生活科學－光學－二維條碼

目前所使用的條碼是依線條的粗細程度來標示，並橫向判讀資料，因為是由左向右標示，所以就稱為一維條碼。但是在部分商品及網站上已經開始使用新的條碼系統－二維條碼，所謂的二維就是有兩個向度，可以從橫向和縱向來定義所儲存的資訊，因此上下左右皆有意義。因此可以容納資訊比一維條碼多更多，並可以儲存文字、特殊符號、數字、相片或指紋等眾多資訊。

商店寄來的DM中會附上二維QR碼，已經越來越普及在我們的生活中

報紙、影印機之類的機器，甚至是網站的訂閱頁面也都會看到它

隨著使用系統、開發機構與使用地區的不同，目前已經有好多種形式的二維條碼，內含定位點與容錯機制使得其辨識度大大提升，也可以使用智慧型手機讀取，另外的好處是允許30%以下的磨損，因此可以使用在包裝紙箱的外觀印刷上。

在其中的三個角落印有較小的「回」字的正方形圖樣，用來幫助解碼軟體定位

使用者毋需正面對準，以任何角度掃描都可正確讀取資料

QR碼呈正方形，只有黑白兩色，而QR是英文「Quick Response」的縮寫，即快速反應並讓其內容快速被解碼。因此使用智慧型手機掃瞄展覽海報、商店型錄上的QR碼之後，就能立即連至相對應的資訊網頁，以深入了解展覽內容與該商品的訊息或取得商品優惠。

一維條碼系統和二維條碼系統最大的差異在於是否需要資料庫來協助資訊的判讀。一維條碼需要先用讀碼機讀取，然後才能在電腦的資料庫中找出相同的數據資料，最後才能確認條碼對應的資訊，因此資料庫的建立、擴充與更新的動作在後勤補給上顯得格外重要。

例如在便利商店買一罐飲料的時候，店員會先使用讀碼機讀取商品條碼，再透過電腦轉譯出商品資訊。不過必須先在資料庫中輸入過相同資料，有建檔的資料庫才能讓電腦判讀與理解條碼中的內容，如果拿一個商店所沒有販售的商品去掃描的話，比較沒經驗或對店內商品不甚熟悉的店員應該會傻眼吧！相對的，二維條碼是不需要資料庫的，因為條碼內就有製造公司名稱、製造日期和價格等多項資訊，只要讀取後，就馬上能在螢幕上顯示出這些資料，果然QR。

生活科學－光學－一維條碼

在大型賣場或超商內結算購物金額時，常常會看到發出紅光的機器，掃描之後就會發出「嗶」的一聲，收銀機就會依照商品單價及數量自動計算金額並顯示在螢幕上，這是由於使用機器掃描條碼的關係所以才有這種便利性，那條碼又是什麼呢？為什麼可以算得這麼明快呢？

以前要把每個物品的金額打入收銀機內算帳，就像是在按計算機一樣，由於要一筆一筆的輸入，所以結算的時間就會增長。麻煩的不只有這樣，還常常會發生打錯金額的狀況，還有賣了多少以及剩餘多少物品都要一個一個親自計算。

把物品標示英文和數字代號讓電腦能辨識並存取，首先要做的工作就是編碼，不過每個物品專屬的條碼必須不同才行，而且如果是以人力把條碼一字一碼的輸入，這樣機械性的動作也是累人且還是有出錯的可能。然而，可以把這些麻煩事一次解決的東西就是條碼（Bar Code），條碼的意思就是結合了bar（長線條）與code（密碼）的意思。

在商品上看到的條碼都是一維條碼，一維條碼的特色是利用0到9來編碼，一般常見是以13個數字來編碼，所以又稱為EAN-13碼，可以把這13個數字分為四部份。取碼的順序依次為國碼三個數字，例如中華民國（台灣）代碼是471、日本則為490~499，接著四位數是廠商代碼，再接著五位數是產品代碼，最後一位數是檢查碼。

商店中有兩種形式的條碼判讀機，一個是可移動的手持式判讀機，需按下讀取鍵

另外一種是固定式的，需將商品條碼對準判讀機的圓孔

這些意味著不同數字的條碼是由粗細不等的黑白線條組成的，而讀取這些資料的機器就是一種光學掃描器，也可以叫做條碼閱讀機，簡稱為讀碼機，就是前面所提到的那部常見的發出紅光的機器。它會向條碼射出紅色雷射光，條碼內的黑線就會吸收光線，光的反射程度較弱，白線會幾乎完全將光反射，所以會形成強光進入機器的光電池接收端，依照反射光強弱的不同而分為「0」與「1」。

負責將掃描得來的類比信號轉化成數位訊號的設備稱為解碼器，所以解碼器便會依據反射強度的大小，將光的訊號轉換成電腦可以讀取的電子訊號。

另外還有一種ISBN碼（國際標準書碼）是專門負責書籍編號的，只有十位數字。不過一維條碼可以容納的資料有限，而且當有污點或條碼被破壞的時候，讀碼機便無法讀取，需要用手重新輸入一次，相信大家在大賣場收銀台邊或多或少都有過類似的經驗。

研習紀錄－光學－螢光花

在幾年前的一場研習中發現了一個奇怪的燈泡，它的中間不是燈絲，而是看起來全部黑黝黝的數片花瓣，也不只有單純的兩條金屬傳導線，而是以兩片白絨絨的葉片綴飾，至於其他的通電原理嘛，其實跟一般的白熾燈泡沒什麼兩樣，但是卻難以發揮照明的功能。

和一般的燈泡不同，裡面並不是螺旋狀或細條狀的燈絲

而是白色葉片與墨綠色花瓣的組合，是不是顛倒了呢？

一樣是熱致發光，也就是電流通過電阻時，由於自由電子與導線中的原子相互摩擦而產生熱，熱到一定的程度時便以光的形式散發，發射出來的光線顏色跟溫度高低有關，而這些因為能階月遷而散發出來的光能，傳遞到其他物質時，也在其他物質上產生吸收、轉化再釋出的過程。

外包裝上的圖文可以看出亮度只有3W，純裝飾用，製造廠商就在高雄阿蓮

原本暗沉的玫瑰花瓣在通電之後的顏色是粉紅色的，而白色葉片也會變綠色的

若是物體表面有螢光物質，總體亮度在眼中會更為明顯，因為除了可見光以外，連不可見光中的紫外線能量也會被吸收再以可見光的形式散發出來，所以比一般的顏色看起來更亮，怎麼知道的呢？其實做個簡單的驗證就可以，不過在之後的文章中會再介紹身邊的螢光。

至於實際的狀況則是這樣，得考慮所有進入人眼的光線刺激，效果因時因地而異

影響因素包含了背景光源及亮度再加上燈泡內部的光線

原本燈泡內部未發光時，反射進入眼睛的就只有環境中的背景光源，可以是直接照射或經過牆壁反射的自然光，也可以是日光燈投落的人造光，但變色效果不明顯。但是在花瓣上的燈絲開始發熱發光以後，額外強光的挹注致使花瓣在接收更多能量後，釋放出以不同能階間隔的能量，特定能量代表特定的頻率，進而產生特定的色光，所以花瓣顏色改變了。而葉子表面沒有燈絲，所以由燈絲上的光直接照射或經由花瓣間接投射之後的光，使得白色葉子轉變成綠色葉子。

這樣的感覺就好像經過風霜侵襲而耗盡本身儲存的養分能量，這朵即將枯萎凋零的玫瑰花，通了電給予能量的挹注後便奇蹟似地復活了起來，生機盎然。可惜的是，沒有通電時又慢慢回復到原本暗沉的狀態，不過仍屬應用科學原理及發揮材料特性的創意產品。

生活科學－化學－撥水劑

原文發表於Yahoo奇摩部落格2012年12月28日。

有自行保養車子的人通常家裡會有一些工具和保養品，就像女性在維護膚質一樣，需要在車殼外觀上塗上一些化學物質，不論所使用的是固體保養品、液體清潔劑，甚至是凝膠類的，都是複合化學物質，裡面有很多種常用卻又不甚熟悉的化合物與溶劑。

像這罐防水噴霧（Spray），在大賣場的保養區能買到，且在文具大批發也看得到

所以它該歸類為哪一種屬性呢？

從外包裝來看，這是一種內含Silicone的撥水劑，是一種稱為矽酮的矽氧樹脂，也因為其介於有機和無機之間，主要是由無機矽氧鍵構成骨架，透過控制不同長度的骨架以及結合用的有機基團支鏈，可以形成結構不同、性質相異且功能不同的矽氧樹脂。

除了抗氧化能力以外，最重要的是拒水與撥水的功能，也就是可以輕易地把水滴從表面撥掉而不讓它附著，裡面的疏水性物質噴灑在物體表面後，在物體上會形成一層隔水層，水滴即使在隔水層上，也容易形成圓滾滾的水珠，因為原本表面已經不容易濕潤了。

當然不可以誤飲誤食，因為身體無法吸收消化這些東西

對於我們來說，凡是過量或身體無法適當處理並排除的外來物就是「毒」

像這種具有推進劑的噴霧罐噴灑時，所形成的液態微粒雖然細緻，但是大小不一，所形成的較大液滴會因為慣性與重力而較易附著在需要噴灑的地方，但是在離開噴嘴即已向四面八方散開的微小液滴就不一定了，質輕的物質相對地容易受到氣流的影響，在空中停留的時間也比較長，因此也有更多的機會進入使用者的口鼻中。

防水、撥水、撥油、防污，這麼多功能集於一身，味道一定非常濃郁

而且還要靠有機溶劑加速乾燥才能保護所噴灑的物品

更何況裡面還有有機溶劑，雖然我們也是有機的生命體，但我們的身體機制卻難以處理這類有機溶劑。會接觸到這罐撥水劑是因為科學社群裡的魔術師研發了一項與撥水功能有關的魔術，跟撲克牌預言有關，能讓白色衛生紙在魔術師的引導操作下浮現特定圖案文字，讓觀眾訝異於無中生有、眼見不為憑的神奇。