2026台北科學日
41 能量與能源科技之教具、電解水的奇幻旅程、光譜的奇幻旅程
  • 適合年齡/ 11歲以上
  • 所屬單位/ 私立萬能科技大學光電工程系、國立臺灣師範大學地球科學系
  • 指導老師/ 周鑑恆教授、傅學海教授
  • 類別/ 物理 化學
  • 攤位位置/ G
  • 備註/ 

  • 私立萬能科技大學光電工程系周鑑恆教授

    時間:104年5月30日(星期六) 

          10:00 ~ 11:00

          13:00 ~ 14:00

    主題:能量與能源科技之教具

    在本活動中,作者將展示並操作作者改良或創作的有趣教具,這些教具功能突出,相當新奇,多與能源科技有關,參加者甚至可以回家或回校仿造,值得一窺究竟。現場還致贈二十本作者的書。

    ㄧ、現代風車

      這項風車根據現代專業風車的原理,以木板製成,尺寸不小,但因符合科學原理,轉速驚人,比小朋友愛玩的玩具風車有趣。因尺寸大小,故意配合工具大小,能忍受較大的製作誤差。臺東縣初鹿國中曾舉辦全臺東國中生專業風力發電競賽,全縣幾乎所有國中都派員參加,規模盛大,國中生四人一組大都能在四小時之內完成(含繞線圈制作發電機),使國中生能於動手之間了解專業風車的特徵以及其科學原理。此活動由卓世宏校長主辦,連續三屆,學生表現逐年進步,為此領域之科普活動增添重要深入的科學內容。



    二、史特林引擎

    這項史特林引擎以多項材料製作,能夠發電,尺寸較大,非常能夠引起好奇。



    三、熱聲效應引擎與拍頻實驗

    這是最簡單的熱聲引擎,稱為黎開管,作者將解釋黎開管運作時的奇異行為與工作原理。並利用兩根長度略有不同的黎開管,同時發出頻率略有不同的聲音,明顯演示出拍頻現象。效果突出,值得大家一同觀摩。



    四、透明蒸汽機

    這具蒸汽機通體透明,其內部的活塞、氣閥等活動的零件都可以看到;其巧妙的連桿結構完全仿照原始的設計。能充分顯示蒸汽機原有設計的巧妙,非常引人入勝。再加上尺寸近乎小朋友的身高,相當大,更令人印象深刻



    五、希侖蒸汽機

    此具希侖蒸汽機與原始希侖蒸汽機不同。此具希侖蒸汽機使用磁力軸承,摩擦力很小,所以可用試管作為鍋爐,透明試管中水沸的情形一目了然,一邊旋轉,一邊還可以看到試管中的沸水不斷產生蒸氣。其工作原理不言自明。



    六、仿真蒸汽機

    此具仿真蒸汽機之活塞、連桿等零件,都經仔細構想,全機多採用玻璃製作,可以看到所有活動的零件,並以真實的蒸氣推動。



    七、火箭

    這具用寶特瓶贊成的火箭,可以重覆使用。1500 cc的寶特瓶,瓶蓋上有一個直徑7mm的小孔作為噴嘴。飛行時寶特瓶火箭(作者稱之為酒火箭),依靠其中的酒精蒸氣迅速燃燒產生推力,是真實火箭的飛行原理,而不是發射大砲的原理。



    八、發電機

    此項教具可以非常有力且生動地展示發電過程中能量轉換的現象,也說明磁煞車發生的細節,,一方面突出設計新型發電機的構思依據,另一方面補正法拉第教學常見的缺點。



    九、走馬天燈

    走馬燈也是一項原創的教具,像走馬燈又不是走馬燈,希望大家一起研究增加走馬天燈的轉速,將走馬天燈葉片的數目、尺寸、位置、形狀、角度是最佳化。並將結果與大家分享。



    十、蒸汽渦輪機

    此項教具其實是一項五臟俱全的迷你火力發電廠!從能源(火爐、渦輪、發電機、負載,均一應具全。可以靈敏演示真實電力系統的各項重點。


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    國立臺灣師範大學地球科學系傅學海教授

    時間:104年5月30日(星期六) 

          11:00 ~ 12:00

          14:00 ~ 15:00

    主題一:電解水的奇幻旅程

    使用電池、工程2B筆芯電解水,操作與演示氫氧燃料電池;以及使用壓電素子做為火花產生器,操作與演示氫氧燃料水火箭。用PPT說明溶液中的電與電路等。

    主題二:光譜的奇幻旅程

    使用望遠鏡目鏡、狹縫製做的光譜儀,現場觀察各種光源之光譜,包括鈉的發射光譜與吸收光譜。並用PPT說明光譜與光譜儀的故事。