科学实验“演”起来

问：3—5分钟能做什么？

答：能通过一场精心策划的科普表演秀展示奇妙的实验创意，进行生动的知识阐述，追溯“高科技”的来龙去脉……

什么，你不相信？那就一起去全国科学实验展演汇演活动现场看看吧！

全国科学实验展演汇演自2017年举办以来，如今已是第7届。活动旨在向全社会普及科学知识，传播科学思想，弘扬科学精神，展示科学魅力，挖掘、培养一大批科学实验展演人才，助力国家科普事业的发展以及全民科学素质的提高。

2024年9月29日—30日，全国科学实验展演汇演预选赛暨湖南省科学实验展演汇演决赛在长沙举行，50支参赛队伍同台竞技，用充满创意的表演征服观众。“光与电”的美丽邂逅，“冰与火”的终极“PK”，焰色反应、水面张力等实验原理的生动解析，涉及物理、化学、生物等多个学科的知识，为大家呈现了一场内容丰富、妙趣横生的科学盛宴。

即将为大家介绍的5支队伍个个身怀“绝技”，富有特色：他们有的在预选赛中冲进了前三名，成功晋级国赛；有的虽然没有进入国赛，却收获了诸多好评，成为观众心中的“意难平”。让我们通过下面的介绍更深入地认识他们，了解剧本创作和实验展演背后的故事，选出你心中的“TOP1”吧。

1号队伍：感受雷电的神奇

作品名称：雷电实验室

自我介绍：团队在熊举峰老师的指导下，由朱秋桦、贾美玉、莫振杰、王硕悦涵、唐一丹、彭园园等6名来自湖南师范大学的研究生组成。

熊举峰老师主要负责设备的检查与控制。莫振杰饰演雷电实验室的实验员，他身穿防护服，表演特斯拉线圈放电原理以及摆放一些实验仪器。朱秋桦饰演一名来实验室参观的中学生“小秋”。小秋性格活泼开朗、敢于冒险，善于提出问题。贾美玉饰演小秋的姐姐，她也是雷电实验室的实验员，负责答疑解惑，讲解实验涉及的科学原理。王硕悦涵饰演小秋的同学，她是另一名来实验室参观的中学生，性格文静、谨慎，善于理性地思考问题。唐一丹负责播放展演时的PPT。彭园园负责控制灯光。

实验原理：

★特斯拉线圈放电

特斯拉线圈是一种通过变频谐振产生高压的装置。其产生的高压能达几十万伏，使空气电离，产生电弧，从而模拟“雷电”的形成。

特斯拉线圈形成的“雷电”具有高电压、小电流、高频率等特点。以表演时所用的特斯拉线圈为例，它的功率是2000 W，能产生20万伏左右的高压，根据功率计算公式P=UI，它产生的电流约为10 mA。而人体能通过的安全电流约为10 mA，因此特斯拉线圈产生的电流并不会对人造成威胁。

在表演中，穿着防护服的实验员和身处笼子里的演员之所以能近距离接触“雷电”，是因为防护服和笼子都是由金属做成的。金属电阻比人体电阻要小得多，此时相当于人体与金属并联，特斯拉线圈产生的电流绝大部分都通过金属流向了地面，从而保护了人体。

★避雷针

在雷雨天气，当高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上了大量电荷。由于避雷针针头较尖，在发生静电感应时，导体尖端的电荷密度最大。这导致避雷针与云层之间的空气很容易被击穿，使带电云层与避雷针形成通路。而避雷针则可以把云层上的电荷导入地面，使其不对高层建筑构成威胁。

活动感想：相较于科普读物等静态的科普形式，科学实验展演最大的不同在于它的故事性与价值引领。我们不仅要演绎一个引人入胜的故事，还要在故事中普及正确的科学知识、传递求真求实的科学精神。

2号队伍：用激光拯救地球

作品名称：激·光启未来

自我介绍：本作品以“暗黑族”入侵地球，“萌骑士团”为保护全人类踏上寻光之路为故事背景，演绎了“萌骑士团”通过激光照射黑白双层气球等一系列实验，发现激光能量的过程。经过一系列的探索，“萌骑士团”最终找到了打败暗黑族的武器——激光，帮助地球恢复了光明。

团队由湖南幼儿师范高等专科学校的刘庆、刘佳欣、陈艳灵、王焜鹏等4人组成。刘庆饰演“暗黑族”，是团队总负责人。刘佳欣饰演“奈亚公主”，负责购买、检查道具和讲述实验原理。陈艳灵饰演“月之星”，负责制作PPT并进行大部分实验操作。王焜鹏饰演“幻之星”，是团队的“武打演员”与“气氛担当”。

实验原理：

★激光的产生

某些物质原子中的粒子受光或电的激发，由低能级的原子跃迁为高能级原子，当高能级原子的数目大于低能级原子的数目，并由高能级跃迁回低能级时，就放射出相位、频率、方向等完全相同的光，这种光就是激光。

★光的吸收

当激光笔照射内为黑色、外为白色的双层气球时，为什么内层的黑气球爆破了，而外层的白气球未破？因为白色可以反射光，而黑色可以吸收光，激光透过白色气球被黑色气球吸收，导致内层的黑色气球爆破。

活动感想：我们是一个拥有较强凝聚力的团队。团队成员密切配合，分工明确。从开始准备到比赛前夕，团队大概修改了39篇稿子，发生了很多难忘的事。

例如，在决赛前，由于抽签抽到最后一组，彩排到了零点，而那天也是一位队员18岁的生日。队员们赶在零点前陪她买了鸡腿，为她唱起了生日歌。

3号队伍：快乐的“泡泡派对”

作品名称：不简单的泡泡

自我介绍：我们的作品共分为四个环节。第一个环节是表演“喷火泡泡”实验，第二个环节是表演“不漏水的水杯”实验，第三个环节是利用泡泡拉膜装置向观众展示表面张力的作用。最后一个环节是互动环节，展示氦气泡泡和泡泡套人的玩法，带大家重温儿时的快乐。

团队成员均来自湖南第一师范学院，包括：艾振宙（指导老师）、陈洋（科教专业）、刘畅（科教专业）、杜灵娜（科教专业）、蒋湘月（物理专业）、廖琪（物理专业）。

陈洋主要负责统筹安排各个队员的任务，与指导老师进行沟通和交流，也是作品的主要编剧和魔术师“乐乐”的扮演者。刘畅主要负责剧本的审核修改，也是拉膜装置的总设计师和维护、美化人员。杜灵娜是剧中“小蓝”的扮演者，主要负责PPT的制作、实验相关原理的解析。蒋湘月是剧中“小黄”的扮演者，主要负责团队视频的拍摄、剪辑，并对往届作品进行检索和收集。廖琪是实验材料的总采购员和舞台泡泡师。

实验原理：

★喷火泡泡

用特制工具在桌面上做一个泡泡，在泡泡内加入可燃气体——丁烷。在泡泡上放置一个铁环，戳破铁环里的泡泡膜，并点燃泡泡上方的空气，泡泡就会喷出火焰。

★不漏水的水杯

在两个同样大小的玻璃杯上分别覆盖一层网孔大小不一的塑料网，往玻璃杯内注满水后倒置于水槽中，再轻轻拿起，会发现网孔大的杯子里的水全都漏掉了，而网孔小的杯子却没有。这是因为网孔小的杯子与水表面接触的面积更大，能加大水的表面张力，让水不会流下来。

★变圆的线圈

把线圈放在泡泡上，戳破线圈里的泡泡膜，线圈会变圆。这是因为戳破泡泡膜后，线圈外围的水分子会在表面张力的作用下将线圈拉圆。

★飞上天空的泡泡

在泡泡水里加入氦气，由于氦气比空气轻，充满氦气的泡泡就能飞上天空。

★能套人的泡泡

按一定配比在水中加入甘油、洗涤剂、泡打粉等。洗涤剂含有表面活性剂，能减小水的表面张力；甘油和聚合物（如胶水）能减缓泡泡膜水分蒸发的速率；泡打粉使泡泡更容易成形，延长泡泡存在的时间。综合作用下，就能实现泡泡套人啦。

活动感想：我们原定的表演内容是“特斯拉线圈”。前期我们查阅了大量资料，并进行了多次讨论，最终发现“特斯拉线圈”表演所需成本较高，且存在一定的危险性。

前期已经投入了那么多，在临近比赛的时刻，是否有必要更换表演的主题？在我们迷茫之际，艾老师给我们提供了新的参考方向，并确定了“水的表面张力”这一主题。在整个团队的不懈努力下，我们顺利完成了所有表演内容。

4号队伍：发现陀螺仪的秘密

作品名称：陀螺仪的奥秘

自我介绍：我们是来自邵阳市肖海波名师工作室的一支队伍。领队肖海波担任节目指导；刘立峰扮演好奇且好学的“刘同学”，负责实验操作和提出问题；周凯扮演刘同学的搭档“周同学”，与其共同探讨科学原理，增加互动性；尹志刚扮演物理老师，负责科学原理的讲解和实验指导；羊华春扮演政教主任，协助操作实验并提出问题，增加剧情的悬念；张付林扮演学校保安，最初设定为引起误会的角色，后来转变为科学实验的参与者。

实验原理：角动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，表示一个系统在没有外力矩的作用下，总角动量保持不变。这一定律在许多自然现象和技术应用中都有体现，比如地球的自转、陀螺仪的稳定以及自行车的平衡。

在我们的表演中，高速旋转的陀螺仪具有较大的角动量，这使其即使处于非常不稳定的条件，如处于悬空的绳子上，也能保持直立不倒。这种稳定性是许多旋转物体共有的特性，也是自行车在高速行驶时更稳定，而在低速时更容易倾倒的原因。

活动感想：比赛中最难忘的一件事是，尹志刚老师在参加比赛前不小心把手摔骨折了，这本将给节目的表演带来不利影响，但我们重新修改了节目的设计，巧妙地融入安全教育的内容，使得节目更加出彩。这件事也让我们充分认识到，只要善于思考，就能把劣势变成优势。

5号队伍：体验焰火的美妙

作品名称：知识焰火 燃梦启航

自我介绍：我们来自长沙海关技术中心，表演内容以长沙海关技术中心的青年前往河南支教为背景，讲述向支教点学生介绍烟花相关知识的故事。

我们的领队是王晓丽，指导老师是吕小园。舞台参演人员及角色分工如下：杨纯、李承坚扮演支教老师；黄本尧扮演助教；王晓丽、刘紫涵扮演学生。

实验原理：焰色反应是烟花呈现不同色彩的秘密所在。将金属元素置于火焰中，金属的外层电子会吸收火焰能量发生跃迁，释放的电磁波正好处于可见光波段，从而呈现五彩缤纷的颜色。

冷光烟花是指采用燃点较低的金属粉末，加工形成烟雾小、气味轻，并在燃放时伴有光、火、焰花飞舞等观赏效果的烟花。

活动感想：烟花是湖南的特色产品之一，选择烟花作为科学实验展演的主题，可以展示湖南的地方特色和文化。我们认为，科普的意义在于把那些原本只在学术殿堂或者专业领域的知识，以通俗易懂的方式传递给大众，消除大众对科学的神秘感，拓宽人们的知识面。特别是对青少年来说，生动有趣的科普能在他们心中种下科学的种子，促使他们未来投身于科学研究事业。

在这次科学实验展演汇演中，各代表队精心设计、各显神通，利用服装、道具、多媒体等工具，引领观众走进一个个引人入胜的“科幻空间”。他们通过非凡的创意表演和表达科学知识，极大地激发了公众对科学的兴趣。

看完5支队伍的自我介绍和创作背后的故事，你是否也想在生活中尝试开展这些实验？赶快行动起来吧，说不定下次登上舞台的就是你。

彩蛋：于2024年11月29日—12月1日在安徽合肥举办的第7届全国科学实验展演汇演活动中，1号队伍获得了特等奖的好成绩！

（栏目编辑" 田春忆）