室內手擲滑翔機
活動資訊
日期:97.11.01(六)14:00~17:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中華民國航空模型運動協會 吳志傑老師
活動照片
http://edu.ac.liu.phy.tw/other?start=1092#sigProGalleria01c4b77a03
本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中華民國航空模型運動協會老師 吳志傑
- 文章摘要 97年秋季_細說航空、漫話飛行、巧手造飛機、U/C, R/C飛行表演
擺‧擺‧擺~哇!這麼多擺?!
活動資訊
日期:97.10.25(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:長庚大學通識中心物理科 邱韻如教授
活動照片
http://edu.ac.liu.phy.tw/other?start=1092#sigProGalleria8127cc4fd9
本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 長庚大學通識中心物理科教授 邱韻如
- 文章摘要 97年秋季_秒擺、半秒擺、球棒擺、牛頓擺、蛇擺、雙胞擺 、心電感應擺、彈簧擺、念力擺、打人擺
紙飛機的天空,體驗飛行
活動資訊
日期:97.10.18(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:國立卓蘭實驗中學 卓志賢老師
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費、開南大學智慧運輸系統與RFID研究中心推廣教育組協辦
附加資訊
- 講師 國立卓蘭實驗中學老師 卓志賢
- 文章摘要 97年秋季_傳統簡易紙飛機製作、紙飛機的演變與製作、像真模型紙飛機製作、滑翔式紙飛機、紙飛機原理實驗
科學演示秀(六)
活動資訊
日期:97.11.22(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
科學演示秀(五)
活動資訊
日期:97.10.11(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
科學演示秀(四)
活動資訊
日期:97.10.04(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
科學演示秀(三)
活動資訊
日期:97.09.20(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
科學演示秀(二)
活動資訊
日期:97.08.30(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
科學演示秀(一)
活動資訊
日期:97.08.16(六)14:00~16:00
地點:國立中央大學科學教育中心(理學院教學館106展廳)
主講:中央大學科學教育中心 科學解說員
活動照片
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本活動感謝行政院國家科學委員會補助經費
附加資訊
- 講師 中大科教講師 科學解說員
- 文章摘要 97年秋季_
目的
一片指甲大小的骨牌,竟然可以推倒比101大樓還高的骨牌?!讓我們透過觀察骨牌倒下的過程,來了解連鎖反應(chain reaction)的威力。
實驗
經過計算後的骨牌尺寸及重量,規則排列,其重量隨指數關係增加。
骨牌的尺寸:
骨牌尺寸:
若依照此表排列下去,估計第46塊骨牌的高度將會高達524.3公尺,然而現今台北地標101大樓,其高度為509.2公尺,若將101大樓排作第47塊骨牌,那我們就能夠輕易的將「吹」倒!!
原理思考
骨牌一塊一塊倒下,這和連鎖反應有什麼關係呢?
核分裂(Nuclear fission)的反應過程:一個熱中子(thermal neutron)撞擊鈾-235原子(Uranium),形成復核(Compound nucleus)的鈾-236原子,其生命期很短,分裂產生氙原子(Xenon)及鍶原子(Strontium),且放出兩個中子及能量;此時附近有其他鈾-235原子存在,則會被後來放出的中子撞擊,繼續發生核分裂反應,此即所謂的連鎖反應。
反應式: (
:中子
:能量)
由反應式可以看出,核分裂的過程,經過一個中子撞擊後會放出兩個中子,兩個中子各再經一次撞擊就會放出四個中子,依此類推,放出的中子數目是2n曲線(中子的數量是 增加,也就是以2n等比級數增加)。
所以我們設計骨牌的質量是以2n等比級數增加,模擬連鎖反應的情況。其效果果真如連鎖反應般釋放大量能量(小小一片約0.3克的小骨牌,竟然可以推倒重量是其三萬倍以上、約10公斤的大骨牌)。
討論
1.兩塊骨牌間的距離是否關係到骨牌能否順利倒下?
2.骨牌倒下時所釋放出的能量何處來?(Hint:能量會無中生有?)
1.骨牌的間距以可以讓前一塊骨牌倒下為主。模擬計算可以參考。
2.在立骨牌時,即對骨牌作功,增加其位能,而當骨牌倒下時,位能轉換成動能,故能推倒下一張骨牌。所以能量其實是來自於排列過程中,我們給予骨牌的,而不能解讀成「吹出來的一口氣」可以無限放大產生能量!
關於實驗
1.骨牌的間距以可以讓下一塊骨牌倒下為主。
2.骨牌放置在粗糙平面演示效果較佳,否則骨牌容易滑倒[1]。
參考資料
Domino ‘‘chain reaction’’. American Journal of Physics, 51(2), 182-182.
Mechanics of a chain of dominoes. American Journal of Physics, 46(6), 640-642.
“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA. Ch43.
製作
v.1 黃時霖
v.2 黃時霖
指導老師
朱慶琪
撰稿
黃時霖、朱慶琪
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目的
光子能量不夠時就不能產生光電效應的說法需要修正。
實驗
實驗裝置:光電池,奈安培電流計,紅光LED,氦氖雷射。
1.將光電池接上奈安培()電流計(若有微微安培(
)電流計更佳),將室內燈光調暗。
2.用紅色 LED 發出的光照射光電池。觀察有無光電流產生。
3.用手電統的光照射光電池。觀察有無光電流產生。
4.用氦氖雷射的光照射光電池。觀察有無光電流產生。
原理思考
光電效應指出產生光電子須要光子的能量高於光電池的功函數才行。
用氦氖雷射的光照射光電池,會有微量光電流產生。但光子的能量都低於功函數。傳統物理不會產生光電流,但非線性光學卻容許多光子游離現象的發生。每個光子能量雖不足將原子游離,但強雷射光的集中光束卻可以利用光波中所帶的強電場對原子壓迫造成多個光子能量幾乎同時將原子能量提昇到高能階或是游離能以上。因而產生光電子。
關於實驗
1.雷射光的功率越高效果越好。
2.操作雷射須注意安全準則。
參考資料
Resonant optical second harmonic generation and mixing. IEEE Journal of quantum electronics, 2(6), 109-124.
製作
v.1 易台生
指導老師
易台生
撰稿
陳泰利
目的
利用生活隨處可得的材料做簡易物理實驗。
原理
實驗裝置:有顏色的糖果、槌子或其他可以敲碎糖果的工具(餐桌上的餐具、胡椒罐等)。
原理思考
拿一顆有顏色的糖果,例如原本的顏色是紅色。敲碎它之後,觀察敲碎以後的糖果呈現什麼顏色?
我們看到的顏色都是物體與光作用後的結果,顏色取決於物體吸收了那些特定波長的光線、或反射了那些特定波長的光線。例如、吸收藍光(blue)反射出紅光及綠光時,我們就會看見紅光與綠光合成的黃光。這些規則可以由光的三原色:紅、藍、綠的搭配決定。但是當物體的顆粒小到一定程度時(例如本實驗中的糖果被敲碎後),呈現的顏色會隨著顆粒大小不同而不同。敲碎的糖果,各種波長的色光在表面反射的程度相當,使得進入眼中的各種顏色的光波差不多,相加的結果就形成了白色。
關於實驗
這個實驗的發想來自於台灣師範大學黃福坤教授的網站http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/中「色彩繽紛的世界」,因為很容易實施,筆者將它納入餐桌物理學中的一個小實驗,也感謝黃教授的分享。
製作
朱慶琪
撰稿
朱慶琪
目的
探討平常我們照鏡子時的對稱問題。
實驗
實驗:當我們照鏡子(平面鏡)時常常會說鏡子裡的人像是左右相反,請你仔細思考一下,真的是這樣嗎?以下有幾個答案再給你選。
(A)上下顛倒、(B)左右相反、(C)前後相反、(D)以上皆非
接下來請看以下演示。
原理思考
鏡中的座標軸為何不是左右相反?
1.所有人都可以確定鏡中的像不會是上下顛倒,那麼為何我們平常照鏡子時都會覺得是左右相反?這是因為人的幾何形狀是左右對稱並加上眼睛也是左右對稱的關係,且照鏡子時是面對面的情形,所以就會想像宛如有一個人在鏡子的另一端,當我們動右手時,鏡中的那個人就必須動左手才會與我們同步,因此才會覺得鏡中的相是左右相反。2. 此那鏡中座標軸問何看起來是前後相反呢?透過鏡子外面的另一個座標軸作比較時可以發現,鏡中X、Y兩個座標軸的像都與實體座標軸同一方向,但是實體與鏡中的Z軸卻是相反方向。Z軸在我們的描述下是前後關係,所以實體物與鏡中的像是呈現前後方向相反,而不是左右相反!
討論
1.那為何我們在照鏡子時看不到前後相反的現像?
2.我們常用的印章為何刻成左右相反?
1.因為光是以直線方式前進,頭的後方部分被臉部檔住了,所以就無法看到頭部後方。
2.還是因為眼睛是左右對稱和觀察印章和蓋出來的文字時的觀察位置不同之故。我們先將印章固定在某一位置,此時眼睛由Z方向朝-Z方向觀看時可以看到印章上面的文字是左右相反;但是觀看蓋出來的印章文字時眼睛是則需由-Z方向朝Z方向觀看才能看到,且為正常文字,參考圖一。
參考資料
“Fundamentals of Physics Extended “,Fifth Edition., John Wesley & Sons, INC 1997, U.S.A., CH35.
PERVERTED IMAGE – AXES IN MIRROR (University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
製作
杜宗勳
指導老師
朱慶琪
撰稿
杜宗勳
目的
利用視覺上不可能的現象演示光的偏振性。
實驗
保麗龍球、壓克力管(特製)。
觀察緩緩移動中的保麗龍球,如何穿過壓克力管中間的隔板。
簡易版教具
原理思考
1.保麗龍球如何穿過壓克力管中間的隔板?隔板是什麼材料做成的?
2.光的偏振性是什麼?光通過偏振片會怎麼改變?
1.光是電磁波,由震盪的電場與磁場組成。光的偏振方向即為電場振動的方向。2. 光線無法穿透兩張"垂直重疊"的偏振片(此處的"垂直"指的是偏振方向),因此看起來會是「黑的」(試著將看立體電影的眼鏡的左右眼重疊,就會看到相同的結果)。影片中我們認為是隔板的物體,其實是因為管子裡面左側與右側的偏振片的偏振方向互相垂直、視線重疊的地方看起來就變成黑的,彷彿是有個「隔板」存在,然而管子裡並沒有真的「隔板」,所以保麗龍球當然可以任意穿越。
討論
1.如果2張偏振片偏振角度為60度時會如何?放3張偏振片角度各30度時會如何?
2.偏振片的材質是什麼,為何可以過濾某些方向的光,保留特定方向的光?
3.3D眼鏡的材質是什麼?為何可以看3D的影片?
4.偏振片和光柵有何不同?光柵有何特性?
5.偏振片在日常生活中有何應用?
參考資料
University Physics, Chapter 38, Sec. 38.9 Polarization.
台灣師大物理系物理教學示範實驗教室:偏極片
科學玩具柑仔店:科學玩具-光學-偏光片魔術盒 Retrieved December 13, 2017, from http://kingdarling.blogspot.tw/2012/12/blog-post_1627.html
製作
張宇靖、蔡昌翰(本實驗原型為元智大學科學教育中心兼任講師林懿偉老師製作,本實驗室複製。)
指導老師
朱慶琪、張宇靖
撰稿
朱慶琪