西西河

主题:【原创】随便摸的博物馆(1) -- 即晴

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家园 【原创】随便摸的博物馆(1)

某年某月的某一天,我带着小女和她的小女友去一家专为小朋友开设的博物馆。这家博物馆与别家不同处在于里面所有的东西随便摸随便动,不会有“只许看,不许摸”的笑话,最适合满足小家伙们的好奇心了。我买了整年的通票,几乎每个月会带小女去这个爱迪生的试验室逛一圈。

上下四层楼零零碎碎有不少新奇物件,我想就是大人也能学到不少知识。不信请看:

汽车里哪些部位有弹簧在起作用?按按电钮就知道了。

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知道什么叫分速器/差动齿轮(differential)吗?

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如图所示,素料盒子里的就是分速器。手摇轮相当于马达通过分速器去匀速转动轮胎。做个小试验,使轮胎转起来后,设法只制止一个轮胎的转动,手摇轮会有什么感觉?

装置上方有说明,“汽车直行时,分速器把马达的动力平均转换到两个轮胎上,使两个轮胎以相同转速运动。汽车转弯时,外面的轮子要比里面的轮子转得快,分速器自动地给予每个轮胎准确的力量。

分速器于英国从1830年代开始用于蒸汽公共汽车上。(查了一下,由理查德?罗伯茨Richard Roberts设计通过带有差动齿轮装置的蒸汽驱动机车)”

街头红绿灯怎么会自动变换呢?时间怎么控置呢?

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大家看到了,有个灰不溜秋的不规则凸轮(cam)在转,就是它的形状决定了交通灯的转换时间。有六片可以试。还可以看红绿黄灯亮的不同秩序。

家里的电灯开关怎么回事?

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注意到弹簧和夸张的木头开关之间的铜片了吗?

亲身体验滑轮的奥妙。

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缠绕不同的组合,感觉的重量便会不同。

这是干什么用的?

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帮助小孩理解电流的概念。

说明中让小孩先把双手放在中间两个手印上,记住指针的走向和所指数字;使劲搓搓手后,再放到外面的两个手印上,观查指针的走向和所指数字。有何区别?

解释:把手放在手印上时,体内的电子从灰色负极的锌流向黄色正极的铜,形成电流。磨擦过手掌后,皮肤水份分布更加均匀,更利于电流通过,指针指向反方向更大数字。


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家园 看来不光小朋友要看,很多东西我们也需要看看!

Right?

家园 是啊。感觉里面很多东西细究下来,

博士也念出来了。

其实生活中哪一样细究下去都能念个博士。(这不是废话吗?)

家园 在西西河灌水能灌出个博士吗?

我倒是愿意一直灌下去!

家园 好主意对小孩的成长大有好处
家园 有志者,事竟成!

为灌水事业累倒下了

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睡梦中都想着多灌,好灌,强灌。

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终于熬到博士毕业,不觉脸上皱纹多了几圈。

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啊,有美人鲜花等候。不亏我多年的心血呀。

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家园 是discovery 吧。

我女儿也曾喜欢在里面摸摸弄弄。

有些原理我都忘了,爸爸有耐心,逐个讲给她听。

家园 是啊,有好多东西我都不知道呢。
家园 不是这个名字,但性质一样。
家园 【原创】随便摸的博物馆(2)

这个叫Wimshurst 静电发生器。怪怪的样子,其实很酷呢。

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旁边的说明上写明Wimshurst Generator于1878年由英国工程师James Wimshurst 发明。直到今天仍用做静电生成和实验的工具。它可以产生达75,000伏的电压。

75,000伏是什么概念呢?

大家都有过衣服打电的感觉吧。当你感到电击时,身上的静电电压已超过2000伏;当你看到放电火花时,身上的静电已达到5000伏。8万伏的电压足以制造各种防抢皮包,防色狼夹克,闪出强烈电弧,发出噼哩啪啦的放电声响吓退歹徒了。

不过,这个Wimshurst 静电发生器虽然能发出7万5千伏的电压,但电流极低,为微安量级,所以小孩玩玩无防。

硬着头皮试着解说一下它的原理,我自己还有很多问题,望哪位大拿来具体讲讲清楚。

转把手使图中两个平行圆盘方向旋转,圆盘上亮亮的小条都是铝铂,位于十点五点的铜杆两端各有一把小刷子磨擦铝铂产生静电。因为反方向的缘故,两个圆板形成相反的电极(为什么?),位于三点六点的两个铜杆把电荷引到两个瓶状物(叫Leyden Jar capacitor,中文怎么说?)储积起来,拉动箱子外的白杆(没照到),使底板上的指针对到一起,图中心的两个小铜球间就会放电,小人因为手中的金属针便旋转起来。

那几个铝铂小球干嘛用的,没弄明白。

磁生电

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看见那缠得密密的铜线了吗?推或拉把手,可以看见绿圈或红圈灯亮,也能从电流计上看出电流的大小正负。

这个看着熟悉,大家小时侯都没少做吧。

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手摇发电,并教会小孩电路的概念,串联,并联...。

这是一个活生生的建筑工地。有照片,图纸说明,有屋顶实材摸型,当然小孩不能进入。

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总算知道马桶的工作原理了。

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还有钥匙的工作原理。

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家园 呵呵,有趣有趣,回到童年多好

这里的这个地方,我去过几次,挺好玩。

http://www.exploratorium.edu/

家园 【原创】随便摸的博物馆(3)

正好碰见有个化学小讲座,只看到尾巴。不好意思,没听明白他都往各个瓶瓶罐罐里加的是什么,但看到花花绿绿颜色不断变幻,不用火而使水沸腾,物件悬空飘浮,便和小朋友们一起鼓起掌来。

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我们还看过一次关于空气压力的小讲座,实验都设计得极符合孩子心性。如将密封瓶中的空气渐渐抽干,瓶里的mushmellow小人便慢慢澎涨,停止抽气,揭开瓶子后,小人迅速缩小,甚至比原先更小,为何?mushmellow中有无数小气泡,澎涨的原因大家都知道,澎涨时这些小气泡尽都破裂,那么等空气压力恢复后,自然被压得更小更结实了。

室内龙卷风

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龙卷风的成因现在还没有一个明确服众的说法。比较粗浅的理论是空气湿度急剧增加时,比如夏季水份大量蒸发,如果遇到使高湿度的空气水份凝聚的外部条件(如降温或水蒸汽自动凝结),空气的压强会快速下降,造成大气负压中心,周围的空气就立即进行补充。由于负压多是从低温的高空开始形成,因而也就形成了自下而上向中心旋转的空气大旋涡,在陆地上便是龙卷风,在海面上便是台风了。

这个装置周围的四根黑色立柱(照片上显示了两根半)上有很多小眼,不断向里吹气,而黑色底板上有很多小眼,源源不断地向上喷极细小的水珠,模仿龙卷风的自然形成条件。

待细细的一条龙卷风形成后,手伸进去一划拉,龙卷风立刻“烟消云散”。要是人类也能找到一个巨大无比的胳膊就好了。

金盆洗手?

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No,no,no,no,no。这是个滚钢锛的东东。把钢锛从指定地方放下去后,沿着弧面一圈圈滚下去,但见速度越来越快,到中心的小眼时,足可支持硬币水平地沿壁滚动了。理解离心力的好玩具。

还有体力活动的场所。

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和踩着弹的钢琴。《铃儿响叮当》可以来一段。

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此外有一段楼梯也是一踩就奏乐。

专门辟出来的玩水区域。

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最后两张显示了动能,重力势能的相互转换。摇动手把将水由螺旋状管子引上去,再从塑料圆桶中落下来。

这个小企鹅很好玩,按一下桌上的按钮,就上一级台阶。上到顶后再滑下来。大概是简单的机械设备。

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大厅的两端有回音装置:

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一个小型的生物矿石自然展览。

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值得一提的是这个年轮。

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标本上贴了一些小纸片说明特定年轮的表示时间。

旁边的说明有趣:

“1783年: 美国独立战争结束。树开始生长。(怀疑特意找这么棵树,代表和美国共同生长)

1824年: 本市建立。

1861年: 南北战争开始。

1879年: 爱迪生发明电灯。

1882-1883年: 建立消防站。

1914年: 第一次世界大战开始。

1927年: Lindbergh 飞越大西洋。

1939年: 第二次世界大战爆发。

1969年: 人类登上月球。

1982年: 本博物馆开馆。树被伐倒。

这来自于一棵shagbark hickory(Carya ovata)(中文叫小糙皮山核桃)。这种树在本州广泛生长,是北美地区仅次于locust(洋槐)第二重的木材。非常结实,常用于制耐磨损之物,如斧柄,枪托等。

所有的树夏天生长速度快,冬天慢,就形成了年轮。当1982年被伐倒时,这棵树可以数出199圈年轮,所以它于1883年,独立站争结束时,开始生长。”

不由感慨世上纷纷纭纭多少事,它只冷眼旁观之。


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家园 【原创】随便摸的博物馆(4)

训练谍报员的干活:

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厅的两端杵这么两个玩意儿,可以编码,发送,解码。旁边的说明有“你好,你能摸你的鼻子吗?你能站在你的脚尖上吗?你能在空中画个圆圈吗?......”的密码规定。当然您也可以来个“黄河,黄河,我是长江”。

最古老的电话?

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暖气管线?

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其实是个声波传导装置。对着白色管口说过话后,过大约一秒的功夫,绿色管子传来刚才的“喂”。对有些舌头快过大脑的人,不失为一个必备之物。

想“看”到声音的波长吗?

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拨动琴弦,同时转动鼓状物,光把琴弦照到鼓上,就显示出所弹声调的波长。

面对这个沙漏和它左摇右摆画出的均匀图案,模糊冒出振动,单摆的概念。

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这个建筑物最早是用做消防站,建于1882-1883年,造价一万美金。现在一万刀只够买个大门。此为爷爷辈,用于十九世纪末的古董消防用具。

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计有:约1920年的水桶:那时还有专门的水桶队呐。每人拎一大水桶?

约1880年的尖头杆:用于拨开障碍物,捣落着火的房顶。展出的是第一任消防队长的手杖,上面还刻着他的名字呢。

当然还有水管和喷头。

约1907年的提灯:除了在漆黑的建筑里照亮,还充当消防车的尾灯。估计他们和现在一样,也接管找寻小孩,营救宠物的业务。

约1880年的木头梯子:要是梯子着火了怎么办?

喇叭:也是救火现场嚷嚷用的。

约1950年的消防队长帽子。约1930年的消防外套。

个个都比我资格老。

没有琴弦的竖琴:

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可是当你去拨动一番,却会叮叮咚咚响起音乐。原来是激光竖琴。

上端有光源,下端有光敏接收器,光束正好照在对应的接收器上。接收器经光照射,其内部的原子就会释放出电子,使物体的导电性增加。原来电阻很大的材料,在光照下,电阻就会变得很小,这种现象叫做光电效应。遮住一束光,该接收器就会产生一个电信号,驱动相应的电路开始工作,产生固定频率的振荡电压,经放大后带动扬声器发出声音。

这个牛吧,悬浮空中的水珠:

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虽然不是大卫.科波菲尔,但我不但能使水珠静止不动,还能使水珠倒回流入水管里呢。

其实道理也很简单:水管里的水由“脉冲泵”以每秒60下的速度往外喷流,同时有频闪灯光(strobe light)照出水滴形状。如果灯光频律也调成60次每秒,那么每次照明时,下一滴水珠正好补充到上一滴水珠的位置,肉眼看来,水珠便静止不动。如果灯光频律调成小于60次每秒,那么就能看到水珠徐徐下落;如果灯光频律调成大于60次每秒,水珠就开始倒流啦。

调不同的频闪灯光,还能显示不同的水流形状,如泪滴状等。

再一次科学地证明眼见不为实。

这是个任何吉普塞人都想要的水晶球:

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把手放在球表面,从中心的小球就会有光线射到手指上。神秘的耶利亚有了这个宝贝就更迷倒众生了。

怎么回事呢?球内充的是低压堕性气体混合物,包括氦(helium),氖(neon),氩(argon),氪(krypton),氙(xenon)等。中心的那个小球是个高压高频发电器。惰性气体在高频高压电作用下被电离成离子,形成无数向玻璃散发的电子流。

最后那句说明太简单,所以不明白为什么手放上去就有光线生成,请哪位明白的给讲讲。

原文是:what you are doing is receiving a capacitance(storage)because of your large surface area and your affinity for electricity。

三维的tictac游戏:

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各种几何形状在生活中的应用:

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你能用10块拼板拼出所示的各种图形吗?当然最基本的是圆。这个游戏的英文名字叫tangram,中文翻译就是七巧板。

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据说这就是最早发明的七巧板,来自于十九世纪初的中国。有七件拼板:5个三角形,1个正方形,一个平形四边形。可以拼成正方性形和许多其它图形。

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这是整个博物馆唯一发明自中国的东西。


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家园 【原创】随便摸的博物馆(5)

发现新开了一个十九世纪末的乡村商店,就象《草原小屋》里的那个。

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有秤白糖,菜蔬的磅秤:

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硬领专门放在壁橱里。后面柜子上是香料,第一层是烟,雪笳,火柴和马灯。第二层为居家杂物。

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这是那时用的清洁用品。

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早期电话:

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右边是当时的使用说明:

1,拿起话筒之前先摇手柄,然后听铃声。

2,把听筒放到耳边,等接线员的指示。

3,清晰地告诉接线员你要打的号码。

4,等接线员连接电话。

5,要结束电话,请把话筒放回架子上。

典型的美国条例――罗唆之极。

另外还有一个电话工作原理的说明。电话把声讯号转换为电信号,由各种方式,如铜线,纤维,电缆,通迅卫星,微波等,传到你想打的那个电话,电信号再转换成声讯号。

在人工交换台的年代,每个用户都有线连到位于市中心的办公室,在那里接线员负责连接电话。

二十世纪三十年代出现了使用自动交换台的电话。现在,计算机控制的交换台决定最佳接通路线。

有一百年历史的收款机:

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让小孩练习测量的角落。

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一个退役的救护车。真实的救护车内部:

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所有的按钮,抽屉小孩子们都可乱动。最上面一层有个玩具小熊。

救护车旁有录象,演各种急救,如车祸,心脏病等的抢救措施。

人体骨骼的演示和X-光线的说明。

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超声和阳电子放射断层扫瞄摄影术(PET,positron emission tomography)

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中间的那个是胎儿的超声录象。

CT和 MRI。有各种脏器的说明。

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整个博物馆还有很多展品没有照,如巨型拉链,分光镜,热气球,真实的蜂巢,测反应速度的装置,一人高的玩偶房子(doll house)......实在是小孩子的一个好去处。不但可以乱动乱摸而不会受到大人的喝斥,更重要的是能涉及到物理,化学,数学,气象,生物,历史......各方面的知识。

您想带您的小孩来玩一玩吗?


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家园 这个怎么没人看?

是不是转到科学才有人来光顾?

光贴照片就贴得我手酸。5555...

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