外面的天空好藍

這位就是謝迺岳老師

11/18(四)領域研究會 

我們請到新竹中學退休老師--謝迺岳老師來為我們示範一些理化科的趣味教具教法

謝老師退休後就一直致力於科普教育

並且改良實驗方法  使實驗器材簡單  並隨手可得

這樣子的話每個學生都可以親手操作製作

我對這一點觀念相當認同

今天謝老師為我們帶來許多的道具    且看我一一介紹起

看到彈簧  你會想到什麼??

當然是波

彈簧可以做橫波  縱波  駐波

這些波的操作方法可以見下面影片

大家開始練習產生駐波(頻率越大  越容易產生)

本校的俊生老師更是想到不同的用法

你看這樣一圈可以代表什麼??

就是類似環型導線的磁力線分布

(只是不同點是，磁力線每一條都是單獨封閉的曲線， 不會相交。而彈黃是螺旋狀的。這點不用跟國中生太強調，只要注意形狀類似就好。)

那彈簧加上一個杯子呢??

我們可以把彈簧的一端各穿過一個紙杯   當成傳聲筒

當一人在一頭說話時    另一端的人會有"空谷回聲"的感覺

那就奇怪啦 

根據我們所學的理論  要聽到回聲必須聽者與發音體要相距約17公尺以上

這樣才能分辨回聲與原聲呀??

因為聲音在彈簧中傳遞   彈簧是固體(金屬)

一者能量比較不會發散  二者因為速率比空氣中快

所以聲音在兩個杯子間已來回傳遞多次了

所以會有類似空谷的回聲

一個杯子加一條棉線再加一根湯匙呢??

我們可以把棉線穿過紙杯  下方綁一根湯匙

當把杯子拿起    讓湯匙受重力自然下垂

再讓湯匙去撞桌邊  耳朵透過杯子聽聲音

你會聽到類似寺廟的大鐘撞擊聲

改變繩子的材質  長度  鬆緊 

更可以聽到不同的聲音

兩根針筒加上長塑膠管呢??

把針筒分別插入長塑膠管中

調皮的謝老師先讓這各裝置充滿空氣

再將大針筒一端迅速壓下

"啵"的一聲小針筒那頭就飛出去啦

讓管子稍微潮濕密閉性更佳

那把吸管裝滿水再壓呢??

小針筒那頭飛出的力道就不如剛剛只裝空氣的強了

為什麼呢??

因為氣體是可壓縮的    經過迅速壓縮後壓力會突然變大

所以小針筒才會飛出去

而液體體積是不可壓縮的

所以裝滿水後的裝置是類似"帕斯卡原理"

密閉容器內的液體壓力  可以以相同壓力大小傳遞

在一頭施力會對這頭管子產生一壓力

這個壓力可以以相同大小傳到另一頭

若兩管的截面積不同

則大的截面積那頭的力會比較大

小的那一頭的力會比較小   所以可以用小力換成大力

如此可以造成省力的效果 

左邊老師壓的是大針筒  右邊老師壓的是小針筒  誰會贏????(誰可以壓的下去??)

把長管子剪短  再戳點黏土  就是空氣槍囉

千萬不可以朝別人射喔

只有一個針筒還有何妙用呢??

那就是"趙雲"(從阿簡的生物筆記部落格上看來的笑話......)

呵呵呵，不是"趙雲"，是"造雲"啦!

將針筒稍微潮濕

一隻手指抵住出口   另一隻手用力將針筒下方往上推

壓到極限後迅速放開 (一定要突然急速放開喔  這樣才能產生壓力突然變小的狀況)

針筒內就會看到白色煙霧狀  那就是水蒸氣凝結成的小水珠了

你看  白色煙霧就噴出來囉!

原理就是一團潮濕的空氣   因為壓力突然變小   體積發生膨脹

因為時間極短  所以是絕熱膨脹(與外界熱量沒有進出)

膨脹過程需要熱  又沒有辦法跟外界抽取

只好抽取氣體本身的熱量 

使得氣體溫度下降   水氣達到飽和而凝結成小水珠

就跟雲的形成原理相同

"造雲"這個小實驗還可以用寶特瓶來實施(要軟一點  像是"茶X王"的瓶子)

在瓶中除了水氣外  再加一些些凝結核會更清楚(可以用線香效果較好)

將瓶蓋蓋緊後用力扭轉瓶子  再快速放開

你看看   白色煙霧就出來囉!

對吸管吹氣  可以使吸管發出聲音

若在寶特瓶中裝水  調整吸管在水中的高度(使吸管中空氣柱高度不同)

這樣的聲音頻率也會不同

再來就是把吸管底部戳上黏土  一端密閉後吹氣

把吸管剪成不同的長度   用冰棒棍及橡皮筋綁起來

這樣可以做"排笛"

老師說管子的長度若是成等比級數

這樣吹出來的頻率就會是相對的音階囉!

今天真的很高興謝老師來本校進行這場活動

謝謝老師!

其他照片請見相簿