李擎宇

摘 要：以旋轉(zhuǎn)液體和閃電花的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)說明創(chuàng)新需要奇思妙想，以變色保溫杯的發(fā)明說明創(chuàng)新需要集智取長，多思多練中巧妙設(shè)計(jì)一些物理實(shí)驗(yàn)，不但對(duì)知識(shí)能有再認(rèn)識(shí)，也會(huì)發(fā)展自己的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新；發(fā)明

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）2-0057-2

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象蘊(yùn)含著物理規(guī)律，對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)不僅能使實(shí)驗(yàn)效果更佳，在創(chuàng)新中也能發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)造潛能，潛移默化地影響個(gè)人能力素養(yǎng)。只要我們以飽滿的創(chuàng)造熱情去積極探索、思考和想象，就會(huì)在動(dòng)手動(dòng)腦的同時(shí)收獲累累碩果。

1 奇思妙想，開展創(chuàng)新

創(chuàng)新離不開奇思妙想，以想象為基礎(chǔ)開展奇妙的構(gòu)思，可以幫助我們沖破現(xiàn)有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的局限，有意無意地發(fā)明出一些奇異的物理實(shí)驗(yàn)裝置。在制作發(fā)明的過程中，不知不覺地培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，這種創(chuàng)新能力又激發(fā)我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)新問題，創(chuàng)新地解決問題。如演示磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子有力的作用，中學(xué)課本是用洛倫茲力演示裝置，帶電粒子是電子，有沒有其它的帶電粒子可以演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？筆者改進(jìn)的裝置原理如圖1：

圓形容器中間固定一鐵棒接電源一端，容器四周用漆包線纏繞接電源另一端，直流電源用48 V電動(dòng)車充電器，容器中盛有氫氧化鈉溶液（可滴入幾滴酚酞），容器放在一個(gè)強(qiáng)磁體（可用環(huán)形磁鐵或電磁鐵）上，可見紅色的堿溶液一會(huì)就會(huì)旋轉(zhuǎn)變成無色，變換電源正負(fù)極，堿液會(huì)反向旋轉(zhuǎn)。這個(gè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)也說明了磁場(chǎng)對(duì)帶電離子也有力的作用，這種離子的載體是液體，因而溶液會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，筆者又突發(fā)奇想，閃電能不能在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)呢？于是筆者做了閃電花實(shí)驗(yàn)裝置，基本思路是：通過電子感應(yīng)圈產(chǎn)生高壓，進(jìn)行尖端放電，產(chǎn)生閃電效果，磁體上下移動(dòng)，閃電光路在磁場(chǎng)作用下會(huì)上下移動(dòng)，磁體旋轉(zhuǎn)，閃電會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生閃電花。這樣的實(shí)驗(yàn)效果，白天光照充足時(shí)觀察也是非常明顯的。原理及實(shí)物如圖2：

2 集智取長，發(fā)展創(chuàng)新

現(xiàn)代各種知識(shí)之間呈現(xiàn)出協(xié)作化、綜合化趨勢(shì)。發(fā)明和創(chuàng)造僅僅靠個(gè)人努力是不可想象的。一個(gè)人要有所創(chuàng)新，除了個(gè)人的努力，還要具有善于與人合作的精神，能夠處理好與他人的協(xié)作關(guān)系，搜集群體人的智慧取長補(bǔ)短，才會(huì)靈感迸發(fā)。在一次課外活動(dòng)中，筆者對(duì)茶杯的保溫性能作了研究，想把茶杯做成比真空保溫杯還要保溫的茶杯。如何解決這個(gè)問題，筆者專門邀請(qǐng)了近10名的同學(xué)、老師一起討論研究，先后經(jīng)過多次改進(jìn)，終于發(fā)明這款變色保溫杯，原理及實(shí)物圖3：

可變色的保溫水杯的基本構(gòu)成為兩層側(cè)壁，外層為真空包裝，覆蓋杯子下端大部分（與普通保溫水杯類似），內(nèi)層下端裝有海波，上端封閉NO2和N2O4氣體，氣體顏色在杯口下端可以觀察到。當(dāng)杯子倒入熱水時(shí)，海波晶體熔化吸熱，對(duì)熱水快速降溫。同時(shí)由于溫度高，NO2和N2O4進(jìn)行可逆反應(yīng)，紅棕色的NO2明顯變多，顏色加深，杯口貼有水溫顏色對(duì)比圖，可方便知道水溫。當(dāng)水溫降低時(shí)，海波凝固放熱，保證水溫在凝固點(diǎn)48 ℃左右很長一段時(shí)間。這款杯子巧妙地利用了海波晶體的熔化吸熱和凝固放熱，給內(nèi)膽降溫保溫，使保溫杯的保溫性能大大提高。這個(gè)裝置如果能做成嬰兒杯，嬰兒喝奶溫度控制的難題便迎刃而解了。

在創(chuàng)新的道路上筆者剛剛起步，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)也只是停留在初步的改進(jìn)上。如何開拓思維，對(duì)原貯存的知識(shí)進(jìn)行重組，尋找它們的交叉點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)，使知識(shí)融會(huì)貫通，認(rèn)識(shí)自我，發(fā)展自我，筆者還有很長的路要走。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 王柏廬）