Design scope and node expansion example of Shandong Science Museum new exhibition project

主题设计思路描述

欧姆定律结合了电学的三个最基本物理量——电流、电压、电阻，标志着真正的电学分析及计算从此开始。电是宇宙诞生之初就有的自然现象，而从人类搞清楚电的性质到储存电，经过了几代科学家不断的研究与探索。但电不能凭空产生，必须从其他能量转换而来，人类研发出了发电机，电能从此成为一种人类可以利用的新的能源，电力的时代也由此开启。该主题节点将就欧姆定律展示其过去人类与电的第一次接触，随之电是怎样被储存的，天然电力，“发电的方法

“，高电压技术，目前中国的电网情况以及当今和未来的电力技术。

“欧姆定律”展品清单表

编号

归类

名称

尺寸

表现的科学原理

互动方式

主要组成部分

制造控制参考价（万元）

0382

一般展项

温斯赫斯特感应起电机

5 m²

温斯赫斯特感应起电机是一种静电发生器。该展品整体上是一个大型的感应起电机，由观众蹬自行车的方式为其提供动力，通过连接传导推进系统，从而产生高压电力。

全身互动体验

展台、脚踏车、感应起电机、地台、电控箱、说明牌组成

16.0

0383

一般展项

琥珀静电

1 m²

摩擦两种材料会增加它们表面之间的接触，从而产生摩擦电效应。例如，琥珀可以通过与羊毛等材料接触、分离(或摩擦)而获得电荷。观众可以通过用琥珀摩擦羊毛的方式来尝试这种效果，然后试着吸起一些诸如羽毛类轻的物体。

动手体验

展台、磨擦棒、毛皮、丝绸、盛物盒、细小纸屑、羽毛屑等、说明牌组成

10.0

0384

一般展项

静电球

1 m²

在这个展项中，参观者可以观察到电荷交换的无限循环。几个金属球被放在一个圆形的场地里。在场地的边缘和中间的圆形金属块之间施加恒定的电压。轮辋上的负电荷会把带负电荷的球推向中心。一旦一个球碰撞到了中心区域，它就会带正电荷。

这将使球从中心向边缘排斥，在那里它将带负电荷，进而又被排斥到中心，如此无穷无尽。在它们穿过场地的过程中，球可能互相吸引或排斥，这取决于它们的电荷，从而演绎出了一场

动手体验

展台、静电发生器、静电球及支架、金属球、防护罩、电控箱、说明牌、按钮、图文展版组成

12.0

迷人的小球之舞。

0385

一般展项

弯流

1 m²

在这个令人印象深刻的展项中，观众可以利用水的静电特性来调节弯曲的水流。在空闲模式下，一束小股的液体从展品顶部的一个容器中倒漏到它下方的容器中。

通过操作控制轮，观众可以将带电管推向液体束。一旦此带电管足够接近液体束，液体束中的分子就会被带电管排斥，创造出一种液体弯曲流动的超现实体验!

本展项同时提供了三个水平的环，去通过适当地定位带电管道，来挑战观众对液体束的定位。在水流旁边，作为对比的一束硅油对电流的影响并不敏感，它会让观众们相信，是电流使水柱弯曲。

动手体验

展台、水循环系统、手轮组件（3套）、滑动组件、静电发生器、电控箱、说明牌组成

23.0

0386

一般展项

范德格拉夫发电机

1 m²

当电机启动后，下部滚轴开始转动传送带，并开始产生负电荷，而传送带产生正电荷。当传送带朝着上方滚轮和铁梳移动时，它会携带正电荷。这些电荷转移到金属球。观众的手与金属球接触，正电荷流向包括他们头发在内的观众身体。此时，观众的头发就竖立起来，这是因为头发上的电荷相同（都是正电

动手体验

地台、静电发生器、静电球支架、静电球、金属球、防护罩、电控箱、说明牌、按钮组成

20.0

荷）而产生互相排斥,人的头发就会立起来。

0387

一般展项

莱顿瓶

3 m²

莱顿瓶是一种古老的电器元件，它将高压电荷储存在玻璃瓶内和瓶外的导体之间。观众可以用两种材料相互摩擦产生电荷，然后他们可以把电荷储存在莱顿瓶里，以后再放电。

动手体验

展台、磨擦棒组件、毛皮、丝绸、储电玻璃瓶、放电部分、说明牌组成

11.0

0388

一般展项

抽搐的青蛙腿

1 m²

故事要追溯到1780年。那是，LuigiGalvani正准备解剖一只挂在黄铜钩子上的青蛙。当他用铁制手术刀触碰到这只青蛙的坐骨神经时，它的腿抽动了一下。他认为自己发现了“动物电流”。而事实上这是一种生物电池。

观众可以使用两种不同的金属，在两个点上连接人工青蛙的腿，从而亲自体验这一科学发现。 每当金属接触连接点时，青蛙的腿发生抽搐反应。
观众通过这些操作可以了解其背后的科学原理以及现代生物电池的工作机制。

动手体验

展台、青蛙腿模型、控制部分、操做手柄、说明牌组成

18.0

0389

一般展项

电容器是什么?

10 m²

在某种程度上，电容器有点像电池。 尽管它们的工作方式完全不同，但电容器和电池都可以存储电能。 电容器在结构上比电池简单得多，因为它不能产生新的电荷-——它只储存它们。甚至大自然也以闪电的形式展示了电容器的工作原理。

展品为观众展示和说明了电容器的工作原理，应用的场所以及与电池的区别。为了便于观众们理解，展品将水流比作电流，并将水箱比作冷凝器。观众可以通过操作水龙头的开关，去观察
水 箱 ( 冷 凝 器 ) 补 偿 电 网 的 波 动 。

https://youtu.be/X4EUwTwZ110?t=47

多媒体

展台、图文展版、电视机、水循环系统、制冷器、按制部分组成

20.0

0390

一般展项

拍照重现–“富兰克林抓住闪电”

3 m²

参观者可以与展品互动，拍摄一张他们自己的照片，借此重现弗兰克林用风筝捕捉闪电的著名场景。

互动多媒体增强

图文展版、云朵模型、闪电模型、风筝模型组成

14.0

0391

一般展项

天气现象–北极光

4 m²

通过Planeterrella装置的实验演示，观众可以体验到令人难以置信的人工模拟的北极光，同时，观众可以感受到北极光的壮美和雄奇。另外，展项还提供了关于北极光的视频供观众观看。https://www.youtube.com/watch?v=ayx8d8cdmrY

多媒体

图文展版、电视机、发光组件、成像板组成

18.0

0392

主题展项

利希滕贝格图样

10 m²

通过高压放电，在亚克力板上可以看到闪光的详细纹样和图案。观众能够观察到一个清晰的大型利希滕贝格图样。作为补充阐释，展项还提供了创作这些闪电雕刻的慢动作视频。

动手互动

展台、高压变压器、放电组件、绝缘部件、控制部分、图文展版、地线、按钮组成

18.0

0393

核心展项

欧姆定律

3 m²

电流、电压和电阻之间的关系被称为欧姆定律，观众可以大致了解术语及其含义。通过对管道和水箱中水流的比较，帮助观众更清楚地理解主题。本展项设置了一个大型的主题展品，展示了小球不断地穿过不同的透明管道，这代表了不同趋势和方向的电流。管道内部有不同数量的障碍物，当球滚过管道时，这些障碍物就会自动发光。参观众可以测量不同管道的电流、电阻和安培数(球通过管道的速度和数量)，并了解它们是如何相互依赖的。

https://youtu.be/FFHUoWFtab0?t=41

互动多媒体增强

展台、造型支架、水循环系统、小球循环机构、带障碍物小球循环机构、发光组件、控制部分、触摸屏、图文展版组成

35.0

0394

一般展项

电阻挑战

1 m²

勇敢的”观众可以通过一个自我实验了解不同材料以及“功能性电围栏”的电阻，同时理解它们对动物和人类没有危险的原因。观众可以用手指触摸金属表面，也可以用橡胶、铝、铜等材料制作的物体——根据材料的不同，观众会受到轻微的电击。

动手体验

展台、电流表、静电发生器、不材料棒、测试装置、盛物盒组成

16.0

0395

一般展项

身体奏乐

1 m²

与展品（FREQTIC 鼓）进行互动，观众可以在他们的皮肤上演奏音乐。要演奏这种乐器，需要两名观众各用他们的一只手去抓住鼓上的金属环。当两个人空闲的手互相接触，乐器就会依照两位演奏者的身体特性，发出独特的声音。

动手体验

展台、FREQTIC 鼓组件（含控制器、音箱等）、说明牌组成

20.0

0396

一般展项

迈克尔·法拉第铜盘发电机

1 m²

法拉第圆盘是一种直流发电机，由导电盘或圆柱体组成，在垂直于均匀静磁场的平面上旋转。 通过转动手柄，金属圆盘在电磁铁的两个磁极之间旋转，产生的电流从盘的外边缘流向中心轴（中心电势比边缘高）。观众亲手操作法拉第的圆盘发电机，了解其工作原理。

动手体验

图文展版、展台、转盘、传动机构、手轮组件、磁铁组件、电流表、说明牌组成

15.0

0397

一般展项

手柄驱动式发动机

1 m²

观众可以转动曲柄，去驱动一个简化的发电机，主要展示了它结构上的易于识别的元素——永磁体和线圈。灯和仪器会对产生的电压和电流进行反馈。

动手体验

展台、发电机、永磁体组件、电流表、LED灯带组成

12.0

0398

主题展项

特斯拉线圈和法拉第笼

30 m²

为了研究高频和高压的电气领域，特斯拉发明了一种设备，这一设备突破了当时人们对电气理解的极限。观众可以体验到特斯拉线圈产生的电磁放电，并发现一种保护它们的方法:法拉第笼。站在笼子里的观众是安全的，免受强大的电力放电的危害。

动手体验

防护罩、线圈组件、放电组件、绝缘部件、高压变压器、控制部分、法拉第笼等组成

45.0

0399

一般展项

雅各布天梯

2 m²

为什么闪电会爬上梯子？观众可以通过这个展品了解到高压和热力学的神秘玩法。

动手体验

展台、防护罩、放电组件、高压变压器组成

19.0

0400

一般展项

尖端放电

8 m²

电极尖端的形状对其放电性能的影响是本展项所要传达给观众的主题。 在展柜中，将两对电极置于彼此的上方，使每一对电极相互对准。上方电极的电极头是球形的，下方电极的电极头则呈锥形，并将强电势施加到每个电极对，此时，参观者被邀请用一根滑动棒将各自的电极相互滑动。在一定的距离上，一道明亮的闪光将电极连接起来，观众从中可以了解到：这个距离不仅取决于两对电极所施加的相同的电势，还取决于电极头的形状。

动手体验

展台、防护罩、放电组件、高压变压器、绝缘棒、滑动部件组成

17.0

0401

主题展项

等离子体墙

4 m²

此展项使用了等离子球的基本原理，让观众有机会接触和体验到各种不同大小和形状的等离子球、管道和互动墙。

动手体验

图文展版墙、辉光盘、辉光柱组成

23.0

0402

一般展项

中国的电网

15 m²

移动多媒体控制台上的滑块，观众可以看到中国电网随着时间的推移的发展历程，同时可以看到未来的发展趋势，从而了解到更多即将出现的并且令人关注的问题譬如: (快速增长的电力需求、对电力系统可靠性和能源安全的担忧、环境退化和气候变化) 以及将来如何面对这些问题等等。

多媒体

16

26.0

0403

核心展项

超导磁悬浮列车

8 m²

在某个“临界”温度以下，材料会转变为超导状态，其具有两个基本特性：首先，它们对电流通过不造成任何阻力。当电阻降为零时，电流可以在材料内部循环，且不会耗散任何能量。其次，如果它们足够弱，则外部磁场将不会穿透超导体，而是保留在其表面。该列车包含两个超导体，一旦它们的温度降到极低，就会悬浮起来。冷却由液氮完成。氮云在黑暗的背景前看起来棒极了！一旦超导体足够冷，火车便会悬浮成电梯，并被提升约80厘米。在那个高度，火车沿整个轨道悬浮。

实物模型

护栏、展台、列车模型、轨道及支架、强磁铁、液淡及储存设备

28.0

0404

一般展项

访谈墙

4 m²

来自不同科学领域的专家对超导体的惊人未来用例以及它们如何改变我们的生活给出自己的见解（例如粒子加速器，核磁共振层析成像（医学诊断），磁力计）。

多媒体

图文展版支架、电视机组成

35.0

合计（万元）

471.0

主题展区：欧姆定律

展品编号：0402

展品名称：中国的电网

1、展示的内容：

移动多媒体控制台上的滑块，观众可以看到中国电网随着时间的推移的发展历程，同时可以看到未来的发展趋势，从而了解到更多即将出现的并且令人关注的问题譬如: (快速增长的电力需求、对电力系统可靠性和能源安全的担忧、环境退化和气候变化) 以及将来如何面对这些问题等等。

科学原理（展示的科学原理或先进技术）：

中国电网经历了起步建设、规模化发展和区域电网互联形成三个时期，电网功能由简单的电力外送，发展到城市间、省间乃至跨大区域间的电力资源优化配置。在此过程中，大电源和西电东送的发展共同促进了大电网的发展，但当系统达到一定规模之后，大电网的边际效应将逐步递减。未来电网的建设主角将由输电网逐渐演变为配电网。

2、展示的主要目的：

使观众了解欧姆定律在现实生活中的具体用例,了解中国电网的发展情况与发

展趋势。

展品彩色三维效果图：

1、展品体验操作方式: 移动多媒体控制台上的滑块

2、展品互动方式

多媒体

3、展品说明：(操作说明)

移动多媒体控制台上的滑块，观看中国的电网在不同时期的情况。

4、展品预算：26万元

展品技术资料：

1.展品图纸（展品尺寸图、爆炸图、主要部件图等）

1.1.展台组件

1.3.主要部件图

2.展品技术接口需求（用电、用水、网络、占地尺寸、荷载等）

2.1 弱电需求：穿管与强电分开；

2.2 强电（电压等级、功率）：单相三线制AC220/50Hz，2200W；

2.3 控制数据线需求：跨越HDMI高清数据线；

2.4 网络需求：预留网络接口；

2.5 承载/偏载/重载/动载荷：地面安装位置应承受大于或等于350KG/㎡；

2.6 消防需求：场馆普通消防要求；

2.7 通风需求：场馆普通通风要求；

2.8 空气温度、湿度：场馆普通温度、湿度要求；

2.9 供水（压力、流量）：无；

2.10 压缩空气（压力、流量）：无；

2.11 悬空吊挂及连接要求：展品自身投影机吊挂；

2.12 其他需求：（如是否需要设备间）无。

3.主要材料、设备清单

序号

主要材料、设备名称

型号（规格）

数量

单位

1

方管

方钢管 30*30*2mm，20*20*2mm,矩形方钢管

82

Kg

40*20*2mm

2

冷轧钢板

冷轧钢板2440*1220*2mm

65

Kg

3

人造石

人造石：杜邦，3200*1500*700mm,厚12mm

（国际一流品牌，杜邦可丽耐、三星星容、

LG豪美思或同等品牌）

3.3

㎡

4

小型音箱

小型音箱 i5：2.0 至尊音响,信噪比

85dBA,3.5mm 音频接口,高音 2x16W,低音

2x19W

1

套

5

激光投影机

激光投影机：激光工程机,6500LM,DLP,分辨

率1920*1200

1

台

6

电脑主机i7

电脑主机：酷睿i7,120G固态硬盘,2G独

显,8G内存,显卡GT730,2G
DDR3显卡

1

台

SHAPE * MERGEFORMAT

4.人机交互界面（包括多媒体界面、脚本等）

特殊需求：（如需提供24小时用电、高温、低温、需要的安全距离、需要的特殊环境等） 暗环境。

项目分类

分区

主要内容

面积

（平米）

科普教育功能区

展览展示区

常设展厅

常设展厅为科技馆新馆主要面向公众开放的核心区域，各展区相对独立，通过公共空间连接，展厅内设置教育活动室。

13101

儿童展厅

专题儿童展区主要针对3-7岁儿童身心特点设置展品展项，儿童展区独立管理。分幼儿区、少儿区，分层分区设置。

2552

天文科普厅（天文台）

新馆顶楼穹顶设置天文科普区域，穹顶直径8米，上层为公众活动区域用于开展天文科教活动，下层为设备间。

370

天文科普展厅

位于二层西侧原影视科普展厅，现作为天文科普展厅，展示与天文有关的内容。

1404

临时展览厅

临时展览区用于开展主题性展览、临时性展览及组织群众性科普活动，设置在在1、2层东区，独立管理。

2122

专题展览

设计制作跟踪社会热点，提高公民科学素质的专题性展览。主要用于主题展厅的展览活动开展。

—

教育活动开发

开发基于展厅展品的科普教育活动和适用于双创空间的独立科学课程。

开放式展厅

在除上述专用展区之外的其他展览区域（包括中厅、走廊等），设置开放式展区。

1162

标志性主题展品

在一楼主入口大厅等区域设置标志性大型主题展品。

—

特效影视技术体验区

球幕影院

设置300座左右，屏幕直径23m，幕布及座椅平台均倾斜

23度以内，20㎡的放映设备间。

634

巨幕影院

设置600座左右，屏幕宽29m，斜式座椅平台,观影厅930

㎡、放映设备间50㎡、消毒间112.6㎡。

1093

4D影院

设置150座位。基本放映设备包括播放控制系统，激光投影机，环绕音响还音系统，座椅系统及座椅动感平台，透声银幕等。

342

项目分类

分区

主要内容

面积

（平米）

小型多功能放映厅

依据新馆安建工程，科技馆新馆设置小型多功能放映厅四处，用于普通科普影视放映、小型科普报告、科学沙龙等活动。

1299

科普剧场

科普剧场，用于开展科普剧、科普秀等科学表演活动。

400

一层影院公共大厅

参考《电影院建筑设计规范》设置特效影院公共区域，包括售票区、候影区、商品销售区及其他辅助设施。结合场地实际，设置部分专题展品。

1727

特效科普影视资源购置开发

上述特效影院除硬件设施外，引进购置和开发相关科普影片资源。

—

双创空间区

科学实验室

科学课程开发教室

结合科技馆课程实际配备电子、生物、机械等主题的器材，包括3D打印机、机器人套材等专用设备。

228

科普报告区

设置容纳500人的科普报告区一处，用于开展大型科普主题报告、召开大型学术会议。

527

学术交流厅

二层西区设置学术报告厅，用于开展学术交流活动。

258

公众服务区

接待大厅

安全检查设施、导览系统、配置票务系统、LED屏显示系统、寄存服务设施。同时在大厅开放区域设置休息处等。

2569

观众服务中心

观众服务中心设置服务区、办公区和附属区。配备咨询处、展示宣传栏、信息查询和视频播放系统。设置公厕、母婴室、医务室、饮水处、特殊人群服务设施等内容。

1042

公共空间

对新馆公共空间进行设计布置，通过增加观众服务设施、具有科普功能的装饰和小型布景，提升公共空间利用效率。

7814

双创空间公共大厅

一层西区科普及双创门厅营造科普氛围。

894

观众服务系统

配备与观众服务相关的必备硬件系统、服务设施及管理软件系统的开发。

—

智慧科技馆

数字化管理系统

票务系统管理、参观导览、展品展项管理、场馆运行管理、展教活动管理等智慧化建设。

—

数字科技馆

展品展项、展教活动、科学课程等数字科普资源及功能建设。

—