1月7日14:00,“青少年科技素养提升计划”系列情景大师直播课走进中国科学院声学研究所,研究员张志博老师通过讲解和实验的方式,带领大家走近大国重器“奋斗者”号,为大家揭开有关声音的奥秘。“青少年科技素养提升计划”的千所乡村小学的学生,在老师的组织下与全网观众共同观看,课程在线总观看量超410万人次。
云南宁洱镇二小观看课程
通过现场的模型,张老师首先为我们讲解了“奋斗者”号的基本构造,从外形到内部的驾驶室,逐层拆解了它的运行原理,让大家了解了它是如何做到定位、航行和跟外界联络的。这一切,都与声音有关。
张志博老师解答记者提问
张老师详细介绍了“奋斗者”号顶部的声呐系统,这些声呐可以进行海底地形地貌探测,防止发生碰撞,而且还可以做到精准定位和测速,然后把信息回传,让驾驶员能够做出正确航行判断。同时,它还配置了能够跟水面进行通信的水声通信机,可以收集和传递语音、图像、运行参数等信息。面对主持人的提问:“为什么要选择声音做媒介,而不是光、电磁波、无线电波等?”张老师答到:“因为这些在水这种介质中传播,会衰减得厉害,导致传播的长度非常短,而声音是其中传播最远的。”
“奋斗者”号下潜中
张老师进一步介绍了水下声学系统对于“奋斗者”号运行的重要性,并介绍了科学研究的成功也不是一蹴而就的,经历了从7103救生艇-蛟龙号-深海勇士号-奋斗者号的“进化”历程,从最初只有几百米的深度,到奋斗者号创造的10909米中国载人深潜新纪录,在装备上,越来越趋向于国产化,几乎所有的技术和零部件都是我国自主研发的,“奋斗者”号也是我国科技进步的最佳见证和骄傲。
奋斗者号深海运行
张老师带领大家一起走进了声学所实验室,感受科研工作者们是如何一步步让声学设备从实验室调试阶段、水池测试阶段、湖泊测试阶段,最后进入海洋测试的科研历程。在半消音实验室,张老师用闹钟和主持人一起做了“真空”实验,来验证声音无法在没有介质的情况下传播。并通过倒车雷达的实验展示,进一步延展出了自然界和生活中运用到声学的现象,比如海豚和蝙蝠,但是对于流传甚广的“雷达是根据蝙蝠的原理发明的”说法,张老师进行了辟谣:科学家发现蝙蝠利用超声波夜间飞行的原理,是在人类发明雷达之后。在生活中,电动牙刷、音乐厅、B超甚至石油勘探,都有声学的应用,生活中处处有声学。
张老师讲解“真空”中声音传播实验
最后,张老师带领我们走进声学所展馆,向我们展示了蛟龙号模型,各种声学材料和实验器材,并进一步解说,关于声学的技术、材料、设备在导盲等领域皆有应用。张老师还向我们介绍了国际声学泰斗马大猷、超声学家应崇福、声学奠基人汪德昭三位院士,并讲述了汪德昭放弃法国的优厚待遇,毅然选择回国做科研的感人事迹。
声音在空气、液体和固体中,传播速度哪个最快?网友们纷纷在线留言解答张老师提出的问题,直播课在意犹未尽中圆满结束。
《青少年科技素养提升计划系列情景大师课》是由中国下一代教育基金会与平安公益基金会联合主办,科技日报社媒体支持的实景科普在线课程。课程围绕生命科学、农业科技、航空航天、智能制造、人工智能等前沿领域,通过专家讲解与实景展示的创新方式,为全国孩子们提供丰富的科普内容。让更多的孩子们足不出户,就能云游重点实验基地、中科院所、科技展馆、动植物园、生态保护区、国家级工程等,开阔眼界,学习知识,激发孩子们学习科学的热情。
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