2026年4月14日 星期二

反應速率與動態平衡互動模擬V2

反應速率與動態平衡互動模擬
 Gemini所撰寫,連結在上面,包含下面七個動態平衡模擬

1. 水的相態平衡 (物理變化)

2. 汽水與二氧化碳 (氣液異相)

3. 固體糖溶解結晶 (固液異相)

4. 鉻酸根酸鹼變色 (液態均相)

5. 碳酸鈣加酸反應 (固液氣三相)

6. 二氧化氮聚合 (氣相變色)

7. 哈伯法製氨 (氣相合成)

基本操作介紹如下:

1.起始畫面:載入後預設值會將下方控制面板收合,點選下方藍色區域就會打開,不用點右邊展開字樣。切換模擬的選單在右上角。

2.可以先暫停,下方調整好變因,包含是否密閉、溫度、水體積、上方空間、想增加或移除的物質與量,然後收合面板後再開始模擬,當然也可不暫停直接調整
氣體的容納體積可以直接拖拉活塞。
升、降溫,可以直接點容器上方升溫或降溫按鈕,點一下啟用,再點一下停止,
溫度跟體積都會跟下方控制列連動


3.模擬時,會出現各物質量、正逆反應速率、壓力變化曲線圖

4.按下暫停,會出現圖表控制項:
   (1)點選圖表空白處,可左右拖拉圖表
   (2)點選線條任意處,可以左右拉動圖表
   (3)點選播放,可自動往左或右捲動圖表,可以從頭到尾再看一次速率與量變化,不過要記得自己的腳本會比較方便解說,例如平衡後再加溫,或是平衡後改變體積或加入或移除了什麼
   (4)點選上方圖表回溯與分析,圖表會移到加入變因的時間點
   (5)點選鎖定圖表,圖表就不能被左右拖動,此時隨著游標,三個圖會顯示同一時間點的曲線資訊
   (6)鎖定圖表狀態下,可以縮放Y軸刻度




玩玩看吧!










2026年4月9日 星期四

安培右手定則~by Gemini

安培右手定則互動模擬實驗

盧 Gemini  慢慢盧出來,連結在下面

3D安培右手定則模擬,放在Github,有興趣可以自己去客製優化


新增的羅盤移動時的操作小技巧:

1.切換到某個平面的平視視角,不要用一開始的預設視角,例如下面這幾張,新增的羅盤就會在這個面水平移動。

2.若想垂直移動,點一下新增的羅盤,會換成垂直移動的模式,下圖羅盤被我點了一下,切換成垂直移動模式,一樣要留意視角,羅盤平面配合視角,會決定移動方式與移動面

同一張圖轉動90度





2026年4月8日 星期三

2026年4月6日 星期一

電解質檢驗器材紀錄

基本上是接續小法的 用眼藥水瓶做電解質檢驗

小法的9V電池、LED、1000歐電阻的這個組合,目前應該是最方便的,之前蠻排斥用限流電阻,不過現在覺得這個也無妨了。

如小法老師所提「電解質檢驗是一個很討厭的單元,不是該亮的不亮就是不該亮的亮了!」

這問題也蠻困擾我,因為有時連純水都亮燈...至少純水要很黯淡才是,偶然的機會下把舊的LED挖出來用,發現黃光的LED比較不會有這個問題,藍、綠光的LED都會純水就有明顯亮光,手邊沒有紅光LED,就沒試了。

會這樣的原因,Claude整理如下:

核心原因是 LED 的正向電壓(Vf)與 I–V 曲線形狀

藍光容易亮的原因:藍光/白光 LED 用 GaN 材料製造,Vf 約 2.8–3.6V,但更關鍵的是它的電流-亮度關係非常陡峭——即使只有幾微安(μA)的微小電流通過,肉眼就能察覺到發光。純水雖然導電性很差(電阻約 18 MΩ·cm),但 9V 電池仍能推出幾 μA,剛好落在藍光 LED 的可見亮度範圍。

黃光比較適合的原因:黃光 LED 用 AlGaInP 材料,Vf 較低(2.0–2.4V),但它的發光效率曲線相對平坦,在微小電流下亮度提升不明顯,需要較大電流才會有明顯光輸出,和電解質濃度的對應關係反而更線性、更直觀。

實際優化建議

  • 紅光或黃光 LED,串聯一個 470Ω 到 1kΩ 的限流電阻
  • 如果你手邊只有藍光 LED,可以把電阻換成較大值(2kΩ–4.7kΩ),拉高閾值,讓純水下的微電流不足以點亮
  • 筆芯(石墨)做電極是個好設計,因為碳不會像金屬電極那樣電解出雜質干擾結果
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檢驗器材組合:
1、9V電池、9V電池扣、黃光LED、1000歐電阻、1號鱷魚夾(紅黑各ㄧ)、2P 端子(插LED)、塑膠瓦楞板( 裁切成 10 X 6 cm)。組裝後上熱熔膠固定如下圖

2、藥品取樣盤:
小法老師用的是玻璃片搭配眼藥瓶、麗芳老師用的是透明的調色盤。
我則是不想裝眼藥瓶,然後又需要很多格,讓學生自己來前面分裝。用過白色調色盤,白色的問題是電極的泡泡看不清楚,還是得透明又有很多小格,最後我用了食品包裝的內襯,這個方便又好用,一個大概1元,下面的每一種都行。

放一盤標示怎麼取,然後後面的就是藥品放燒杯跟滴管了


3.實驗進行:取完藥品,用筆芯當電極,然後如小法老師建議,泡到溶液的一小段筆芯就折掉,就可以繼續做了,最後再丟半片廣用試紙進去(應該先丟也行)。




這樣做起來實驗來速度很快,反應都正確,電解質水溶液電極上的反應也很明顯。
上面為醋酸
上面為食鹽水
上面為氫氧化鈉


4.最後記得交代學生清水沖一下鱷魚夾再擦乾,鱷魚夾比較不會生鏽。


20260409後記:今年用了7種水溶液,不過沒有直接用固體粉末,或許下次可以給粉末,種類應該也可以再增加。
7種分別是純水、鹽水、蔗糖水、醋、酒精、氫氧化鈉、硝酸鉀
學生操作的照片如下





最後回收器材等下一班來用。






2026年4月3日 星期五

電解質教學用的模擬~by Gemini

因為找不到覺得剛好適用的模擬,就請Gemini幫忙寫,一開始寫了基本的電解質與非電解質模擬,之後在這個基礎上增加了酸鹼鹽的解離與交互作用的部分,最後再加上電解質導電的部分,都有設計暫停按鈕方便教師解說,建議點連接開新視窗使用,連結如上下文:

1. 電解質與非電解質

基本的電解質,在這邊可以先模擬在水中的電解質與非電解質溶質



2.酸鹼鹽的解離與交互作用

這邊加入了更多的電解質種類,也有彼此間的交互作用,酸鹼鹽都挑了一些,也包含了強酸弱鹼鹽跟弱酸強鹼鹽。跟前一個一樣,有做動態平衡模擬,水量、濃度調一下,可以講碰撞理論



這邊,小P老師發現有時離子電中性似乎對不上,跟Ai聊了好久,問題應該是在比較複雜的情況下才會發生,也就是亂加一通,然後牽涉到沉澱反應時,就有微量的某些離子存在,此時會有數據截斷問題,不管是理論面或是實務面,都會有這樣問題,這邊應該是個不錯的討論點。

3.電解質導電

可以換電極材質,可以看電解時兩極電解質的pH變化,這一個,可以連電解電鍍都模擬了,可以玩玩





2026年3月26日 星期四

分子樂高~線上分子組合

有機物單元,要自己去建構有機物模型會比較有趣
查了一下比較常見的是
3D Molecule Builder

Molview

Build a Molecule_建立一個分子(phet)

molecular constructor(需下載,說明參見麗芳老師的網誌)

阿簡老師的 分子合成器  

翰林也有提供 3D分子模型 ,不過僅為展示


試著請Gemini寫一個,就叫他 分子樂高 吧 (左邊的連結點了會開新視窗,會比較好操作),下面是我嵌進來的網頁。


可以這邊下載 乙酸加乙醇模型三酸甘油酯模型(示意)MC檔 匯入
使用說明,點選畫面中的問號符號就會顯示

試了一下學校的大屏,發現有時單擊點原子會點不到,這時要點原子,是用手指在目標原子上畫個小圈圈就行了。