科學展覽品－電磁－彈跳鋁環、旋轉的鋁蛋與蓋子

雖然它的威力不及美國海軍的電磁砲，當然也不是銀魂中的新阿姆斯特朗旋風噴射阿姆斯特朗砲，所以可以在館內操作，不會把牆壁打穿一個洞，也是老少咸宜的玩具。但是不知道是不是對於電生俱來的敬畏，許多民眾不是不敢碰，就是不知情地走過去，等到看到有人在玩的時候，在一旁看著覺得好玩了，才親自動手操作。

每次充電發射後，需要等一段時間才能再玩

雖然是電磁砲－湯姆森環，不過可以從透明的砲身看到裡面的構造哦！

因為鋁環會向前衝出去，所以前方要設有緩衝墊，讓擁有動能的鋁環能量可以被吸收或傳遞出去，或者是與用來限制方向的鋼條摩擦，減損一些能量而轉換成聲能，這些都可以在發射過程中看到或聽到。

鋁環就像無敵鐵金剛的金剛飛拳一樣只有一組，一定要等鋁環回到發射臺，而回來的機制很簡單，由於鋼條設計成斜的，所以移動到高處的鋁環會像溜滑梯般沿著鋼條滑回低處的發射臺，才能讓民眾再次操作，畢竟這不是可以丟出去就算了的木蘭飛彈啊！

和上一組電磁砲不同的是，四周平均分布著六組線圈一起施力

好像在玩信任遊戲一樣，移向哪邊就能得到最大的力量

這可不是哥倫布的蛋，不需要小心翼翼、費盡心思把它立起來，因為不假雙手就能讓它旋轉，轉到一定的速率之後就會蛋就會站起來，而且不是靜態的直立，而是快速旋轉的穩定態，尖端朝上，鈍端在下，如同一個被電磁學大師拋出而轉動的陀螺一樣。

鋁蛋內部受到周圍線圈電磁場的影響，也產生了感應磁場與感應電場，在鋁蛋電磁感應與周圍線圈的交互作用下，形體呈不對稱分佈的鋁蛋一開始受到起始力矩而開始旋轉，只要轉動中一稍微偏離電磁感應作用的場域中心，鋁蛋不但會被推向中心，而且會因為力矩的作用而開始加速旋轉。而轉到一定的速率後，鋁蛋就會立起來，如同舞者平穩地定點旋轉著。

若鋁蛋換成杯蓋呢？也可以在限定區域內轉起來呢！

底下設置16組線圈圍成圓形，就像是任何一角度都能使力的滾輪胎比賽一樣

相信大家國中小都操作過都有電流的電線附近產生磁場而讓磁針旋轉的簡易實驗，那可是近代電磁學開始萌芽的基本，而利用相同原理的這三個展品的屬性相同，只要轉個身就能看到其他兩個就在附近，所以玩完電磁砲以後，不妨轉個身，蹲下來瞧瞧鋁蛋與杯蓋，看似自己運轉起來的物體，其實底下都有前人的心血結晶哦！

科學玩具－力學－39元的木製玩具，曾經（二）

另外一些不錯的木製教具，像是底下的懸崖勒馬、咯吱咯吱螺旋槳等等，都是可遇不可求的。怎麼說呢？曾經看過當時的補貨情形，發現這些玩具在上架前，都是從一箱箱的瓦楞紙盒裝中拿出來的，依盒子的大小而有數量上的不同，一般而言大概就是12入，接著就是將這些吊卡玩具吊在貨品架的長直掛鉤上，一排排的任君挑選。

那時候的盛況是吊都吊不完，一排不夠的話，再多吊兩、三排，展示平台滿到擺都擺不下，所以選擇性就大，這裡所說的選擇性就是商品好壞的機率。由於是大量製造，俗話說「樹大必有枯枝，人多必有……」，這可不保證買到的就是可以用的，我就曾經踩到地雷，買到前後玩偶不互相合作的懸崖勒馬，也有遇過怎麼刷都轉不起來的咯吱咯吱螺旋槳，只好再拿去退換。

懸崖勒馬是不錯的力與運動的教具，在科學玩具─力學─懸崖勒馬中很吸睛

咯吱咯吱螺旋槳有很多種形式，科學玩具─力學─咯吱咯吱螺旋槳中有示範影片

還有偶爾出現的物品，甚至架上只有一兩個。換句話說，不買就沒了，問店員也都是「架上的商品沒有了就是缺貨」、「什麼時候補貨要看公司的調度狀況」的制式答案。就像底下這隻剛好被買到的啄木鳥，這十幾年來就只看過這麼一次，完全抓不準它出現的時機，這次看得到不代表下次它還會出現。

手邊有兩組來源不同的啄木鳥，科學玩具─力學─啄木鳥裡可以看到另一隻

木製骰子，用途不單純是博奕，是用來演示進行圓周運動時物體看似被外拋的現象
會看上它除了質感以外，盒子也是剛剛好可以進行演示的容器

 

旋轉彈珠台

旋轉彈珠台也是個不錯的展示品，為了讓木桶可以由上而下依序左偏與右傾，桶內的配重就必須完全相反才行。如果木桶需要左傾，則桶內的配重就要偏右，成為右高左低的態勢，這樣一來，彈珠進入木桶時，方能座落於左方，加諸向左傾斜的力矩，讓木桶逆時針轉動，並讓彈珠滾出桶外，向斜下方的木桶進擊。

不過材料特性上其實也會限制用途，單靠木頭難以做出全部的玩具，像彈簧就是一例。熟悉的彈簧可以是金屬製成，也可以是塑膠材質，甚至可以利用紙張製作，不過都是利用素材的彈性。而木材雖有彈性，纖維也很堅韌，但是卻很少用來做成彈簧，這是先天上的限制。

彩色塑膠彈簧

T字型萬華鏡油樣式，迷你版的還要39元是有點貴啦 
在科學玩具─光學─Ｔ字型萬花筒可以看到較大較精緻的，但也較貴的版本

不過以前的小孩子在玩這些玩具，可不是自己掏錢出來買的，而是自己找材料來動手製作，也不會有商店專門賣想要的玩具，真正有價值的並不是玩具本身，玩具只是科學知識應用下的末端產物，而是在於動手解決的過程，嘗試找辦法解決個人遇到的問題，以後就能嘗試解決眾人面臨的困境。

科學展覽品－光學－圓筒曲面鏡（圓筒鏡）

數百年前，自然哲學家、數學家與藝術家就已經將密碼藏在畫作中

雖然不是無字天書，但需要依照特定的方法才能將扭曲的圖案還原回來

中文簡介如下：
圓筒曲面鏡是由一圓筒上的曲面鏡和一幅彩色圖畫所組成。該圖畫被依一軸心沿徑向延展過，形成一幅在平面上看已扭曲變形的圖像。將鏡子置於圖像附近，找到正確的軸心就能回復圖畫的原貌。這種以區面反射來不均勻地延展圖像的方法，在十四世紀時就被沿用於視覺藝術中，用來產生娛樂或神秘化的效果。在達文西的畫稿中就可以見到早期的畫例。

而近代藝術家則應用相同的原理把畫作繪製在生活用品上，最常見的莫過於杯、壺與盤的組合。通常是這樣子的，把圖文印製在圓型盤子的外緣處，再利用杯或壺外側的圓柱面將圖文還原回來。

當然，前提必須是杯或壺的外側是鏡面，利用鏡面反射才能清楚地反映出原本的圖文。由於中國古代盛行的是陶瓷文化，不論是上釉或是霧面，都沒有這樣的時空背景將相同或類似的創作發展起來。而西方在數學演算、玻璃工藝與視覺藝術上的發展，提供了相當寬廣的創作空間。

操作方法如下：
把金屬筒放在頁面的中間，然後觀看筒上的影像。

利用光滑的金屬面反射光線，遵循反射定律的原理，將離反射面較遠且較寬的圖文，以虛像的方式呈現在鏡中接近圓心的地方，且空間壓縮程度較大；而離反射面較近且較窄的圖文，則為在接近鏡面處出現的鏡中虛像，空間壓縮程度較小。但不管如何，經由外凸的圓柱面鏡所呈現出來的，都是縮小虛像，差別只是在程度上而已。

只要有凸面鏡，在特定的面鏡曲率下就能立即呈現效果

如果手邊沒有軟鏡，也可以用水砂紙將鋁罐拋光後充當凸面鏡

原理：
這裡所展現的影像稱之為歪像，所謂歪像是一些扭曲的圖像。但是透過某種特定的方式去觀看，就會正常顯像。在這個例子當中，是透過曲面鏡面來反射。很多路標都是用歪像的方式來呈現，常見的設計方式是把圖像拉長，好讓靠近的駕駛人可以看得一清二楚。

科教館準備了各式各樣不同的圖案讓參觀民眾體驗

可以試著將正常圖案反射成歪斜像，也可以將歪斜像反射成正常圖案

國中階段的藝術與人文領域早已將這一類型的圖畫納入教材中，如果對這方面有興趣的話，可以自己嘗試著將直角座標系統轉換成極座標系統，將方格畫成由圓心向外擴散的圓弧狀，就可以將想要的圖案繪製在對應的格子裡，不過如果連這個過程都不想動手的話，Word裡的文字藝術師倒是可以幫你一把。

生活科學－電磁－感應線圈

現在到設備較新穎的星級旅館住宿時，並不會給予插入鎖匙孔旋轉後才能開門的鑰匙，而是將櫃台所給予的房門卡貼近牆上的感應器即可解鎖開門。不使用鑰匙開門的好處是減少遺失及保管上的麻煩，而且感應卡也和較早使用的磁卡不同，免除了刷卡的動作以及降低不小心被磁鐵磁化的可能性。

和以前容易被磁化的磁卡不同的是紀錄資訊的磁條消失了，而且哪個門在什麼時候被開啟或被關起來了，都可以透過電子訊息的傳輸而被記錄下來，透過電腦螢幕就可以管理及查看特定區域有無非正常時間的進出。

這樣的系統也應用在進出口管制上，像2010年在沸沸揚揚中開幕的台北國際花卉博覽會也使用類似的系統，進入展覽場入口時，並不用刷卡，而是在感應器上方停滯一下，閘門就可以開啟。並不需要額外安排工作人員做收票、驗票再歸還的動作，因為在購買票卡時，就已經按照購買者所需來販售不同的票卡。

入場券正面印製的是專屬使用場合的logo，以及票價、參觀天數及適用者
背面則印有中文、英文及日文三種版本的消費須知

那麼票卡上的資訊儲存在哪裡？感應器並不是用光學的原理來辨識票卡上的圖文，而是採用電磁感應的原理，也就是在線圈內產生感應電流，同時也因感應電流的產生而出現瞬間變動的磁場。不過問題再度浮現了，那麼線圈究竟在哪裡？讓我們繼續看下去。

票卡上的色彩繽紛的圖文訊息是讓使用者看得，並不能提供電腦辨識
因為萬一出現圖文磨損時，並不保障票卡能正常使用

其實如果是使用一日票券，那麼在使用過後就無法再入場，當這樣的使用資訊被記錄在電腦資料庫中時，等於就宣告這張票卡只剩下紀念價值。當然我們可以讓它的價值得以延伸，畢竟找出隱含於其中的奧妙也是種有趣的過程。在薄薄的票卡側面，其實不難看出它是像光碟一樣的構造，由上下兩面塑膠片膠合而成，因此只要插入接縫處，就可以將票卡從中一分為二。

線圈為了可以隱匿其中而被微型化，並不是像電線般的圓柱，而是金屬薄片
而且，真正的構造就只有在分布在正中央

當票卡接近感應器時，內部的環狀線圈就會像刀子一樣橫切過感應器上方的磁場，使得環狀線圈內出現磁場的變化，根據電磁感應，磁場的變化使得環狀線圈產生感應電流，所以卡片不用內建電源。感應磁場也伴隨著感應電流而出現，特定形式的變化磁場產出了特定的電流訊息，故能讓感應器得知票卡資訊，進而在資料庫中建檔，票卡使用資訊就被記錄在其中。如果是一日票的話，就不能再使用了；是不限使用次數的票卡，也能記錄使用日期。

 
為了增加環狀天線的敏銳度，增加線圈匝數是個簡便的方法
圖中的8匝線圈讓感應電流與感應磁場得以增強

這種環狀天線也會出現在你我身邊嗎？其實在學校中負責大量印刷的速印機裡面就有，而且是在製版紙捲筒上。每經過一次製版，製版紙就會消耗一張，但是在大量地使用下，又不能三不五時地打開機器來查看製版紙的剩餘數量。在希望能夠記錄使用量並提醒使用者適時更換新的製版紙捲筒，於是在製版紙捲筒上設置環狀線圈，讓每一次的使用能因為線圈內磁場的變化而被自動記錄下來，使用次數一旦被計數，那麼製版紙的剩餘量也就一併被記錄了。

製版紙捲筒的其中一個橫截面上，就設置了更為精密的環狀線圈

不過在設計上並非完整的圓環狀，而像是被切掉的圓

這一類的磁場變化當然也會產生電磁波，不過其衍生的低能量是不會影響人的生理機能的，所以廣泛地應用在各種貨物交易的場合中，當然也包括書局。從以往的紙製票券、磁卡到現在的感應卡，都可以發現電磁感應的原理應用逐漸改變生活方式的足跡，縮短了計數與計算的時間，讓生活更方便的同時，也間接地降低了使用錢幣、票券交易時的病媒傳播，好處還真的不算少呢！

生活科學－光學－海生館中除了生物以外，還有什麼？

海生館中除了可以看到明星物種以外，其實更應該留意其他的海洋生物，不是只有看特定幾種而已。不管是溫馴可愛的、奇怪噁心的、長相不討喜的，還是其他不常見的海洋生物，其實慢慢地走、細細地觀察，才能品嘗到生物多樣性的味道。過程中，就像食物一樣，變化多端的物種可以讓人感受到大自然的創意。

為了讓入館民眾可以觀賞到水中的泳姿，通常是把水面的高度提高到人的視線以上，如此一來，可從遠方觀察這些鳥類在陸地上的動態，更可以將高超的泳技一覽無遺，兩種運動模式宛如天壤之別。不同的環境讓合適的物種留了下來，而變動的環境也造就了變動的物種。

在羽毛覆蓋下，在水上浮著的鳥類身體不會被水浸濕

而且羽毛外面的油脂與空氣薄層讓水面下的部分彷彿包了一層銀色保護罩

從水面下觀察牠們的泳姿，不知道是不是說好的，一律只看到同側的腳

不過還有其他的光學現象可以看哦！

有機會去游泳池運動健身時，除了水面上的換氣動作，還有水面下的沉潛交換進行著，懂得閉氣的人可以試試看從水面下抬頭向上看看。不過一旦從在水面下向遠方觀看時，有機會從一些特別的角度看到如鏡面般的對稱影像，水與空氣的交介面如同鏡子般，將水面下的物體映照出來。

這個特殊的角度是48.5度，也就是水面下遠處的物體反射光線後，超過這個入射角就會發生全反射，進入眼中的，就是全反射之後的光線。不過前提是水面要盡量平穩，水面才能成為平整的鏡面，像才會清晰可辨。

水面下也有顛倒的像，而且這個像是和水面下的物相對稱

如果平靜無波的話，就會像在平面鏡中清楚呈現

經由水面下方物體反射的光線，斜向射到水與空氣這兩種不同介質的交界面時，由於介質的疏密程度不同，使得光線行進速率發生改變，所以原本的行進方向也會出現變化。一般來說，由密介質進入疏介質時，入射角會較折射角小，但是當入射角逐漸增大，折射角也跟著加大。當折射角恰巧成為90度時，此時的入射角便稱為臨界角，凡是比這個特定角度大的入射光線，就不會出現折射的現象，而直接在交界面上遵照反射定律而反射。

生物身上讓人類學習的地方很多，人類也從各式各樣的研究與模仿中學得讓極限延伸的的方法。而不同背景的人進入相同的場域，會從不同的角度看到不同的面向，所以著重的重點會有差異，不過並非完全不同，而是程度上的差別。因此，進入展館中除了看館方所規劃的設計，也別侷限自己只看其中一個面向哦！