4月30日,东莞市东城旗峰学校的校园沉浸在一片浓厚的科学探索氛围之中。来自东莞理工学院的王红成教授,作为东莞市特色人才以及博士后合作导师,为初一初二的同学们带来了一场别开生面的“神奇的光学世界”主题讲座。此次讲座内容丰富、授课形式独特,不仅触达科技前沿知识,还巧妙穿插了实验与魔术,极大地调动了学生们的兴趣。

趣味开场,开启光学探索之旅
“如果没有光,我们的世界会变成什么样子呢?光从哪里来?它是怎么‘跑’的?”讲座伊始,王红成以一连串有趣的问题引发同学们的思考。这些问题瞬间点燃了同学们的好奇心,现场气氛热烈。
为了让同学们更直观地感受光的神奇,王红成引导大家寻找身边的发光物体。从美丽的霓虹灯、璀璨的烟花,到生活中的各类光源,同学们积极参与,纷纷分享自己的发现。紧接着,王红成又抛出“光一定是沿直线传播吗”的疑问,通过展示海市蜃楼的现象,让同学们对光的传播有了新的认识。原来,在不均匀的物质中,光会发生弯曲。

实验魔术,解锁光学神秘面纱
在讲座过程中,王红成巧妙地穿插了多个实验和魔术,将复杂的光学原理以生动有趣的方式呈现出来。他用简单的道具“制造”出弯曲的光束、通过“激光照进糖水,光线发生弯曲”的实验,让同学们更为直观地了解光的传播,亲眼见证了光的奇妙特性。
“把这些塑料丝散开,光也跟着散开,光随着塑料丝的舞动而舞动。”为了让同学们了解光纤,他现场让同学们抓玩光纤灯。光在光纤中传播是利用了光的全反射原理。当光以合适的角度进入光纤时,会在光纤内部不断反射,从而沿着光纤传播,就像我们看到的光在抓成一把的塑料丝(模拟光纤)中间传播一样,这使得光纤在现代通信等领域有着广泛的应用,比如我们日常使用的高速网络信号传输就是通过光纤来实现的。

魔术环节更是将讲座氛围推向高潮。王红成的“魔术袋”里,道具丰富多样,在表演“穿墙而过”的魔术时,同学们看到乒乓球穿过黑色的“挡板”,充满好奇与疑惑。“看,这里面有两块偏振片,当它们这样重叠时,我们能看清后面的东西。如果旋转90度,就看不到了。”王红成不仅拆解魔术道具,还用“别着长扁担过城门”作比喻,解释魔术背后的光学原理——光的偏振现象,让同学们恍然大悟。
他还介绍了偏振在液晶显示器、3D电影等方面的实际应用,使同学们深刻认识到光学知识与日常生活的紧密联系。

前沿科技:激光牵引的无限可能
“光有力量吗?”又一个发人深思的问题被提了出来。奥特曼额头上射出的光可以打败怪兽;在科幻电影《星际谜团》中,宇宙飞船射出一束光,把太空中的物质吸到飞船上。
光具有推力和吸力,这并非仅仅存在于动画和科幻片中,是有科学依据的。王红成放了他自己在实验室做的实验视频,同学们清晰地看到光推动着铅笔微粒沿光路移动。
基于光具有力量这一特性,科学家们研发出了极具创新性的激光牵引装置。王红成展示了目前前沿的激光牵引装置,它能把一公里以外的矿物粉碎,然后再吸进太空舱。这一前沿技术在太空资源开采、太空垃圾清理等方面具有潜在的应用价值,但目前也面临着能量转换效率低、光束传输稳定性差等挑战,并且在大学教材中还没有专门的课程。此外,利用光镊操纵纳米至微米级粒子的实验,展示了光具有力量这一神奇特性,让同学们对光的认识上升到一个新的高度。
“这样的讲座,就像一个充满趣味的物理课堂,深受学生喜爱,既拓宽了学生们的科学视野,又激发了他们对科学的兴趣。”东城旗峰学校校长王淑娟表示,此次讲座在同学们心中种下了科学的种子。
据悉,第二十届东莞市中小学系列科普报告会由东莞市科协、市教育局指导,市青少年科技教育协会主办,自4月16日启动以来至4月底,共邀请9名专家走进17个镇街的33所学校,惠及东莞师生。此次王红成的报告会是其中一场,报告在同学们心中种下了科学的种子,激发了同学们对光电技术的浓厚兴趣,为他们打开了一扇通往现代科技世界的大门。
