聲東擊西
古代劉邦利用聲東擊西的伎倆，說服項羽讓他順利回到漢中就任漢中王，以積極儲備實力，和項羽爭奪天下霸權…；而今我們運用科學原理，來玩「聲東擊西」的趣味遊戲，看誰可奪得本項活動的冠軍頭銜喔！
目的
利用一股空氣的氣流，由其前進、反射和聚焦的現象，製作一個創意的射擊器，用其氣流吹熄蠟燭，藉以了解一股氣流的特性，同時結合聲砲的設計體驗材料和結構對系統功能的影響，以達成將理論和實務相互結合的情境，也可以提昇學生解決問題和創意思考及團隊合作的能力。
原理
- 聲波是一種波動現象。
- 聲波具有反射的性質，並遵守波的反射定律。
- 聲波反射的強度與反射面材料及性質有關。
- 聲波射入凹面反射面，會有聚焦的現象。
- 利用「聲砲」吹出的氣流可以吹熄蠟燭，而一股氣流的前進與反射等性質與聲波的雷同。
競賽方式
活動一 直射聲砲 使用材料 大會提供：保特瓶、橡皮筋、氣球，現場製作兩門聲砲，與活動二共用。 自 備：兩門聲砲（製作參考方法可見附錄），與活動二共用。 競賽說明 （一）裝置說明： 每隊共需四門聲砲，兩門為利用大會提供 的材料現場設計與製作，另兩門聲砲為賽前製 作完成帶至現場，經裁判檢定合格後才可使 用。詳細製作說明與參考圖，請見附錄圖3-3。 （二）場地說明： 1. 活動一競賽場地，如圖3-1。分為「射擊區」與「燭火區」。 2. 射擊區：共分為A、B、C三區，每區均為長100cm、寬50cm的長方形，且三區的中軸線 均穿過燭火區圓弧蠟燭的中心點O。A射擊區的前沿線距離O點為50cm。 3. 燭火區：蠟燭共10支，其排列如圖3-1，以0點為圓心，半徑為60cm的圓弧線上均勻排列， 兩支蠟燭間距為20公分。 衝擊波 10cm 10cm
C B A 50cm
50cm 50cm 50cm 60 cm 60 cm 20cm 20cm 20cm 20cm 20cm 20cm 20cm 20cm 【圖 3-1 活動一 直射聲砲場地圖】 100cm 100cm O （三）競賽說明： 1. 競賽重點：在有限的時間內，比比看在直線距離上，誰可以最遠的距離、最短的時間，射熄 最多的蠟燭數。 2. 各隊時間：每隊四人，兩人一組，每組1分鐘，每隊共兩分鐘進行競賽。 3. 競賽程序與規定： （1） 每隊使用四門聲砲，兩門必須為利用大會提供的材料，現場30分鐘內設計與製作，另兩 門聲砲為賽前製作完成帶至現場，經裁判檢定合格後才可使用。 （2） 每隊四人，每人各持一門不同的聲砲參加競賽評分。參賽者可自行選擇射擊區的加權計 點ABC三區之中的任一區射擊，唯選定區域後不得更換。 （3） 各隊中兩人為一小組，分為甲、乙兩組，同一組的兩名隊員必須選擇同一射擊區。 （4） 各隊每組共有1分鐘可進行射擊評分，在有限的時間內得點分數與射熄燭火數及射擊距離 有關。 （5） 瞄準和射擊過程中，射手必須在所選定的區域範圍內不可越線射擊，且噴口的最前端不 可超過所選射擊區域範圍的前沿界線，否則不予計分。 4. 得點標準： （1） 每隊活動一得點成績 X＝（M1P1＋T1）+（M2P2＋Ｔ2） （2） M1為甲組射熄的蠟燭數，P1為甲組射擊區的加權計點。 （3） M2為乙組射熄的蠟燭數，P2為乙組射擊區的加權計點。 （4） P1與P2的加權計點方式為：A區每射熄燭火一支得1點，B區每支2點，C區每支3點；注 意，選定區域開始射擊後，即不得更換射擊區。 （5） T1與T2為各組如果在1分鐘內提早射熄全部10支蠟燭的加權點數，其加點方式如下： 40秒（含）內完成，加五點。 40.01～50.00秒（含）內完成，加3點。 50.01～59.00秒（含）內完成，加1點。 （6） 例如：某隊甲組二人在B區（P1＝2）射熄6支蠟燭（M 1＝6），共花了60秒時間（T1＝0）； 另二人乙組在A區（P2＝1）射熄10支（M2＝10），共花了45.0秒時間（T1＝3）；則活 動一總點數 X＝（M1P1＋T1）+（M2P2＋T2）＝（62＋0）+（101＋3）＝25 （點） 活動二 反射聲砲 使用材料 大會提供：保特瓶、橡皮筋、氣球，現場製作兩門聲砲，與活動一共用。 自 備：兩門或四門聲砲（製作參考方法可見附錄）。 競賽說明 （一）裝置說明： 每隊使用四門聲砲，可兩門為利用大會提供的材料現場30分鐘內設計與製作及兩門聲 砲為賽前製作完成帶至現場（經裁判檢定合格後使用）；或也可以四門均為賽前製作完成 帶至現場（經裁判檢定合格後使用）。 （二）場地說明： 1. 活動二競賽場地，如圖3-2，分為「射擊區」與「燭火區」。 2. 射擊區：共分為A、B、C三區，每區均為長50cm、寬50cm的正方形，且三區的中軸線必 須穿過45度的入射線方向上。A射擊區的前沿線距離反射頂點Q為50cm。 3. 燭火區：蠟燭共5支，其排列如圖3-2，以20cm為半徑成同心圓分布，圓心0距離反射頂點 Q為50cm，其中3支蠟燭必須放在射擊區另一側的45度反射線上。 4. 用2 塊大小約為158＊50＊0.7cm 的三合板及固定座，分別做為隔離板甲及聲波反射面 乙。 5. 用2張會議桌將反射面及隔離板成T型架高如圖3-2，兩板之間距離25cm
（三）競賽說明： 1. 競賽重點：在有限時間內，比比看利用反射面，誰可以在最遠的距離、最短的時間內射熄全 部的蠟燭。 2. 各隊時間：每人30秒，各隊四人共兩分鐘。 3. 競賽程序與規定： （1） 每隊使用四門聲砲，均需經裁判檢定合格後才可使用。 （2） 每隊四人，每人各持一門不同的聲砲參加競賽評分。參賽者可自行選擇射擊區的加權 50cm 50cm 50cm A B C 自備反射面約30×50×1cm內 5 支燭火以 20cm 半徑形成圓 形，圓心落在距頂點 50cm 處 甲而且有三支在反射線上 均 入射約為45度，甲乙兩板均為 乙 120×60×2cm厚的三合板 甲 25cm 20cm 【圖3-2 反射聲砲競賽場地規格】 50cm 50cm 50cm O Q 計點ABC三區之中的任一區射擊，唯選定區域後不得更換。 （3） 4人輪流射擊，每人一次，可自己選擇A、B、C三區，每人計時30秒，共5支燭火， 每人射熄燭火支數乘以區域計點，4人點數加總即為活動二的得分。 （4） 瞄準和射擊過程中噴口的最前端不可超過區域範圍的前沿界線，否則不予計分。 （5） 射擊者須在所選定的區域範圍內不可越線射擊。 4. 得點標準： （1） 每隊活動二得點成績Y＝（N1Q1+S1）+（N2Q2+S2）+（N3Q3+S3）+（N4Q4+S4） （2） N1、N2、N3、N4分別為第一、二、三、四位隊員射熄的蠟燭數。 （3） Q1、Q2、Q3、Q4分別為第一、二、三、四位隊員射擊區的加權計點；加點方式如下： 在A區每射熄燭火一支得1點。 在B區每射熄燭火一支得2點。 在C區每射熄燭火一支得3點。 （4） S1、S2、S3、S4分別為第一、二、三、四位隊員如果在30秒內提早射熄全部5支蠟燭 的加權點數，其加點方式如下： 20.00秒內（含）完成，加4點。 20.01～29.00秒內（含）完成，加2點。 （5） 注意，選定區域開始射擊後，即不得更換射擊區。 活動三 創意聲砲設計 自製創意聲砲的材料、形式不限，但大小須在長42cm寬30cm高25cm以內（一般裝A3影 印紙的紙箱大小），而且不得有危險物品或材料，評審項目分：功能、結構和創新設計三項。 一、功能競賽評分 30%
以活動一為競賽評分項目，共十支燭火每射熄一支計三分，限時一分鐘內完成。
二、結構設計 30%
評審內容包括：皮膜結構、握把結構、發射結構、噴口結構、整體簡易性及牢靠性。
三、創新設計 40%
評審內容包括：原理創新、造型創新、材料創新或其他創意設計。
四、器材 大會提供各隊： 品名 規格 數量 備註 寶特瓶 約600cc容量，直徑約6~8cm、高約22～24cm 2 個 橡皮筋 直徑約5公分 20 條 汽球 長約8cm 寬約4cm 6 個 備註：大會提供的材料其材質可能與各隊平時練習略有不同，請同學賽前多多嘗試各種品牌，以 便於可臨場應變與調整。 自備材料： 品名 規格 數量 備註 皮膜 任何具研展性的薄膜均可。例如：汽球膜、 塑膠手套膜、鼓膜。 不限 若在活動中有聲炮損壞，可自 行多準備幾個皮膜當場更換 維修，但仍在競賽時間內。 黏著劑 例如：膠帶或雙面膠。 不限 用於使膜附著於保特瓶上。 握把 自己依寶特瓶大小設計 不限 反射面 1. 尺寸：限長50cm寬30cm厚1cm以 內。 2. 材質不限，以平面為原則。 不限 也可直接採用現場的三合 板面當反射面。 剪切工具 如：剪刀、切刀 不限 大會不提供電源 五、時間 製作時間：各隊30分鐘（含2分鐘講解時間） 競賽時間：18隊，共40分鐘。 六、評分方式： 1. 活動一：兩分鐘內，每隊兩組各完成一分鐘的射擊，得活動一得點，依六等第計分法與其 他隊伍排序後，得活動一成績X。 2. 活動二：兩分鐘內，每隊四人完成每回30秒的射擊，得活動二得點，依六等第計分法與其 他隊伍排序後，得活動二成績Y。 3. 「聲東擊西」單項競賽總成績Z＝X＋Y，再依六等第計分法計算，決定各隊本項活動最後 的得分成績。 4. 單項競賽優勝獎，僅取一隊。依總成績六等第計分排名順序為第一名者獲獎，如有同分， 則以活動一成績高者為優勝。 5. 活動三：得點最高者，獲頒創意獎。此項評分獨立計算，不列入大會總成績。 6. 大會總成績排名，請見「大會活動規章」。 七、給參賽者的建議： 1. 四門聲砲（兩門現場製作、兩門賽前製作）共同使用於活動一與活動二，因此建議製作時 多注意其牢靠性並事先計劃分配使用原則，於競賽評分中不得另外製作新的聲砲，但可進 行局部維修。 2. 另外，參賽者應將現場微量通風均視為控制變因的一項因素，賽前應多自行研究與練習。 八、給評審的建議： 1. 場地佈置首重安全、公平、簡便，且不違背活動精神為原則，以期降低不必要的爭執。 2. 請選擇較無風的地點為競賽場，如場地風大將致燭火熄滅時，請加裝擋風板。 3. 燭火底座及放置位置宜事先在競賽評分桌面上畫好（以圓圈位置擺好）以示公平，燭火（含 底座）宜事先多準備幾個以便隨時更換。 4. 每位評審，可配置一支瓦斯點火器以利隨時點火。 5. 燭火高度約小於10cm時，應立即更換過新的一支以示公平。 6. 活動一：放置燭火的桌面大小約為60180cm長方形桌。 7. 活動二： （1） 反射桌面上必須預留空間給參賽者放置自備反射面，並注意其穩定度。 （2） 隔離板桌面可同時做為5支燭火的擺放桌面，但注意不宜超過ABC射擊區。 九、附錄：聲砲結構設計參考 主要包含項目及製作參考建議： 1. 主體：以空的塑膠寶特瓶為主，可切割或挖孔。大會現場提供兩個約600c.c的空保特瓶， 自製聲砲整體結構大小（包含所有部分）限在長42cm寬30cm高25cm以內。 2. 皮膜部分：可用汽球膜、塑膠手套膜、鼓膜等等，請注意強度、韌性、彈性及現場簡易 進行維修的可行性。 3. 發射裝置：可用螺絲墊圈、小木球等等，提醒注意牢靠性。 4. 噴口結構：可用原子筆套管頭（如圖3-3）或漏斗、瓶口等等，也可直接用瓶口當噴口。 5. 握把部分：可用各種把手，如門把或直接用手拿。 6. 自製聲砲的部分：主體一律用塑膠保特瓶為材料製作，不限品牌，大小則限在長42cm 寬30cm高25cm以內（一般裝A3影印紙的紙箱大小），禁止填充任何物品。
