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原理动画科技馆与博物馆

科技馆与博物馆原理动画:黑洞和引力透镜实验室

科技馆和天文馆的展项要让一位路过的观众停下来、看懂、还想再摸一下。黑洞最难讲:它本身看不见,能看见的都是它对光和时空做的事。下面这个实验室用代码画了一个黑洞:从质量把时空压出一个“漏斗”,到光线被弯折、绕着光子球打转,再到背景星系被拉成弧和爱因斯坦环,最后是一侧更亮的吸积盘和喷流,四步讲完。

光线轨迹按史瓦西时空的光线方程逐条积分,偏折角和弱场公式 α = 4GM/(c²b) 并排对比,透镜成像按透镜方程算,吸积盘亮度按引力红移加多普勒效应算。拖动黑洞质量、光线离黑洞的距离和观察角度,画面、曲线和读数会一起变。您的展项也可以照这个方式做成触摸屏互动、投影或展项视频。

适合科技馆、博物馆、科协、企业展厅
进入实验室
BLACK HOLE LAB

黑洞和引力透镜光和时空怎么被黑洞弯曲

10 倍太阳质量 · 史瓦西半径 29.5 km · 光子球 44.3 km · 距离 1 kpc · 爱因斯坦环 9.0 毫角秒

EXPERIMENT 01

质量越集中,时空弯得越厉害

平坦时空光线拐个弯飞走了
时间几乎正常时间变慢视界附近,时间几乎停住光线
离黑洞越近,钟走得越慢
↑ 钟速(远处为 1)离中心距离 r/rs →
逃逸速度:到视界正好等于光速
↑ 逃逸速度(光速的几分之几)离中心距离 r/rs →
0%
观察重点

网格是黑洞周围空间的“嵌入图”:越往中心越深,最深处是视界。颜色和小钟表示时间流逝的快慢,越靠近视界钟走得越慢。光没有质量,也只能沿着弯曲的时空走,所以会拐弯。

01这个实验室 / ABOUT THIS LAB

这个实验室里有什么

四个模块讲完一个黑洞

弯曲的时空、光线弯折、引力透镜、吸积盘和喷流,一步一个模块,观众可以拖动进度条停在任何一刻。

按广义相对论现算

光线轨迹逐条积分,偏折角、光子球、透镜成像和盘面亮度都按公式算,曲线、读数和画面用的是同一组数。

观众能自己动手

黑洞质量、光线离得多近、从哪个角度看都能拖,适合做成展厅触摸屏,孩子和大人都能玩出结果。

一套代码出多种格式

同一个实验室可以做成触摸屏展项、穹幕或投影素材、展项视频,也可以放进官网和导览小程序。

02谁会用 / WHO USES IT

科技馆与博物馆客户怎么用原理动画

客户

科技馆、博物馆、科协、企业展厅

常用在

互动展项、触摸屏讲解、科普活动周

03更多行业 / MORE

其他行业的原理实验室

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本页内容更新于 2026-10-24

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Shenzhen Alchemy Technology Co., Ltd.
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