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东海科技馆开展“真空的魔力—马德堡半球大揭秘”展品探究活动
发布人:市科学技术协会 发布时间: 2026-02-05 18:08:45
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1月31日下午,在东海科技馆的科技体验展区,马德堡半球展品前围满了参观的大朋友小朋友。几位小朋友试图用力拉开紧吸在一起的两个半球,他们似乎使出了“洪荒之力”也没能将两个半球给分开。这里正在上演的是以“马力全开—拉不开的奥秘”为主题的展品深度探究活动。“为什么两个空杯子扣在一起,就能把小桌子提起来?”“为什么空气炮能隔空打翻纸杯?”通过一系列互动实验,揭示了从经典的马德堡半球到日常生活中的压力现象,让大家亲眼见证看不见的空气所蕴含的巨大力量。

活动从一个看似不可能的任务开始——“杯子提桌子”。科技辅导老师将一个亚克力小桌子盖在装满水的杯口,用浸湿的纸巾封边,随后在板下点燃一支蜡烛,迅速倒扣在光滑的桌面上。随着蜡烛的熄灭,大气压差形成了。老师边做实验边给大家介绍其中的原理:“就像一只无形的大手,把亚克力板紧紧压在桌面上,当尝试提起杯子时,整张桌子被一同提起来,湿纸巾在这里起到了关键的密封作用,防止外部空气进入,维持了那个神奇的‘低气压密室’”,现场发出一片惊呼。

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有了小实验的预热,活动进入了核心环节——马德堡半球探究。老师邀请一位小观众先尝试拉动未处理时的半球,可以轻松提起。接着,老师按下“启动”按钮,抽气泵开始工作,半球内的空气被迅速抽离。当气压表显示接近真空时,再次尝试拉动半球,任凭孩子们使出浑身解数,半球纹丝不动。这个现象正是1654年德国物理学家奥托·冯·格里克著名实验的再现。他当年将两个铜质半球合拢抽成真空后,动用了16匹马才勉强将其拉开,向世人证明了大气压强的存在与强大。

为了让孩子们理解压力差在生活中的应用,辅导老师接着演示了“压水器”和“可以托住水的乒乓球”两个小实验。

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活动最高潮的部分当属“空气炮”互动游戏。老师展示了一个普通的塑料瓶改造的空气炮装置,其中一头套上了一个气球,把瓶子的另一头开口,对准旁边垒好的纸杯塔。用手向外拉动套在瓶子上的气球,然后突然松手——气球迅速回弹,同时纸杯塔被气流推倒。原理在于快速压缩空气形成高速气流,根据伯努利原理,气流中心流速快、压强小,与周围空气形成压强差,从而形成了稳定的涡环向前飞行。孩子们轮流上台,调整角度和力度,体验发射“空气炮弹”的快乐。每当纸杯塔应声倒下,现场便爆发出热烈的欢呼。

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活动尾声,老师将各个实验串联起来,系统讲解了压力差的奥秘。从杯子提桌子到马德堡半球,从压水器到空气炮,这些现象的核心都是“压力差”在起作用。老师鼓励孩子们在生活中发现类似现象:吸盘挂钩能吸附在墙上,正是因为挤压排出了内部空气形成了压力差。从1654年马德堡市广场上十六匹马的嘶鸣,到如今科技馆里孩子们惊喜的欢呼,科学原理穿越时空,在互动与体验中焕发出新的生命力。

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