揭秘超导体的 “悬浮魔力”

01

以 “依托顶尖科研资源，赋能青少年科学素养提升” 为核心，聚焦超导前沿科技领域。通过超导材料与应用研究成果转化为科普内容，让青少年近距离接触尖端科技，激发科学探索热情，培养理论联系实际的思维与实践能力，助力构建 “科研引领、实践赋能、全民参与” 的科技教育生态。

02

当磁场的无形力量成为科技探索的起点，高温超导磁悬浮技术正以跨学科突破重塑交通格局 —— 它既是 “新基建” 战略下的前沿标杆，更是填补高铁与航空速度空白的核心引擎，彰显基础科学向尖端工程转化的震撼力量。本课程以 “磁→电生磁→磁悬浮” 为核心脉络，层层解锁未来交通的技术密码：从磁场本质的基础认知切入，深耕 “电生磁” 的经典电磁学逻辑，再到液氮低温环境下的超导悬浮实验实操，让学员在沉浸式探究中串联物理原理与材料科学突破，触摸超高速交通的核心驱动力，培养跨学科思维与前沿科技洞察力。

1、理论认知模块：涵盖超导材料基本概念、发展历程、核心特性（完全导电性、完全抗磁性、磁通量子化）及分类（低温、中温、高温超导材料），解析液氮温区（77K）高温超导材料的实用价值。

2、实验实践模块：设置超导材料制备、设备操作、性能测试等实操课程，让学生在指导下参与从材料制备到效果验证的完整流程。

03

9:00-9:20

高温超导磁悬浮概述

高温超导磁悬浮（HTS Maglev）依托 YBCO 等材料，在液氮（-196℃）环境下借磁通钉扎与迈斯纳效应实现自稳定悬浮，核心由车载杜瓦、永磁轨道与直线电机构成，无需主动控制。其能耗仅为传统高铁 60%，磁阻力近乎为零，液氮成本仅为液氦 1/100，运行噪音 65 分贝且无电磁污染，最高时速达 620km/h，填补高铁与航空速度空白，是未来高速交通的核心潜力技术。

9:20-9:35

理论(一）

实验目的:磁的核心特性 —— 探究并掌握 “同极相斥、异极相吸” 的基本规律，深刻理解这一磁现象的核心原理，正是磁悬浮技术得以实现的基础作用力。

9:35-9:55

实验(一)

磁斥力驱动小火车制作

9:55-10:10

理论(二）

实验目的:以通俗化方式解析 “电生磁” 核心原理 —— 电流通过导体时可激发产生磁场，清晰阐释 “电与磁” 的内在关联，让学生直观理解磁场的人工激发路径，为后续磁悬浮小火车实验的实操探究筑牢关键原理根基。

10:10-10:30

实验(二)

线圈电生磁实验

10:30-10:45

理论(三）

实验目的:了解电与磁的关联：简化讲解 “电流可以产生磁场”（电生磁），说明磁场可通过电来激发。

10:45-11:05

实验（三）

实验(三）

电池磁力小火车

11:05-11:15

理论(四）

实验目的:结合前两点，说明 “利用磁铁排斥力 + 电产生的磁场，让物体克服重力，实现无接触悬浮”，并简要提及 “特殊材料（超导）+ 超低温（液氮）能让悬浮更稳定”，为实验四做铺垫。

11:15-11:45

实验(四）

高温超导磁悬浮实验

11：45-12：00

总结答疑

1. 逻辑梳理：磁现象→电生磁→超导磁悬浮→工程化应用的完整技术链；

2. 重点回顾：核心原理、实验关键现象与结论；

3. 互动答疑：解答学员实验与理论中的疑问。

活动里有 “高温” 和超导材料，孩子参与能保证安全吗？

磁悬浮产生的磁场，会不会对孩子的身体有影响呀？

孩子能亲手操作磁悬浮装置吗？

操作会不会太难，孩子没耐心呀？

孩子需要提前准备什么物品？

还需要带其他的东西吗？

My Trip

当液氮蒸腾的白雾笼罩超导材料，当零电阻的奇迹让电流无阻穿行，这场关于“高温超导”的探索从来不止于科学奥秘的解锁，更是少年们“科技报国”梦想的热烈萌发。每一次材料配比的严谨、每一次临界温度的突破、每一次超导现象的验证，都在悄悄打破“科学遥远”的认知——原来课本里的物理定律，真能靠双手演绎成震撼的科技奇观。我们始终坚信，今天在实验室里探寻超导奥秘的小小追光者，明天便可能成为攻克技术瓶颈、推动超导应用落地的先行者。未来征途中，愿我们继续以求知为帆、以坚韧为舵，在低温与超导交织的科学海洋里探寻更多未知，一同见证少年们用执着赋予科学温度，用热爱书写属于中国青少年的超导探索新篇章！