前一篇有關近視與遠視光學路徑的實驗
合適的透鏡和線型雷射是實驗是否方便操作與成功的關鍵
線型雷射之前已經說過許多,可以直接參考連結
透鏡的部分就可遇不可求了
曾經試著透過教具商尋找,但不是不適合就是貴到嚇人...
所以決定自己打造試試看
我手邊已經有成品,只要用複製的方法就成了
先用透明片框出透鏡的外型
再利用UV膠來固定外框
UV膠方便使用,拆開後又不容易留痕跡
這樣就可以讓外框重複使用
不然每次都要重新打造會搞死人的...
利用原先的透鏡幫忙塑型,上下倒是無所謂
主要是外圍的弧度要正確才行
再灌入水晶膠(環氧樹脂)約2公分高
重點是要放入真空罐抽氣
這樣才能讓灌出來的水晶膠沒有氣泡
所需要的真空罐和抽氣機都是以前打造的
養兵千日,用在一時啊~~
可以比較有抽真空和沒抽真空的差別,沒得比啊!
完全定型需要兩天的時間
可以很容易拆下透明片
出來的效果極好,透明度甚至比之前廠商做的還要好
上層不平整的地方再用砂紙磨平就可以
雖然費工,但至少可以自己打造了
不求人的感覺就是好~~
2020年1月23日 星期四
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
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
2017年3月6日 星期一
水管打氣抽氣兩用裝置
之前的氣壓槍和針筒抽氣裝置
都需要一個幫浦
幫浦理論上應該就是一邊抽氣、一邊吸氣的東西
當然之前用針筒作的那個就是兩用的
但大一點總是比較好用啊
理論上也會比較省力
因此花了好幾天的時間
搞定了這個東東
利用現成的水管單向閥來組裝
抽氣端加了一個真空計
加壓端則裝上氣壓計
當然氣密還是最大的挑戰
雖然很不願意
但最後還是用了O-ring
還用了兩個...
再豪邁的塗上牛油
接管的部分就用控play殺的專用接頭
便宜效果又讚
就不要自己瞎搞了
所以配合抽氣接頭
原先的真空罐再加裝了一個氣嘴就可以抽氣了
這樣兩用的加壓和抽氣裝置就完成了!!
基本上加壓可以輕易到40PSI左右
抽氣則和針筒裝置差不多
大約抽掉50cmHg
約剩1/3左右的大氣壓
但比針筒輕鬆多了
都需要一個幫浦
幫浦理論上應該就是一邊抽氣、一邊吸氣的東西
當然之前用針筒作的那個就是兩用的
但大一點總是比較好用啊
理論上也會比較省力
因此花了好幾天的時間
搞定了這個東東
利用現成的水管單向閥來組裝
抽氣端加了一個真空計
加壓端則裝上氣壓計
當然氣密還是最大的挑戰
雖然很不願意
但最後還是用了O-ring
還用了兩個...
再豪邁的塗上牛油
接管的部分就用控play殺的專用接頭
便宜效果又讚
就不要自己瞎搞了
所以配合抽氣接頭
原先的真空罐再加裝了一個氣嘴就可以抽氣了
這樣兩用的加壓和抽氣裝置就完成了!!
基本上加壓可以輕易到40PSI左右
抽氣則和針筒裝置差不多
大約抽掉50cmHg
約剩1/3左右的大氣壓
但比針筒輕鬆多了
2024年11月7日 星期四
簡易氣壓實驗
之前做的真空罐因為體積夠大
所以可以做很多不同種類的實驗
但就是不能做高壓實驗
用這個塑膠離心管就很方便了
插根管子抽氣或加壓就可以做托里切利實驗
也可以觀察密閉系統內體積和壓力的關係(波以耳定律)
缺點當然就是體積太小,不是甚麼實驗都能做
但因為成本較低,可以讓每個人都有機會嘗試
可是加壓還是無法太大,雖然離心管撐得住
但外部連接加壓(抽氣)裝置的部分會爆管
頂多就是多一大氣壓
從實驗的角度來說也夠用了
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