5月18日至19日，中國科學(xué)院第二十屆公眾科學(xué)日將在該院百余個院屬單位舉辦，院士專家講座、實地參觀、科普體驗等活動輪番上演，將熱愛科學(xué)、崇尚創(chuàng)新的氛圍拉滿。體驗感強的互動實驗、回應(yīng)熱點的科普演講、首次向公眾開放的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施等激發(fā)了青少年對科學(xué)的關(guān)注和興趣。
“月壤科研成果主題科普美育展”亮相“中二所”
在年輕人活躍的B站，“二次元的中科院物理所”成為爆款科普UP主，中國科學(xué)院物理研究所也被網(wǎng)友親切地稱為“中二所”。今年， 物理所的公眾科學(xué)日主題就是“中二所的奇妙冒險”，記者在中關(guān)村園區(qū)看到，無論是室內(nèi)實驗室、所史展還是室外大型實驗秀都人頭攢動，大家跟隨志愿者一起踏上“冒險”之旅，親身體驗科學(xué)的奇妙。
“空氣大炮，發(fā)射！”園區(qū)內(nèi)設(shè)有多個互動實驗區(qū)，如超導(dǎo)磁懸浮、空氣大炮等。很多小朋友被空氣大炮項目吸引，將互動實驗區(qū)團團圍住。他們拉住“炮筒”的彈簧膜并松手，發(fā)射出了煙圈狀的“空氣炮彈”。
孩子們爭相體驗物理所的空氣大炮項目。新京報記者 張璐 攝
看孩子們玩得盡興，現(xiàn)場工作人員趁機科普背后原理：空氣占據(jù)一定空間，在大炮后方炮膜被拉開彈回原位的過程中，氣體釋放的壓力會突然增加，而前半段的炮筒較窄小，空氣流動速度會突然加快?？諝饨?jīng)過小容器口被推擠出去形成的氣流，產(chǎn)生波動與聲音。從能量的角度講，容器內(nèi)氣體壓縮時的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為動能，也就是利用空氣的急劇壓縮而形成的沖擊波。
“月壤科研成果主題科普美育展”也吸引了不少孩子拍照。2020年12月17日，嫦娥五號返回器攜帶1731克月球樣品成功返回地球。中央美術(shù)學(xué)院實驗藝術(shù)學(xué)院的師生圍繞月壤樣品的科學(xué)數(shù)據(jù)，展開了藝術(shù)研究與創(chuàng)作。他們協(xié)助研究團隊獲得了人類歷史上最具清晰度和可讀性的月壤顆粒圖像，還展開了科普與美育相結(jié)合的社會傳播。
展覽中有一組“全家?！闭掌?，是自嫦娥五號帶回的1.5克月壤樣本 中挑選出的最大的146顆，包含40個玄武巖、36個角礫巖、32個玻璃、37個黏結(jié)物和1個橄欖石。它們是迄今為止月壤顆粒最清晰、最具可讀性的光學(xué)顯微照片。這些照片頗具美感，也讓大家對月壤有了更加深入的了解。
“物理學(xué)不存在了？”這是看過《三體》的讀者都知道的一個“?！?。物理所實驗室參觀活動的名稱回答了這個提問——“物理學(xué)仍然存在”。在超導(dǎo)實驗室，參觀的觀眾可以通過玻璃窗看到真空深紫外角分辨光電子能譜儀?！笆裁词浅瑢?dǎo)？”“這個儀器有什么用？”小朋友們連珠炮一般拋來一個個問題。
“要知道河里有什么魚，把它釣出來看看就知道了。同樣，要知道材料里的電子結(jié)構(gòu)，用光把它打出來測測就知道了。角分辨光電子能譜儀就是直接測量材料中電子結(jié)構(gòu)的儀器?！泵鎸姷暮闷婧蜔崆?，實驗室志愿者有問必答，拿著話筒講得口干舌燥，放在旁邊的喉糖也來不及吃一顆。他們耐心地向公眾介紹了超導(dǎo)研究的進展，回應(yīng)了大家近來關(guān)注的“室溫超導(dǎo)”等熱點問題。
為了讓大家更容易理解深奧的科學(xué)知識，講解人員不僅使用通俗的語言、貼近生活的例子，還不忘科普一下背景。在微加工實驗室為小朋友講解時，物理所副研究員葉通先科普了微觀世界和納米。納米有多大？他用類比方式告訴大家，1微米等于1000納米，頭發(fā)絲約100微米粗，而DNA直徑只有2.5納米?！霸谖⒓庸嶒炇?，我們制備的三維生物兼容細胞培養(yǎng)架等就是納米級別的?！彼f。
深海低噪聲毛發(fā)阻尼陣亮相引發(fā)關(guān)注
“把眼鏡放進超聲清洗機里，一會兒就可以洗干凈了，也可以把手伸進去感受一下，可能有微微發(fā)麻的感覺。”在中國科學(xué)院聲學(xué)所，超聲乳化、超聲清洗、超聲霧化、超聲懸浮等聲學(xué)科普展品展臺一字排開，小朋友可以體驗多個聲能應(yīng)用，了解有趣好玩的“聲”原理。
現(xiàn)場工作人員告訴小朋友，超聲清洗是指利用超聲波去除液體中樣品表面污垢的過程。其主要利用的是超聲波在液體中發(fā)生空化時產(chǎn)生的微射流、沖擊波等強聲效應(yīng)剝離樣品表面的污垢，達到清洗的目的。“超聲清洗技術(shù)已經(jīng)很成熟，在實驗室、醫(yī)院等場合普遍使用。超聲清洗機已經(jīng)成為生活電器之一，用來清潔眼鏡、首飾等?！?/p>
新科研樓一層大廳，毛茸茸的“深海耳朵”深海低噪聲毛發(fā)阻尼陣吸引了大家的目光，小朋友都會上前摸一摸，再詢問這條奇怪的大長繩子是做什么的。講解志愿者說，這是首條完全國產(chǎn)的深海低噪聲毛發(fā)阻尼陣，相當(dāng)于人們在深海的“耳朵”，可以聽到并記錄水下的聲音信號。它可以用于海洋聲學(xué)試驗、海洋聲學(xué)檢測和探測，最深可以到水下6000米，幫助科研人員在海洋科考中聽得更深、更遠。
在現(xiàn)場，還有一個“捂耳朵的大熊貓”裝置，志愿者和觀眾交流熱烈，裝置上的分貝值很快突破70。講解志愿者說，大熊貓是一個聽覺與嗅覺靈敏、但視覺較弱的物種。它們一聽到異常聲響就很警覺，聲響太大，就會飛快跑開或者爬到樹上躲藏起來。熊貓媽媽也是通過聽到孩子的大聲啼哭，知道孩子的位置和狀態(tài)。所以，小朋友在動物園看熊貓時，不能大聲驚擾到它們。另外，很多動物的聽力都非常驚人。假如有一臺超級現(xiàn)場音樂會，登臺“演唱”的是蜜蜂，人需要坐在3米至4米的位置聆聽，狗可以在20米至30米處聆聽，兔子站在100米開外就可以聽到。
中國科學(xué)院聲學(xué)研究所的公眾科學(xué)日還迎來了一撥兒特殊的參觀者，他們是來自四川涼山彝族自治州雷波縣的校長和老師。聲學(xué)所高級實驗師徐震博士說，為助力科教融合，近期邀請他們到北京交流，并帶領(lǐng)他們參觀了科學(xué)院公眾科學(xué)日?！八麄儗呀涣鹘?jīng)驗運用到今后的教學(xué)中，促進教育均衡?！?/p>
高能同步輻射光源首次面向公眾開放
每年中國科學(xué)院公眾科學(xué)日，天文臺站、植物園、博物館、野外臺站、國家院所重點實驗室、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施等都會如約面向社會公眾開放。5月19日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源首次參與中國科學(xué)院公眾科學(xué)日活動，面向公眾開放。約800名公眾通過預(yù)約到現(xiàn)場感受大國重器。
HEPS是國家發(fā)展改革委批復(fù)立項，中國科學(xué)院、北京市共建懷柔科學(xué)城的核心裝置，由中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)，建成后，將是世界上最亮的第四代同步輻射光源之一，也是中國第一臺高能同步輻射光源。
HEPS裝置的主要結(jié)構(gòu)包含加速器和光束線站兩個部分，其基本原理是“加速電子產(chǎn)生光”，給航空航天、物理化學(xué)、生物醫(yī)藥、能源環(huán)境等領(lǐng)域的科學(xué)家提供高品質(zhì)的光，以光為“尺”，解析探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和演變機制。目前，HEPS已完成直線加速器、增強器的出束任務(wù)，成功將電子升能加速到6000兆電子伏特，創(chuàng)造了多項世界之最，儲存環(huán)、光束線站科研設(shè)備正在加緊安裝，預(yù)計今年年底發(fā)射第一束光。
李明研究員、焦毅研究員帶來的《神奇的同步輻射光》《粒子加速器及光源》科普報告，用生動有趣的語言，講解了光的顏色是什么？看不見的同步光是如何解析物質(zhì)分子原子結(jié)構(gòu)？加速器如何以磁場約束帶電粒子軌道，將帶電粒子加速到無限接近光速？同步輻射光源歷經(jīng)四代更迭，都發(fā)生了哪些變化？第四代同步輻射光源為何能發(fā)射比太陽亮1萬億倍的光？
為了讓公眾更直觀地感受大裝置，此次活動開放HEPS原理沙盤、X射線顯微成像線站、長線站多個打卡點位，通過志愿者的講解，讓公眾了解HEPS的原理，親身感受HEPS的建設(shè)成果。同時，加速器隧道限定開放，清華大學(xué)物理系、清華大學(xué)附屬中學(xué)、懷柔區(qū)第三中學(xué)的老師和同學(xué)們從直線加速器進入增強器、儲存環(huán)，沿著電子運動的軌跡，深入接觸HEPS加速器，親身體驗中國科技之美。
力學(xué)所科普展館受熱捧
中國科學(xué)院力學(xué)研究所的活動同樣精彩，當(dāng)天，5000余人現(xiàn)場參與了郭永懷誕辰115周年紀念活動、主題科普報告、PLAY LAB游戲?qū)嶒炇摇ⅰ巴ㄍ茖W(xué)的路”打卡、參觀體驗“力學(xué)科普展館”“回望來時的路”主題參觀、參觀重點實驗室等7大板塊活動。
大部分觀眾的第一站來到錢學(xué)森、郭永懷辦公室，感受兩位科學(xué)巨匠的工作環(huán)境和氛圍。力學(xué)研究所305室是錢學(xué)森辦公室，10多平方米的房間里擺著書架、辦公桌椅、單人沙發(fā)等，陳設(shè)簡樸。玻璃展柜里陳列著錢學(xué)森任力學(xué)所所長的任命通告，錢學(xué)森在力學(xué)所的工作手稿等。通過聆聽事跡，小朋友們感受到老一輩科學(xué)家放棄了國外的優(yōu)渥生活，毅然回到祖國，投身于新中國建設(shè)的家國情懷。
力學(xué)所的力學(xué)科普展館今年全新亮相，迎來了絡(luò)繹不絕的參觀者。這里按照力學(xué)的歷史發(fā)展特點分“古代力學(xué)”“經(jīng)典力學(xué)”“近現(xiàn)代力學(xué)”三個區(qū)域，再現(xiàn)了力學(xué)發(fā)展歷程中的實踐探索、經(jīng)典原理和典型應(yīng)用。
展館打造了20多件互動展品，兼具科學(xué)性和趣味性。展臺上相同的兩個建筑模型，在外力作用下，沒有安裝“大鐵球”的建筑發(fā)生了猛烈搖晃。講解志愿者告訴大家，上海中心大廈的125層安裝了一個重達1000噸的“大鐵球”。在振動理論中，它叫“調(diào)諧質(zhì)量阻尼器”。其作用是吸收和消散建筑結(jié)構(gòu)的能量，減少建筑結(jié)構(gòu)在強風(fēng)、地震等外力作用下的振動，提高建筑物的安全性。通過講解員的講解，小朋友們學(xué)習(xí)了很多力學(xué)的知識，還體驗了“透光銅鏡”“趙州拱橋”“聲波懸浮”等有趣的互動展項。
PLAY LAB游戲?qū)嶒炇以O(shè)計了“吃軟不吃硬”“巧取乒乓”“振翅高飛”“花樣疊疊樂”“超級空氣炮”“伯努利積木”等游戲項目。同學(xué)們躍躍欲試，體驗力學(xué)的樂趣。
觀眾們還參觀了材料力學(xué)實驗室、土力學(xué)實驗室、氫氧爆轟激波風(fēng)洞等，通過實驗室工作人員的講解，了解了力學(xué)原理，零距離接觸到了高精尖的力學(xué)前沿科技。
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