擺的運(yùn)動(dòng)軌跡總是十分規(guī)則，而復(fù)擺則不同。只要轉(zhuǎn)動(dòng)手輪就能看到三個(gè)擺不斷的擺動(dòng)，但它們的擺動(dòng)卻完全沒有規(guī)律，擺的運(yùn)動(dòng)軌跡呈現(xiàn)出無法預(yù)測、混沌無序的狀態(tài)。展品根據(jù)各擺的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過系統(tǒng)計(jì)算后在顯示屏上實(shí)時(shí)模擬。
我們現(xiàn)在看到的這個(gè)展項(xiàng)就是混沌擺，靜止的時(shí)候看起來平平無奇，但是我們來轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃中央突出的旋轉(zhuǎn)手柄，使混沌擺開始擺動(dòng)，同時(shí)觀察在顯示器同步播放混沌擺的運(yùn)動(dòng)軌跡畫面，仔細(xì)觀察擺臂的運(yùn)動(dòng)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)每一次擺的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是不一樣的，三個(gè)小擺隨之?dāng)[動(dòng)并互相影響呈現(xiàn)出不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，處于一種混沌狀態(tài)。
為什么會(huì)這樣呢？一個(gè)運(yùn)動(dòng)體系，比如展品中為一個(gè)主擺和三個(gè)副擺的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由起動(dòng)時(shí)的初始條件，也就是主擺和副擺的初始位置和起動(dòng)速度所決定。單擺的運(yùn)動(dòng)很容易預(yù)測，由于這個(gè)大擺有三個(gè)小擺與之相連，它的運(yùn)動(dòng)就更為復(fù)雜。其中每個(gè)擺都會(huì)影響其它擺的運(yùn)動(dòng)，因而使整個(gè)運(yùn)動(dòng)混沌無序，無法預(yù)測。因?yàn)樵谟谀銦o法使每一次擺的運(yùn)動(dòng)初始條件，也就是即旋轉(zhuǎn)手柄的用力，速度等都完全相同，所以每次擺動(dòng)都會(huì)存在著或大或小的差異，那么擺的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就千差萬別。
混沌理論是一種兼具質(zhì)性思考與量化分析的方法，可以用來探討動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中如：人口移動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)、氣象變化、社會(huì)行為等，無法用單一的數(shù)據(jù)關(guān)系，而必須用整體、連續(xù)的數(shù)據(jù)關(guān)系才能加以解釋及預(yù)測之行為。
根據(jù)伯努利原理——流動(dòng)的流體壓強(qiáng)降低，周邊壓強(qiáng)高的靜止空氣補(bǔ)充到壓強(qiáng)低的區(qū)域，由此形成渦流。這個(gè)渦流分布在圓孔周邊，成為環(huán)狀，并向前運(yùn)動(dòng)。環(huán)狀的空氣渦流將霧氣水珠限制在一個(gè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)形成煙圈，當(dāng)霧氣水珠隨著空氣快速通過一個(gè)圓孔時(shí)，由于圓孔出口周邊的空氣是靜止的，因此從圓孔中流出的空氣-水珠霧氣混合物會(huì)牽引靜止的周邊空氣，由此形成了一個(gè)從孔洞邊緣向外再轉(zhuǎn)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)渦流。
日常生活中，我們偶爾會(huì)看見煙圈。但是你知道煙圈背后的奧秘嗎？
接下來為您介紹的這件展品叫做“煙圈”，展品中間是一個(gè)可以壓縮的氣囊。按下“啟動(dòng)”按鈕，煙霧通過管道在氣囊內(nèi)匯集，我們按壓氣囊，為什么從氣囊擠出的煙霧會(huì)成為環(huán)形呢？ 根據(jù)伯努利原理——流動(dòng)的流體壓強(qiáng)降低，周邊壓強(qiáng)高的靜止空氣補(bǔ)充到壓強(qiáng)低的區(qū)域，由此形成渦流。這個(gè)渦流分布在圓孔周邊，成為環(huán)狀，并向前運(yùn)動(dòng)。環(huán)狀的空氣渦流將霧氣水珠限制在一個(gè)環(huán)狀區(qū)域內(nèi)形成煙圈，當(dāng)霧氣水珠隨著空氣快速通過一個(gè)圓孔時(shí)，由于圓孔出口周邊的空氣是靜止的，因此從圓孔中流出的空氣-水珠霧氣混合物會(huì)牽引靜止的周邊空氣，由此形成了一個(gè)從孔洞邊緣向外再轉(zhuǎn)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)渦流。
再舉個(gè)例子，我們在紙條上方吹氣，紙條就會(huì)自動(dòng)向上揚(yáng)起，這其實(shí)就是伯努利原理在暗中作用。
展項(xiàng)由大型杠桿機(jī)構(gòu)、限位緩沖裝置以及繩索等組成。參與者一人坐在座椅上，另一人通過不同位置的繩索拉起坐在椅子上的觀眾，感受不同位置使用的拉力大小。根據(jù)杠桿原理：杠桿上的兩個(gè)力矩（即力與力臂的乘積）大小相等可使杠桿平衡。展項(xiàng)中，杠桿機(jī)構(gòu)的力臂越長，拉起觀眾所需要的力越小；反之，力臂越短需要的力越大。所以，拉動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)外側(cè)的繩子較為省力。生活中常用的起瓶器，鉗子等都是利用了杠桿原理。
分別點(diǎn)擊屏幕上煤炭、石油、天然氣三個(gè)按鈕，觀看該能源在全球的分布狀況，并通過多媒體視頻了解相關(guān)知識。能源是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，未來命運(yùn)取決于能源的掌握，但是地球上的能源并不是均勻分布的，且對于社會(huì)發(fā)展重要的化石資源是一種不可再生能源，正在面臨著開采殆盡的危險(xiǎn)。因此全球性的能源緊缺，導(dǎo)致燃油、燃?xì)獾裙I(yè)及民用燃料價(jià)格不斷攀升，直接影響著人們的日常生活，節(jié)能減排的戰(zhàn)略序幕已經(jīng)拉開，新能源的開發(fā)應(yīng)用已是大勢所趨。
任何物體都含有兩種電荷，物質(zhì)失去電子后帶正電，得到電子后帶負(fù)電。電荷有同性相斥異性相吸的基本特點(diǎn)。在靜電場中，物體左右兩側(cè)感應(yīng)出不同的電荷，由于所受的靜電力大小不同，以及靜電吸力和斥力的變化，于是就出現(xiàn)了乒乓球往復(fù)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
我們在冬天脫毛衣的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)毛衣發(fā)出噼噼啪啪的聲音，如果在光線較暗的地方，能看到毛衣上有藍(lán)色的小火花，手不經(jīng)意摸到的話，還會(huì)有被電到的刺痛感，這是為什么呢？原因是我們在脫毛衣的時(shí)候，毛衣之間相互摩擦后會(huì)產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。
靜電小球演示的就是導(dǎo)體的靜電感應(yīng)原理和電場對電荷的作用力。在保護(hù)罩內(nèi)有左右兩個(gè)分別帶正負(fù)高壓靜電的定制球拍，按下按鈕，展項(xiàng)通電后，懸吊在兩個(gè)定制球拍之間的金屬小球就開始不停的來回?cái)[動(dòng)，發(fā)出乒乒乓乓的響聲。那么是什么導(dǎo)致小球在來回?cái)[動(dòng)并發(fā)出乒乓聲呢？當(dāng)啟動(dòng)按鈕后，高壓靜電發(fā)生器使兩個(gè)球拍成了分別帶有正、負(fù)電荷，由于靜電感應(yīng)，金屬小球的兩邊分別被感應(yīng)出與鄰近球拍相異的電荷，于是，在靜電力的作用下，小球擺向距球近的一個(gè)球拍，與之相碰后，立即帶上與該球拍相同的電荷，從而又被排斥開來，隨后，小球又受到另一塊相異電荷球拍的吸引，相碰后帶上相同電荷又被排斥回來，如此循環(huán)往復(fù)，小球在就兩個(gè)球拍之間來回?cái)[動(dòng)并由于來回碰撞而發(fā)出乒乒乓乓的聲音。
聲音的傳播需要媒介，在真空環(huán)境下，聲音是無法傳播的。
聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度是完全不一樣的。在一般情況下，傳播介質(zhì)的密度越大，傳播聲音的本領(lǐng)越強(qiáng)，速度越快，距離也更遠(yuǎn)。
在本件展品中，聲音的傳播速度從大到小依次是：固體、液體、氣體。
操作方式
1、按動(dòng)“固體（液體、氣體）”按鈕，觀察聲音在不同媒介中的分貝指數(shù)。
2、按動(dòng)“抽真空”按鈕，罩內(nèi)空氣將逐漸抽掉，在按下“固體（或液體、氣體）”按鈕，觀察分貝指數(shù)變化。
3、按下“釋放真空”結(jié)束操作。
一個(gè)T型主擺的三個(gè)端點(diǎn)分別懸掛著三個(gè)副擺。當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)T型主擺時(shí)，三個(gè)副擺隨之?dāng)[動(dòng)，并互相影響呈現(xiàn)出不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。大家可以多試幾次，看看“擺”的運(yùn)動(dòng)軌跡是否相同？
為什么擺臂運(yùn)動(dòng)是混沌無序的？單擺的運(yùn)動(dòng)軌跡通常較易預(yù)測，但當(dāng)一個(gè)主擺和三個(gè)副擺組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)體系時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)變得復(fù)雜起來。由于大擺與小擺相連，因此每個(gè)擺都會(huì)影響其它擺的運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)變得混沌無序、無法預(yù)測。而在起動(dòng)狀態(tài)下，主、副擺的初始位置和起動(dòng)速度都會(huì)影響運(yùn)動(dòng)體系的運(yùn)動(dòng)軌跡。
外延知識：混沌研究始于上個(gè)世紀(jì)60年代，其有影響力的人物就是美國科學(xué)家洛倫茲，他在研究大氣對流方程時(shí)發(fā)現(xiàn)，初始值細(xì)微的變化，可以導(dǎo)致“失之毫厘、差之千里”的結(jié)果?；煦缦到y(tǒng)是一個(gè)非周期性的不可逆過程，它對初始值反應(yīng)敏感，一個(gè)微小的擾動(dòng)變化，就會(huì)產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，而且長期行為不可預(yù)測?；煦缫?guī)律使人類從更客觀的角度對事物進(jìn)行觀察，而不是用公式演算出精確的結(jié)果，它警示我們，不要忽略事物發(fā)展初期的方方面面和細(xì)微之處，它們的微小變化可能會(huì)演變成一個(gè)難以控制的結(jié)果。
展品由軌道和非圓輪子等組成。一組是方形輪子和弧形軌道，推動(dòng)方形輪子在弧形軌道上滾動(dòng)，可看到方形輪子平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，這是因?yàn)榉叫诬囕喌倪呴L和軌道的弧長一樣。另一組是勒洛三角形輪子和平面軌道，將板子放在三角形輪子上面，手推板子并帶動(dòng)三角形輪子在平面軌道上滾動(dòng)，可看到三角形輪子也能平穩(wěn)地前進(jìn)，它展示了數(shù)學(xué)中的定寬曲線原理。所謂定寬曲線是指用兩條平行線夾住一個(gè)圖形，如果在任意一個(gè)方向上，這兩條平行線的距離都相等，那么這圖形就叫定寬曲線。所以勒洛三角形輪子就是定寬曲線，其雖然不是圓形，但仍然可以在板子與平面軌道之間平穩(wěn)滾動(dòng)。
展品主要由線圈、操作手輪、指南針和電流表等組成。展臺的上半部臺面可以做360度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)臺面上安裝有指南針，整體被透明亞克力罩保護(hù)。您可以轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓臺，讓線圈做不同方向切割地磁的運(yùn)動(dòng)，在這過程中可觀看電流表的變化和指南針的指向，不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)線圈的軸向在東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割南北方向磁力線，電流表的指數(shù)大。這也說明此時(shí)線圈切割的磁場磁力線較多，因此所產(chǎn)生并通過的電流也會(huì)較大。
地球可視為一個(gè)磁偶極，其中一個(gè)極位在北極附近，另一極位在南極附近，不過地磁場通常很微弱，我們很難直接感受到，但可以被感知、測量。除了通常用的小磁針、地磁儀，運(yùn)用電磁感應(yīng)也可以感測。本展品就是運(yùn)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來驗(yàn)證地磁場的存在。
展品“電池原理”由電流表、電線及三種不同材質(zhì)共六條金屬棒組成。雙手握住不同材質(zhì)的金屬棒，能看見電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這其實(shí)是因?yàn)椴煌馁|(zhì)的金屬棒在能導(dǎo)電的溶液中，化學(xué)活潑性是不同的。人手上有汗液，汗液是能導(dǎo)電的溶液，當(dāng)雙手握住兩種不同的金屬棒時(shí)，由于二種金屬活潑性不同，您的身體相當(dāng)于電池里面的酸性電解液，當(dāng)你潮濕和帶有鹽分的雙手接觸銅板和鋁板時(shí)，發(fā)生了不同的電化學(xué)反應(yīng)，銅棒發(fā)生還原反應(yīng)，失去電子；鋁棒發(fā)生氧化反應(yīng)，得到電子。鋁棒上多余的電子經(jīng)過電流表流到銅棒上，用來補(bǔ)償銅棒上失去的電子；同時(shí)一只手上積累的多余的電子，通過身體流到另一只手上，由于電流非常微弱，所以您的身體根本感覺不到它，因?yàn)槿梭w皮膚的電阻很大，尤其是皮膚干燥的時(shí)候?qū)﹄娏鞯淖璧K能力就更強(qiáng)，維持這個(gè)微弱電流的能量來源于銅板和你身體的體液之間的電化學(xué)反應(yīng)。
科學(xué)原理：展品中，小圓盤是由磁鐵制成，大圓盤是由鋁盤制成。大圓盤在磁場的作用下內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在鋁盤中又產(chǎn)生了與小圓盤相反的磁場，在磁力的作用下，使小圓盤懸浮起來，小圓盤懸浮在空中也是因?yàn)榇帕εc它的重力達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。操作方法：按下啟動(dòng)按鈕，大圓盤開始快速旋轉(zhuǎn)；觀察小圓盤的狀態(tài)。
中小學(xué)校園科技館建設(shè)方案
1、人工智能與機(jī)器人系列
1腦控機(jī)器人套1
2與機(jī)器人比腕力套1
3雙人腦力對抗賽套1
4腦控噴泉 套1
5書畫與分揀搬物智能機(jī)械套1
6腦控賽車套1
7智能超市套1
8智能采摘套1
腦控吹球比賽套1
2、生命科學(xué)
1"健商測試 套1
2眼疾手快套1
3十二生肖套1
4高空拋物安全教育體驗(yàn)臺套1
5人體智能檢測
6記憶力測試（圖形）
7平衡測試
8反應(yīng)測試
9短期記憶測試
10撲蝴蝶
11配眼鏡
12染色體與遺傳分析
13記憶力測試套1
14同心協(xié)力套1
15孕育生命套1
16未來的你套1
17二種耐力測試套1
3、光學(xué)系列
1移球心跳臺1
2變色球套1
3天上水2型套1
4空中成像套1
53D視頻合成演示儀3型套1
6轉(zhuǎn)動(dòng)生花套1
7怒吼的老虎套1
8投籃歪手套1
9隱身人套1
10三維空間成像套1
哈哈鏡套1
跳動(dòng)的心臟套1
4、聲學(xué)系列
1飛鳥入籠套1
2聲波看得見套1
3激光豎琴套1
4激光豎琴套1
5無皮鼓套1
6步行電子琴套1
7音樂墻套1
8手擊琴套1
5、力學(xué)系列
1自動(dòng)花開套1
2氣浮平臺－２型套1
3萬有引力套1
4牛頓擺套1
5與機(jī)器人比腕力套1
6龍卷風(fēng)套1
7水旋渦（手搖）套1
8聽話的小球套1
9氣浮平臺－２型 套1
10自己拉自己（雙人）套1
11氣流投籃套1
12伯努利噴球套1
13不倒翁套1
14永動(dòng)機(jī)套1
6、電磁學(xué)系列
1美麗的輝光套1
2人體導(dǎo)電（小飛機(jī)） 套1
3平衡球3型套1
4健身發(fā)電-腳踏發(fā)電(雙人)套1
5跳舞的回形針套1
6隔空稱重套1
7磁鐵與線圈套1
8無線充電套1
9柔和電擊套1
7、航天系列
1太空模擬飛行套1
2飛機(jī)模擬飛行套1
3航天空間站套1
4飛行模擬駕駛臺套1
8、VR體驗(yàn)
1VR體驗(yàn)套裝套1
2AR地理沙盤（地理互動(dòng)投影）套1
3模擬訓(xùn)練平臺套1
9、新能源及低碳環(huán)保
1太陽能發(fā)電套1
2太陽能發(fā)電套1
3風(fēng)力發(fā)電套1
4風(fēng)力發(fā)電套1
5太陽能飛機(jī)套1
6旋轉(zhuǎn)小屋套1
7拼圖燈亮套1
8意念彎勺套1
10、地球科學(xué)
1虛擬翻書套1
2飛碟式三球儀套1
3地震來了往哪里跑套1
4消防闖關(guān)套1
5地震體驗(yàn)臺套1
11、數(shù)學(xué)系列
1馬步問題套1
2益智游戲套1
3手指推大廈套1
4哥尼斯堡七橋套1
5自然數(shù)平方規(guī)律套1
12、國學(xué)文化
1三十六計(jì)套1
13、智慧墻
1視覺與經(jīng)驗(yàn)套1
1音樂噴泉套1
2無人機(jī)塊1
3吹燈唱歌塊1
4魔術(shù)師的硬幣塊1
5電影原理(視覺暫留)塊1
6節(jié)水知識競賽塊1
7顏色與密碼塊1
8人體發(fā)電塊1
