如何在校園開放日提高姿勢水平？

本報記者

王詩琴法學院2014級本科生

尚昱丞經濟學院2016級本科生

趙瑞佳光華管理學院2015級本科生

劉心怡中國語言文學系2014級本科生

歐陽妤璐法學院2014級本科生

攝影

肖溢文人口研究所2016級碩士研究生

曾錦源考古文博學院2016級本科生

符堯信息科學技術學院2014級本科生

5月20日是北京大學校園開放日。當天，眾多高中生和家長將會走入校園。但是，身為北大的一份子，怎麼可能錯失如此良機一窺北大的「寶貝」們呢？同學們可憑校園卡或學生證出入地質陳列館、北京大學生物標本館、部分國家重點實驗室等單位參觀，開放時間為11:00–16:00。

我們為大家製作了一份校園開放日的參觀攻略以及一條參觀部分陳列館及實驗室的參觀路線。走！一起去提高姿勢水平！

猜猜這是什麼——看完全文你就知道！

物院等離子體物理與聚變研究所：

這個「相機」，98萬！

地點：物理學院加速器樓125大廳

一看到攝影師的相機，物理學院教授肖池階笑了：「你們這個相機多少錢？我給你看個好的！」

PPT裝置低溫等離子體的設備平面圖。

圖中右側為可以每秒鐘拍一百萬幀照片的高速照相機。

「你們猜猜這個相機多少錢？」肖池階指著儀器中一個相機問，「這個相機，98萬元！」整套裝置總共330多萬，也就是說，一個相機就佔了總價的近1/3。這個相機最快每秒鐘可以拍一百萬幀照片，主要是用來拍攝等離子體的運行軌跡，為實驗提供最精準的數據。

相機是北京大學等離子體實驗裝置（PKU Plasma Test device，簡稱PPT裝置）的一個部分。這個儀器是一個低溫等離子體的設備，主體是一個真空罐，平時做實驗的時候在裡面產生等離子體。真空管外面兩個藍色的東西是兩個大磁鐵，一對亥姆霍茲線圈，通電的時候會有磁場。

PPT裝置的一部分——巨大的藍色磁鐵

既然用來拍攝的相機要求都那麼高，其他的實驗材料要求也不能松——在旁邊有一個製造蒸餾水的機器，專門為實驗提供乾淨的去離子水，「水的純凈程度是一般純凈水的2.5倍，我們平時都喝不到的。」肖池階介紹道。

在儀器上面的天花板上，裝備著用來導電的寬大的銅板——相對於平時的幾安培、220伏的生活用電，這個銅板可以產生5000安培電流，50000伏電壓。「所以我們平常都有隔離裝置，」肖池階說，「如果一不小心出了偏差，可能會導致整棟樓斷電。」

這個儀器肩負了實驗室的兩個研究方向、四個研究課題：一是基礎等離子體實驗，二是激光粒子束軌跡探針診斷實驗。同時，這個實驗室還承擔了一部分的研究生的實驗實習功能，也對本科生科研的同學開放。物理學院的物理實驗分為普通的物理實驗和近代物理實驗，近代物理實驗又分為上下兩部分，如果實驗上學得好，那麼實驗下就可以到各個實驗室做研究，以實驗替代上課。本學期有兩個本科生進入實驗室里做實驗。

核物理與技術國家重點實驗室

地點：核物理與技術國家重點實驗室

（北大東門外，北大出版社旁）

一開門，整個房間忽然響起了迴音。開燈，空曠的房間裡面佇立著一個大型的加速器主體。

這個靜電加速器是上世紀80年代由北大和上海先鋒電機廠聯合研製、自主製造的。它每年承擔著大量包括核物理與核技術國家重點實驗室開放課題在內的科研試驗工作，比如重點實驗室與俄羅斯杜布納聯合核子所夫蘭克中子物理實驗室合作的核反應截面測量、中科院合肥等離子體研究所託克馬克中子探測器刻度等等。協助完成的實驗結果在PRL等權威期刊發表。

這裡的機體僅是整個加速器的一部分——到地下就可以看到它的下部——直靶廳束線。

除此之外，還有加速器質譜計等設備。每年有近20項以加速器質譜為支撐的課題，比如呂宋海峽和南海東北部環流研究等等。

這麼高大上的設備，每年應該有很多人參觀吧？帶我們參觀的工程師高原說：我也不知道為什麼去年沒有人來參觀，可能是太遠了，不好找。

所以我們偷偷地打個小廣告：物理學院在北大東門外，旁邊是北大出版社，北大出版社的旁邊是核物理與技術國家重點實驗室——實驗室裡面有各種各樣的儀器在等著你！

化學與分子工程學院：

「大傢伙」和「黑匣子」，還能動手做實驗

地點：化學與分子工程學院（北大東門外）

走入第一個實驗室，一個「大傢伙」在等著我們。實驗室里擺放著一台ICP發射光譜儀，儀器使用電感耦合等離子體光源，檢出限可達到ppb級。目前，這台儀器在實驗室已經待了兩年了，平時化院的學生們在實驗中可以用它測定奶粉裡面多種元素的含量和頭髮中微量元素的含量。

進入第二個實驗室，看到一個黑匣子，這是最常用的紫外光譜儀。掀開它的外殼，裡面是這樣的：

接下來的實驗室里，有一個經過改造的「老功臣」——讀譜儀。不少老師上學的時候就曾經用它做過實驗。據介紹，讀譜儀原來是用一個特殊玻璃板把譜線照下來，像洗照片一樣到暗室去洗印，然後放到讀譜儀上，通過一條一條線的比對來確定元素種類，再通過黑度來確定含量的多少。

未名湖水的譜板

如今經過改造，變成了使用光纖、CCD來採集數據，再用電腦進行分析處理。雖然說省去了原來人工比對的麻煩，但是手動實驗不也是化學的一個魅力所在嗎？

儀器最重要的部分是一個黑色的小盒子，主要作用是實現分光。

內部構造

除此之外，實驗室里還有可以用來測定白酒成分的氣相色譜儀等儀器，平時同學們可以自己摸索鑽研。

除了各式各樣的實驗器材，化學開放日還向大家展示了實物元素周期表，與我們在課本上見到的平面周期表不同，這是由老師和學生共同製作的立體的元素周期表。

學生自己做的熒光粉

除了看，同學們還可以自己動手做實驗。這裡只顯示了實驗的名稱，想要知道實驗內容，不妨到時候自己動手一試。

在參觀的最後，化學實驗示教中心為我們揭開了很多儀器的「內幕」。在這裡，很多儀器的內部構造都一一呈現，還展示了教授們自己合成的手性碳納米管的模型。

地質陳列館

地點：逸夫二樓一層（東門內）

功能：北大地質博物館中面向社會免費開放的科普場館

概況：地質陳列館展廳面積達400平方米，常年陳列展出數千件典型地學標本，有礦物、岩石、礦床、構造地質和古生物等類別。地質陳列館中的特色展品，是三疊紀的海生爬行動物化石，巨大的恐龍化石總是引人注目。除此之外，地質陳列館還定期組織地學成果和地學科普知識的特展。目前的特展是「孟濤明先生礦物精品展」，展出了30餘件精美的礦物晶體標本。

海龍化石

水晶

虛擬現實實驗室：主要用於教學

地點：逸夫二樓五層3522室

北京大學地球科學國家虛擬模擬實驗教學中心是全國首批100個國家級虛擬模擬實驗教學中心之一，也是唯一一個覆蓋地球科學各學科的國家級虛擬模擬實驗教學中心。它承擔了學校3個地質學本科專業的50門基礎課、專業課，在課堂實驗教學方面開始了實驗項目157項，專門的野外實習課程4門。

虛擬現實實驗室主要藉助VR（Virtual Reality 虛擬現實）技術進行教學，而除了VR之外，還設置了AR（Augmented Reality 增強現實）台。程序編碼後產生一個類似二維碼的圖案，圖案印在小物塊底部，將物塊印有圖案的一面置於AR台，屏幕對應檯面的位置就會顯示圖案編碼對應的三維效果，有的效果作用於整個場景，還可以改變顏色，亮度等參數，二三維聯動，使效果更加直觀。

開放日當天，會有同學進行演示。

北京大學生物標本館

地點：老生物樓北側

功能：作為對各類生物標本進行觀察展示的區域

概況：北京大學生物標本館彙集了北京大學生物系（今：北京大學生命科學學院）、燕京大學生物系和清華大學原生物系的眾多生物標本。此外，尚有少量的日本、朝鮮以及蘇聯時期莫斯科大學贈送的的部分標本收藏於其中。標本館有植物、脊椎動物、無脊椎動物、昆蟲等近5萬份標本存量。作為中國最古老的標本館之一，它的採集和保存最早可追溯到1905年，是當時國家設立最早的生物標本保存地，因而標本具有年代跨度大，分布範圍廣的特點。

環境科學與工程學院：環境大樓實驗室

地點：北京大學環境大樓

（一體附近，維納電子學研究院東側）

學院環境大樓實驗室的一層是教學實驗平台，二層是學院的公共實驗平台。

一層的教學實驗平台兼有多媒體教學和化學操作的功能。老師可以用教室前方的多媒體一體機向同學們授課、播放視頻，也可以將顯微鏡的鏡頭直接接在視頻上——學生可以兼顧老師的視野和自己的視野，教學效果更好。

教學實驗平台最大的房間之一，正在做環境檢測試驗的老師和學生們

相對於一層的基礎教學和普通實驗設備，二層的學院公共實驗平台還有科研的作用，因此有很多大型儀器：

環境工程系擁有20餘台大型儀器設備，如液相色譜質譜聯用儀LC-MS、氣相色譜質譜聯用儀GC-MS、電感耦合等離子質譜儀ICP-MS、液相色譜系統、石英晶體微量天平、石英晶體微量天平配件、總有機碳分析儀等，還擁有傅里葉紅外光譜、原子熒光光度計、微生物發酵培養系統、ICP-OES、熱絲CVD化學氣相沉積系統、流動注射分析儀和TOC測定儀等。

校園開放日當天會有演示，不要錯過。

哎？這兩個儀器好像是一樣的？

別看這兩個儀器長得差不多，但是下圖的要貴得多——下面的高解析度軌道離子阱質譜儀器主要是對於有機污染物的定性，對儀器的要求更高；而上圖中的三重四極桿液相色譜—質譜聯用儀主要是用來環境當中衡量有機污染物的儀器，一個是「性質」，一個是「數量」，當然不一樣啦！

腦科學實驗室

認知科學主要從行為水平研究大腦功能，在大腦的結構、腦區和認知功能間建立起關係。

儀器上的線圈可以放出脈衝式磁場，磁場作用於大腦，干擾大腦的神經活動，提高或降低大腦神經元的興奮水平，從而影響對應腦區的認知功能。作用主要有：通過給大腦添加電磁場，觀察電磁場對認知過程產生了什麼樣的影響，了解大腦是如何工作的，例如，聽覺、視覺、學習，記憶，了解不同腦區承擔不同的功能，開發出提高學習與記憶效率的應用等。

用它給大腦加電磁場

恐龍化石、生物標本、VR教學……除此之外，還有大量實驗室、博物館等單位供大家參觀。未名湖是片海洋，因為它永遠孕育著新的發現，等待你去探索觸摸。百廿燕園，總有新知與你相伴。願大家在參觀中收穫更多的樂趣。

參考資料

F. Yang, X. Wang, D.Q. Zhang, J. Yang, D. Luo, Z.W. Xu, J.K. Wei, J.-Q. Wang, Z. Xu, F.Peng, X.M. Li, R.M. Li, Y.L. Li, M.H. Li, X.D. Bai, F. Ding, Y. Li*. Chirality-specific growth of single-walled carbon nanotubes on solid alloy catalysts. Nature, 510, 522-524 (2014).

感謝北京大學招生辦公室對本報工作的支持

微信編輯｜安桂沁

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