“能量”展厅的主题是“物质就是能量,一切能量守恒”。这个展厅没有拘泥于知识本身,而是将展品作为一种表达方式,以物质的运动、变化为明线,能量和物质守恒为暗线,通过两条线索的呼应,向大家普及科学规律、科学发现的过程和以“能量”为主视角的科学观。
“能量”展厅设有“运动大观”、“微观巡礼”和“波形天下”三个分主题,共有“永动神话”、“动·势互变”、“转动之轮”、“流动之幻”、“振动之律”、“粒子空间”、“静电揭秘”、“电磁本源”、“机械波浪”、“电磁波舞”、“波动特性”等11个版块,在宏观与微观两个角度带领观众从能量的角度理解物质科学。
运动是物质最基本的属性,能量的研究也最早起源于对物质运动的研究。物质科学主要研究的对象主要分为两个方面——物质的运动和运动的物质。
宏观物体相对应的能量形式是动能与势能。在宏观的世界中,所有复杂运动都可以分解成多个简单运动。展区设计从主要的物质运动形态(能量形式)进行划分,关注运动与力的关系、能量转化与转换的科学观,同时将“物理模型”与展品的结合,几乎每个展品都是一个经典的物理模型,包含宏观物质直线运动、圆周运动与旋转、抛物线运动、振动、碰撞、惯性、参考系、质点与质点系以及流体元等近20个物理模型;
该分主题按照“永动神话”、“动·势互变”、“旋转之轮”、“流动之幻”、“振动之律”5个版块进行布置,设置59套展品。
设计概述:分子运动对应的是内能与热能;带电粒子的运动状态对应的是电磁能,原子与电子的状态与关系对应的是化学能。在该展区中,我们将压力与压强、内能与热能、电磁能的内容放置在该展区进行展示,引导观众了解上述能量的微观本质。另一方面,将宏观(运动大观)和微观进行统一是这个展区设置的重要目的。在微观世界中,粒子存在多个形态,也是构成物质的基础,其具有可以研究的运动形式。
带电粒子的堆积形成了静电,在宏观上反应出静电现象;在外界势能的做下,带电粒子形成电流。而从微观上看,物质的化学键、粒子之间的作用力都是依赖着电磁力存在着。
设计概述:波是物质在空间内一种非常独特运动形式。在机械运动中,质点的往复运动形成波动性;电磁波是电磁场的一种运动形态,其传播不需要介质,光也是一种电磁波。波既可以传递信息,也可以传递能量。
在该展区中,我们更多的是从特性出发,探究振动与波、电磁波的能量传递。