碳的結構與性質 - 修訂歷史

林子君於 2019年6月19日 (三) 08:27

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林子君於 2019年6月19日 (三) 08:25

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劉恩佑於 2019年6月6日 (四) 04:53

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林子君於 2019年5月6日 (一) 07:51

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林子君於 2019年4月5日 (五) 10:57

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林子君於 2019年4月5日 (五) 10:00

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製造幾種結構相異的碳，探討這些碳的性質。 &…"

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<div style="float:left;">
製造幾種結構相異的碳，探討這些碳的性質。 &emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp; 

 
</div>

<div style="float: right; border:black 1px solid;">
實驗材料: 
*1.活性碳
*2.木碳
*3.備長碳
*4.塑膠杯
*5.蠟燭
*6.打火機
*7.雞蛋
*8.夾子
*9.滴管
*10.餘氯指示劑
*11.布手套
*12.色素
*13.線香
*14.瓶子
*15.茶袋
*16.湯匙
*17.色素
*18.白紙一張
*19.棉花棒
*20.檸檬
*21.烤箱

</div>

==1.現象說明： ==
<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B1.png'/>
 
==2.初探與假說：（此為引導，學習者必須要提出合理的假說） ==

*2.1思考點波源在水中如何形成水波。

*2.2思考毛細波與繩波的共通點。

*2.3思考當雷射光照射到毛細波表面後光線會如何前進。

*2.4思考不同頻率繞射點間距會如何改變。
 
==3.設計實驗與執行 ==

*3.1設計一項實驗，探討雷射光入射角度θ與雷射入射點到屏幕的距離(L)和屏幕上的第零階繞射亮點高度(H)的關係。

:*3.1.1實驗數據圖
<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ef/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B2.png'/>
:*3.1.2分析實驗結果
*3.2試著取適當的物理量，線性回歸出表面張力
:*3.2.1 實驗數據圖
<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B3.png'/>
:*3.2.2分析實驗結果
 
==4.分析與結論 ==

*4-1 能藉由觀察公式來推論並分析出相關趨勢線。

*4-2 能從所記錄數據與繪製的數據圖中，瞭解還有需要設計實驗與執行的項目。
 
==5.教學目標與評量 ==

*5-1 理解並應用光學繞射光柵原理。

*5-2 利用現有器材資源，與學習到的知識。考驗學生能否融會貫通，以及取適當物理量來實驗分析。

*5-3 讓學生學習科學素養，即探究現象，最後精緻化結果。
 
==6.參考資料： ==
 
==7.參考說明 ==

*2.1思考點波源在水中如何形成水波。 

:*藉由示範影片中以常見的點波源去擾動水面形成水波，再進而引導學生認識到水波的形成主要原因，主要是因為水分子彼此間之吸引力所引起的表面張力。

*2.2思考毛細波與繩波的共通點。 

:*手拉動繩子產生繩波，如同這實驗的漆包線拉動水波表面產生水波，表面張力波其實就類似水面上的漣漪，產生原因也包含表面張力，如同上下振動繩子產生繩波一般，繩波波速和繩張力、線密度相關，漣漪的波速也和表面張力、液體密度相關。

*2.3思考當雷射光照射到毛細波表面後光線會如何前進。 

:*讓學生觀察水波表面的構造，先詢問出光行進的性質後再進而引導出光還有干涉和繞射之特性，最後讓學生知道雷射光會將水波作為反射式光柵然後繞射。

*2.4思考不同頻率繞射點間距會如何改變。 

:*因為V=λf所以當波傳遞的介質都是水時波速就為定值，因此當頻率增加水波的波長就會減少，光程差為d(sinψ − sinφ) = mλ，其中ψ為入射角φ為繞射角，所以當ψ=φ會形成第零階的繞射亮紋，當ψ≠φ就會造成1、2、3…階的亮紋，所以當d變小時又因光程差必須相同，因此繞射亮紋間距就會增加。

*3.1設計一項實驗，探討雷射光入射角度θ與雷射入射點到屏幕的距離(L)和屏幕上的第零階繞射亮點高度(H)的關係。 

:*3.1.1實驗數據圖
<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B4.png'/>

:*3.1.2分析實驗結果
:*改變不同L的值後去測量其相對應的H值，再用H-L做一回歸直線，由於第零階繞射點到水平面的夾角為tan−1(HL)=θ，所以的到θ值為0.0418(弧度)。

*3.2試著取適當的物理量，線性回歸出表面張力 

:*3.2.1 實驗數據圖
<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a8/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B5.png'/>

:*3.2.2分析實驗結果

:*表面張力實驗值= 0.0712 N/m，30°C 條件下理論值=0.0710 N/m，誤差0.28%

@@ 行 133： / 行 133： @@
 *6.1參考文獻
-. 關於活性碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD
+:*1. 關於活性碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD
 <br><br>
-. 關於備長碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%82%99%E9%95%B7%E7%82%AD
+:*2. 關於備長碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%82%99%E9%95%B7%E7%82%AD
 *6.2 進階知識

@@ 行 45： / 行 45： @@
-==1.現象說明： ==
+==1.現象說明 ==
 <div id="a1"></div>
 活性碳、木碳及備長碳其功能相當多，可應用於日常生活中，不同種類的碳也應用在不同的地方，透過各種不同製備方式的碳，經由實驗來探究碳的性質。
 <br><br>
-==2.教學目標 ==
+==2.探究問題 ==
 製造結構相異的碳，探討這些碳的性質。
 <br><br>
-==3.實驗步驟 ==
+==3.實作項目 ==
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
-<font color="black" size="4">活動二: 碳顆粒黑珍珠的生成 </font><br>
+*3.2 碳顆粒黑珍珠的生成
-*1.每人戴上布手套取一湯匙在蠟燭上慢慢燻黑，用滴管取水慢慢在湯匙滴上一滴水。
+:*1.每人戴上布手套取一湯匙在蠟燭上慢慢燻黑，用滴管取水慢慢在湯匙滴上一滴水。
-*2.將水珠慢慢裹上一層碳顆粒(要裹均勻不可有縫隙)即可生成碳顆粒黑珍珠。
+:*2.將水珠慢慢裹上一層碳顆粒(要裹均勻不可有縫隙)即可生成碳顆粒黑珍珠。
-*3.再將碳顆粒黑珍珠輕輕置入水中觀察看看是否可以在水中漂浮 ？
+:*3.再將碳顆粒黑珍珠輕輕置入水中觀察看看是否可以在水中漂浮 ？(留意碳顆粒與水的接觸面)
 <img style="width:25%;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/%E7%A2%B3%E9%A1%86%E7%B2%92%E9%BB%91%E7%8F%8D%E7%8F%A0%E7%9A%84%E7%94%9F%E6%88%90.png'/>
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
-<font color="black" size="4">活動三: 黑金雞蛋的誕生 </font><br>
+*3.3黑金雞蛋的誕生
-*1.每組用夾子取一雞蛋在酒精燈上加熱將蛋殼表面燻黑。
+:*1.每組用夾子取一雞蛋在酒精燈上加熱將蛋殼表面燻黑。
-*2.再將黑雞蛋放入水中，觀察在水中看到的雞蛋與原先的雞蛋有何不同?
+:*2.再將黑雞蛋放入水中，觀察在水中看到的雞蛋與原先的雞蛋有何不同?
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
+*3.4比較活性碳、備長碳與木碳的除色功能
-<font color="black" size="4">活動四: 比較活性碳、備長碳與木碳的除色功能 </font><br>
+:*1.將三個塑膠杯中的自來水加入碘酒，分別將備長碳、活性碳與木碳加入，觀察溶液變化。
 ::(說明:留意加入碳一段時間之後，溶液會恢復清澈，且剛放入時，碳的毛細孔會不斷冒出氣泡，注意三種碳的差別。)
-*2.再分別將活性碳與木碳放入兩杯紅色色素水中，另一杯為對照組，一段時間後觀察哪一杯顏色變淡了?
+:*2.再分別將活性碳與木碳放入兩杯紅色色素水中，另一杯為對照組，一段時間後觀察哪一杯顏色變淡了?
-*3.取上述效果較佳的碳分別在紅、藍、綠三杯色素水中，比較看看去除哪一種顏色的色素水效果較佳?
+:*3.取上述效果較佳的碳分別在紅、藍、綠三杯色素水中，比較看看去除哪一種顏色的色素水效果較佳?
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
+*3.5比較活性碳、備長碳與木碳的空氣淨化的功能
-<font color="black" size="4">活動五: 比較活性碳、備長碳與木碳的空氣淨化的功能</font><br>
+:*1.分別將活性碳、備長碳與木碳裝入茶袋中。
-*1.分別將活性碳、備長碳與木碳裝入茶袋中。
+:*2.分別將線香點燃後放入四個瓶子中。
-*2.分別將線香點燃後放入四個瓶子中。
+:*3.再將裝入茶袋中的活性碳、備長碳與木碳分別快速塞入三個瓶中蓋上瓶蓋，另一瓶子為對照組。
-*3.再將裝入茶袋中的活性碳、備長碳與木碳分別快速塞入三個瓶中蓋上瓶蓋，另一瓶子為對照組。
+:*4.觀察看看哪一瓶子的煙量減少了?
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
+*3.6c比較活性碳、備長碳與木碳的淨水的功能
 <font color="black" size="3">(1)水中餘氯之去除 </font>
-*1.分別將四杯含有氯的自來水加入氯指示劑，使其出現顏色方便觀察。
+:*1.分別將四杯含有氯的自來水加入氯指示劑，使其出現顏色方便觀察。
-*2.分別將活性碳、備長碳與木碳放入兩杯水中，另一杯為對照組。
+:*2.分別將活性碳、備長碳與木碳放入兩杯水中，另一杯為對照組。
-*3.攪拌後靜置，並觀察顏色變化，哪一杯顏色變淡了？
+:*3.攪拌後靜置，並觀察顏色變化，哪一杯顏色變淡了？
 <br><br>
 <font color="black" size="3">(2)水中懸浮物及雜質之去除 </font>
-*1.取水溝的水置於四塑膠杯中，並分別加入活性碳、備長碳與木碳於三杯水中，另一杯為對照組。
+:*1.取水溝的水置於四塑膠杯中，並分別加入活性碳、備長碳與木碳於三杯水中，另一杯為對照組。
-*2.攪拌後靜置，並觀察顏色變化，哪一杯水變乾淨了？
+:*2.攪拌後靜置，並觀察顏色變化，哪一杯水變乾淨了？
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
+*3.7自製過濾器
-<font color="black" size="4">活動七:自製過濾器 </font>
+:*1.取一50毫升的針筒，在其下方鋪上一層棉花，輕塞於洞口。
-*1.取一50毫升的針筒，在其下方鋪上一層棉花，輕塞於洞口。
+:*2.將活性碳鋪於上方，重複二至三次。
-*2.將活性碳鋪於上方，重複二至三次。
+:*3.再將髒水從上方到下，下方用一塑膠杯接收過濾水並觀察。
 <br><br>
 <hr style="width:60%;">
+*3.8無字天書
-<font color="black" size="4">活動八: 無字天書 </font>
+:*1.首先先將檸檬切開擠出汁液至於杯中。
-*1.首先先將檸檬切開擠出汁液至於杯中。
+:*2.用棉花棒沾檸檬汁在白紙上書寫或畫畫，放置乾燥。
-*2.用棉花棒沾檸檬汁在白紙上書寫或畫畫，放置乾燥。
+:*3.將放置乾燥的白紙置於烤箱中烘烤，直至書寫內容出現為止。
-*3.將放置乾燥的白紙置於烤箱中烘烤，直至書寫內容出現為止。
+:*4.觀察在烘烤過程中，書寫的文字是慢慢浮現還是烘烤立刻出現?
 ::(說明: 檸檬汁在紙上書寫後放於火上，會使檸檬汁中的檸檬酸碳產生化學變化，進而變色，形成白紙上出現文字的現象。)
 <br><br>
-==4.問題與討論 ==
+==4.分析與討論 ==
-*4-1 自製的活性碳過濾器可以多次使用嗎？
+*4-1活性碳與備長碳的孔洞結構有助於吸收汙染物。
-*4-2 哪一種碳的淨水效果最好？你能設計出「公平」的比較方式嗎?
+*4-2加入碳一段時間之後，溶液會恢復清澈，且剛放入時，碳的毛細孔會不斷冒出氣泡，三種碳的速率不同。
 <br><br>
-==5.參考文獻 ==
+==5.教學目標 ==
 . 關於活性碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD
 <br><br>
 . 關於備長碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%82%99%E9%95%B7%E7%82%AD
-<br><br>
+*6.2 進階知識
 *自然界中的蓮花葉子，具有所謂的「蓮葉效應」（Lotus effect），亦即由於蓮葉表面有奈米級的纖毛結構，而使水滴不會附著在葉子上的疏水性質（Hydrophobicity）。也因此蓮葉具有「自我淨潔」（self-cleaning）的功能，因為水滴不容易吸附在葉子表面，容易滾動滑落，會將灰塵一起帶著離開葉面。

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		+	pid=252
		+	show=原始設計者;簡介
		+	</s4e>
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	<font size="6"></font>		<font size="6"></font>

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 ==3.實驗步驟 ==
-<font color="black" size="4">活動一: 各種碳外觀、功能之比較
+<font color="black" size="4">活動一: 各種碳外觀、功能之比較 &emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;<br></font>
 *1.觀察各種碳之外觀有何不同?
 *2.敲敲看木碳與備長碳聲響有何不同?
-<font color="black" size="4">活動二: 碳顆粒黑珍珠的生成
+<br><br>
 *1.每人戴上布手套取一湯匙在蠟燭上慢慢燻黑，用滴管取水慢慢在湯匙滴上一滴水。
 *2.將水珠慢慢裹上一層碳顆粒(要裹均勻不可有縫隙)即可生成碳顆粒黑珍珠。
 *3.再將碳顆粒黑珍珠輕輕置入水中觀察看看是否可以在水中漂浮 ？
+<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/%E7%A2%B3%E9%A1%86%E7%B2%92%E9%BB%91%E7%8F%8D%E7%8F%A0%E7%9A%84%E7%94%9F%E6%88%90.png'/>
 <br><br>
-==4.分析與結論 ==
+==4.問題與討論 ==
-*4-1 能藉由觀察公式來推論並分析出相關趨勢線。
+*4-1 自製的活性碳過濾器可以多次使用嗎？
-*4-2 能從所記錄數據與繪製的數據圖中，瞭解還有需要設計實驗與執行的項目。
+*4-2 哪一種碳的淨水效果最好？你能設計出「公平」的比較方式嗎?
 <br><br>
-==5.教學目標與評量 ==
+==5.參考文獻 ==
-*5-1 理解並應用光學繞射光柵原理。
+. 關於活性碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD
+<br><br>
-*5-2 利用現有器材資源，與學習到的知識。考驗學生能否融會貫通，以及取適當物理量來實驗分析。
+. 關於備長碳: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%82%99%E9%95%B7%E7%82%AD
 <br><br>
-==6.參考資料： ==
+==6.進階知識==
-:*表面張力實驗值= 0.0712 N/m，30°C 條件下理論值=0.0710 N/m，誤差0.28%
+自然界中的蓮花葉子，具有所謂的「蓮葉效應」（Lotus effect），亦即由於蓮葉表面有奈米級的纖毛結構，而使水滴不會附著在葉子上的疏水性質（Hydrophobicity）。也因此蓮葉具有「自我淨潔」（self-cleaning）的功能，因為水滴不容易吸附在葉子表面，容易滾動滑落，會將灰塵一起帶著離開葉面。

@@ 行 2： / 行 2： @@
 <div style="float:left;">
-<font color="black" size="4">製造幾種結構相異的碳，探討這些碳的性質。 &emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;<br></font><br>
+<font color="black" size="6">製造幾種結構相異的碳，探討這些碳的性質。 &emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;&emsp;<br></font><br>
-<br><br>
+<br><br><br>
 </div>
@@ 行 35： / 行 35： @@
 ==1.現象說明： ==
-<img style="height:300px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E6%9F%B5%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B1.png'/>
 <br><br>
-==2.初探與假說：（此為引導，學習者必須要提出合理的假說） ==
+==2.教學目標 ==
-*2.4思考不同頻率繞射點間距會如何改變。
+製造結構相異的碳，探討這些碳的性質。
 <br><br>
-==3.設計實驗與執行 ==
+==3.實驗步驟 ==
-*3.1設計一項實驗，探討雷射光入射角度θ與雷射入射點到屏幕的距離(L)和屏幕上的第零階繞射亮點高度(H)的關係。
+<font color="black" size="4">活動一: 各種碳外觀、功能之比較
 <br><br>
 ==4.分析與結論 ==

碳的結構與性質 - 修訂歷史

林子君 於 2019年6月19日 (三) 08:27

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林子君 於 2019年5月6日 (一) 07:51

林子君 於 2019年4月5日 (五) 10:57

林子君 於 2019年4月5日 (五) 10:00