科學教不落,科學知識, 教學分享;課堂上除了學科知識外,還有許多受用一生的寶藏,等待我們一起來發現

  • 2011.03.05 物質能量的測定

    在便利商店裡的食物包裝上,經常可以看到標示產品的熱量有多少卡路里, 這些熱量是怎麼計算出來的呢? 小小的一粒花生米, 所含的熱量有多少呢? 如果拿來跟白米飯相比, 結果如何呢?..

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  • 2011.02.26 吃鐵鏽的水果

    日常生活經驗中, 在哪邊可以比較常看到生鏽的物品呢? 腳踏車的鏈條, 校園裡的鐵欄杆, 靠近海邊的鐵皮屋,或是老公寓的舊式鐵門.會讓鐵生鏽的原因有哪些? 又要怎麼去除鐵鏽呢? 從這次的實驗,我們發現原來水果也可以用來去除鐵鏽呢!..

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  • 2011.01.29 認識黴菌

    早餐的土司沒吃完,放在學校的抽屜裡一星期後才發現,土司已發霉.生活中,這樣的經驗有可能常發生,不只是食物,其他如皮製品,木製品,牆壁都有可能發霉.看起來黴菌好像很不受歡迎, 其實不一定喔!黴菌也有好的應用,這堂課讓我們來認識一下黴菌..

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  • 2011.01.22 暖暖包

    今年冬天特別冷,寒流一波波來,這堂課就來研究一下暖暖包吧! 將市售暖暖包,先看包裝上寫的成份,有鐵粉、水、鹽、活性碳、蛭石.可持續保溫20小時,最高溫度為66度.. .....

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  • 2011.01.15 探討電壓,電流及電阻之間的關係

    生活中常使用的電器如電燈,電暖器等,都是電阻器。然而電流、電阻、電壓三者之間有甚麼關係呢?這堂課就是利用三用電表來探討電流、電阻、電壓三者之間的關係.電阻(單位是歐姆Ω,Ohm)指的就是物質中,所測得阻礙電荷流動的量.在串聯與並聯情況下, 電路兩端的總電阻值,從實驗結果,可得知在串聯時,所測得的電阻會愈來愈大,在並聯時,則相反. .....

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  • 2011.01.08 認識三用電表 (上)

    這堂課主要是學習如何操作三用電表,在使用三用電表之前,先複習一下如何組電池,燈泡組的串並聯,及電路圖的繪製.有了串並聯連接的觀念後,再從燈泡連接電池的電路圖,介紹電壓, 電流及電阻的定義和單位,然後再來認識三用電表.....

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  • 2011.01.08 熱感應紙的特性

    你是否有這些經驗? 如到便利商店繳電話費,水電費後,所拿到的收據, 或是從ATM領款的收據,放久之後,上面的顏色會逐漸退去? 傳真機的紙也是如此.這些紙有什麼特性 ? 跟一般的講義紙又有什麼不同? ....

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  • 2011.01.01 浮力的探討

    這堂課要探討的是浮力,從游泳開始切入主題, 大家對"浮"的生活經驗,基本上都算足夠的.倒是怎麼去操作實驗, 哪些是控制變因, 總是再試了幾次,記錄結果之後,才逐漸掌握到實驗核心.....

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  • 2010.12.25 小白鼠 (一)

    解剖課是很多學生又期待又害怕的課,剛開學,就已有人不停地問,何時上課?這一天終於到了. 這堂課除了認識內部構造外,其實還有一個很重要的觀念,就是"尊重生命",抱著感謝的心,嚴肅的態度上課....

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  • 2010.12.25 小白鼠 (二)

    這班的同學比較特別,有吃素的同學,有養寵物鼠的同學, 要上解剖課,想必心理壓力一定很大,雖然如此, 這兩位同學仍選擇待在教室內,以旁觀或是在遠處參與這個課程, 在這樣的年紀,就能有這般勇氣去面對已知的恐懼,很值得尊敬....

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  • 上課剪影

    一班最多16人, 以自然科學實驗來說, 這樣的規模不算小了. 要能每個人動手操作, 培養互助合群的精神. 課程進行的流程, 從引起動機開始, 切入正題, 激發學生的研究興趣, 再藉由分工實驗, 小組討論, 最後再由學生自己發表研究發現, 課程結束後, 相信學生帶走的不會只有知識, 還有表達, 統整能力...

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生活中存在許多電磁應用, 到底電, 磁之間的關係如何呢?




首先想想看,指南針纏繞多圈漆包線後, 靜置一會兒, 指針會不會動?

答案是不會.

如果放個磁鐵在指南針旁, 那麼指南針會有什麼變化?

答案是指針會移動.

如果將漆包線通上電流, 指南針會有什麼變化?

答案是指針會移動.

由這個實驗可知, 磁場不只存在磁性環境, 在電力流動情況下也有磁力.

電生磁是於1820年,奧斯特 (H.C. Oersted,丹麥)從 通有電流的導線會影響旁邊的磁針的現象, 改寫了原本被認為電磁之間無關連性的歷史.

電生磁的發現, 可參考這裡.

一七七七年,一位名叫奧斯特(H.C. Oersted)的人,出生於一個藥劑師家庭,後來到德國和法國遊學時,在上天造萬物必有其關係的哲學洗禮下,他堅信電現象和磁現象有著共同的根源。

一八二○年,奧斯特主持一個電磁的講座,當天晚上他正在講課時突然靈感一來:「如果將通電導線與磁針平行排列,磁針會有怎樣的反應?」結果小磁針會擺動,當改變電流方向時,發現小磁針會向相反方向偏轉,此一現象說明了電流方向與磁針轉動之間有著某種關聯,於是在一八二○年七月二十一日向科學界宣布了電流的磁效應。

他證明了電與磁之間是有關係的,也揭開了電磁學的序幕。後來人們為了紀念他,就把磁場強度的單位以「奧斯特」命名。


再透過安培右手定則,圖片及說明來源見此處.



1. 如圖所示,一載流長直導線,若電流為由下而上,則產生環狀磁場
2. 以右手握住載流導線,姆指指向電流方向,則餘四指纏繞方向為感應磁場方向
3. 由上往下看為逆時針方向
4. 在任一點的感應磁場方向為其切線方向
5. 離載流導線愈遠,所生的磁場強度愈弱

(所謂磁場方向即為磁針N極在磁場中的受力方向,亦為磁針N極在磁場中所指的方向)即:
磁場方向=N極受力方向=N極所指方向


所以現在來重現奧斯特的實驗,

在未通電的情況下, 指南針以南北方向平行導線裝置擺放. 這時指南針是不會動的.


一旦通電後, 會看到指南針往東西方向移動, 根據安培右手定則可知, 大姆指為電流方向,四指的方向則為磁場方向.


好了, 既然電生磁已被證實, 那麼磁生電呢? 這就要來介紹法拉第了.

『運動的電荷(電流)可以產生磁,那運動的磁能不能產生電呢?』法拉第問出這樣的問題。

因此在1831年,法拉第(Faraday,1791-1867)經過十年的實驗, 終於實驗成功,證實運動的磁鐵,可以讓線圈產生電流。

關於法拉第的磁生電, 節錄如下.

米契爾.法拉第,一七九一年出生在一個鐵匠的家中,由於家境貧窮,他幼年並沒有受到完整的初等教育,在因緣際會之下進入了皇家學院實驗室,法拉第的科學生涯也隨之展開。

奧斯特的電磁效應論文發表後,法拉第的心中一直存著一個疑問,既然電與磁有密切聯繫,電能產生磁,那麼它的逆效應「磁能產生電」嗎?一八三一年的某一天,他在公園散步時突然想到,是否反過來利用磁的運動也可以產生電流,於是他急忙回到實驗室進行試驗,結果試驗成功。把一塊磁鐵放入金屬線圈中時,會使電流流入線圈,拿出磁鐵時,電流則反方向流動。

這一現象肯定了一個事實,電流不能無中生有,必須作功才能產生,於是他發現了電磁感應現象,這個現象的發現,奠定了日後電力工業發展的基礎。


這就是法拉第的磁生電裝置.

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