所有實(shí)驗(yàn)的題目我后面都會(huì)自己整理總結(jié)詳細(xì)的相關(guān)資料，包括但不限于十余篇專業(yè)論文，講解ppt，相關(guān)視頻等，去年的一些仿真視頻見主頁。詳情可私聊了解。

1. 自己發(fā)明 Invent Yourself

<aside> ?? Find a method to determine the number of objects in the box solely by the sound produced while shaking the box. How does the accuracy depend on the properties of the objects, the box, and the packing density? 找到一種方法，僅通過搖晃盒子時(shí)產(chǎn)生的聲音來確定盒子中的物體數(shù)量。精確度如何取決于物體的屬性、盒子和包裝密度？

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Insights and Instructions:考慮盒子中物體的物質(zhì)、大小、形狀以及它們與盒子之間的相互作用。搖晃盒子時(shí)，物體之間和物體與盒子之間的碰撞會(huì)產(chǎn)生聲音。分析這些聲音可能有助于理解其中物體的數(shù)量。你還應(yīng)該探索不同的包裝密度、物體的性質(zhì)和盒子材料如何影響聲音，從而影響數(shù)量的準(zhǔn)確度。

2. 水滴顯微鏡 Droplet Microscope

<aside> ?? By looking through a single water droplet placed on a glass surface, one can observe that the droplet acts as an imaging system. Investigate the magnification and resolution of such a lens. 通過觀察放置在玻璃表面上的單個(gè)水滴，人們可以觀察到水滴充當(dāng)成像系統(tǒng)。探究這樣一個(gè)透鏡的放大倍數(shù)和分辨率。

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Insights and Instructions:水滴作為透鏡的形狀和折射率會(huì)影響其放大倍數(shù)和分辨率。你可以通過改變水滴的大小和形狀來觀察這些變化，還可以嘗試使用不同的液體。探索水滴作為透鏡時(shí)的光學(xué)特性，例如焦距、光學(xué)畸變等，以了解如何最大限度地提高放大和解析能力。

3. 剛性爬坡機(jī) Rigid Ramp Walker

<aside> ???♂? Construct a rigid ramp walker with four legs (e.g. in the form of a ladder). The construction may begin to 'walk' down a rough ramp. Investigate how the geometry of the walker and relevant parameters affect its terminal velocity of walking. 構(gòu)建一個(gè)帶有四條腿的剛性斜坡行走器（例如梯形）。該結(jié)構(gòu)可能開始沿粗糙斜坡“行走”。研究行走器的幾何形狀和相關(guān)參數(shù)如何影響其行走的終端速度。

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Insights and Instructions:考慮行走器的重量分布、腿的長度和形狀、以及與斜坡表面的摩擦力?？梢酝ㄟ^改變這些參數(shù)來觀察其對(duì)行走速度的影響。對(duì)于不同的斜坡角度和表面粗糙度，行走器的性能可能會(huì)有所不同。嘗試通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來最大限度地提高行走效率和穩(wěn)定性。

4. 電荷測(cè)量儀 Charge Meter

<aside> ? A lightweight ball is suspended from a thread in the area between two charged plates. If the ball is also charged it will be deflected to one side at a certain angle. What is the accuracy of such a device for measuring the amount of charge on the ball? Optimize your device to measure the smallest possible charge on the ball. 一個(gè)輕質(zhì)的球懸掛在兩個(gè)帶電板之間的線程區(qū)域。如果球也帶電，它將以某個(gè)角度偏向一側(cè)。這種裝置測(cè)量球上電荷量的準(zhǔn)確性如何？優(yōu)化你的裝置以測(cè)量球上的最小可能電荷。

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Insights and Instructions:考慮球的材料、大小、線程的長度和靈敏度以及帶電板的屬性。你可以通過改變這些參數(shù)來優(yōu)化設(shè)備。還要注意電場(chǎng)強(qiáng)度、濕度和溫度等環(huán)境因素的影響。深入研究這些因素將有助于設(shè)計(jì)更精確的裝置來測(cè)量微小的電荷。

5. 乒乓火箭 Ping Pong Rocket

<aside> ?? A ping pong ball is placed in a container of water. When the container is dropped, the ping pong ball will get launched to a great height. What maximum height can you reach with up to 2 liters of water? 將乒乓球放入裝有水的容器中。當(dāng)容器掉落時(shí)，乒乓球?qū)⒈话l(fā)射到很高的高度。使用最多2升水可以達(dá)到多高的最大高度？

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Insights and Instructions:分析乒乓球的物理特性，如大小、質(zhì)量和形狀，以及水的體積和容器的形狀。通過改變這些變量，你可以觀察乒乓球的飛行高度。也可以嘗試不同的掉落高度和角度來實(shí)驗(yàn)。理解這些參數(shù)是如何相互作用的，將有助于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以達(dá)到最大飛行高度。

6. 無接觸電阻 Non-contact Resistance

<aside> ?? The responses of an LRC circuit driven by an AC source can be changed by inserting either a non-magnetic metal rod or a ferromagnetic rod into the inductor coil. How can we obtain the magnetic and electric properties of the inserted rod from the circuit’s responses? 由交流電源驅(qū)動(dòng)的LRC電路的響應(yīng)可以通過將非磁性金屬棒或鐵磁性棒插入感應(yīng)線圈來改變。我們?nèi)绾螐碾娐返捻憫?yīng)中獲得插入棒的磁性和電性？

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Insights and Instructions:考慮棒的材料、大小和形狀，以及與線圈和整個(gè)電路的相互作用。觀察插入不同類型棒時(shí)電路響應(yīng)的變化，包括電阻、電感和電容。通過精確測(cè)量這些參數(shù)的變化，你可以推斷出插入棒的磁性和電性。深入了解這一現(xiàn)象的物理原理，有助于更精確地分析和理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

7. 巨型發(fā)聲盤 Giant Sounding Plate

<aside> ?? When a large, thin and flexible plate (e.g. plastic, metal or plexiglass) is bent, it may produce a loud and unusual howling sound. Explain and investigate this phenomenon. 當(dāng)一個(gè)大型、薄型和靈活的板（例如塑料、金屬或有機(jī)玻璃）彎曲時(shí)，它可能會(huì)產(chǎn)生響亮和不尋常的嚎叫聲。解釋并調(diào)查這一現(xiàn)象。

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Insights and Instructions:分析板的材料、厚度、彎曲程度和振動(dòng)特性。這些因素共同影響聲波的產(chǎn)生和傳播。你可以通過改變這些參數(shù)，并觀察聲音的變化來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。理解板的彈性特性和聲波的物理學(xué)原理將有助于解釋這一有趣的現(xiàn)象。

8. 又一個(gè)磁懸浮 Another Magnetic Levitation

<aside> ?? Place a large disk-shaped magnet on a non-magnetic conductive plate. When a smaller magnet is moved under the plate, the magnet on top may levitate under certain conditions. Investigate the levitation and the possible motion of the magnet on top. 將一個(gè)大的圓盤形磁鐵放在一個(gè)非磁性導(dǎo)電板上。當(dāng)一個(gè)較小的磁鐵在板下移動(dòng)時(shí)，上面的磁鐵在某些條件下可能會(huì)懸浮。探究懸浮和上面磁鐵的可能運(yùn)動(dòng)。

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Insights and Instructions:此問題涉及磁場(chǎng)的相互作用和電磁感應(yīng)。研究不同大小、形狀和強(qiáng)度的磁鐵，以及它們與導(dǎo)電板之間的距離和角度如何影響懸浮。通過改變這些變量，可以了解哪些因素最適合懸浮，并研究上面磁鐵的可能運(yùn)動(dòng)。理解與磁場(chǎng)和電導(dǎo)率有關(guān)的基本物理原理可以深入了解這一現(xiàn)象。

9. 果汁太陽能電池 Juicy Solar Cell

<aside> ?? A functional solar cell can be created using conducting glass slides, iodine, juice (e.g. blackberry) and titanium dioxide. This type of cell is called a Gr?tzel cell. Make such a cell and investigate the necessary parameters to obtain maximum efficiency. 可以使用導(dǎo)電玻璃片、碘、果汁（例如黑莓）和二氧化鈦來制造功能太陽能電池。這種電池被稱為Gr?tzel電池。制造這樣一個(gè)電池，并調(diào)查獲得最大效率所需的參數(shù)。

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Insights and Instructions:Gr?tzel電池的設(shè)計(jì)涉及許多化學(xué)和物理過程。研究不同類型的果汁、碘溶液的濃度、二氧化鈦的厚度和導(dǎo)電玻璃的特性如何影響電池的效率。優(yōu)化這些參數(shù)可以提高電池的性能。深入了解與光電轉(zhuǎn)換有關(guān)的化學(xué)和物理過程，以便更好地理解和改進(jìn)設(shè)計(jì)。

10. 磁力齒輪 Magnetic Gear

<aside> ?? Take several identical fidget spinners and attach neodymium magnets to their ends. If you place them side by side on a plane and rotate one of them, the remaining ones start to rotate only due to the magnetic field. Investigate and explain the phenomenon. 取幾個(gè)相同的手指旋轉(zhuǎn)器，并在它們的末端附上釹磁鐵。如果你將它們并排放在一個(gè)平面上并旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)，其余的將僅由于磁場(chǎng)開始旋轉(zhuǎn)。調(diào)查并解釋這一現(xiàn)象。

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Insights and Instructions:此現(xiàn)象涉及磁場(chǎng)的相互作用和力的傳遞。考察不同的磁鐵布局、旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)器之間的距離如何影響整體效果。通過觀察和測(cè)量，可以了解磁場(chǎng)如何在旋轉(zhuǎn)器之間傳遞，并了解影響效率的因素。理解磁場(chǎng)和力的基本物理原理有助于解釋這一有趣的現(xiàn)象。

11. 吸管泵 Pumping Straw

<aside> ?? A simple water pump can be made using a straw shaped into a triangle and cut open at the vertices. When such a triangle is partially immersed in water with one of its vertices and rotated around its vertical axis, water may flow up through the straw. Investigate how the geometry and other relevant parameters affect the pumping speed. 可以使用塑造成三角形并在頂點(diǎn)處剪開的吸管制作一個(gè)簡(jiǎn)單的水泵。當(dāng)這樣的三角形部分浸沒在水中，并圍繞其垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，水可能會(huì)通過吸管流動(dòng)。調(diào)查幾何形狀和其他相關(guān)參數(shù)如何影響抽水速度。

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Insights and Instructions:此實(shí)驗(yàn)涉及流體力學(xué)和幾何學(xué)。研究不同的三角形大小、角度、吸管材料和旋轉(zhuǎn)速度如何影響水泵的效率。觀察和測(cè)量可以了解哪些因素最適合抽水，并可能導(dǎo)致更有效的設(shè)計(jì)。理解與流體動(dòng)力學(xué)和幾何形狀有關(guān)的基本原理有助于解釋和優(yōu)化這一過程。

12. 肥皂螺旋 The Soap Spiral

<aside> ?? Lower a compressed slinky into a soap solution, pull it out and straighten it. A soap film is formed between the turns of the slinky. If you break the integrity of the film, the front of the film will begin to move. Explain this phenomenon and investigate the movement of the front of the soap film. 將一個(gè)壓縮的彈簧玩具放入肥皂溶液中，拉出并拉直。彈簧玩具的轉(zhuǎn)動(dòng)之間形成了肥皂膜。如果你破壞了膜的完整性，膜的前端將開始移動(dòng)。解釋這一現(xiàn)象并調(diào)查肥皂膜前端的運(yùn)動(dòng)。

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Insights and Instructions :此問題涉及表面張力和流體力學(xué)。肥皂膜的形成和破裂涉及復(fù)雜的物理過程。研究彈簧的壓縮程度、肥皂溶液的濃度、溫度等如何影響膜的形成和運(yùn)動(dòng)。理解與表面張力和流體動(dòng)力學(xué)有關(guān)的基本原理可以深入了解這一現(xiàn)象。

13. 射橡皮筋 Shooting Rubber Band

<aside> ?? A rubber band may fly a longer distance if it is non-uniformly stretched when shot, giving it spin. Optimize the distance that a rubber band with spin can reach. 如果在射擊時(shí)非均勻拉伸橡皮筋，使其旋轉(zhuǎn)，它可能飛行更長的距離。優(yōu)化旋轉(zhuǎn)橡皮筋可以達(dá)到的距離。

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Insights and Instructions:此問題涉及動(dòng)力學(xué)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過改變橡皮筋的拉伸方式、旋轉(zhuǎn)速度和角度，可以觀察其飛行距離的變化。理解橡皮筋的材料特性和旋轉(zhuǎn)如何影響其飛行軌跡可以優(yōu)化射擊效果。實(shí)驗(yàn)和分析有助于找到最佳的射擊條件。

14. 尺子魔術(shù) Ruler Trick

<aside> ?? Place a ruler on the edge of a table, and throw a ball at its free end. The ruler will fall. However, if you cover a part of the ruler with a piece of paper and repeat the throw, then the ruler will remain on the table while the ball will bounce off it. Explain this phenomenon, and investigate the relevant parameters. 將尺子放在桌子的邊緣，并朝其自由端扔球。尺子會(huì)掉下來。但是，如果你用紙張覆蓋尺子的一部分并重復(fù)投擲，則尺子將保持在桌子上，而球?qū)纳厦鎻椘?。解釋這一現(xiàn)象，并調(diào)查相關(guān)參數(shù)。

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Insights and Instructions:此現(xiàn)象涉及碰撞力學(xué)和摩擦。研究尺子的長度、紙張的大小、球的大小和重量，以及投擲的速度和角度如何影響現(xiàn)象。理解與碰撞、摩擦和重力有關(guān)的物理原理有助于解釋這一有趣的現(xiàn)象。

15. 濕卷軸 Wet Scroll

<aside> ?? Gently place a piece of tracing paper on the surface of water. It rapidly curls into a scroll and then slowly uncurls. Explain and investigate this phenomenon. 輕輕地將一張描圖紙放在水面上。它迅速卷成卷軸，然后慢慢展開。解釋并調(diào)查這一現(xiàn)象。

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Insights and Instructions:這個(gè)現(xiàn)象涉及紙張的物理性質(zhì)和水的表面張力。觀察不同類型的紙、水的溫度和紙的放置方式如何影響卷曲和展開的速度。理解與材料科學(xué)和表面張力有關(guān)的基本原理可以解釋這一過程。

16. 氣墊大炮 Cushion Catapult

<aside> ?? Place an object on a large air cushion and drop several other objects in such a way that the first object is catapulted away. Investigate how the exit velocity depends on relevant parameters. 將物體放在一個(gè)大的氣墊上，并以這樣的方式投放其他幾個(gè)物體，使第一個(gè)物體被彈射出去。調(diào)查出口速度如何取決于相關(guān)參數(shù)。

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Insights and Instructions:這個(gè)問題涉及動(dòng)量守恒和碰撞力學(xué)。研究不同重量和形狀的物體、氣墊的大小和壓力，以及投放物體的方式如何影響彈射速度。理解與動(dòng)量、力和能量有關(guān)的物理原理有助于優(yōu)化彈射效果。

17. 量子調(diào)光器 Quantum Light Dimmer

<aside> ?? If you put a flame with table salt added in front of a vapor sodium lamp, the flame casts a shadow. The shadow can become lighter if the flame is put into a strong magnetic field. Investigate and explain the phenomenon. 如果你在蒸氣鈉燈前點(diǎn)燃一支加了食鹽的火焰，火焰會(huì)投下陰影。如果將火焰放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，陰影可能變淺。調(diào)查并解釋這一現(xiàn)象。

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Insights and Instructions:此現(xiàn)象涉及量子物理和光學(xué)。研究不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)、火焰的大小和食鹽的數(shù)量如何影響陰影。理解與光的吸收、發(fā)射和磁場(chǎng)效應(yīng)有關(guān)的基本原理可以解釋這一復(fù)雜的現(xiàn)象。