科學玩具－電學－發光溜溜球

溜溜球每隔幾年就會流行一陣子，這時候沉潛已久的高手就有機會站上屬於他們的舞台，表演各式各樣的花式招數，不但颳起國內的旋風，也能在世界級的比賽中一戰成名。從小時候把玩木製的或塑膠製的溜溜球，到現在有加入金屬配重的或是聲光效果的溜溜球，都能在小朋友心中占有一席之地。

近來的溜溜球造型也多元了起來，不再是圓餅型，連球形及啞鈴型也紛紛問世。如果造型不變，製造商就會在表面貼上酷炫的貼紙，或者是在空心的球殼中加入其他元素，最簡單的素材就是LED燈了。

發光溜溜球的球殼中，不再是空心，而是加入了電路元件

電路板上有電池、開關、電容和發光二極體

不過，如果是電路中時常保持通路的話，那麼即使沒有動到溜溜球，它也會發光，不但徒然耗電，也不是玩家所樂見，就好像小朋友穿著的發光鞋，踩下去才亮，沒動作的時候就不亮，如果沒動也會亮，不是很奇怪的一件事嗎？「不管如何都會亮」對小朋友來說，反而激不起去操弄它的慾望。

那麼，控制LED發光的開關究竟在哪裡呢？其實，就是橘色電容旁邊那那個藍色圓柱筒狀物，它不是水銀開關，而是滾珠開關。滾珠開關就是利用內部的小鋼珠滾動時，能與金屬接點暫時性的碰觸而產生通路或斷路的效果。因為它適合當被動元件使用，適合低電流，比使用水銀開關更加安全，所以才被選用在玩具中。

拿起來搖搖看，可以聽見小鋼珠滾動撞擊的聲音

利用圓形物體易滾動的特性，透過改變位置從而使開關閉合或斷開

至於改變鋼珠位置的力量來源呢？其實就是物體的慣性。進行圓周運動的物體時時刻刻都在改變方向，所以必須要有向心力作用在物體上，既不是讓物體加速，也不是讓物體減速。對系統而言，內部的任何物件如果都是固著在一起，那麼向心力就會讓所有物件進行同時受力而進行圓周運動。

可是，若內部的物件並非完全固著，也就是運動中可以改變位置或與系統不同步，那麼慣性就會使得該物件維持原來的運動狀態。這個意思就像是車輛轉彎時，車上的乘客並不是與車輛的運動同步，所以維持原本運動狀態的慣性使得乘客有被向外拋出去的感覺，這就是大家常掛在最上卻也常誤用的「離心力」，因為它不是真實的力量。

為什麼會座椅傾斜，而且乘客有被向外拋的感覺？

因為圓周運動中的遊樂設施每張座椅也正保持其慣性，乘客會不自覺地側身而坐

這就像把拖把倒立過來旋轉的模樣，拖把棉條看起來就像從軸心被向外甩飛出去一樣，而且轉速越快，越接近與地面水平。所以下次玩發光溜溜球時，記得要注意轉動快慢之間對於發光的影響，從中看出差異且明白箇中原理的話，就不再只是純粹的玩玩具、練招式，而是進階到內外雙修的境界。

科學展覽品－運動學－空中腳踏車

不一定每次都開放體驗的空中腳踏車，有志工在才能付費體驗

但每次只要有人騎上去，一定會吸引人駐足圍觀

科教館有幾項需要另外付費體驗的設施，供參訪民眾有不一樣的體驗，不過像接下來要講的空中腳踏車，玩起來雖然刺激，但是我蠻好奇的是有多少比例的民眾經過時會駐足瀏覽解說板的內容，這可是在體驗之前或之後都可以做的功課，不只是玩而已。

解說很重要，也可以是在說文解字中介紹科學

我比較在意的是裡面的字句是否也很科學

中文簡介如下：
互動式空中腳踏車，架設於離地五樓高，展現平衡力原理，成人和孩子們藉由騎乘腳踏車過程中，可親自體驗相對平衡和重心原理。

先看英文簡介部分，寫的還可以，而且把設施理所探討的原理都揭示出來。可是看到中文部分，尤其是最後一句會讓人覺得很奇怪，感覺不是有科學背景的人所翻譯，因為這是按照單字逐字翻譯，如「counter balance」的詞義就不太容易讓民眾了解要表達的是什麼，而「center of gravity」譯為重心即可。

接在介紹欄位下的是原理解釋，不過不是每個名詞都是科學性的

也不是每個名詞後面都非要加個「原理」二字

相關概念如下：
（１）槓桿原理(Lever Theory) 
　　　利用槓桿，為了省力利用施力的移動距離加長，當槓桿在施力與抗力作
　　　用下平衡時，由槓桿原理可知施力對支點產生的力矩必等於抗力對支點
　　　產生的力矩。
說實在的，最重要的應用原理被寫得亂七八糟的。前兩句話在寫什麼？跟槓桿原理無關。此外，接下來所提到的「施力與抗力對支點產生的力矩」真的會讓人誤會呀！

（２）不倒翁重心原理(Counter Balance Theory) 
　　　高空腳踏車利用不倒翁原理，在腳踏車下方裝配秤鎚以維持重心，這是
　　　為何騎乘在高空中卻不會翻覆之道理。
基本上，我沒看過這種原理，但是卻知道不倒翁的重心位置對於靜力平衡的影響。而且高空腳踏車的支點與重心相對位置與不倒翁完全不同，也就是重心的位置在支點下方，重力所形成的力矩會使得傾斜的腳踏車回復成直立狀態，原理應用和平衡鳥相同。

（３）張力原理(Tension Theory) 
　　　本系統設計為當全載腳踏車行至鋼索中央時，鋼索的內部張力藉由設置
　　　在平台對面的張力塔調整而控制，可承受40000磅，當被張力所推而伸
　　　展鋼索時，張力塔中兩座被橡膠包住的彈簧會被壓縮產生反作用力。
為什麼會「被張力所推」？又，為什麼「彈簧會被壓縮產生反作用力」？這些都要把文中所提到的張力塔解構才行，但是再看裝置圖右下方的張力塔示意圖，我覺得彈簧的彈力才是調整鋼索呈近似水平線的關鍵因素。

生活科學－物性－探索高溫超導之路

常常進出科工館的夥伴們，會發現有些常設的展品可以慢慢體會，不過有些短期的佈置會出現一段時間以後，就得碰運氣才能看到了。進過一次館內的倉庫，真的是名副其實的「館藏」，一些琅琅上口一看就叫得出名字的，或得查詢一下才知道正式名稱的展示品都堆棧在那裡，也有一些待修品孤獨地待在那裡等人發掘，不過真的要有人帶，才能進去那裡參觀。

部分的展品因為有時效性，一旦展期過了，可能就要進場維修，待下次有機會再重見天日。像是超導磁浮列車這一項，展場空調不可能設定為攝氏零下196度以下，因此必須要使用液態氮澆淋，以維持超導體的溫度和性質，所以並不是每次去就會看得到。

一顆巧克力大小的超導體即要價三萬以上，還要在底下鋪設強力磁鐵軌道，操作過程中還要觀察溫度對於抗磁效應的影響，所以要不時澆上液態氮，因此整組演示設備林林總總加起來，三～五十萬是跑不掉的。所以，看到真的是賺到，別認為它沒什麼了不起的，要價就令人咋舌。

佈滿強力磁鐵的軌道，從高處滑下來的超導體可以在底部翻一圈後滑行至另一側

由於沒有和軌道直接接觸，所以可以維持住大部分的運動起始能量

當物質冷卻到接近絕對零度（攝氏零下273度），會出現幾乎完全沒有電阻的現象，也就是導電性幾乎完美，稱之為超導體。這個劃時代的發現，是由荷蘭物理學家所海克‧卡末林‧昂內斯(Heike Onnes)提出，研究成果也獲得諾貝爾物理學獎的肯定。超導體具有抗磁性和鎖磁性的現象，因此磁鐵可以在超導體上方穩定地浮著。展場中所介紹的超導磁浮就是利用這樣的原理和現象來演示。

朱經武以及吳茂昆等科學家嘗試在氧化物中尋找新的材料，也從原子尺寸與結構穩定性的概念去尋找關聯性，測試各種可能的配方。1987年的「物理通訊」中刊載的文章揭露了發現第一個超導轉變溫度高於液態氮沸點的超導體－「釔鋇銅氧化物」，經過電性與磁性的測試，證實在92K產生零電阻與抗磁效應。為這個研究領域開創新局，也為研究人員對於氧化物性質的了解產生革命性的改變。

這些歷年來的諾貝爾物理學獎的得主都是該領域內的佼佼者

從自然課程中學到的、認識的，還有多少存在在你的腦海中呢？

作出這些革命性研究貢獻的科學家們在各自不同的領域中奮戰著，說是奮戰的原因，是因為他們要和領域內的對手競爭，走在正確的方向並找出突破口，除了這一項外來的因素，還要跟自己內在的那一位對手打交道、拔河，期望能平起平坐，甚至可以得到正向的支持。以前的可以是燃燒小宇宙，現在的可能要提煉查克拉。

如果有機會看到「科學世界的毒舌頭與夢想家」這一本書的話，請真的好好閱讀一下前幾章，感受一下歷史事件的張力、人性的弱點與堅持。科學家也是一般人，也有喜惡，只不過這些擁有足夠實力的人，在對的時間、對的地點提出了影響力大的觀點或做了正確的決定，就足以改變文明的走向。

看到這個諾貝爾獎牌，即使知道它是仿的，也要感受一下它的質感與重量

比那抓不起來的黃金博物館金磚來得有意義一點