聲東擊西

原始設計者：房漢彬

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

1. 聲波是一種波動現象。
2. 聲波具有反射的性質，並遵守波的反射定律。
3. 聲波反射的強度與反射面材料及性質有關。
4. 聲波射入凹面反射面，會有聚焦的現象。
5. 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。

活動一:直射聲砲

使用材料

• 保特瓶
• 橡皮筋
• 氣球
• 現場製作兩門聲砲（與活動二共用）
• 兩門聲砲（與活動二共用、製作參考方法可見附錄）

競賽說明

1. 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。
2. 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。
3. 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＝（M1P1＋T1）+（M2P2＋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＝（M1P1＋T1）+（M2P2＋T2）＝（62＋0）+（101＋3）＝25（點）

活動二:反射聲砲

使用材料

• 保特瓶
• 橡皮筋
• 氣球
• 現場製作兩門聲砲（與活動二共用）
• 兩門聲砲（與活動二共用、製作參考方法可見附錄）

競賽說明

1. 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）。
2. 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
3. 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＝（N1Q1+S1）+（N2Q2+S2）+（N3Q3+S3）+（N4Q4+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。333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。

1. 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。
2. 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。
3. 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。

器材

時間

1. 製作時間：各隊30分鐘（含2分鐘講解時間）
2. 競賽時間：18隊，共40分鐘。

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」。

給同學的建議

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。

附錄：聲砲結構設計參考

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。