拉不開的書本

一. 單元名稱：拉不開的書本

二. 器材：兩本書

三. 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

一. 單元名稱：浮不起的阿乒

二. 器材：切開底部的寶特瓶、乒乓球、臉盆、水

       

三. 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度, 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帶,3帶,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LED為PN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。

（2）LED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

4兩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LED為PN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前

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：

試描述現象﹐同時分析物理原理(寫下數學公式與定律名稱)。

2. 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。

3. 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       理：

1. 分子附著力：
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。

2. 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       容: 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.準.狠.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       理:
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力以外，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。
步    驟:

• 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：350或600 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(約10分鐘)。

演示

• 投影機打開對焦，旁邊放同式礦泉水2或3瓶(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
電流的儀器。
2. 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﹞材    料: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﹞工    具: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圈

       、10圈、15圈，且其皆在一公分的範圍中，距離杯底1、2、3、4

       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年)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>

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。