2013年2月4日

科學玩具-熱學-變色戒指(From Japan)


天氣冷,熱學的單元就正好派得上用場,因為環境溫度的助力,使得在寒流侵襲的天氣下不用拿著冰塊出現在教室中。這就讓我想到之前在日本買的變色戒指,這兩個都是在橫濱八景島的海洋世界所購買的,當時的價格是315日圓,折合臺幣約百元上下。也許你會覺得奇怪,原本不是就有相同的戒指了嗎?但雖然是號稱為變色戒指,造型與色彩變化程度硬是跟廉價郵購中所陳列的不太一樣。
海豚造型與熱帶魚造型的變色戒指,當場挑選,也測試了好久才買下來
其實一看就知道是會在什麼樣的風景區買的,而且變化多端

之所以覺得有紀念性之外,造型也是其中的原因之一,上面照片中戒指的變色寶石,其實只是一塊透明的壓克力橢圓半球,它覆蓋在感溫變色的材質上,使得感溫變色材質隨不同溫度而變化出不同顏色時,能穿透過透明壓克力被觀察到。所以如果從上方觀察時,會發現整顆寶石有不同的色彩變化,但是若從側面觀察,就能明白完全不是那麼回事。
原本藍綠色的「寶石」,從側面看就變成不起眼的「塑膠透鏡」,價格馬上直直落
但這也是節省材料的聰明做法

戒指上的色彩之所以變化,除了環境之外,當然最直接的影響源頭就是人的體溫。而由於兩物體已經直接接觸到了,所以傳遞熱能的方式就是利用傳導。熱量由較高溫的人體傳導到較低溫的戒指,直到形成熱平衡為止,溫度才不再變化。

如同液晶溫度計一般,變色效果是以色彩層次來呈現。所謂的溫度,其實是物質分子平均動能的表現。分子運動得越激烈,所表現出來的溫度就越高,若是分子運動得慢條斯理、不情不願,當然所表現出來的就是冷冰冰的樣子。液晶分子的排列在不同的溫度下,以不同的規律性排列著,各種區段所吸收的光和反射的光都不盡相同,因此表現出來的就是不同的顏色變化。再加上不同的部位在熱傳導上的時間差異,使得顏色轉變時,展現出一種漸層的美感。
這就是雙變色戒指的模樣,我蹲在一堆讓人眼花撩亂的圖案前,最後選擇了它
你能看得出左右兩圖不同的色彩分布與變化嗎?

並不是國外的月亮就比較圓,而是製造商如果想把物品賣到買主對品質有較高要求的地方,生產流程所下的功夫就會多一點,賣相好一些,價格自然高一些。但是對於品質要求不高或可接受範圍比較寬的地方,進口商當然會優先選擇「價廉」,但物美不美就不一定了。
如果給予更多的時間和溫度改變,混色的效果與色彩出現的層次就越多
戒指上的熱帶魚就好像徜徉在不同的海水中,令人心曠神怡

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