎn)鏡等。

空中成像展品由擺桿、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、LED燈組及啟動(dòng)按鈕組成。按下按鈕，擺桿在機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下擺動(dòng)起來(lái)，我們就會(huì)看到漂浮在空中的文字和圖案。一根（前面處理得不自然）擺桿為什么在空中會(huì)形成圖像呢？這正是利用了視覺(jué)暫留現(xiàn)象。人眼在觀察事物時(shí)，景物消失后，影像會(huì)在視網(wǎng)膜上保留1/24～1/16秒的時(shí)間。桿上排布（錄成“擺布”）的LED燈擺動(dòng)時(shí)，電路控制LED燈按程序發(fā)光形成掃描圖像，雖然不是整幅圖像同時(shí)發(fā)光，由于視覺(jué)暫留現(xiàn)象，發(fā)光點(diǎn)會(huì)在視網(wǎng)膜上保留一段時(shí)間，使人感覺(jué)看到了完整的圖像。電影放映就是以每秒24幀的速度/連續(xù)放映運(yùn)動(dòng)過(guò)程的各靜止畫(huà)面，使人看到動(dòng)態(tài)影像。

激光豎琴

展品由無(wú)弦琴模型、激光束、光電傳感器和啟動(dòng)按鈕組成。按下按鈕，撥動(dòng)琴“弦”，會(huì)聽(tīng)到美妙的琴聲。為什么無(wú)弦琴能發(fā)聲呢？秘密在這里，在琴的上方有多個(gè)激光器，下方對(duì)應(yīng)處裝有光電傳感器。當(dāng)撥動(dòng)琴“弦”時(shí)，手指就遮住了這束激光，觸發(fā)了相應(yīng)的光電傳感器，使音響系統(tǒng)發(fā)出對(duì)應(yīng)的樂(lè)聲。連續(xù)撥動(dòng)琴“弦”，就可以聽(tīng)到美妙的琴聲。

激光是20世紀(jì)的重大發(fā)明，激光光束發(fā)散度極小，亮度極高，單色性極好，能量集中，在工業(yè)/（切割）、農(nóng)業(yè)/（育種）、醫(yī)療/（手術(shù)）、通信以及軍事等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。聲駐波展品由喇叭、彩色顆粒、玻璃管、頻率調(diào)節(jié)旋鈕組成。轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)聲源頻率的高低，觀察顆粒的振動(dòng)。管中的小顆粒為什么會(huì)跳舞呢？因?yàn)槔劝l(fā)出的入射聲波在管內(nèi)另一端發(fā)生反射而形成（多了一個(gè)“的”字）反射波，在特定頻率下入射波和反射波互相疊加形成駐波，振幅最大的點(diǎn)稱(chēng)為波腹，振幅最小的點(diǎn)稱(chēng)為波節(jié)。當(dāng)調(diào)整聲源頻率時(shí)，波腹、波節(jié)的位置和振動(dòng)幅度隨之改變，形成看似小顆粒跳舞的現(xiàn)象。駐波在聲學(xué)、光學(xué)和無(wú)線電等學(xué)科中都有重要用途，它可以測(cè)定波長(zhǎng)或確定振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。

聲波看得見(jiàn)展品由多媒體裝置、話筒、旋鈕、采集按鈕組成。

? ? ?轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，選擇不同動(dòng)物，聽(tīng)動(dòng)物的叫聲并觀看屏幕中聲音波形的變化。按照屏幕提示，按住“采集”按鈕，對(duì)著話筒模仿動(dòng)物的聲音，對(duì)比自己與動(dòng)物的聲音波形。還可以轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕選擇“認(rèn)識(shí)聲波”，了解聲波的相關(guān)知識(shí)。不管你模仿的有多像，聲音的波形始終不相同。這是為什么呢？

聲音是一種波，聲波中記錄了響度、音調(diào)和音色。聲音的強(qiáng)弱稱(chēng)為響度，通常以分貝(dB)來(lái)表示，聲波振幅愈大則響度愈大。聲音的高低稱(chēng)為音調(diào)，聲波頻率愈高則音調(diào)愈高。音色是人們對(duì)聲音音質(zhì)的感覺(jué)，單一頻率的純音不存在音色，音色是對(duì)復(fù)合音而言。所以即使你盡量模仿動(dòng)物的叫聲，但音色的細(xì)微差異是難以模仿的。音色還有其它用處呢，比如敲打火車(chē)車(chē)輪、鍋爐、陶瓷器皿等都是依據(jù)音色來(lái)判斷是否有裂痕的。

畫(huà)五角星展品由平面鏡、帶五角星輪廓的面板、金屬畫(huà)筆、數(shù)顯裝置、LED燈和啟動(dòng)按鈕組成。按下按鈕，手持畫(huà)筆，看著鏡子中的像，在底板上沿軌跡畫(huà)出五角星，這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)，平常非常簡(jiǎn)單就能畫(huà)出五角星，怎么在這里卻“屢屢犯錯(cuò)”呢？

因?yàn)殓R子中的五角星是平面鏡所成的像，它與物體大小相等，左右相反?？粗R中的像/畫(huà)五角星時(shí)，手畫(huà)的方向與實(shí)際的圖形/左右反向，畫(huà)筆常常不聽(tīng)使喚的偏離軌跡，出現(xiàn)了手、眼不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)反復(fù)練習(xí)，大腦會(huì)逐步適應(yīng)這一變化。平面鏡的應(yīng)用很廣泛，舞蹈演員用它來(lái)糾正姿勢(shì)，利用平面鏡原理制作的潛望鏡可以在水下觀察水面上的情況。

光纖傳輸展品包括全反射原理展示裝置和光纖傳輸演示裝置兩部分。全反射原理展示裝置由激光器、玻璃棒組成。移動(dòng)玻璃棒，調(diào)整激光入射角度，觀察激光在玻璃棒內(nèi)的全反射現(xiàn)象。什么是光的全反射現(xiàn)象呢？光線從光密介質(zhì)/射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射。光纖傳輸演示裝置由光源、圖案轉(zhuǎn)盤(pán)、光纖束、旋鈕組成。轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使圖案轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，選擇一種圖案，將光線射向臺(tái)面采集區(qū)，在光纖另一端的顯示區(qū)會(huì)顯示出同樣的圖案。光纖是怎樣傳輸圖案的呢？光纖利用光的全反射原理/將光線從一端傳輸?shù)搅硪欢?。單根光纖傳輸單個(gè)光點(diǎn)，光纖束形成的光纖陣列還可以傳輸圖像，因此在顯示區(qū)就出現(xiàn)了圓盤(pán)上的圖案。光纖通訊就是以光作為載體，利用光的全反射原理使信息近乎于無(wú)損失的遠(yuǎn)距離傳輸。全息照片展品由光源、全息照片組成。

走近展項(xiàng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃中出現(xiàn)了齒輪、卡尺等物品。玻璃中的齒輪和卡尺真的存在嗎？其實(shí)玻璃中只是一張全息照片。全息照片是利用光的干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的。普通照片只記錄了物體各點(diǎn)的光強(qiáng)信息，實(shí)際上從被拍攝物體上反射出來(lái)的光不僅強(qiáng)度不同，而且相位也不同，全息照片既記錄反射光的強(qiáng)度，又記錄反射光的相位，當(dāng)你不小心打碎全息照片時(shí)，每塊碎片都能再現(xiàn)物體的完整畫(huà)面。全息技術(shù)不僅在光學(xué)、計(jì)量、信息存儲(chǔ)方面有著廣泛的應(yīng)用，還在藝術(shù)、防偽、軍事等領(lǐng)域大展身手。

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配音 ? ?