2017年4月11日 星期二

法拉第的馬達


科學史是最好進行統整或跨領教學的切入點
靜電的發現(從遠古到富蘭克林)、化學電池的發展(賈伐尼與伏打)、電與磁的相逢(從戴維到馬克士威)、原子結構(從道耳吞到波耳)、甚至延伸到二戰時期的近代物理(這是最精采的了!!)
這些都是科學史的好題材
不但可以一窺科學家們的人生故事
一個個也都是科學探究歷程的好題材
畢竟大家都喜歡聽故事
如何從故事中引出科學裡的人文
往往就可以吸引一些對科學無感的學生的注意力

但說故事是一回事
要從故事很流暢的連結到課本
又是另一個考驗老師功力的時候
這兩個最好的交叉點通常就落在實驗上了
重現當年科學家們所作的實驗
再從實驗切回我們希望孩子們觀察的現象
最後如何從這些現象再找出延伸的問題
或是整理出一個普遍性的原則
就是一個科學研究的簡單歷程

只是如何重現當年科學家們所做的實驗?
而這些實驗從現在的角度看來
有些其實是粗糙的可以~~
但這些經典的實驗卻開啟了人類通往文明的大門
每每總會讓人感到雀躍不已

法拉第的故事堪稱經典中的經典(細節就不多作贅述了)
話說1821年9月30日法拉第因為厄斯特的啟發(1820年)作出了史上第一個馬達
雖然過程中和渥拉斯頓有了一些發明權的爭執
但最後科學家們的風度依然戰勝了旁人的流言蜚語
這個法拉第馬達也因此在科學史上留下了一個位置
開啟了人類使用電動機的濫觴

法拉第到底做了什麼東西呢?
我們在燒杯中放入一個磁鐵
再加入電解質溶液(當年法拉第是用水銀)當作導電的介質
(附註:其實不建議使用食鹽水,因為電解過程中會產生氯氣,氫氧化鈉是最佳選擇,若不方便取得,小蘇打水也可以)
再將一小段導線連接上電源
另一端放入電解質溶液中
當導線放入水溶液中時,因為通電產生了磁場
就會和燒杯裡的磁鐵發生交互作用
導線就開始「公轉」了
嘗試改變磁鐵方向或電流方向就可以改變導線公轉的方向

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