2020年8月5日 星期三

光學老教具


曉薇雖然原本只是在賽E趴上認識的老師
但幾年下來許多次研習的相遇
慢慢也變成了好朋友
之前就送了我兩台除濕機
今天還親自帶了一箱PASCO的老教具到我家
真的是讓人感動啊~~

PASCO主要都是利用不同的感應器搭配一台主機擷取資料
再利用專用的軟體進行分析
但這些都是20年前的東西
已經找不到對應的軟體,只能暫時先擱著
先將另一批光學實驗的教具拿來玩

其中有台光源
可以產生直線光源、三原色
也可以當作透鏡成像的光源(有標示上下和左右)





但電源插頭不意外的又是用特規

很多教具商為了獨家,連接線或電源都會用特規
這個光源的插座就類似BNC的規格
還有另一個插頭用單音的jack頭,真是服了這些工程師

所以第一步就是先將插座改成常用的DC2.5母座
如下








裡面最有趣的是有一個分隔的容器
裝水後就可以變成許多種不同組合的透鏡

這真是好東西!!也很有創意啊
曉薇給我的數量也夠多
下次上課可以嘗試拿來用用看
效果如下







還有其他不同種類的透鏡



角度調好,也可以色散產生彩虹

這個三用面鏡也是一絕!!



加上它裡面附的凸透鏡(含架子),也可以作透鏡成像

但光源還是不夠強
裡面只是一顆10瓦的鹵素燈泡

無法像之前用雷射可以在正常的教室直接使用
這必須有點暗才能呈現出效果
人家20歲了,也就不要太強求了

2020年7月14日 星期二

充電插頭茲茲聲維修

充電插頭幾乎已經變成每天一定會用的東西
最近插頭只要一充電就會發出茲茲聲
聽起來好像很可怕
這個聲音其實通常都是高壓電因接觸不良使得空氣導電的電弧聲

首先當然要先拆開插頭
基本上插頭的設計都是不能拆的
所以需要一些暴力
從邊邊慢慢用美工刀或一字起子挖開


內部做工很細
從電路板可以看出來分常右側的高壓110V端
和左側的低壓5V端

目測看起來沒有甚麼零件有損壞
但110V的輸入端直接用接合的方式
因此久了之後就會有接觸不良的情況
茲茲聲通常就是出現在這邊

一勞永逸的方法就是直接焊接起來
試試看,果然茲茲聲就沒了
救了一個ASUS的充電頭~~


2020年7月1日 星期三

測量大氣壓

壓力單元很雜
從固體到液體到氣體各有關聯
卻也各有特色
因此實驗的操作與觀察是絕對必要的
只是二下的內容實在超級多
幾乎每個老師都是戰戰兢兢的,深怕上不完
但如果可以將實驗融入在教學中
還是可以有折衷的辦法(折衷就表示不一定是最好)

大氣壓力從托里切利的水銀柱開始說起
若時間充裕,換成水管拉三層樓也是個會讓大家興奮的好方法
但利用針筒來測量也算是折衷
針筒的活塞有摩擦,先掛上水壺,慢慢加水測出摩擦力




再將針筒塞入掛上重物,找個調皮的學生來拿
也算可以出口氣(好壞的老師)
這次學生拿到手抖個不停,活塞稍微下降就喊停了
最好是做到持續緩慢下降才比較準


量出加掛的重物,扣掉摩擦力
就是大氣壓力作用在針筒的作用力了
除以針筒的面積6平方公分,約850公克重/平方公分
稍小一點,也是合理的

接下來這麼神奇的大氣壓力,想當年的馬德堡半球勢必也要出來玩一玩
我的不鏽鋼鍋直徑24公分,抽掉50釐米汞柱(約2/3個大氣壓)
找幾個學生來拉拉看
後頭還是要有學生幫忙護著,避免真的不小心拉開,才不會向後重摔(拉了十多年也還沒拉開過)
這時的氣氛通常會拉到高點...





「拉不開...那就算算看到底大氣壓力此時提供了多少作用力?」學生這時候好像比較甘願算算看
「...如果蠻力拉不開,還有甚麼辦法?」
「大家要從原理去想,我們剛剛做了甚麼事才讓鍋子緊緊吸住?」其實"吸住"這個形容詞很不好...
「因為裡面壓力變小了啊~」
「所以我們可以怎麼處理?」
「想辦法讓裡面(壓力)變大」,「讓外面(大氣壓)變小也可以啊~」
「是的,大家的方向都對了,那有甚麼方法可以讓裡面的壓力變大?」其實這也是在為接下來影響氣體壓力的V、T、N做鋪陳
「加熱」、「灌氣體進去」...學生回答
「...其實大家有注意到鍋子旁有一條小塑膠管嗎?」我提醒大家
「這個塑膠管上面有一個塞子(其實是單向閥),一樣有2/3左右的大氣壓抵住它,但...」
我隨手就將塞子取下,氣體馬上灌入,鍋子就開了
「為甚麼我可以這麼輕易取下塞子,你們兩個人的力量卻拉不開鍋子?」
「因為塑膠管的面積比較小啊~~」學生很不情願地說,覺得被我耍了...

再來我們利用吸盤代替馬德堡半球
將吸盤在手機上之後放入真空罐中(隨手拿,沒其他意義)
將真空罐的氣體抽出到約6個釐米汞柱,吸盤就掉下來了



「那如果不要到掉下來,我們再把氣體灌進去會怎樣?」學生很好奇地問
「有趣喔,我們就試試看吧~~」坦白說,我也沒試過
抽掉60個釐米汞柱時,吸盤中心明顯鼓出來了
此時我們再把氣體灌入回復一個大氣壓
「又吸回去了耶~~」學生興奮的說


也許...這就是實驗的迷人之處吧~~
不須太多花俏,實驗本身就是個讓人著迷的東西

課後有個學生跑來跟我說,「老師~~你的雞絲頭怎麼這麼多啊!!」
這是恭維嗎?我欣然接受了

2020年6月30日 星期二

改裝鬧鐘小夜燈

這個鬧鐘之前就修過
換了微動開關和滑動開關

最近皇后嫌夜燈不夠亮

晚上公主睡著後不好調(因為不能開燈)
奴才聽到馬上就要想辦法,不得片刻耽誤

裡面的夜燈是一個1.5V驅動的泡燈


打算直接換成兩個LED(保證夠亮~~)
但白光LED無法用1.5V直接驅動
必須升壓才行
電路圖如下

基本上就是利用兩個電感頭尾相連
分別通入C極和B極
電晶體在BC極之間快速開關
電感就會感應出一個高壓
利用這個高壓就可以點亮白光LED了

原本裝泡燈的口徑太小
先用電鑽在4點和8點的位置鑽出5mm的孔
方便放入LED


兩個LED並聯
再連接上述的升壓電路
鬧鐘裡面空間很大
放入這個電路沒問題的






但這個鬧鐘原本用2號電池(size C)
這實在很麻煩,因為2號電池很少用


我身邊也沒庫存
但其實直接裝入兩個3號電池也行的
記得兩個要並聯
而且不可一新一舊,這樣反而會相互吃電壓,更耗電

試試看
果然亮得不要不要的

2020年6月23日 星期二

浮力常見的題型整理

浮力概念不難
但學生會哀鴻遍野的其中一個原因就是題型太多
但這幾年幾乎已經很少考複雜計算
主要都是「比大小」的題目
所以我還是會很務實地幫學生整理考題類型

原則上兩大類,共九種
一、不同物體放入相同液體
1.物體體積相同時

2.物體重量相同時

二、相同物體放入不同液體

原則上就只用到浮力的兩個意義來解決
基本上圖畫得出來(看沒入的體積),答案就出來

當然題目不會這樣出
會轉化成實際的物體
例如相同的鐵塊丟入水中和水銀中
或船從淡水開入海水
或相同體積的鐵塊和木塊丟入水中
...
總之都逃不過這九種類型囉

※後記
這當然不可能包含所有題型
也不是真正浮力要教導的面向
只是幫學生整理一些常見的題型
若魔人們要斷章取義的攻擊,也不看看人家之前的教學鋪陳
那就隨你吧...

2020年6月22日 星期一

維修桌鏡

同事的桌鏡一直向她鞠躬...
看了一下材質,又是便宜的密集板(纖維板)
基本上這種板子就是木屑打成泥狀之後加壓膠合起來而已


因此是完全不防水的,,一旦潮濕很容易就膨脹
加上是泥狀的纖維,直接上螺絲的情況下
螺紋很容易就會被磨損
當然就無法鎖緊了

一般比較簡單的方法就是塞牙籤
但這只是增加摩擦力而已
若像這種桌鏡經常需要調整角度
最好還是讓內部有螺紋才能撐得比較久
因此找了一根竹筷,削了兩片薄片塞入原本的孔中



這樣就能再車出一個新的螺紋
希望可以撐得比較久一些囉~~

電子元件的包裝袋秘密

很多電子模組都會用這種黑色半透明的包裝袋 為什麼要用這種特殊的包裝袋呢? 用一般的PE袋或PVC袋不行嗎? 這就要回到電子電路的工作原理來說了 傳統電路主要靠電流來控制電路 電子電路則是靠電壓來控制 (這麼粗略的說法一定會被罵,但無法在三千字內說清楚就乾脆不說了,有興趣研究的可以...