2024年3月29日 星期五

電解質測試器

 
原本的電解質測試器,使用了3個4號電池,但是會出現筆芯電極沒有顯著反應的問題,測了一下,電流就只有1mA不到。
莉芳老師跟柏青老師用的是9V電池,這個又很容易在學生的不當操作下,筆芯直接接觸使LED往生,但實測發現電流可以到10mA以上,筆芯電極反應很明顯。

那好吧,反正LED就當消耗品,燒掉後好換就好,然後使用以前測試時,不要直接用鱷魚夾導通電路就好。直接讓鱷魚夾相連,LED都直接燒掉,沒燒掉也是光衰很嚴重。

以下是製作過程:

1、取塑膠瓦楞板5x10cm,黏上>350歐姆的電阻用來做LED測試,我用了1000歐姆電阻。不過後來發現不需要電阻來做用來做LED測試,後面再說。


2、將電池扣,插LED的XH 2.54電池插頭或杜邦頭,鱷魚夾焊好,電線我覺得可以留25~30公分,學生操作起來比較好用。

3、用熱溶膠固定如下方照片,因為不想電池有搖晃問題,所以選擇把電池扣黏死,9V電池就倒立站著
4、插上LED、接上電池就好了,這樣站得穩,LED要更換也方便。

5、利用電阻做LED的通電測試



然後,測試過程發生了插曲,LED莫名其妙亮了,後來發現,原來是我的手指碰到鱷魚夾了,原來用兩隻手分別握鱷魚夾,LED就會微亮,測了電流,大概是20微安,那剛剛我還黏電阻幹嘛,叫學生兩手同時握住鱷魚夾即可
電解質酸鹼性跟導電性,用調色盤做,節省且方便


莉芳老師的課程剪影看這邊



莉芳老師的進階探究課程

2024年1月18日 星期四

顯微鏡手機架2024~應該是目前定位手機最快的手機架

 市售顯微鏡手機架大多有以下問題

1、架設速度慢,手機定位較難

2、同軸性不佳

3、高倍物鏡無法貼緊手機鏡頭

今年設計了另一款手機架,學生可以1分鐘內將手機定位好,且換了其他人手機也能快速定位。

成本也頗低,一組大概使用 petg 110g,M6 螺絲一個兩元,應該一組不到50元。以下是你可能用到的3D模:
【2024/10/17更新一下使用經驗,只需要(1)目鏡轉接環跟(2)的螺絲代替擋板型配合萬用黏土就很夠了,下面的放大粗體連結就是,不需要下方檔板,轉接環一樣建議攻牙,安裝步驟跟細節請下方爬文】

(1)目鏡轉接環:內徑32mm內徑37mm
(2)快拆板: 螺絲代替擋板型 

你必須先量一下目鏡的直徑,不確定大小就建議下載內徑37mm轉接環,螺絲代替擋板型快拆板,以及12段調節支撐環

前言

許久之前設計過一款顯微鏡手機架如下,不過得動用線鋸跟電鑽,體積也較大,成本約60元,蠻堅固耐用的,但有些老師不喜歡使用手機架,拆裝就比較麻煩。

最近嘗試用3D列印製作,並且解決以上問題,之前是怕3D列印的架子不夠堅固,但是實際測試,看起來是OK的,以下是12小時700g的荷重測試。請不要用容易脆化的材質列印,使用前也請測試跟叮囑學生留意避免手機掉落,操作時顯微鏡不要太靠桌緣,手機真的掉了也在桌上,手機摔了請責任自負。


1、成品安裝圖

一、列印條件與相關零件

列印線材是petg,噴頭溫度設定245度,熱床65度,20%填充,產生支撐。列印各零件與工具如下

(1)目鏡轉接環:目前提供兩種尺寸,內徑32mm適用一般單筒顯微鏡;內徑32mm適用鏡筒較粗的雙筒顯微鏡與目鏡,不確定的就印內徑37mm的吧,超過37mm的,請自行修改stl檔

(2)快拆板:提供3種快拆板,末端一定要有擋板或是螺絲,以防手機滑落
     (A)直接列印末端擋板型(下圖上方),擋板可加裝無段調節支撐螺絲
     (B)螺絲代替擋板型(下圖下方),放棄無段調節螺絲
     (C)可拆式擋板型(下圖下方右邊那一小片),螺絲代替擋板型再多印一個可拆式擋板,擋板可加裝無段調節螺絲
    (D)加長版,加長2公分,這邊沒有秀出來

 (E)完全不需要拆卸,那考慮用這個一體成形版吧,更輕薄
一體成形版32mm一體成形版37mm


(3)可重複黏黏土 :用以固定手機,基本上只要有這個黏土,手機就能穩穩的固定了


(4)M6螺絲:網購一個約2元,每組需使用6-12個
轉接環需使用6個2公分長的,不喜歡突出來也可以用1.2公分的。
快拆板則看自己的選擇,防滑落螺絲需用3個2公分長的,可拆式擋板需使用兩個。無段調節支撐螺絲需用3-4個3公分長的


(5)M6攻牙器:收縮率小的線材不用攻牙即可鎖上螺絲,不過還是建議攻牙,攻牙鑽選擇6mm,螺距1mm的即可,來回多攻幾次,會比較滑順



二、安裝
(1)先在鏡筒上包一層紙或其他保護模,轉接環螺絲才不會刮傷鏡筒


(2)裝上轉接環,10倍物鏡需拉高1公分左右才有最大視野,15倍以上目鏡則是0.5公分到完全貼平轉接環口,這個安裝前可以先用手機看看哪個高度有最大視野,或是安裝完再調整,平均的鎖上6個轉接環固定螺絲到微緊即可





(3)裝上快拆板,將快拆板套進去,開口上方中央對準上方固定螺絲,卡上即可


安裝完成


三、操作

(1)開啟光源
(2)兩手持手機,保持手機機身約略平行快拆板
(3)保持目鏡中央在畫面正中央,有亮點能對照更佳
(4)慢慢放上手機,等黏土黏住手機後在微調手機位置以得到最好畫面,從開燈定位手機到觀察鴨跖草氣孔的影片如下。


如果視野畫面很小,拉高手機發現視野畫面變大,那就是轉接環裝太低,請微調拉高轉接環位置。

目前這個版本,適用於各種手機的快速部屬,需要的請自行下載列印,也可自行修改stl檔。

以下是其他的照片跟觀察結果


















2023年11月2日 星期四

科普解說得來速

 本周登場的台灣科學節科博館場次,會去幫忙顧攤,然後也順便做個試驗。好的科普活動,應該要有適度的解說,加上實作體驗,但逛的人來來去去,解說者精力時間也有限,如何讓彼此達到最大效益?

        先前去逛科普攤位,比較喜歡的形式是科學教室,因為解說比較多,實作也較充裕,不過場地與時間有限,能聽到解說與進行實作的人,相對偏少。一般攤位形式則是礙於場地,每次只能跟幾個人解說,等待時都在空轉。

        如果等待時可以看活動解說,然後到攤位上就像得來速一樣快速實作,或許能取得時間跟人數的最大平衡點,也把重複解說的精力留給指導實作。

        這次去幫忙的攤位是科學Maker的攤位,主要協助光譜儀部分,把一些資料用 Canva 做成解說檔,來看看是否能夠真的像得來速一樣讓人流不要因為解說卡住太久,然後把實作體驗人數最大化。



科學節攤位說明V2


後記,經過兩天的攤位解說,有些感想。

1.好的科普攤位,應該有分級標示適合的年齡層,以及每一次的概略需要時間
以光譜儀操作而言,適合的年紀是高年級以上,每次解說與實作時間大約5分鐘

2.有些體驗性的幼童活動或是推廣活動,可能不需要特別製作解說,但是製作簡單網頁圖文解說頁面,可以讓受眾等待時先參考,並補足現場講解跟海報篇幅不足的問題。另一個是對於稍微複雜的活動,受眾如果連qrcode都不願意先掃先看,或是看完沒有意願參與實作的,都不需要浪費彼此的時間精力。

以光譜儀而言,有些看到要先看qrcode連結裡的說明就放棄,或是看完說明覺得沒興趣的,就會自然離開,這樣比較不會浪費彼此的5分鐘。


最後,科普攤位因為要解說,主辦單位要留意攤位的擴音系統,被鄰近攤位的解說音量干擾到不行,即便我真的也用麥克風跟他們拼音量,兩邊攤位的聽眾一樣也會被兩邊攤位過大的音量相互干擾。科普活動也不該製造一堆一次性垃圾,一堆其他攤位的物品,直接被隨意棄置在各個不同的角落,這樣的贈送方式,真的有助科普推廣?


這次的canva說明檔連結如下,可建立副本後編輯,部分圖片與影片由王拉雅老師提供,影片連結主要是楊宇葳的YT頻道











2023年8月4日 星期五

本氏液的顏色變化

本氏液的顏色是藍色的,在還原糖的作用下,會開始出現顏色變化,中間的顏色怎麼來的呢?每次看完都忘記,整理一下好了

可以參考這個網站

https://labpedia.net/stool-examination-part-4-reducing-substances-breath-test-and-lactose-intolerance/

以及網路上這兩個反應圖說



這邊出現了一個特殊的中間產物,至少對我來說蠻陌生的氫氧化亞銅 CuOH ,氫氧化亞銅是黃色的,應該也不太穩定,後續加熱可以再產生暗紅色的氧化亞銅

這邊蠻有趣的,參考下圖,可以連結色彩三原色,用藍、黃、紅三個顏色中的兩個因糖類產生的產物,會混出看到的顏色。






2023年7月23日 星期日

超簡易卡祖笛

 卡祖笛具有類似變聲器的特效效果,網路上可以查到一些簡易做法,例如蟲蟲老師的科學教室-吸管卡祖笛


細想卡祖笛的變聲原理,關鍵在需要一個薄膜來震動發聲,跟自己的聲音疊在一起之後,就會出現變聲的結果,就類似破掉的喇叭那種聲音,除了原來的波形,還會再疊加薄膜振動的波形,然後產生最後的聲音,既然知道原理,那試試更簡化的方式來製作。

常見的簡化版,需要材料有

大吸管、小吸管各5公分左右;保鮮膜10*10一片;橡皮筋一條,膠帶。工具有打孔機跟剪刀

這邊的更簡化版,只需大吸管一支;保鮮膜10*10一片;橡皮筋一條。工具只需剪刀


步驟如下

1.將保鮮膜包住吸管其中一端,然後用橡皮筋固定保鮮膜,稍微推動橡皮筋,輕壓管口保鮮膜,使保鮮膜保持微微鬆弛狀態。


2.用剪刀將吸管中央處剪出一個V形缺口,當然用蟲蟲老師的方法也很棒,然後就完工了,嘴巴含著此V型缺口處講話或唱歌,即可體驗卡祖笛。







2022年11月19日 星期六

溪水的藍色怎麼來?

子欣說砂卡礑的溪水好藍…子欣的文章文字總是那麼的柔和


為什麼好藍,可以很容易查到原因,是因為水中也碳酸鈣微粒所造成的瑞立散射。

Why do rivers have colors ?

Turquoise Waters Explained

STUDY ON TURQUOISE AND BRIGHT SKY-BLUE APPEARING FRESHWATER BODIES


但是引人思考的點,是為何有碳酸鈣微粒。

不太可能是碳酸鈣風化產生,一般情況下碳酸鈣也不好溶,那換個思路。或許是溶解的碳酸鈣析出導致,這些重新析出的碳酸鈣,又是怎麼來,應該有三種原因

(1)同離子效應…這邊似乎沒有這個條件

(2)溶解度降低,這個就有兩個可能性了

(a)壓力降低:因為石灰岩在地下水中溶解,可能地下水壓力較大,所以溶解度較高,在湧出過程中逐漸降壓,就會導致開始析出微粒。

(b)溫度升高:溪水往下游流動,水溫逐漸升高,勢必導致碳酸鈣溶解度下降,自然水中開始析出微粒。

這篇九寨溝湖水顏色的研究裡面,也提到了溫度變化造成碳酸鈣微粒析出。瑞立散射發生於粒徑遠小於波長的情況,且藍光明顯於紅光,導致於紅光穿過,藍光則到處散射,因而上方看湖水,會缺乏紅光而偏藍或綠。


至於海水的藍,則是水分子的拉曼光譜


碳酸鈣性質可參見維基百科

要驗證,可以設計一些條件試試


2022年10月21日 星期五

科普活動的形式與省思

自己參加過一些科普活動,為了讓聽者駐足或是投入一些,很多都會以集點換獎品或是發送紀念品的方式進行,人是很多,但是科學活動的本質真的兼顧了嗎?想要深度深一些又該怎麼處理?

投影片「科普活動省思」投影片由邱彥文老師所製作,裡面很多觀點,值得參考與省思,除了市集模式,闖關模式,還可以增加工作坊、科學表演等模式,提供原理講解與實作,可以讓活動更多元