2013年3月4日

研習紀錄-20110611善化高中教學演示(廷得耳效應簡易版)


2011611日的下午,在上完連四節的週六輔導課之後,不管再怎麼累,還是參加了一場由鄰近社區高中優質化教學的講座,由善化高中主辦,邀請台北的高中老師下來對幾個班的高中生分享,講題是有趣的化學教學,其中有撲克牌的遊戲、瞬間結冰的可樂、空氣電池、振盪反應等等,除了這些以外,讓我印象深刻的就屬串場時間的分享,分享者是高中化學學科中心的葉老師。
氧化還原的概念在國中階段即有涉獵,再加上電子得失的引入讓概念架構更完整
而藍瓶中的顏色振盪現象,讓氧化還原不再是快速的燃燒與緩慢的鏽蝕而已

左圖是空氣電池,右邊是架得很高的滴定管

一般來說,想要見識到光線的直線進行特性,大概就會動用到雷射光了,由於它的同相、集中與單色特性,使得教師在演示、簡報、教學時常常得用到它,所以身邊準備一支雷射筆是理所當然的。但是問題是在教室裡面,如果背景光源太強或是空氣太過清新,往往是事倍功半,一些人常常為了配合老師,即使沒有看到也說是有看到,降低了教學的效果。

電影中的大盜,不是帥哥就是美女,需要侵入保安等級超乎平常的機構中去竊取重要資料或寶藏,常常會看到機關重重的一幕,而裡面常用到的梗就是紅外線雷射防盜。當雷射光被阻隔時,沒有接收到正常的光訊號的接收器,就會讓警鈴大作,通知總是很悲情的保安人員前來處理。而原本看不到的光束,為什麼有辦法讓它現身呢?

原因很簡單,想辦法讓它散射,讓散射光可以被眼睛看到即可,像是陽光從雲霧縫隙中穿出,從天而降的瑞氣。所謂的散射,指的是前進的光碰到大部分分子或微粒時,會發生不規則的方向改變現象。散射的方法有很多,可以是粉塵、微粒、原子核等固體,也可以是流體中的液體或氣體。
這裡所演示的就是最環保的不插電方法-水霧法
利用小水滴取代令人不快的粉塵,也同樣可以看到光依照直線前進的性質

會使光散射的微小粒子半徑是有限制的,一般而言,若粒子半徑是在光線波長的十分之一以下,則被散射的光強度與波長的四次方成反比,這稱為瑞利散射,而以波長短的藍光散射現象最明顯。不過當粒子半徑大過光的波長時,那粒子就不管光線裏頭有什麼色光,均一視同仁的散射出去,所以散射光線和入射光線看起來差不多。

在雷射的例子中,由於它是單色光,所以沒有色光以不同角度分散的問題。剩下的問題就是如何讓水霧產生了,最簡便的方法就是去買個花灑噴霧器或是找看看家用清潔劑(印有SPRAY字樣)的噴頭,百元不到又隨時可用,而且水霧一出現不但能降低局部室溫,而且吸到了也不會引起過敏的問題,何樂而不為?
這種噴頭是理化老師的好幫手,可以產生更細微的水霧
通常看到時都會把它收起來備用,在光學演示上有很大的助益

沒有留言:

張貼留言