2023臺北科學日

活動內容單

單位：臺北市南港區胡適國民小學  帶隊教師：陳明仁、齊德珍、謝珩華

 

• 活動標題：緊急求生號角

 

• 活動類型：  □ 實驗     □ 觀察    þ 實作

 

• 適合年齡：  □ 全年齡   þ    7   歲以上

 

• 活動內容簡述

山野、水上運動、或天災，遇難時，常需要發出求救訊號。最常用的方式是使用一般的哨子傳遞訊息。

但是，這些哨子大都是高音哨，傳遞時聲音會往上飄。

我們用營養午餐的牛奶罐、PVC水管、橡皮筋、，以及氣球、塑膠袋、保鮮膜和停車收據等不易破的紙，來製作低音，聲音傳遞較遠的簡易緊急求生號角。

在改變變因中，會示範管子長短、材質對緊急求生號角吹出聲音頻率、音量等的影響。並讓參與的來賓製作一個緊急求生號角。

 

• 運用原理和操作步驟

一、運用原理：

這種號角稱為 air horn (空氣號角)，在國內常使用養樂多的空瓶子製作，所以也稱為多多笛。其發聲的原理是：

1.沒吹氣時，瓶內被管子和薄膜封住，形成封閉的狀態。(A)

2.從側邊吹孔吹氣進去時，瓶內封閉空間的氣壓會增加，將薄膜外推。(B)

3.空氣撐開薄膜後，薄膜和管子間出現空隙，空氣就跑出去。(C)

4.空氣跑走後，氣壓減少，薄膜回復到原本的位置。空氣號角就會回到封閉狀態。(D)

當連續吹氣時，空氣號角號依(A)→(B)→(C)→(D)→(A)循環的變化，使得薄膜往復來回的振動，拍打管子、推動空氣柱而發出聲音。

圖一：緊急求生號角發聲原理圖(陳明仁，2021。修改自許良榮，2010)

二、操作步驟：

(一)材料：

1.營養午餐中的牛奶塑膠瓶1個。

2.橡皮筋1條。

3.薄膜1張。需比塑膠瓶口再寬2公分，材質可為塑膠袋、保鮮膜、包裝袋、撕不破的停車單……等。

4.PVC塑膠管1段。需比牛奶塑膠瓶高1公分。可用6分PVC塑膠管。

5.挖洞器具：如美工刀、開孔鑽頭(使用6分PVC管時，開孔鑽頭的直徑為25mm)

(二)製作步驟：

1.在已經剝掉外層塑膠皮的牛奶罐的底部，沿著瓶子上的線條(剛好直徑為25mm)割出一個圓形的洞。

2.在瓶子側邊打一個直徑約0.5～1.0cm的小洞，當作吹孔。

3.將薄膜封住瓶口後，用橡皮筋綁緊。調整薄膜，讓薄膜在繃緊的狀態。

4.接著把約10cm的PVC塑膠管從開好的25mm洞，往薄膜方向插入，使管子的一端完全與薄膜接觸。

5.最後，就可以從旁邊的洞吹吹看，並調整管子的一端完全與薄膜接觸的鬆緊，直到發出聲音。

圖二：製作步驟                 圖三：完成圖

(三)探究變因：

1.可變變因：管子材質、管子長短、管子粗細、管子厚薄、薄膜材質、薄膜鬆緊、管子插入薄膜的深度。

2.因變變因：聲音大小、聲音高低、環保及其他。

表一：緊急求生號角變因探究紀錄表

表一：緊急求生號角變因探究紀錄表

 

 

• 注意事項

1.製作過程會使用到電鑽、綁橡皮筋等不同的工作難易度，所以會依學員的成熟度進行區分性課程之設計，給予適當的工作任務。

2.緊急求生號角的響度很容易超過100分貝，故不准對著他人耳朵吹。以防造成耳朵的損傷。

3.求救訊號S. O. S.的摩斯密碼「短短短長長長短短短」記為

「‧‧‧— — —‧‧‧」可畫在自製緊急求生號角上。

圖四：市售緊急求生號角。(2021，陳明仁攝影)

 

• 參考資料（若實驗內容有引用他方所製圖片、文章的部份，請於此處加上來源。）

許良榮，2010。多多笛。科學遊戲實驗室。國立臺中教育大學科學教育與應用科學系。擷取2021.5..7自http://scigame.ntcu.edu.tw/voice/voice-010.html