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===目的=== 讓學生瞭解可以從微波爐與簡單的紙筆或巧克力算出光速 ===原理=== 微波在微波爐中傳遞的時候會產生電磁波動的駐波,讓水分子隨著電場波動按照電場排列。<br> 若是在電場變化最劇烈的點(波峰或波谷),會讓水分子之間或與其他物質互相摩擦產生熱能,讓該點溫度上升。 若要受熱均勻就要加入旋轉盤,讓每個點都能被均勻加熱。 <br>(補圖 電磁波動 駐波)<br><br> 微波爐的微波頻率選擇除了要讓食物吸收還要穿透進食物,若是頻率太低,會讓大部分的波穿透過去而無法吸收,若頻率太高,會在表面就被吸收而進不了食物。所以微波爐選用的2450MHz就是在實驗過後加熱效果最佳的專用頻率。 <br>(補圖 頻率高低影響)<br><br> ===場地=== *視學生人數安排得插電的室內空間。 ===材料準備=== *微波爐 *白紙 3~5張 *擦擦筆(黑色) 數支 *片狀巧克力 數片 ===活動流程=== ====活動一 白紙==== #請同學用擦擦筆畫滿3張白紙,然後將第一張放進微波爐中加熱60秒。 #將微波爐中的旋轉盤拿掉後,放進第二章白紙,同樣加熱60秒,觀察紙張表面圖案與有旋轉盤時有何差異。 #請同學改變微波時間40秒,20秒,分別觀察與記錄。 #量出圖案的中心到中心距離,乘2倍之後乘上微波爐頻率(寫在微波爐側或後方),並跟光速比較。 ====活動二 巧克力==== #請同學將第一片巧克力放進微波爐中加熱60秒。 #將微波爐中的旋轉盤拿掉後,放進第二片巧克力,同樣加熱60秒,觀察融化狀態與有旋轉盤時有何差異。 #請同學改變微波時間40秒,20秒,分別觀察與記錄。 #量出融化點到融化點間之距離,乘2倍之後乘上微波爐頻率(寫在微波爐側或後方),並跟光速比較。 可參考下列影片(補影片) <nowiki><videoflash src='http://jendo.org/uploadFiles/s4e/videos/影片位置.mp4' type=html5 width=425 ></videoflash></nowiki> <!--影片參考https://www.youtube.com/watch?v=IGHZGYEr4vU--> ===注意事項=== *請勿將金屬或非實驗所需物品放進微波爐,也不要直視微波爐內,避免發生危險 ===探究問題=== <mwdetails><summary>為何有旋轉盤時,筆跡會消失(巧克力全部融化)?</summary> <p></p> <dl><dd>Ans: 因為微波爐旋轉會讓裡面的整片受熱均勻,筆跡就會全部消失(巧克力就均勻融化)。</dd></dl> <p></p></mwdetails> <mwdetails><summary>為何拿走旋轉盤之後,會有圖案的改變(巧克力產生融化點)?</summary> <p></p> <dl><dd>Ans: 微波會在微波爐內產生駐波,在波峰與波谷時能量最大,就會在波峰與波谷產生熱點,讓筆跡消失或是巧克力融化。</dd></dl> <p></p></mwdetails> <mwdetails><summary>為何要乘兩倍?(補圖說明波長 波峰波谷)</summary> <p></p> <dl><dd>Ans: 因為能量最大的點會是波峰與波谷,最相近的熱點就是鄰近的波峰波谷距離,所以要乘以二才會得到波長。</dd></dl> <p></p></mwdetails> <mwdetails><summary>為何測出微波速度即為光速?(補圖 頻譜)</summary> <p></p> <dl><dd>Ans: 光波與微波都屬於電磁波,因為電磁波不具有靜止質量,可以達到速率的上限,也就是光速。</dd></dl> <p></p></mwdetails> <mwdetails><summary>生活中,有什麼光速不變的例子?</summary> <p></p> <dl><dd>Ans: GPS、宇宙通訊等。</dd></dl> <p></p></mwdetails>
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