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校园科技馆 · 光学展区 | 中型展台式展品

从光的传播路径,到反射、折射、偏振、干涉,再到视觉暂留与三原色混合——23 件光学互动展品,把课本里抽象的“光”变成能上手操作的现象。适用于中小学科技馆、校园科普教室、科技长廊等场景。

校园科技馆光学展区光学互动展品中小学科技馆建设科普教室选型源头厂家定制
23件光学展区展品
0.9×0.6台面统一规格
0.8-1.6高度区间(m)
7大学科展区可组合

本页展品的规格、配置、库存与实时价格,以及下单与合同,统一由 科普猫商城 承载。

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校园科技馆展品 - 光的路径

光的路径

8 种光学元件组合在一起,激光一照,反射、折射、会聚、发散全都看得见。

参考尺寸0.9×0.6×0.87 m

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展开:怎么玩 · 展品构成 · 科学原理

怎么玩

转动“调整”手轮调整光学元件的角度,观察光线通过光学元件的路径变化。

展品构成

展品由凹凸透镜、凹凸反光镜、直角三棱镜、楔形镜、五棱镜和平行玻璃砖8种光学元件、激光光源和操作手轮组成。分别展示光的发散、会聚、反射、折射、平移等变化,从而了解光学元件的特性。光线在同种均匀介质里沿直线传播。但光线从一种介质射向另一种介质时,在两介质交界处,会发生折射或反射。当平行光线由空气射向光学元件时,光的路径发生了改变。由此展示了光的发散、会聚、反射、折射、平移等变化,从而了解光学元件的特性。

科学原理

光线因镜片的形状和折射率差异而发生折射、衍射等现象,呈现出各具特色的传播路径。凹透镜使光线发散,而凸透镜则使光线会聚。当平行光线穿过这两种透镜时,可以观察到光线方向的明显变化。平行玻璃透镜不改变光线的方向,但会使光线产生微小的位移,这是由于光线在进入和离开镜片时与镜片表面的交点位置不同所导致的。三角棱镜可以将白光分解成不同颜色的光谱,而楔形镜则可以使光线发生偏转。

校园科技馆展品 - 窥视无穷

窥视无穷

两面镜子反复反射,眼前出现一条怎么走也走不到头的光隧道。

参考尺寸0.9×0.6×1.2 m

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展开:怎么玩 · 展品构成

怎么玩

转动手轮,观察视窗内场景的变化。

展品构成

展品由箱体、半透半反镜、反射镜、LED灯组、发光模型、摆动机构和操作手轮组成。前端是一面半透半反镜,后端是反射镜,灯光发出的光线被反射镜反射回来,一部分透过半透半反镜而被看到,另一部分被半透半反镜再次反射到后端反射镜,多次反射后形成诸多物体的像,无限重复的影像,一个比一个更远,就像一条无尽的隧道。当摆动后端反射镜时,光的反射路径发生了变化,就会看到弯曲的光隧道。

校园科技馆展品 - 空中成像

空中成像

旋转的 LED 灯杆在空中“画”出完整图像,视觉暂留的经典演示。

参考尺寸0.9×0.6×1.31 m

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怎么玩

1、按下启动按钮;2、观察扇叶旋转现象。

展品构成

展项由摆杆、LED灯、电机等组成。观众按下“启动”按钮,观察摆杆转动过程中呈现的图像变化。科

科学原理

为什么在扇叶的旋转平面上出现了图像?人眼在观察景物时,光信号通过视神经传入大脑形成视觉,但光的作用结束后,大脑中视觉形象并不会立即消失,而是会停留0.1至0.4秒,这就是人眼的视觉暂留现象。扇叶上有LED灯组,旋转时,电路控制LED灯按程序指令发光,在旋转平面上的每一位置发出的光都是一幅完整图像的一部分。由于视觉暂留效应,发光点影像会在大脑中保留一小段时间,因此,扇叶在旋转平面上的每一个位置的发光点影像,都会被大脑保留下来,这些保留的发光点影像与正在看到的发光点叠加在一起,就在空中看到了完整的图像。电影、电视及动画片的播放就是利用了人的视觉暂留效应进行设计制作的。找一找,旁边还有哪些展品利用了视觉暂留现象?

校园科技馆展品 - 全息投影

全息投影

透明金字塔里浮现立体影像,三维成像原理亲眼可见。

参考尺寸0.9×0.6×1.2 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,观察透明金字塔的成像情况。

展品构成

全息投影技术也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震撼的演出效果。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

校园科技馆展品 - 光纤传输

光纤传输

光在弯曲的光纤里拐着弯前进,全反射原理现场验证。

参考尺寸0.9×0.6×1.12 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,拨动轮盘,将光线射向台面采集区,观察显示区变化。

展品构成

展品由全反射原理展示装置和光纤传输演示装置两部分。光纤传输演示装置由发光装置、光纤、转盘和显示区组成。按下按钮,转动转盘,观察显示区图像的变化。

科学原理

什么是光的全反射现象呢?光线从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。光纤传输演示装置由光源、图案转盘、光纤束、手轮和启动按钮组成。按下按钮点亮光源,转动手轮选择图案,在光纤另一端的显示区会显示出同样的图案。光纤是怎样传输图案的呢?光纤利用光的全反射原理将光线从一端传输到另一端。单根光纤传输单个光点,光纤束形成的光纤阵列还可以传输图像,因此在显示区就出现了圆盘上的图案。光纤通讯就是以光作为载体,利用光的全反射原理使信息近乎于无损失的远距离传输。

校园科技馆展品 - 翻转成像

翻转成像

三块镜子组成观察通道,转过一圈才知道镜中的像会不会跟着转。

参考尺寸0.9×0.6×1.26 m

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怎么玩

两名游客分别站左右两边,其中一人旋转通道,另一人观看观察口内的影像。

展品构成

本展品主体为一组由三块全反镜组合而成的可旋转观察通道。我们都知道,单块平面镜成像时,无论镜子如何旋转,镜子内的像是不跟着旋转的。本体验装置里装有三面镜子,并按一定角度组合,使得光线从一端必须经过三次反射才能到达另一端,旋转本装置,三块平面镜同时转动,站在装置对面的另一人的头部虽没转动,但三块平面镜对入射光三次反射的位置起了变化,造成他的镜像或左右或上下颠倒的现象。

科学原理

我们都知道,单块平面镜成像时,无论镜子如何旋转,镜子内的像是不跟着旋转的。本体验装置里装有三面镜子,并按一定角度组合,使得光线从一端必须经过三次反射才能到达另一端,旋转本装置,三块平面镜同时转动,站在装置对面的另一人的头部虽没转动,但三块平面镜对入射光三次反射的位置起了变化,造成他的镜像或左右或上下颠倒的现象。

校园科技馆展品 - 多角变向镜

多角变向镜

两面镜子的夹角可以调整,像的数量随角度变化,平面镜成像规律一目了然。

参考尺寸0.9×0.6×1.1 m

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怎么玩

转动镜片,使镜面夹角改变,看看镜中的像的变化。

展品构成

此展项由互成一定角度布局的两面平面镜组合而成,向观众演示平面镜的成像特点。观众可任意调整两个镜面的夹角大小,然后观看其成像效果。

校园科技馆展品 - 菲涅尔透镜

菲涅尔透镜

把透镜“压扁”成一片细密锯齿,焦点依然汇聚,换个思路理解透镜。

参考尺寸0.9×0.6×1.16 m

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怎么玩

通过菲涅尔透镜,观看物体,看看有什么变化。

展品构成

透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。观众可透过菲涅尔透镜观看近处手中的物体,也可看看远处的物体,了解菲涅尔透镜的工作原理。

校园科技馆展品 - 莫尔条纹

莫尔条纹

两层细密条纹一叠加,就浮出水波一样的干涉花纹。

参考尺寸0.9×0.6×1.25 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,启动转盘转动,观看莫尔纹的形成。

展品构成

在数码影像中,如果主体中有密纹的纹理,常常会出现莫名其妙的水波一样的条纹和奇怪的色彩,这就是莫尔条纹。无论是用高级数码相机拍摄的影像,或是扫描的影像,均有可能出现该现象。当物体上的细致图样(如织物上的编织纹路,或建筑物上非常靠近的平行线)与成像元件上的图样相重叠时,可产生此现象。如果两个图样重叠,通常会产生另一种新图样,这种新图样通常叫作莫尔波纹。

校园科技馆展品 - 跳动的心脏

跳动的心脏

光栅一转带动莫尔条纹,静止的图案竟“跳”了起来。

参考尺寸0.9×0.6×1.25 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,观看图案的变化。

展品构成

展项由转盘驱动机构和心跳干涉图案组合构成,按下启动按钮,电机驱动光栅转动,可看到莫尔条纹引起的视错觉。

科学原理

莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果,当人眼无法分辨这两条线或两个物体时,只能看到干涉的花纹,这种光学现象中的花纹就是莫尔条纹。

校园科技馆展品 - 穿墙而过

穿墙而过

两组偏振膜做成一堵“隐形墙”,小球却能穿过去。

参考尺寸0.9×0.6×1.3 m

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怎么玩

旋转透明通道,观看小球穿越“墙体”的神奇现象。

展品构成

演示装置包括两组方向相反的偏振膜、小球、透明管和转动装置。观众旋转转动装置,倾斜圆管,会发现小球能穿越圆管中的“墙”体。

科学原理

此展项展示光的偏振现象。光的偏振性是光的横波性的最直接,最有力的证据,光的偏振现象可以借助于实验装置进行观察。演示装置包括两组方向相反的偏振膜、小球、透明管和转动装置。管道中的两组偏振膜偏振角度刚好相反,和缝处形成一堵虚拟的“墙”,观众旋转转动装置,让管子倾斜,会看到小球能轻松的穿越那堵“墙”。

校园科技馆展品 - 是你还是我

是你还是我

半反半透镜两侧各自调光,两个人的影像叠在一起,分不清谁是谁。

参考尺寸0.9×0.6×1.32 m

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怎么玩

本展项需两人同时操作,通过旋钮调节灯光的明暗,感受奇异的视觉效果。

展品构成

展项由一面半反半透镜和两组可调节明暗的射灯构成。两名体验者分别位于镜子的两边,分别调节射灯的明暗,可实现你中有我,我中有你,分不清是你还是我的奇妙现象。

科学原理

此展项利用半透半反镜的光学特性,将镜子两边的观众反射的像巧妙结合,达到在两人形象间恍惚变换的视觉效果。通过演示让观众了解镀膜玻璃(半透半反镜)的光学特性和应用。观众通过调节半透半反镜两侧的灯光,可以看到人像忽隐忽现。

校园科技馆展品 - 光压风车

光压风车

光也能推着风车转起来,原来光是“有力量”的。

参考尺寸0.9×0.6×1.05 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,观看风车运动状态的变化。

展品构成

展品由展台、说明牌、支架、风车、小射灯组成,观众按下开关,观看光压风车的自转现象。

科学原理

不同颜色的物体对于光的吸收程度有所不同,白色的物体对于光能的吸收程度小,黑色的物体对于光能的吸收程度大。基于这一原理,在光驱动风车接受太阳光照射时,越来越多的能量聚集在叶片呈黑色的背面上,导致黑、白叶片之间产生了光能差,并转换为气压差,从而推动叶轮旋转。

校园科技馆展品 - 变色转盘

变色转盘

转盘一转,黑白变彩色,连转向也会“骗”眼睛。

参考尺寸0.9×0.6×1.05 m

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怎么玩

按下“启动”按钮,观看转盘的形态变化。

科学原理

视觉暂留现象。偏心圆看起来成为同心圆;频闪转盘加速或减速的过程中好像改变了转向;变色转盘;产生了红、蓝、绿等不同的色彩。当螺旋线的转向与圆盘的转向相同时,会产生向内收缩的视觉效果;当螺旋线的转向与圆盘的转向相反时,会产生向外扩散的视觉效果。

校园科技馆展品 - 光的三原色

光的三原色

红、绿、蓝三色光叠加,亲手调出黄、紫、白。

参考尺寸0.9×0.6×0.86 m

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怎么玩

按下相应光源的启动按钮,观察不同颜色的光源混色后的效果。

展品构成

展台上会呈现出三种颜色的光源,红、绿、蓝,即三种原色光。孩子们按下相应按钮,开启光源,从而将色光混合形成各种不同的颜色,试试,怎样才能调出黄色、紫色以及白色的光源?通过实验,让孩子们对光的三原色有了更深刻的了解。

科学原理

光的三原色,就是RGB(Red红,Green绿,Blue蓝)。RGB这三种颜色的组合,几乎能形成所有的颜色。光线会越加越亮,两两混合可以得到更亮的中间色:黄,青,亮紫。三种等量组合可以得到白色。补色指完全不含另一种颜色,红和绿混合成黄色,因为完全不含蓝色,所以黄色就是蓝色的补色。红色与绿色经过一定比例混合后就是黄色了。所以黄色不能称之为三原色。

校园科技馆展品 - 管中窥豹

管中窥豹

隔着“放大镜”看屏幕,藏起来的画面才肯显形。

参考尺寸0.9×0.6×1.06 m

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怎么玩

1、直接观看显示屏,你能看到正在播放的视频吗?2、透过“放大镜”观看屏幕,显示屏中隐藏的画面是不是一目了然了呢?

展品构成

展项由多媒体播放系统、液晶屏显示装置(经过特殊处理)、“放大镜”观察装置等构成。利用液晶屏的成像特点,将液晶屏进行了特殊处理,直接观看时,屏幕上只能看到白色的一片,用“放大镜”观看时则可以清晰地看到动画内容。

科学原理

为什么透过“放大镜”,白色的液晶屏上会显示出动感的画面呢?“放大镜”内放置的其实是组成液晶屏显示器的一个重要部分——偏振片,液晶显示屏中有两个偏振片,一个是入射偏振片,一个是出射偏振片。当入射偏振片与出射偏振片偏振方向成90°角时,对液晶加电将阻断光线射出,不加电则使光线射出。入射偏振片与出射偏振片平行时,对液晶加电光线将射出,不加电则光线被阻挡。所以屏幕上缺少一层偏振片时,我们无法看到图像。

校园科技馆展品 - 变换的风景

变换的风景

透过转盘上的镜片看黑白线稿,画面瞬间变成彩色。

参考尺寸0.9×0.6×1.33 m

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怎么玩

透过转盘内的镜片观看灯箱内的风景画,你会发现黑白画变成了彩画,转动转盘,风景画的颜色还会发生变化。

展品构成

展项由黑白线条画灯箱和转盘装置等构成。观众直接观看灯箱,会看到一副黑色线条勾勒的风景画;当观众透过转盘上的透明玻璃观看时,会发现线条画变成了彩色画;如果转动转盘,会发现彩色画还可以变颜色,非常神奇!

科学原理

为什么透过这一层镜片,风景画所呈现的色彩会发生改变呢?灯箱内靠近灯源侧镶嵌着一层偏振片,发出的光为偏振光。灯箱最外侧覆盖不同厚度的透明薄膜,转盘内侧贴有一层偏振片,由于不同厚度的薄膜对偏振光产生不同程度的折射,当转动转盘时,转盘内的偏振片对光的偏振方向发生偏振,光线就会显示出不同的颜色和亮度。

校园科技馆展品 - 光栅动画

光栅动画

左右移动光栅板,静止的奔马、小鸟就跑起来了。

参考尺寸0.9×0.6×0.85 m

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怎么玩

按下“选择图案”按钮选择图案;手动移动光栅板,观看光栅动画。

展品构成

展项由印有图案的皮带传动机构、电机驱动机构、手动光栅板等构成。观众可通过图案选择按钮,选择需要观看的图案,图案有奔马、走人、小鸟、齿轮、波浪共5组,然后左右移动栅格,神奇的一幕出现了,静态的图案会动起来。

科学原理

为什么静态图案会动起来呢?光栅动画又称莫尔条纹动画,它是综合利用了莫尔条纹原理和视觉暂留现象,当光栅与底图叠加不动时,参与者所观察到的图像为两者之间图案相互干涉后所形成的图像。移动光栅板时,人眼通过视神经输入大脑后所产生的像需要延迟0.1-0.4秒才消失,将动态变化的莫尔条纹图案得以连贯起来,从而形成了连续运动的动画。在日常生活中,莫尔条纹主要应用在传感检测领域,而视觉暂留现象更多的应用在电影、动画等影视领域。

校园科技馆展品 - 隐身术

隐身术

棱镜组让光线绕开中间区域,插进去的测试棒“断了一截”。

参考尺寸0.9×0.6×1.10 m

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怎么玩

1)隐形体验装置:将测试棒插入棱镜组的中心孔,会看到棒体中间那一段消失了。2)光路演示装置:转动手轮,激光器点亮,光线经过棱镜组合折射,会绕开中心区域,所以会隐身。

展品构成

展品由隐形体验装置、光路演示装置构成。隐形体验装置有五棱镜、三棱镜各6块,组成一个光路折射组合,让光线绕开中间的区域,达到隐形的目的,观众将测试棒插入棱镜组中间的洞,会发现,棒的中间那段消失了,同时光线只避开棱镜组中间的区域,棱镜后面的图案同样清晰可见;光路演示装置由激光器、移动机构、棱镜组、操作手轮、传动机构等构成。转动手轮,启动激光器,并移动激光的入射点,可清晰看到光路的变化。

科学原理

人之所以能看到物体,是因为物体阻挡了光波通过。如果有一种材料敷在物体表面,能引导被物体阻挡的光波“绕着走”,那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来,物体就似乎变得“不存在”了,也就实现了视觉隐身。光波(包括电磁波)照射到物体时,会在物体上发生散射;散射的光波被接收后,就表明那里存在物体。如果能让光波“转弯”,绕着物体走,这样物体就能“隐身”。

校园科技馆展品 - 浮动环

浮动环

电机带动圆环转动,最上面的一圈看起来悬空漂浮。

参考尺寸0.9×0.6×1.30 m

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怎么玩

按下启动按钮,观看浮动环转动产生的现象。

展品构成

展项由驱动电机和圆环组合构成,按下启动按钮,电机驱动圆环转动,可看到最上端的圆环“浮”在空中。

科学原理

为什么会看到圆环“浮”在空中?这是一种视错觉,当人体观察物体时,基于经验主义或不当的参照形成的错误的判断和感知,是指观察者在客观因素干扰下或者自身的心理因素支配下,对图形产生的与客观事实不相符的错误的感觉。

校园科技馆展品 - 魔镜

魔镜

镜中的像和实物“长得不一样”,想一想这是为什么。

参考尺寸0.9×0.6×1.18 m

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怎么玩

1、观察模型上方开口的形状;2、将转盘转动一定角度,观察并对比模型的实际形状与在镜中的形状。

展品构成

展项由平面镜、特制的模型组、可旋转的转盘等组成。转动转盘,对比观察实物模型与镜中所成的像会发现,像和实物造型不一样,想想这是为什么呢?科

科学原理

为何从某些角度观察时,模型的实际开口形状与在镜中的形状不同呢?物体的形象通过眼睛传递给大脑,经大脑处理,使我们理解。然而我们的大脑在处理外形时,总是倾向于将物体处理成我们熟悉的形状,舍去一些多余的,或者弥补原本没有的细节。展品中模型开口的边,既不是简单的直线,也不是圆弧,而是一侧凹一侧凸,像一个躺着的S形。从凹的一侧观察时,对侧凸曲线看起来更像圆弧,大脑把这个古怪几何体理解成我们熟悉的圆柱体。此时,镜中的物体则相当于从凸的一侧观察,对侧凹曲线看起来更像直线,大脑把它理解成我们熟悉的长方体。从不同的角度观察事物,得到的信息往往不尽相同,古诗中“横看成岭侧成峰”所描述的就是这个道理。

校园科技馆展品 - 镜面立方体

镜面立方体

镜面组合的中央凭空出现一个立方体,转动手轮它还会上下移动。

参考尺寸0.9×0.6×1.17 m

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怎么玩

转动手轮,控制斜板上下移动,观察镜面上所呈图像的变化。

展品构成

展项由一组全反平面镜构成的镜面组合和位于中间的斜板构成。斜板上安装有灯带,转动手轮可以驱动斜板上下运动,此时镜面组合模型中会形成立方体造型。科

科学原理

一块三角板,在镜面的反射下为什么变成立方体了?随着手轮转动,伸出来的斜板是越来越大的直角等腰三角形。以斜板为界,上方的两块镜面相互垂直,下方的两块镜面也相互垂直。由于镜面相互垂直,它们相互反射的像是重合的。通过这种特殊的设计,斜板和相邻两块镜子之间能反射出“立方体”完整的一个面,四面镜子两两相交,就可以看见“立方体”的上、前、左、右四个面。因为立方体最多可以同时看见三个面,所以随着斜板的上下移动,“立方体”便随之而出了。如果调整镜面的角度,成像会有怎样的变化?回家后用几面镜子,按照60°、90°、120°等角度试一试吧。

校园科技馆展品 - 小孔成像

小孔成像

一块小孔板,就把景物的倒立像投在展示板上。

参考尺寸0.9×0.6×1.00 m

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怎么玩

按下启动按钮,调整小孔板和屏幕的位置,观察屏幕上成像的变化。

展品构成

本展品由光源板、小孔板、展示板等组成。科

科学原理

小孔成像运用了光的直线传播原理:光在同一均匀介质中,不受引力作用干扰的情况下沿直线传播,通过对光的长期观察,人们发现了沿着密林树叶间隙射到地面的光线形成射线状的光束,从小窗中进入屋里的日光也是这样。

这个展区怎么配

50 ㎡ 科普教室

建议选 8-12 件,优先“光的路径、空中成像、光的三原色、光栅动画”等操作直观、易上手的展品,靠墙布置成 L 形动线。

100-200 ㎡ 校园科技馆

光学可作为其中一个展区,配 15-23 件形成完整体验闭环,与力学、电磁学展区相邻布置。

科技长廊 / 走廊

可选体积小、可壁挂的展品组合,配合主题墙图文,做轻量化科普氛围。

常见问题

校园科技馆光学展区适合哪个学段?

小学中高年级到初中阶段最合适。展品以“看得见、摸得着、能操作”为原则,小学以现象体验为主,初中可结合科学原理讲解延伸。

一间教室能放多少件光学展品?

按台面 0.9×0.6 m 计算,50 ㎡ 教室留出走道和讲解区后,常规可布置 8-12 件;若做纯展示型布局可到 15 件左右。

需要多大的场地和层高?

展品高度在 0.85-1.33 m 之间,常规教室层高即可满足。建议动线宽度不小于 0.9 m,方便多人同时操作和参观。

可以只做这一个学科吗?

可以。七个学科各自独立成套,也支持分年度逐步扩建。

展品的操作说明和科学原理解释谁来提供?

每件展品配套说明牌图文,包含操作方法与科学原理。本页每件展品展开后即可看到对应内容。

价格怎么算?

按展品件数与选型组合核算,需结合场地面积、展区数量与配套展台确定。可先提供选型清单再统一报价。

展品的规格与实时价格在哪看?

统一在科普猫商城查看与选购,本页只做展区总览与展品构成说明。

需要选型清单或整馆方案?

提供场地面积与层高,我们按“展区划分 + 展品清单 + 动线布置”给出可直接用的配置方案;单件展品的规格、配置与价格,请直接到科普猫商城查看。

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