"動手學科學/物質科學/2022公開課/磁浮賽馬" 修訂間的差異

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課程日期2022.03.30
 
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== 觀念說明：==
 
== 觀念說明：==
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=== 磁鐵的歷史故事 ===
 
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*古希臘（西元前1400年到西元前400）
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古希臘（西元前1400年到西元前400）
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*有一位名叫麥葛尼斯（ Magnes ）的牧羊人。有一天他在山上牧羊時，帶著羊群爬一座高山，沿途有許多大大小小的石塊，他必須另用堅固的鐵拐杖支撐力量前進。突然，拐杖碰到一塊黑色的石頭，竟然就牢牢的黏在石塊上，讓他十分驚訝，以為是上帝要與他對話呢！
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*事實上，碰到的黑色石頭，就是能吸引鐵製品的天然石。所以後來希臘人把磁鐵礦稱為「麥葛尼斯」，用麥葛尼斯來紀念這位天然磁石的發現。
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有一位名叫麥葛尼斯（ Magnes ）的牧羊人。有一天他在山上牧羊時，帶著羊群爬一座高山，沿途有許多大大小小的石塊，他必須另用堅固的鐵拐杖支撐力量前進。突然，拐杖碰到一塊黑色的石頭，竟然就牢牢的黏在石塊上，讓他十分驚訝，以為是上帝要與他對話呢！
 
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事實上，碰到的黑色石頭，就是難吸引鐵製品的天然石。所以後來希臘人把磁鐵礦稱為「麥葛尼斯」，用麥葛尼斯來紀念這位天然磁石的發現。
 
  
 
=== 磁浮馬達風扇的三要素 ===
 
=== 磁浮馬達風扇的三要素 ===
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*磁浮片、磁鐵、矽鋼片
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磁浮片、磁鐵、矽鋼片
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*利用磁浮片運磁鐵呈360度相互吸引，使馬達運轉時，自成固定的運轉軌道，故其重心較低，較不易搖晃震動。
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利用磁浮片運磁鐵呈360度相互吸引，使馬達運轉時，自成固定的運轉軌道，故其重心較低，較不易搖晃震動。
 
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=== 磁條 ===
 
=== 磁條 ===
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*磁條指在信用卡、金融卡、身份證等卡片或存摺、登機證上用於存儲信息的條形磁性材料。磁條需要與磁頭作物理接觸，由磁條滑過磁頭進行信息的讀寫。
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== 活動流程 ==
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=== 科學實作 ===
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==== 自製之彩色磁鐵： ====
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*'''實驗材料'''
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#鋁磁鐵 五個
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#藍色－標示S極貼紙
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#紅色－標示N極貼紙
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#藍色－中間簍空貼紙 兩個
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#紅色－中間簍空貼紙 兩個
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*'''製作方法'''
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#找出磁鐵之南極、北極，
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#*方法一：使用手機找出北方，再將磁鐵放置於桌面上，磁鐵會自然一面朝向北方、一面朝向南方。
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#*方法二：磁鐵上標記有一個小洞，在有小洞的一側代表事S極，而沒有小洞的一側代表是N極。（此為實驗器材之舉例，並不適用於所有材料）
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#於N極磁鐵上方黏貼紅色－標示N極貼紙
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#接著在另外一側的S極上黏貼藍色－標示S極貼紙
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#重複此動作四遍，在其餘四個磁鐵上黏貼藍色－中間簍空貼紙以及紅色－中間簍空貼紙
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#彩色磁鐵製作完成，放置於桌面上備用。
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*'''實驗操作'''
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#將藍色－標示S極貼紙的彩色磁鐵與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將藍色－標示S極貼紙的彩色磁鐵與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將紅色－標示N極貼紙的彩色磁鐵與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將紅色－標示N極貼紙的彩色磁鐵中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將藍色－中間簍空貼紙與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將藍色－中間簍空貼紙與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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#將紅色－中間簍空貼紙與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
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*'''探究問題'''
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#彩色磁鐵與黑色磁鐵有什麼差異？
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#彩色磁鐵有什麼好處？
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#自製彩色磁鐵有什麼好處？
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#市售的彩色磁鐵價格為什麼比較高？
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#為甚麼要用中間簍空的磁鐵？
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#中間簍空的磁鐵與一般磁鐵有什麼差異？
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#相同顏色磁極的磁鐵相連會造成同性相斥，中間簍空的磁鐵相斥的程度是否會有差異？
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#不同顏色磁極的磁鐵相連會造成異性相吸，中間簍空的磁鐵相吸的程度是否會有差異？
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==== 指北針： ====
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*'''實驗材料'''
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#透明塑膠圓形盒子 一個
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#長腳丁 一個
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#藍色－中間簍空貼紙 兩個
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#紅色－中間簍空貼紙 兩個
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#鋁磁鐵 四個
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*'''製作方法'''
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#將長腳丁得雙腳打開
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#將製作好備用的彩色磁鐵放置於雙腳打開的長腳釘中間固定
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#將製作好的磁針放置於透明塑膠圓形盒子上方
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*'''實驗操作'''
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#將指北針平放，置於手心中央，保持平衡
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#請學員們從座位上起立
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#讓學員們繞教室一圈，看看是否能夠保持平衡
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*'''探究問題'''
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#指針的長度是否會影響實驗的準確度？
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#什麼形狀的指針最適合作為指北針？
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#在繞教室的時什麼情況最容易造成指針出現誤差？
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#怎麼做最容易讓指北針在移動時仍然準確？
  
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磁條指在信用卡、金融卡、身份證等卡片或存摺、登機證上用於存儲信息的條形磁性材料。磁條需要與磁頭作物理接觸，由磁條滑過磁頭進行信息的讀寫。
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==== 懸浮磁鐵： ====
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*'''實驗材料'''
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#鋁磁鐵 兩個
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== 科學實作 ==
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#紅色筆芯 0.5 mm 一個
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*'''製作方法'''
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=== 彩色磁鐵： ===
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#將已經製作好備用的彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
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#再將另外一顆彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
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#磁鐵的排列方式必須是相斥
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#製作完成，此時磁鐵會懸浮在半空中
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*'''實驗操作'''
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#將製作好的懸浮磁鐵放入手中觀察
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#觀察磁鐵相斥時的現象
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#觀察磁鐵相吸時的現象
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*'''探究問題'''
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#將相斥的磁鐵相連時會發生什麼事？
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#距離多遠時磁鐵不再有吸引力？
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#為什麼必須是相斥？
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#如果是相吸會發生什麼事？
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#生活當中有什麼使用相同原理的應用呢？
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#如果磁性太弱會發生什麼事？
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#如果磁性太強又會發生什麼事呢？
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#筆芯的大小會不會影響實驗的成果
  
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=== 指北針： ===
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==== 磁浮賽馬： ====
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*'''實驗材料'''
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#鋁磁鐵 四個
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#藍色－中間簍空貼紙 四個
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#紅色－中間簍空貼紙 四個
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#塑膠圓形杯蓋 一個
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#塑膠圓形杯子 一個
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#泡綿膠 七個
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#透明膠帶 一段
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*'''製作方法'''
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#將三個製做好彩色磁鐵備用的磁鐵用泡綿膠黏貼在杯蓋上方
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#在紅色磁鐵上黏貼一圈透明膠帶
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#將製作好彩色磁鐵放入紅色筆芯的中間
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#再把影印好的賽馬照片對折成兩半
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#再將製作好的照片插入紅色筆芯的中間
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#在杯子底部黏貼四個泡綿膠
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#在泡綿膠上黏貼十字形的膠帶
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#把紅色筆芯放入杯子中
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#將杯子蓋上杯蓋
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#製作完成，旋轉筆芯即可看到賽馬奔跑的模樣
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*'''實驗操作'''
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#觀察賽馬奔跑的樣子
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#觀察旋轉太慢是會怎麼樣
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#觀察旋轉太快是會怎麼樣
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#觀察被杯蓋上的磁鐵較分散時會發生什麼事
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#觀察為什麼在第一次旋轉過後會轉個不停
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*'''探究問題'''
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#旋轉快和慢是否會影響賽馬的殘影
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#旋轉太快會發生什麼事？
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#旋轉太慢時會發生什麼事？
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#杯子底座的膠帶是作什麼用的呢？
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#為什麼在第一次旋轉過後會轉個不停，與磁力有關嗎？
  
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=== 懸浮磁鐵： ===
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==== 小怪物： ====
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*'''實驗材料'''
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#塑膠圓形小盒子 一個
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#眼睛裝飾 兩個
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#單面多極小磁片 5cm兩片
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#單面多極大磁片 15cm一片
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#塑膠尺 15cm一個
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#泡綿膠 兩個
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*'''製作方法'''
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#在塑膠圓形小盒子的1／2處黏貼
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#用膠帶固定兩片單面多極小磁片
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#並在塑膠圓形小盒子上裝飾
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#撕開單面多極大磁片背後的雙面膠
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#黏貼在塑膠尺上兩顆眼睛
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*'''實驗操作'''
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#拉動小怪物
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#慢慢拉小怪物
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#在不要接觸到尺的情況下讓小怪物走路
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#快速拉動小怪物
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#在拉動小怪物時左右移動
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#如果用不同方向拉小怪物一樣會有相同的現象嗎？
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*'''探究問題'''
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#為什麼要用單面多極磁片？
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#為什麼小怪物會走路？
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#如果磁力太強會法深什麼事呢？
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#太弱又會如何？
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#左右拉時走路的效果會比較好嗎？如果會為什麼呢？
  
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=== 磁浮賽馬： ===
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==== 磁顯片： ====
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*'''實驗材料'''
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#磁顯片 一片
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#單面多極磁鐵大片
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#鋁磁鐵 五片
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#藍色－中間簍空貼紙 四個
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#紅色－中間簍空貼紙 四個
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#藍色－標示S極貼紙
 +
#紅色－標示N極貼紙
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*'''實驗操作'''
 +
#將製作好備用的彩色磁鐵放置於磁顯片下方
 +
#觀察磁鐵相斥與相吸的差異
 +
#將單面多極磁鐵大片放置於磁顯片下方
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#觀察為什麼N與S都可以吸在單面多極磁鐵上
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#觀察彩色磁鐵和單面多極磁鐵在磁顯片下方有什麼不同
 +
*'''探究問題'''
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#為什麼單面多極磁鐵在磁顯片下方是條狀？
 +
#單面多極磁鐵有什麼好處呢？
 +
#彩色磁鐵的側面在磁顯片下方只有上下有出現？
 +
#彩色磁鐵的側面在磁顯片下方的中間沒有出現？
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#磁顯片上的殘影要如何消除？
  
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=== 小怪物： ===
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==活動影片==
  
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=== 磁顯片： ===
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於 2022年8月12日 (五) 16:49 的最新修訂

課程日期2022.03.30

觀念說明：

磁鐵的歷史故事

  • 古希臘（西元前1400年到西元前400）
  • 有一位名叫麥葛尼斯（ Magnes ）的牧羊人。有一天他在山上牧羊時，帶著羊群爬一座高山，沿途有許多大大小小的石塊，他必須另用堅固的鐵拐杖支撐力量前進。突然，拐杖碰到一塊黑色的石頭，竟然就牢牢的黏在石塊上，讓他十分驚訝，以為是上帝要與他對話呢！
  • 事實上，碰到的黑色石頭，就是能吸引鐵製品的天然石。所以後來希臘人把磁鐵礦稱為「麥葛尼斯」，用麥葛尼斯來紀念這位天然磁石的發現。

磁浮馬達風扇的三要素

  • 磁浮片、磁鐵、矽鋼片
  • 利用磁浮片運磁鐵呈360度相互吸引，使馬達運轉時，自成固定的運轉軌道，故其重心較低，較不易搖晃震動。

磁條

  • 磁條指在信用卡、金融卡、身份證等卡片或存摺、登機證上用於存儲信息的條形磁性材料。磁條需要與磁頭作物理接觸，由磁條滑過磁頭進行信息的讀寫。

活動流程

科學實作

自製之彩色磁鐵：

  • 實驗材料
  1. 鋁磁鐵 五個
  2. 藍色－標示S極貼紙
  3. 紅色－標示N極貼紙
  4. 藍色－中間簍空貼紙 兩個
  5. 紅色－中間簍空貼紙 兩個
  • 製作方法
  1. 找出磁鐵之南極、北極，
    • 方法一：使用手機找出北方，再將磁鐵放置於桌面上，磁鐵會自然一面朝向北方、一面朝向南方。
    • 方法二：磁鐵上標記有一個小洞，在有小洞的一側代表事S極，而沒有小洞的一側代表是N極。（此為實驗器材之舉例，並不適用於所有材料）
  2. 於N極磁鐵上方黏貼紅色－標示N極貼紙
  3. 接著在另外一側的S極上黏貼藍色－標示S極貼紙
  4. 重複此動作四遍，在其餘四個磁鐵上黏貼藍色－中間簍空貼紙以及紅色－中間簍空貼紙
  5. 彩色磁鐵製作完成，放置於桌面上備用。
  • 實驗操作
  1. 將藍色－標示S極貼紙的彩色磁鐵與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  2. 將藍色－標示S極貼紙的彩色磁鐵與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  3. 將紅色－標示N極貼紙的彩色磁鐵與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  4. 將紅色－標示N極貼紙的彩色磁鐵中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  5. 將藍色－中間簍空貼紙與藍色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  6. 將藍色－中間簍空貼紙與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  7. 將紅色－中間簍空貼紙與紅色－中間簍空貼紙相連會發生什麼事？
  • 探究問題
  1. 彩色磁鐵與黑色磁鐵有什麼差異？
  2. 彩色磁鐵有什麼好處？
  3. 自製彩色磁鐵有什麼好處？
  4. 市售的彩色磁鐵價格為什麼比較高？
  5. 為甚麼要用中間簍空的磁鐵？
  6. 中間簍空的磁鐵與一般磁鐵有什麼差異？
  7. 相同顏色磁極的磁鐵相連會造成同性相斥，中間簍空的磁鐵相斥的程度是否會有差異？
  8. 不同顏色磁極的磁鐵相連會造成異性相吸，中間簍空的磁鐵相吸的程度是否會有差異？

指北針：

  • 實驗材料
  1. 透明塑膠圓形盒子 一個
  2. 長腳丁 一個
  3. 藍色－中間簍空貼紙 兩個
  4. 紅色－中間簍空貼紙 兩個
  5. 鋁磁鐵 四個
  • 製作方法
  1. 將長腳丁得雙腳打開
  2. 將製作好備用的彩色磁鐵放置於雙腳打開的長腳釘中間固定
  3. 將製作好的磁針放置於透明塑膠圓形盒子上方
  • 實驗操作
  1. 將指北針平放，置於手心中央，保持平衡
  2. 請學員們從座位上起立
  3. 讓學員們繞教室一圈，看看是否能夠保持平衡
  • 探究問題
  1. 指針的長度是否會影響實驗的準確度？
  2. 什麼形狀的指針最適合作為指北針？
  3. 在繞教室的時什麼情況最容易造成指針出現誤差？
  4. 怎麼做最容易讓指北針在移動時仍然準確？

懸浮磁鐵：

  • 實驗材料
  1. 鋁磁鐵 兩個
  2. 藍色－中間簍空貼紙 兩個
  3. 紅色－中間簍空貼紙 兩個
  4. 紅色筆芯 0.5 mm 一個
  • 製作方法
  1. 將已經製作好備用的彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
  2. 再將另外一顆彩色磁鐵插入紅色筆芯中央
  3. 磁鐵的排列方式必須是相斥
  4. 製作完成，此時磁鐵會懸浮在半空中
  • 實驗操作
  1. 將製作好的懸浮磁鐵放入手中觀察
  2. 觀察磁鐵相斥時的現象
  3. 觀察磁鐵相吸時的現象
  • 探究問題
  1. 將相斥的磁鐵相連時會發生什麼事？
  2. 距離多遠時磁鐵不再有吸引力？
  3. 為什麼必須是相斥？
  4. 如果是相吸會發生什麼事？
  5. 生活當中有什麼使用相同原理的應用呢？
  6. 如果磁性太弱會發生什麼事？
  7. 如果磁性太強又會發生什麼事呢？
  8. 筆芯的大小會不會影響實驗的成果

磁浮賽馬：

  • 實驗材料
  1. 鋁磁鐵 四個
  2. 藍色－中間簍空貼紙 四個
  3. 紅色－中間簍空貼紙 四個
  4. 塑膠圓形杯蓋 一個
  5. 塑膠圓形杯子 一個
  6. 泡綿膠 七個
  7. 透明膠帶 一段
  • 製作方法
  1. 將三個製做好彩色磁鐵備用的磁鐵用泡綿膠黏貼在杯蓋上方
  2. 在紅色磁鐵上黏貼一圈透明膠帶
  3. 將製作好彩色磁鐵放入紅色筆芯的中間
  4. 再把影印好的賽馬照片對折成兩半
  5. 再將製作好的照片插入紅色筆芯的中間
  6. 在杯子底部黏貼四個泡綿膠
  7. 在泡綿膠上黏貼十字形的膠帶
  8. 把紅色筆芯放入杯子中
  9. 將杯子蓋上杯蓋
  10. 製作完成，旋轉筆芯即可看到賽馬奔跑的模樣
  • 實驗操作
  1. 觀察賽馬奔跑的樣子
  2. 觀察旋轉太慢是會怎麼樣
  3. 觀察旋轉太快是會怎麼樣
  4. 觀察被杯蓋上的磁鐵較分散時會發生什麼事
  5. 觀察為什麼在第一次旋轉過後會轉個不停
  • 探究問題
  1. 旋轉快和慢是否會影響賽馬的殘影
  2. 旋轉太快會發生什麼事？
  3. 旋轉太慢時會發生什麼事？
  4. 杯子底座的膠帶是作什麼用的呢？
  5. 為什麼在第一次旋轉過後會轉個不停，與磁力有關嗎？

小怪物：

  • 實驗材料
  1. 塑膠圓形小盒子 一個
  2. 眼睛裝飾 兩個
  3. 單面多極小磁片 5cm兩片
  4. 單面多極大磁片 15cm一片
  5. 塑膠尺 15cm一個
  6. 泡綿膠 兩個
  • 製作方法
  1. 在塑膠圓形小盒子的1／2處黏貼
  2. 用膠帶固定兩片單面多極小磁片
  3. 並在塑膠圓形小盒子上裝飾
  4. 撕開單面多極大磁片背後的雙面膠
  5. 黏貼在塑膠尺上兩顆眼睛
  • 實驗操作
  1. 拉動小怪物
  2. 慢慢拉小怪物
  3. 在不要接觸到尺的情況下讓小怪物走路
  4. 快速拉動小怪物
  5. 在拉動小怪物時左右移動
  6. 如果用不同方向拉小怪物一樣會有相同的現象嗎？
  • 探究問題
  1. 為什麼要用單面多極磁片？
  2. 為什麼小怪物會走路？
  3. 如果磁力太強會法深什麼事呢？
  4. 太弱又會如何？
  5. 左右拉時走路的效果會比較好嗎？如果會為什麼呢？

磁顯片：

  • 實驗材料
  1. 磁顯片 一片
  2. 單面多極磁鐵大片
  3. 鋁磁鐵 五片
  4. 藍色－中間簍空貼紙 四個
  5. 紅色－中間簍空貼紙 四個
  6. 藍色－標示S極貼紙
  7. 紅色－標示N極貼紙
  • 實驗操作
  1. 將製作好備用的彩色磁鐵放置於磁顯片下方
  2. 觀察磁鐵相斥與相吸的差異
  3. 將單面多極磁鐵大片放置於磁顯片下方
  4. 觀察為什麼N與S都可以吸在單面多極磁鐵上
  5. 觀察彩色磁鐵和單面多極磁鐵在磁顯片下方有什麼不同
  • 探究問題
  1. 為什麼單面多極磁鐵在磁顯片下方是條狀？
  2. 單面多極磁鐵有什麼好處呢？
  3. 彩色磁鐵的側面在磁顯片下方只有上下有出現？
  4. 彩色磁鐵的側面在磁顯片下方的中間沒有出現？
  5. 磁顯片上的殘影要如何消除？

活動影片

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