2015年5月3日 星期日

拉不開的書本

單元名稱:拉不開的書本
器材:兩本書
原理:
    書本拉不開,主要是因為頁與頁之間的摩擦力,使得兩本書本拉不開。
四、做法:
1.將兩本書打開。
2.兩本書的頁數分別交錯夾疊在一起後,壓一下。
3.試著拉開兩本書,發現兩本書本拉不開。
4.試著用大一點的力氣,看看是否拉的開。
5.拉開後比較兩種情況之不同,分析原因。
        

浮不起的阿乒

單元名稱:浮不起的阿乒
器材:切開底部的寶特瓶、乒乓球、臉盆、水
       
原理:
    步驟<1>乒乓球不會往上浮的原因,主要是P(大氣壓力)+水>P(大氣壓力)
   步驟<2>瓶口浸入水中之後,就像在閉密容器受到水的浮力。
四、做法:
<1>拿掉瓶蓋,使瓶口朝下,然後放入乒乓球,之後倒水。發現乒乓球浮不起來。
<2>將寶特瓶下端浸入水中,乒乓球會從水中衝出。

       

看不見

一、單元名稱:看不見
二、器材:偏振片、透明膠帶、塑膠器具
三、原理:
偏振光性質:
偏振光是指光波中的電磁場振動方向沿特定方向。一般光源產生的光線是沒有特殊偏振光方向的,即垂直.水平兩分量成份相等。但是當光穿過大氣層、或經由水面或玻璃反射、或利用特殊材質(雙折射.方向選擇性吸收等物質,如偏光鏡),就會造成垂直.水平偏振成份比例改變,這時候的光就叫做偏振光。
偏振光魔術:
利用偏振性質可以設計出幾項偏振光魔術。例如透明膠帶隨意黏在一起成不同層數,內部結構會因擠壓而改變,不同層數分別產生輕重不同的結構變化,偏振光透過會導致偏極轉動不等的角度,這種光透過物質其偏極因應力而轉動的現象叫做光彈。而光彈通常又和波長(顏色)相關,因此出現不同的色彩。
四、做法:
1)分別將兩付偏光鏡左眼對左眼左眼對右眼觀看光源,描述所見。
2)兩付偏光鏡左眼對左眼情況下,將其中一付左眼轉90觀看光源,描述所見。再慢慢轉回原來角度,描述所見。
3)剪透明膠帶5公分數段,分別重疊2,3,4帶備用.
4)透明塑膠袋或墊板畫圖案,不同部分貼上不同厚度膠帶.
5)貼好圖案夾在兩付偏光鏡,觀看光源,描述所見。再慢慢轉動其中一付觀看光源,描述所見。

五、想想看:
   在日常生活中常見的偏光太陽眼鏡可以消除反光眩光,是因為偏光太陽眼鏡具有將光偏極化的功能,所以取兩片將偏光太陽眼鏡做轉動時,就可以發現到「看不見」的現象了。

光之合體計

一、單元名稱:光之合體計
二、器材:LED光混合器
三、原理:
1)紅光、藍光、綠光是三原光,三原光不同的組合會混成各種顏色的光。
2)利用光三原光的LED做成混光器,利用白臘、矽條等半透明均勻物質可以讓混合光線均勻易見。
3)光混合器中,調整可變電組可以個別改變三種顏色的LED的亮度
四、做法:
1)調整可變電組,改變三種顏色的LED的亮度,使其混合成白光。
2)調整可變電組,改變三種顏色的LED的亮度,使其混合成橘光。
3)調整可變電組,改變三種顏色的LED的亮度,使其混合成紫光。

五、想想看:
LED如果正負極接錯時會亮嗎?由於一般常見的LEDPN接面二極體,因此LED有正負極之分,其發光原理係以外加電壓的方式,促使電子與電洞於半導中結合後,將能量以光的形式釋放,如果正負極接錯的話,LED就不會亮了。

電光一閃

一、單元名稱:電光一閃
二、器材:單芯線、紙杯、LED、電圈、膠帶、鋁箔紙、電池、電阻
三、原理:
利用鋁箔紙讓兩個電圈間形成通路,而使LED發光,把膠帶貼上鋁箔紙,當兩個電圈其中之一經過膠帶時,電路形成斷路,造成LED無法發光。利用這種現象使得LED像警車ㄧ般一亮一暗的情形
1)光能與電能的相互轉換。
2LED利用半導體內部圍觀能階特殊構造,可以將電能轉成光能發出可見光。

四、做法:
電能轉成光能:將LED接上乾電池、限流電阻、以及可變電阻構成迴路,打開開關,調整可變電阻,觀察LED發光變化情形。
1先將紙杯穿洞如下圖
2再將單芯線穿過紙杯並將LED穿在1的位置。注意LED較長的一端為正極。
3將電圈當作輪子黏在紙杯上
4個電圈分別接上兩條單芯線,其中一條接上電池的正極,另一條接上LED的正極
5再取一條單芯線接上電池的負極,另一端接上LED的負極。
6將車子放在如左圖中的鋁箔紙上,即可使LED像警車一般一亮一暗。

五、想想看:
LED如果正負極接錯時會亮嗎?由於一般常見的LEDPN接面二極體,因此LED有正負極之分,其發光原理係以外加電壓的方式,促使電子與電洞於半導中結合後,將能量以光的形式釋放,如果正負極接錯的話,LED就不會亮了。

通訊光纖吃得多跑得快

一、單元名稱:通訊光纖吃得多跑得快
二、器材:白光LED手電筒、細塑膠光纖、壓克力長管
三、原理:
塑膠光纖成直線時可知光是直線前進,當彎曲時光線在塑膠光纖中不斷反射,末端仍有光射出,折斷時光線由斷口處射出,因此末端不再有光點
1)根據光的折射定律,當光線由疏介質射入密介質,入射線角超過臨界角的條件下會發生全反射,光線折回原介質不會跑出來。理想情形下全反射不會有能量損耗。
2)光纖就是利用一連串的全反射導光。即使光纖彎曲,只要滿足全反射條件,導光功能就一直保持。
3)利用塑膠光纖內全反射性質可以讓光線隨著光纖轉彎而轉向。
4)當彎曲角度太大時,部分光線的入射線角小於臨界角,光線會折射經由塑膠跑出空氣中造成損耗。

四、做法:
製作:將LED、電阻、電池座組成串聯電路,將塑膠光纖裁剪適當長度綑綁成ㄧ束,把塑膠光纖放在發光的LED
光線會轉彎:
1)用白光LED手電筒分別投射進入細塑膠光纖、壓克力長管。觀察光纖另外一端出口是否特別光亮。
2)將細塑膠光纖、壓克力長管彎曲,重複步驟(1)。
光線被吃掉:
3)將細塑膠光纖刻意彎成直角重複步驟(1),觀察出口光亮是否減弱。
4)延續步驟(3),找出證據說明光線從何處溜走。

五、想想看:
雷射光在行進的路線上不易用肉眼看出,而且雷射光線非常集中不易發散,因此利用水滴噴霧可以看出雷射光是如何前進。而在此活動中藉由入射、反射以及雷射光的行進,可以體會到電影中常利用雷射光所做的防護網。

寶特瓶㛢跳跳瓶蓋

單元名稱: 寶特瓶㛢跳跳瓶蓋
教學目標了解密閉容器內溫度﹑氣壓與體積性質。
實驗器材寶特瓶﹑其他
實施步驟:
步驟1﹑取一附瓶塞的寶特瓶,將瓶塞旋出,蓋面及瓶口沾少許水,反 
             放在瓶口上,使寶特瓶內成一密閉空間,然後將手掌置於瓶
              身, 不久即可見瓶蓋上下起落。
步驟2﹑起落約十餘次後﹐手清推瓶蓋﹐感覺瓶蓋與瓶連結力量的改
              變,將緩緩側擺﹐或倒立﹐觀察瓶蓋是否掉落?
步驟3﹑保持瓶蓋與瓶連結狀態防止漏氣﹐5分鐘後待其冷卻後﹐重複
              步驟1﹐有何差異?
 
問題討論
  1. 試描述現象﹐同時分析物理原理(寫下數學公式與定律名稱)
  1. 理論估計能噴氣之空氣量總量。設計進階實驗測量每次噴氣之空氣量(器材﹑方法….)。請在背面簡要回答之。

  1. 十元硬幣取代瓶蓋﹐估計是否仍然掀起硬幣。能否設計進階實驗測量壓力﹐請在背面簡要回答之。

吸鐵人~分子附著力

內       容:在臉上吸住鐵湯匙的特異功能;
適合對象:國小以上學生﹑一般民眾;
主要概念:分子附著力﹑力矩平衡;
主要技術:熟用力矩 善用分子附著力
旨       趣:藉由製作與競賽﹐親身體驗分子附著力﹑力矩平衡在生活科 
                技上的巧妙運用。引發學員對科技之興趣﹐培養思考﹑創
                作﹑製作和解決問題能力
設備材料: 鐵湯匙數支。
原       
  1. 分子附著力
  2. 物質由數以億計的微小分子組成,分子與分子之間會有吸引力稱為分子力。相同分子間的分子力叫做內聚力,不同的分子間的分子力叫做附著力。油脂的內聚力較大所以有潤滑作用,水氣是極性分子所以附著力較大,通常摩擦力就是小分子各自附著力的巨集表現。
  3. 力矩平衡
物體在地球上都會受到重力作用,鐵湯匙比同樣大小的麥管重,所受重力也較大,我們用”重量”大小來描述這種特性。受到重力作用的物體會往下掉,或者產生力矩而繞支點轉動,當然也可以被其他的作用力(如摩擦力、桌面地面的正向作用力等)所抵消而靜止不動,我們稱為”平衡”。
操作過程
  • 將鐵湯匙一一吸附在臉上 ,並使其平衡不掉落。
  • 油脂有助滑作用,將臉擦去油脂可增加附著。
  • 在湯匙上哈水氣可增加附著。
  • 做鬼臉可幫忙控制平衡。
  • 臉上眼窩、鼻頭、印堂、嘴窩都是下筆的好位置。


牛奶糖砸椰子穿洞

內       : 牛奶糖砸椰子穿洞特異功能
適合對象國小以上學生﹑一般民眾
主要概念慣性﹑壓力
主要技術熟用慣性壓力,快...加上什麼都賣驚
旨       趣親身體驗壓力在生活科技上的巧妙運用﹐引發學員興趣
設備材料:森永牛奶糖、用過的椰子殼
原       :
生活上我們都有這樣的經驗;請身邊朋友分別以手掌、拳頭、牙籤打你的肩膀,三次中痛的感覺依次為持牙籤、拳頭、手掌。此三次皆由同一個人施力,當然不是施力大小不同所致,直覺的解釋是施力都集中在所持的小小牙籤尖頭上,所以最痛。所以在科學上顯然我們除了以外,還需要定義另外的物理量,這個量與每單位面積上的受力相關,稱為壓力(力除以面積)
我們先將森永牛奶糖捏成錐形,置於地面上,調整錐形垂直地面。再拿起一顆椰子找個較平整的面朝下,對準牛奶糖(平整面垂直牛奶糖錐形)後,放手讓椰子自由落下一段距離後砸到牛奶糖,椰子的重量加上落下的速度提供了不小的力量,而因牛奶糖錐形的極小面積讓碰到一瞬間有了極大的壓力,最後不是牛奶糖會被壓平,而是椰子竟然被穿洞,多試幾次一定成功。
    :
  • 將森永牛奶糖捏成錐形,置於地面上,調整錐形垂直地面。
  • 再拿起一顆椰子找個較平整的面朝下,垂直對準牛奶糖錐形
  • 讓椰子隔一段距離自由落下後砸到牛奶糖。
  • 撿回椰子觀察。
注意安全:注意重物落地砸傷人。

天空藍夕陽紅模擬

目的
  1. 操作天空藍夕陽紅模擬示範,將太陽下山變暗過程以投影示範呈現課堂,當成下課鐘。藉以引發同學對科學好奇心。
  2. 藉由活動了解天空藍夕陽紅的原因與光線散射的性質。

器材
投影機、神奇礦泉水、稀釋後稀鹽酸滴瓶、太陽模擬紙板、容量約50ml透明塑膠瓶(裝牙線或牙籤的瓶子)、攪拌棒(竹筷或筆即可)
製作步驟
製備
  • 稀鹽酸滴瓶:洗廁所用稀鹽酸加5倍水稀釋後,裝入眼藥水滴瓶備用。
  • 太陽模擬紙板:鞋箱紙盒或新衣服襯托用紙板20×20公分,在正中央位置,挖一個圓洞,圓洞大小比透明塑膠瓶底部直徑略小。
  • 神奇礦泉水:350600 ml透明礦泉水空瓶裝水半滿,加入硫代硫酸鈉十餘粒,搖動後並等其完全溶解(10分鐘)
演示
  • 投影機打開對焦,旁邊放同式礦泉水23(其中一瓶是神奇礦泉水)
  • 拿礦泉水喝一口(確定是可以喝的那一瓶)。
  • 取太陽模擬紙板放在投影機中央,透明塑膠瓶放在圓孔正上方,請學生觀看銀幕上的大太陽。
  • 用神奇礦泉水倒水入透明塑膠瓶約半滿。
  • 取稀鹽酸滴瓶滴數滴入透明塑膠瓶,用攪拌棒攪洞數下。
  • 約數分鐘後塑膠瓶散出藍光,減弱教室內背景光線,引導同學觀察藍光。
  • 接著引導同學銀幕上的大太陽,會漸漸便紅,直至顏色深到不透光。
說明及原理:
Na2S2O 3 + 2HCl→2NaCl+ S↓+H2O+SO2
投影機燈源射出(類)白光,光線通過燒杯時碰到硫分子造成散射,通常波長較短散射較劇烈。所以開始時只有藍光散射,在塑膠瓶四周發出藍光,而銀幕上的太陽因藍光缺席而越來越紅,最後隨硫分子數目增多並集結成大分子,連紅光也不能通過時,太陽就變黑了。
 
參考資料
 Demonstrating Color of Sky and Sunset, E-Oing Zhu and Se-Yuen Mak, The Physics Teacher Vol 32 Oct.1994

電磁學簡易教具

一、目的:
  1. 探討安培計的構造及原理,運用電磁效應自己製作一個簡單的檢測
  2. 電流的儀器。
  3. 設計用白板磁鐵代替轉動線圈,以重力矩平衡取代彈簧平衡之簡易
     檢流計,並探討其特性、功能及應用範圍。
二、設備器材:
﹝一﹞機器設備:微安培計
﹝二﹞    :漆包線、磁鐵【五種規格】、吸管、竹籤、透明塑膠杯、
               雙面膠、量角器、鉛片、膠片、厚紙板、紙黏土、鑽洞的
               不鏽鋼塊、西卡紙、秤盤
﹝三﹞    :美工刀、附有鱷魚夾的導線、三用電表、手電筒、彈簧
               秤、天平、直尺、壓克力基座【附有電池座】、剪刀、乾
三、簡易檢流計的設計及製作過程
0.基本製造步驟
   取透明塑膠杯一個,拿美工刀將杯子的底盤割去,把一個量角器 
               倒反過來,用雙面膠固定,將其原點﹝90度﹞對齊軸心,將此塑
       膠杯用雙面膠固定在壓克力基座上。再取數個塑膠杯同樣把底盤
       割去,在杯底的兩側割兩個凹槽,凹槽的寬度為至少可容納一支
       普通吸管。取一段漆包線兩端各留15公分,依不同的格式﹝5
       、10圈、15圈,且其皆在一公分的範圍中,距離杯底1234
       公分﹞,繞在塑膠杯上用砂紙將漆包線兩端約2公分的外漆刮掉。
 
 
 
1.第一代簡易檢流計
      剪一張寬1公分,長15公分的西卡紙,將其對折,每次將兩個相同格式的磁鐵
    固定在紙片上,再用竹籤從對折處穿過。(如圖示)
 
〈結果〉固定在西卡紙上的磁鐵同時提供到磁力矩和重力矩這兩
        個重要的因素,此兩者均會同時影響到指針的偏轉角度。
〈改進〉將磁鐵移到軸上,就可改善此問題,讓磁力矩和重力矩這
        兩個重要的因素,分開探討。
 
 
圖:第一代簡易檢流計構造圖
 
2.第二代簡易檢流計
            剪一段15公分長的可彎吸管,穿過鑽洞的不鏽鋼塊﹝洞之大小恰
        為一支可彎吸管的寬度﹞,將不同強度的磁鐵貼在不鏽鋼塊上,
        並把此放置在兩個凹槽上,用附有鱷魚夾的導線,將檢流計通電
       ,通電後測量吸管的偏轉角度。(如圖示)
〈結果〉1.因老師的提醒,才發現在先前的實驗中,忽略了紙片
          指針,因此缺乏重力矩平衡,導致不易平衡。
             2.在實驗前的檢討、分析中認為不鏽鋼塊需較重,藉此
          可忽略掉換磁鐵時的重量差異。但實驗後,才發現不
        * 鏽鋼塊太重的缺點:
          ﹝1﹞不鏽鋼塊太厚,使得兩塊磁鐵距離太遠,容易滑
               動,導致偏離軸心而影響重力矩。
          ﹝2﹞因不鏽鋼塊太重,導致無法準確的固定在軸心上,
               且其如果一偏離軸心,即會產生極大的誤差。
〈改進〉1.加上指針,並在指針上附加重物,重物必須容易移動、調整位置。
             2.找出與不鏽鋼塊功能相近的替代品。
 
 
圖:第二代簡易檢流計構造圖
 
3.第三代簡易檢流計
                 剪一段普通吸管﹝長為磁鐵的直徑﹞,再拿一塊紙黏土將吸管包起
             來,再將兩塊格式相同的磁鐵固定在兩邊﹝磁鐵必須相吸﹞。再剪
             一段寬1公分,長16公分的膠片,將其對折套在磁鐵上,在最接
             近磁鐵下端的膠片用雙面膠固定,接著再剪一段厚紙板黏在兩片膠
             片中﹝防止膠片彎曲﹞,剪釣魚用的鉛片1公分×0.5公分,在膠
             片上同樣用雙面膠貼上鉛片,方便(重物)移動和固定,最後用竹
             籤穿過吸管,就可開始進行數據測量。(如圖示)
 
 
圖:第三代簡易簡流計構造圖
 
 
4.簡易檢流計應用:
      * 在課堂上做為「電流磁效應」的實驗教具,觀察因通電流的方向而影
        響指針偏轉的方向,而且同學們可以對「電流磁效應」有更深刻的感
        受,也可以在一堂課的時間中完成。
      * 在課堂上也可做為「檢流計原理」的實驗教具,讓同學們能夠徹底的了
    解檢流計的指針偏轉的原理,因裝置大部分是透明的,所以可以放在
    強光投影機上做投影示範講解。
 * 控制其它的變因,可用來做磁鐵強度的比較。
 * 做為電池電量的測試計,雖比不上市面上的液晶電池測試條﹝通常附加在
   電池上﹞,可是因為此種液晶電池測試條,通常只有金頂、勁量等鹼性
   電池才有附贈,一般的普通電池並無附贈,所以此自製檢流計,就可以派
   上用場了!
 * 做為「法拉第感應電流」的實驗教具,只要把漆包線接上微安培計,以手
   轉動軸,微安培計的指針就會左右擺動!同學們可以在教室中簡單的完成
   這個實驗。

聲音的故事

一、中國人的發現
(1)公元前6世紀
    <管子>中總結了和聲規律,闡述了標準調音頻率,具體記載三分損益法。
(2)公元1世紀
    王充(27-97)<論衡>中,記載了有關聲音學的物理常識。
(3)春秋戰國時期
    青銅器大量湧出 (公元前433)曾侯乙墓中,編鐘形制精確,音律準確。共計有
    124件,其中有65件鐘。
    同時期墨子在地下放甕,利用共鳴現象,來探查敵方挖洞攻城的計謀。宋曾公亮
    <武經總要>把這種方法,稱為”聽甕” 。
(4)<考工記>
    中作出科學總結,指出磐體的厚薄與發音高低間的關係。並明確指出調音方法:
    已上,則摩其旁已上,則摩其旁”
(5)宋沈括(1031-1095)
    <夢溪筆談>中,研究聲音的共振現象。
(6)北京天壇(1530)
    明嘉靖9年建成,天壇的部分建築有高聲學效果:回音壁、三音石和圜丘等都是。
(7)明代
    朱載堉(1536-1610)用數學方法,發明的十二平均律,對現代樂器製造,有重要
    作用。
(8)宋應星(1587-16??)
    <天工開物>中,對樂器製作及調音方法,也都有詳細的說明。
二、國外的發現
    聲學為力學的一個分支,但聲學也獨立於力學之外發展
(1)加利略
    近代聲學起於加利略,他在”對話”一書中,論及了音調與振動頻律相關。他說
    振動頻率的比例關係,標誌了音調的相對高低。對於振動頻率又取決於弦的長度、
    張力和質量。
    他也敘述了摩擦純音,可使水面形成駐波的現象。
(2)默森(1588-1648)
    對於加利略”對話”進行了發展作出了振動頻率的絕對測量,還發現弦在發出基音
    的同時,也發出若干泛音才形成諧調的音樂。
    他並第一個測出了音速。
    他也研究十二平均律的問題,但比同期中國科學家朱載堉晚了幾十年。
(3)索維爾(1653-1716)
    在管風琴中觀察到默森的樂音現象,並因此而發明了游碼,確定了弦上波節與波
    腹的位置。
(4)蓋利克
    利用多次實驗證明了,聲音不能穿過真空。
(5)牛頓
    牛頓計算了聲速與空氣壓縮係數,密度關係
    在他的時代聲音學進步緩慢,只能算是近代聲音學的起步,但為聲音學進入實驗
    研究作好了準備。
參考書目
    1:簡明自然科學史 鮑耀三 張純成主編 河南大學出版社
    2:物理通史 郭奕玲 沈慧君著 凡異出版社
    3:中國科學文明史 顧俊 木鐸出版社
    4:物理學發展史上的里程碑 馬文蔚等編 凡異出版社

親愛的我把你放大了

一、材料:名片透鏡一張
二、原理:利用透鏡成像的原理,當物體落在凸透鏡的焦距內時,可以產生正立放大的虛像;落在凸透鏡的焦距外時,可以產生倒立縮小的實像。
三:操作步驟:
1、手持名片透鏡看桌上的物體。
2、調整名片透鏡跟觀察物體之間的距離,可發現物體放大的程度不同。
3、手持名片透鏡並將手臂伸直,看遠方的物體。
4、調整名片透鏡跟眼睛之間的距離,可發現物體縮小的程度不同。

外太空轉頭龍

一、材料:轉頭龍一隻
二、原理:人們可以清楚辨識立體的東西是因為雙眼像差造成的,所以如果用單眼來看的物體話,會覺得所看的東西是平面的,所以在看的時候就會造成視覺上的錯覺
三:操作步驟:
1、將轉頭龍放置在桌上。
2、站在約距離轉頭龍1~2公尺的地方,接著閉上一隻眼睛,然後盯著轉頭龍的眼睛看。
3、依然是用單眼看,然後開始左右來回走動,即可發現轉頭龍的眼睛一直盯著你看喔。
          
<怎麼都一直看著我!?>

消失杯

一、材料:杯子一個、2號夾鍊袋一個、有畫圖的小紙卡一張
 
二、原理:因為夾鍊袋中有空氣,所以水底下的圖案經由一層空氣跟一層水之後,眼睛視角於某一角度時會發生全反射,以致於我們看不到水底下的圖案。
三:操作步驟:
1、將有圖案的小紙卡放入夾鏈袋中,並封好夾鍊袋。
2、將夾鍊袋放進杯子裏面立好,有圖案那一面要面對我們。
3、在杯中裝水至一半的高度,接著調整我們看杯內小紙卡的角度,即可發現有一角度時紙卡的下半部消失了。
             
                         <
未裝水之前>                                                      <裝完水之後>

不滿杯

一、材料:紙杯一個、可彎曲吸管一支
二、原理:這是利用虹吸現象的原理,因為吸管兩邊的壓力不同,所以當水加到高於 B的位置時,水就會開始流動,直到杯中的水降到A的位置為止。
三、製作過程:
1、用原子筆於杯底刺穿一個小洞,小洞的大小不可比吸管管口大。
2、將吸管彎曲後,穿過紙杯的小洞。如果洞口與吸管不是緊密結合,可用膠水塗在接合處。
四:操作步驟:
1、將水慢慢倒入不滿杯中使水面超過B的位置,即可發現水開始漏出。
2、直到水漏到A的高度時就會停止漏水。
             
                  <將可彎吸管穿過紙杯中的小洞>                            <用膠帶將可彎吸管固定>

2015年5月1日 星期五

光學迷宮

一、單元名稱:光學迷宮
二、器材:平面鏡、雷射筆、保麗龍、厚紙板、膠帶、發光二極體(LED)、光敏電阻、電池、電線
三、原理:
光的反射定律:如圖
法線、入射線與反射線在同一平面,
入射角等於反射角(∠1=∠2)
並調整平面鏡的角度,使打入的雷射光進行反射動作,經由不同的打入方向,得到不同的路線。由於雷射光具有高方向性、高相干性、高亮度、單色性,因此很適合用來當作入射光。

四、做法:
在直立黑板上,或桌面的光學平板上,將指定的光學改變位置,或改變角度,導引光線沿著指定路線走出迷宮。
1、在入口處選擇其中一條路徑。
2、開啟雷射筆,經由平面鏡的反射原理,引導光到達正確出口 

五、想想看:
雷射光在行進的路線上不易用肉眼看出,而且雷射光線非常集中不易發散,因此利用水滴噴霧可以看出雷射光是如何前進。而在此活動中藉由入射、反射以及雷射光的行進,可以體會到電影中常利用雷射光所做的防護網。
      

魔法棒跳起水中芭蕾

一、單元名稱:魔法棒跳起水中芭蕾
                 

二、器材:火柴棒數根、寶特瓶一個
三、原理:
手壓寶特瓶時,瓶內壓力變大,寶特瓶中的壓力會傳達到水中各點,也會傳達到火柴棒內部的氣體,使得內部氣體體積減少,如此進入火柴棒中的水會增加,造成火柴密度增加而下沉。
四、做法:
1、   將寶特瓶內裝水近滿,寶特瓶內上方要留一點空氣。
2、   將數根火柴棒的頭折斷丟入寶特瓶內,接著將寶特瓶蓋鎖緊。
3、   然後用手指壓放保特瓶,可觀察到火柴棒上下的浮沉

隨脈搏跳動的魔法棒

一、單元名稱:隨脈搏跳動的魔法棒
二、器材:火柴棒兩根
三、原理:
指甲與火柴棒間的摩擦震動,進而帶動另一根火柴的跳動。
四、做法:
1如圖用右手拿好一根火柴棒。
2左手扶著另一根火柴棒。
3用右手中指的指甲前後來回摩擦火柴棒,即可牽動另一根火柴棒使其跳動。
 <用右手拿火柴棒>  
<用中指指甲摩擦火柴棒>
<右手的火柴棒震動而牽引左手的火柴棒使其跳動>
            

錢幣上升魔法盒

一、單元名稱:錢幣上升魔法盒

二、器材:火柴盒、森永牛奶糖空盒或釘書針的盒子一個、錢幣一枚、筷子一根
三、原理:
敲打盒子時,因為慣性定律的關係,盒子往下而錢幣不動,所以看起來就像錢幣自動上升一樣。
四、做法:
1、先讓火柴盒站立著,再將一枚錢幣從下面裝入火柴盒內層的底部。
2、用一隻手指或拿筷子敲打火柴盒上方。
3、重複敲打多次即可看見錢幣從火柴盒下方移動到上方。
<將錢幣裝入火柴盒內層的底部>
<由上方敲打火柴盒>
<錢幣自動上升跑出來>

誰是大力士

一、單元名稱:誰是大力士
二、器材:針筒、管子
三、原理:
壓力是單位面積所受的力,由於大小不同的兩個注射器,形成面積的大小不同,而要產生平衡時,就要壓力相同,因此造成受力大小的不同。
四、做法:
1將大小不同的兩個注射器用一透明塑膠管連接起來
2找兩位同學上台比賽,看看誰能順利推動活塞。

五、想想看:
   如果在一個連通裝置上,且左右的注射器大小不同,要舉起一個重物時,應該將其放在截面積大的平面或是截面積小的平面,才會比較省力呢?此時應將重物放在截面積較大的平面上,會比較省力。

王子麵變大了

一、單元名稱:王子麵變大了
二、器材:王子麵、真空罐
三、原理:
利用真空罐將氣體抽出後,王子麵包裝袋中的氣體壓力大於真空罐中的氣體壓力,因此造成包裝袋膨脹。

四、做法:
1、將一包王子麵,放入真空罐中
2蓋上蓋子後持續抽氣,觀察王子麵的變化。
3、再將真空罐放氣,觀察小王子麵的變化。

五、想想看:
   如果將小朋友喜歡吃的棉花糖放入真空罐中,會如何呢?一樣會造成膨脹的效果,由於棉花糖本身藏有許多空氣,且空氣被棉花糖包住。當放入真空罐中並抽出空氣時,會造成內外壓力不同,而產生膨脹變大的現象。