2021年11月14日 星期日

手動范氏起電器

要讓頭髮翹起來幾乎都到動用到范氏起電器才能辦到
但實際上只要可以將靜電留住
要達到像范氏起電器那樣超過數萬伏特的電壓應該不是問題才是
范氏起電器利用一個金屬球來保存電荷
重.點.是.
從內部儲存電荷,而不是讓電荷從金屬球的外部累積
從內部累積電荷會讓電荷比較不容易跳開
相對也比較容易達到更高的電壓
所以這個從內部累積電荷的金屬球應該才是關鍵
試著做出一個來驗證才是王道~~

利用兩組塑膠半球和鋁箔紙
先將塑膠半球頂部挖出兩個洞,挖洞的地方要放入一小段大一點的PVC管
後續才能穿入帶電的PVC管






內外都包上鋁箔
在大PVC管黏上一小段電線來接收靜電
接收到的靜電就會分布在剛剛包好的鋁箔



將兩個鋁箔半球組合起來
中間穿入1公尺長的PVC管,摩擦帶電後就會直接傳遞到鋁箔半球上
只要十多秒,頭髮就全部都翹起來了!!
效果超出預期的好啊~~





2021年11月9日 星期二

探究與實作融入日常教學之1測量密度、2針孔成像

這其實是一系列企圖想要將科學方法融入日常教學的歷程
一開始從實驗的結果來回應一個待答問題
包含實驗步驟如何安排,操縱變因、控制變因、應變變因的意義與選擇

甚至自己要設計一個表格來記錄你的實驗結果
這樣的實驗結果你會如何下結論讓別人更容易理解?
通常應變變因有數字的量測或質性的觀察
這是兩種不同的分析模式
有數字的紀錄比較客觀,甚至我們希望多位學生去操作
但質性的觀察通常有階段性的、階級性的描述(越來越暗、越來越大等)
所以反而希望讓單一個學生操作(觀察)整個實驗來記錄
這樣反而相對是比較適合的方法

有數字的量測通常都會進入物理量的分析
所以實驗的次數(紀錄)至少要有5組以上

分析的方法很多,大部分都會畫成平面座標圖來看趨勢
因此趨勢圖的意義就必須在這個時候特別說明





不然許多學生只會將所有點連接起來,反而呈現出一個莫名其妙的圖形
還有XY座標分別放哪個變因,都會影響別人對你的實驗結果的解讀

但如果紀錄的是質性觀察
時間若不夠,勉強3組也可以接受
表格的設計就比較不會那麼堅持直式或橫式了


甚至可以更開放成整體描述的方法紀錄(雖然我不喜歡這樣的記錄方式)


因此紀錄表格的設計就會影響判斷的習慣
通常有數字的紀錄我們會希望同一個物理量以橫式的方法紀錄
這樣未來用電腦分析時比較容易抓數據
但也不是不能用直式,這就讓學生自己去體會了



最後實驗結論的撰寫是很多學生沒有的經驗
因此先給一個通用的句型
如果屬於數字型的量測,重點可能會在圖形的趨勢分析,甚至進一步看出數學關係
藉由改變...(某樣東西)的...(物理量A),我觀察到...(物理量B)也會跟著變化,但...(物理量C)不會跟著改變,進一步再從圖形分析,我發現...(某物理量)和...(某物理量)有著...的數學關係。因此我推論(某樣東西)的...(物理量A),(會或不會)影響...(物理量B或C)



但如果是質性描述的結論,就會比較單純去判斷是否有因果即可
藉由改變...(某樣東西)的(物理量A),我觀察到...(物理量B)也會跟著變化,但...(物理量C)不會跟著改變,因此我推論(某樣東西)的...(物理量A),(會或不會)影響...(物理量B或C),(會改變的那兩個物理量)兩者有著...的關係。



實驗結論一開始一定就是客觀描述實驗過程和結果
再經由圖形(數字量測)或變化趨勢(質性觀察)來推論因果

這個推論必須站在實驗結果的立場來下,而不是純理論
因此有可能操縱變因和應變變因有相關,但最後你的推論卻是沒有因果
此時就需要介入理論支持你最後的推論
通常在國中一開始我們不會搞到這麼複雜
但如果進入高中的獨立研究就很可能會出現這樣的實驗結論了

這些科學訓練的歷程很緩慢,成效也不容易立即呈現
更不可能抓除一個獨立的時間來教導學生
所以融入原本就要上的課程中就會是一個比較可行的折衷方法

批改這樣的實驗報告很痛苦,需要來來回回數次
但苦甜苦甜的滋味大概也只有老師能體會了~~


2021年11月2日 星期二

維修拉鍊頭

這是同事小朋友最喜歡的衣服
拉鍊頭整個脫落

硬塞一定會破壞到拉鍊頭或鍊條
所以只能切除拉鍊底部原本的擋板
這樣就能重新裝入拉鍊頭




底部的擋板原本應該要有一個可以插入拉鍊的地方


但已經拉壞了,剩餘的部分也被我切除
所以必須重建一個
在學校根本沒有合適的工具和材料(我自己的工具和零件還比學校多...)
只能利用滴管切成合適的擋板
再將拉鍊底部剪出一個缺口可以插入新的擋板中
塑膠擋板再縫在原本的拉鍊上

這樣就勉強修復完成了
只能先這樣了
希望可以讓小女生繼續穿他最喜歡的外套~~

2021年10月28日 星期四

製作示波器10倍探測線

這台簡易的示波器最高只能承受50V
意思就是我不能直接量110V的市電
這樣就不好玩了

市面上有賣所謂的10倍探測線
我想~~應該就是將電壓分壓輸入示波器的裝置而已
驅動電子伏特計的電流不用太大,個位數的毫安綽綽有餘
因此應該可以自己打造

手邊只有91K和10K的電阻可以配
將兩個串聯,再取10K兩端的電壓輸入示波器
就可以將電壓降到只有原本的1/10
通過的電流只有1.14mA左右
91K的電阻有0.18W的功耗,應該是沒問題的
再用3P兩段的開關串接就可以變成1X和10X兩用的探測線
做好像這樣



結果實測出來似乎不是預期的1/10
應該是連接處、電線等地方的誤差
乾脆將10K的電阻換成20K的VR
這樣就可以微調了
成品變這樣



試試看量市電
rms值呈現11.48(需X10)
電表量出來約116
這樣就搞定我的10倍線了



DIY就是有這種爽度
我都佩服自己了~~

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...