科學實驗“演”起來

問：3—5分鐘能做什么？

答：能通過一場精心策劃的科普表演秀展示奇妙的實驗創意，進行生動的知識闡述，追溯“高科技”的來龍去脈……

什么，你不相信？那就一起去全國科學實驗展演匯演活動現場看看吧！

全國科學實驗展演匯演自2017年舉辦以來，如今已是第7屆。活動旨在向全社會普及科學知識，傳播科學思想，弘揚科學精神，展示科學魅力，挖掘、培養一大批科學實驗展演人才，助力國家科普事業的發展以及全民科學素質的提高。

2024年9月29日—30日，全國科學實驗展演匯演預選賽暨湖南省科學實驗展演匯演決賽在長沙舉行，50支參賽隊伍同臺競技，用充滿創意的表演征服觀眾。“光與電”的美麗邂逅，“冰與火”的終極“PK”，焰色反應、水面張力等實驗原理的生動解析，涉及物理、化學、生物等多個學科的知識，為大家呈現了一場內容豐富、妙趣橫生的科學盛宴。

即將為大家介紹的5支隊伍個個身懷“絕技”，富有特色：他們有的在預選賽中沖進了前三名，成功晉級國賽；有的雖然沒有進入國賽，卻收獲了諸多好評，成為觀眾心中的“意難平”。讓我們通過下面的介紹更深入地認識他們，了解劇本創作和實驗展演背后的故事，選出你心中的“TOP1”吧。

1號隊伍：感受雷電的神奇

作品名稱：雷電實驗室

自我介紹：團隊在熊舉峰老師的指導下，由朱秋樺、賈美玉、莫振杰、王碩悅涵、唐一丹、彭園園等6名來自湖南師范大學的研究生組成。

熊舉峰老師主要負責設備的檢查與控制。莫振杰飾演雷電實驗室的實驗員，他身穿防護服，表演特斯拉線圈放電原理以及擺放一些實驗儀器。朱秋樺飾演一名來實驗室參觀的中學生“小秋”。小秋性格活潑開朗、敢于冒險，善于提出問題。賈美玉飾演小秋的姐姐，她也是雷電實驗室的實驗員，負責答疑解惑，講解實驗涉及的科學原理。王碩悅涵飾演小秋的同學，她是另一名來實驗室參觀的中學生，性格文靜、謹慎，善于理性地思考問題。唐一丹負責播放展演時的PPT。彭園園負責控制燈光。

實驗原理：

★特斯拉線圈放電

特斯拉線圈是一種通過變頻諧振產生高壓的裝置。其產生的高壓能達幾十萬伏，使空氣電離，產生電弧，從而模擬“雷電”的形成。

特斯拉線圈形成的“雷電”具有高電壓、小電流、高頻率等特點。以表演時所用的特斯拉線圈為例，它的功率是2000 W，能產生20萬伏左右的高壓，根據功率計算公式P=UI，它產生的電流約為10 mA。而人體能通過的安全電流約為10 mA，因此特斯拉線圈產生的電流并不會對人造成威脅。

在表演中，穿著防護服的實驗員和身處籠子里的演員之所以能近距離接觸“雷電”，是因為防護服和籠子都是由金屬做成的。金屬電阻比人體電阻要小得多，此時相當于人體與金屬并聯，特斯拉線圈產生的電流絕大部分都通過金屬流向了地面，從而保護了人體。

★避雷針

在雷雨天氣，當高樓上空出現帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應上了大量電荷。由于避雷針針頭較尖，在發生靜電感應時，導體尖端的電荷密度最大。這導致避雷針與云層之間的空氣很容易被擊穿，使帶電云層與避雷針形成通路。而避雷針則可以把云層上的電荷導入地面，使其不對高層建筑構成威脅。

活動感想：相較于科普讀物等靜態的科普形式，科學實驗展演最大的不同在于它的故事性與價值引領。我們不僅要演繹一個引人入勝的故事，還要在故事中普及正確的科學知識、傳遞求真求實的科學精神。

2號隊伍：用激光拯救地球

作品名稱：激·光啟未來

自我介紹：本作品以“暗黑族”入侵地球，“萌騎士團”為保護全人類踏上尋光之路為故事背景，演繹了“萌騎士團”通過激光照射黑白雙層氣球等一系列實驗，發現激光能量的過程。經過一系列的探索，“萌騎士團”最終找到了打敗暗黑族的武器——激光，幫助地球恢復了光明。

團隊由湖南幼兒師范高等專科學校的劉慶、劉佳欣、陳艷靈、王焜鵬等4人組成。劉慶飾演“暗黑族”，是團隊總負責人。劉佳欣飾演“奈亞公主”，負責購買、檢查道具和講述實驗原理。陳艷靈飾演“月之星”，負責制作PPT并進行大部分實驗操作。王焜鵬飾演“幻之星”，是團隊的“武打演員”與“氣氛擔當”。

實驗原理：

★激光的產生

某些物質原子中的粒子受光或電的激發，由低能級的原子躍遷為高能級原子，當高能級原子的數目大于低能級原子的數目，并由高能級躍遷回低能級時，就放射出相位、頻率、方向等完全相同的光，這種光就是激光。

★光的吸收

當激光筆照射內為黑色、外為白色的雙層氣球時，為什么內層的黑氣球爆破了，而外層的白氣球未破？因為白色可以反射光，而黑色可以吸收光，激光透過白色氣球被黑色氣球吸收，導致內層的黑色氣球爆破。

活動感想：我們是一個擁有較強凝聚力的團隊。團隊成員密切配合，分工明確。從開始準備到比賽前夕，團隊大概修改了39篇稿子，發生了很多難忘的事。

例如，在決賽前，由于抽簽抽到最后一組，彩排到了零點，而那天也是一位隊員18歲的生日。隊員們趕在零點前陪她買了雞腿，為她唱起了生日歌。

3號隊伍：快樂的“泡泡派對”

作品名稱：不簡單的泡泡

自我介紹：我們的作品共分為四個環節。第一個環節是表演“噴火泡泡”實驗，第二個環節是表演“不漏水的水杯”實驗，第三個環節是利用泡泡拉膜裝置向觀眾展示表面張力的作用。最后一個環節是互動環節，展示氦氣泡泡和泡泡套人的玩法，帶大家重溫兒時的快樂。

團隊成員均來自湖南第一師范學院，包括：艾振宙（指導老師）、陳洋（科教專業）、劉暢（科教專業）、杜靈娜（科教專業）、蔣湘月（物理專業）、廖琪（物理專業）。

陳洋主要負責統籌安排各個隊員的任務，與指導老師進行溝通和交流，也是作品的主要編劇和魔術師“樂樂”的扮演者。劉暢主要負責劇本的審核修改，也是拉膜裝置的總設計師和維護、美化人員。杜靈娜是劇中“小藍”的扮演者，主要負責PPT的制作、實驗相關原理的解析。蔣湘月是劇中“小黃”的扮演者，主要負責團隊視頻的拍攝、剪輯，并對往屆作品進行檢索和收集。廖琪是實驗材料的總采購員和舞臺泡泡師。

實驗原理：

★噴火泡泡

用特制工具在桌面上做一個泡泡，在泡泡內加入可燃氣體——丁烷。在泡泡上放置一個鐵環，戳破鐵環里的泡泡膜，并點燃泡泡上方的空氣，泡泡就會噴出火焰。

★不漏水的水杯

在兩個同樣大小的玻璃杯上分別覆蓋一層網孔大小不一的塑料網，往玻璃杯內注滿水后倒置于水槽中，再輕輕拿起，會發現網孔大的杯子里的水全都漏掉了，而網孔小的杯子卻沒有。這是因為網孔小的杯子與水表面接觸的面積更大，能加大水的表面張力，讓水不會流下來。

★變圓的線圈

把線圈放在泡泡上，戳破線圈里的泡泡膜，線圈會變圓。這是因為戳破泡泡膜后，線圈外圍的水分子會在表面張力的作用下將線圈拉圓。

★飛上天空的泡泡

在泡泡水里加入氦氣，由于氦氣比空氣輕，充滿氦氣的泡泡就能飛上天空。

★能套人的泡泡

按一定配比在水中加入甘油、洗滌劑、泡打粉等。洗滌劑含有表面活性劑，能減小水的表面張力；甘油和聚合物（如膠水）能減緩泡泡膜水分蒸發的速率；泡打粉使泡泡更容易成形，延長泡泡存在的時間。綜合作用下，就能實現泡泡套人啦。

活動感想：我們原定的表演內容是“特斯拉線圈”。前期我們查閱了大量資料，并進行了多次討論，最終發現“特斯拉線圈”表演所需成本較高，且存在一定的危險性。

前期已經投入了那么多，在臨近比賽的時刻，是否有必要更換表演的主題？在我們迷茫之際，艾老師給我們提供了新的參考方向，并確定了“水的表面張力”這一主題。在整個團隊的不懈努力下，我們順利完成了所有表演內容。

4號隊伍：發現陀螺儀的秘密

作品名稱：陀螺儀的奧秘

自我介紹：我們是來自邵陽市肖海波名師工作室的一支隊伍。領隊肖海波擔任節目指導；劉立峰扮演好奇且好學的“劉同學”，負責實驗操作和提出問題；周凱扮演劉同學的搭檔“周同學”，與其共同探討科學原理，增加互動性；尹志剛扮演物理老師，負責科學原理的講解和實驗指導；羊華春扮演政教主任，協助操作實驗并提出問題，增加劇情的懸念；張付林扮演學校保安，最初設定為引起誤會的角色，后來轉變為科學實驗的參與者。

實驗原理：角動量守恒定律是物理學中的一個基本定律，表示一個系統在沒有外力矩的作用下，總角動量保持不變。這一定律在許多自然現象和技術應用中都有體現，比如地球的自轉、陀螺儀的穩定以及自行車的平衡。

在我們的表演中，高速旋轉的陀螺儀具有較大的角動量，這使其即使處于非常不穩定的條件，如處于懸空的繩子上，也能保持直立不倒。這種穩定性是許多旋轉物體共有的特性，也是自行車在高速行駛時更穩定，而在低速時更容易傾倒的原因。

活動感想：比賽中最難忘的一件事是，尹志剛老師在參加比賽前不小心把手摔骨折了，這本將給節目的表演帶來不利影響，但我們重新修改了節目的設計，巧妙地融入安全教育的內容，使得節目更加出彩。這件事也讓我們充分認識到，只要善于思考，就能把劣勢變成優勢。

5號隊伍：體驗焰火的美妙

作品名稱：知識焰火 燃夢啟航

自我介紹：我們來自長沙海關技術中心，表演內容以長沙海關技術中心的青年前往河南支教為背景，講述向支教點學生介紹煙花相關知識的故事。

我們的領隊是王曉麗，指導老師是呂小園。舞臺參演人員及角色分工如下：楊純、李承堅扮演支教老師；黃本堯扮演助教；王曉麗、劉紫涵扮演學生。

實驗原理：焰色反應是煙花呈現不同色彩的秘密所在。將金屬元素置于火焰中，金屬的外層電子會吸收火焰能量發生躍遷，釋放的電磁波正好處于可見光波段，從而呈現五彩繽紛的顏色。

冷光煙花是指采用燃點較低的金屬粉末，加工形成煙霧小、氣味輕，并在燃放時伴有光、火、焰花飛舞等觀賞效果的煙花。

活動感想：煙花是湖南的特色產品之一，選擇煙花作為科學實驗展演的主題，可以展示湖南的地方特色和文化。我們認為，科普的意義在于把那些原本只在學術殿堂或者專業領域的知識，以通俗易懂的方式傳遞給大眾，消除大眾對科學的神秘感，拓寬人們的知識面。特別是對青少年來說，生動有趣的科普能在他們心中種下科學的種子，促使他們未來投身于科學研究事業。

在這次科學實驗展演匯演中，各代表隊精心設計、各顯神通，利用服裝、道具、多媒體等工具，引領觀眾走進一個個引人入勝的“科幻空間”。他們通過非凡的創意表演和表達科學知識，極大地激發了公眾對科學的興趣。

看完5支隊伍的自我介紹和創作背后的故事，你是否也想在生活中嘗試開展這些實驗？趕快行動起來吧，說不定下次登上舞臺的就是你。

彩蛋：于2024年11月29日—12月1日在安徽合肥舉辦的第7屆全國科學實驗展演匯演活動中，1號隊伍獲得了特等獎的好成績！

（欄目編輯" 田春憶）