2013年3月4日

科學玩具-視覺-海市蜃樓模擬器(Mini)


最近拿到這一款有關於光學的迷你版教具,可以用在光學的面鏡成像單元,以前在部落格就已經有介紹過,能呈現出相當吸睛的光學成像,當初在台南的科學園遊會、科學營或班級上課的展示中,都有令人目眩神迷的效果,引起動機的效果相當好。
兩個小小的凹面鏡搭配三顆小圓珠,能做什麼?
其實跟海市蜃樓的成因(折射)一點關係都沒有

但是不能只是神奇就好,還需要在這些現象上做一些延伸探討,例如其中牽涉到的原理、面鏡的成像原理、實像抑或虛像的原因探究、焦距的測量方法或焦點的尋找等等,都是我上課內容的一部份,而且別忘了凹面鏡的另一面是可以當作凸面鏡的事實。

不過仔細一看,跟我原本自行購買的教具還是有差別,其中最大的差異就是在像的清晰程度,如果是玻璃製的歐美舶來品,其立體效果驚人自然不在話下,同樣是外國貨的中國塑膠電鍍製品也能展現基本的效果,只是物體在鏡面上滾動時會刮壞鏡面,影響了清晰度,所以最好是靜態展示,用手戳戳看就好,不然沒多久就刮花掉了。

再來就是可以擺放展示的物體會受到相對的限制,由於面鏡小,所以展示物就必須是小的,因為面鏡上的圓孔也很小。而且還要考慮一點的就是曲率,這會直接影響到焦點的位置,焦距也會因此而變化。既然如此,那就不是所有的凹面鏡都能拿來做相同的事了。
測試之後的效果並不好,成像並沒有精準地落在圓孔中,而且模糊
原因在於鏡面並不是非常光滑的,而且面鏡焦距有點長

最早是在長億高中國中部林宣安老師的分享中看到自製的方法,利用裁剪下來的兩個鋁罐凹面相對,並在其中一個底部上鑽孔,最後在使用水砂紙研磨拋光,就成呈現出相同的效果,只是有點累。後來在台東創意S團隊林均瀚老師在跨縣市科學創意社群的檔案分享中,也看到用魔鏡自製海市蜃樓模擬器的迷你版,省卻了拋光的過程。
雖然鏡面平滑程度無法改變,使得精緻度沒那麼高
但使用它的時候還是做了一些調整,把其中一面提高一些,就會出現明確的實像

所以雖然給的是現成的教具,但還是要知道怎麼使用它、改良它,甚至是延伸出其他用途,這是科學教師可以展現專業的地方。交給學生研究是其中一個方法,但是也要有回不來的心理準備,越容易拿到的東西,可是越不會被珍惜的。

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