平面鏡反射鏡架

平面鏡的成像性質有物距=像距，物長=像長等需要觀察。實驗的方式就是用一片半透的鏡片當作平面鏡，可以同時在反射面上看到物體反射之後的成像位置和物體原本的位置。物體位置放好之後，觀察物體在平面鏡裡面成像的位置。然後把另一個一樣的物體放置到與成像疊合的地方之後，就可以觀察物距和像距關係了

光學實驗雷射筆座

之前跟林宣安老師團購了很超值的綠光雷射筆，亮度很不錯，上光學的時候拿來演示或實驗效果會很好。但是雷射筆是直線光源，比較難觀察光的路徑。光從雷射筆頭出發，是一直線的往前，眼睛是不容易觀察到路徑的。如果要觀察路徑，就要在雷射筆頭前面加一根玻璃棒或壓克力棒，讓光線變成一個「面」。這樣就可以把光的路徑呈現在平面的紙上，然後觀察光的直線前進、反射、折射等現象。

另外如果是教師演示，也需要把雷射筆能固定在黑板或白板上。所以我就想說可以用3D印表機印一個底座給雷射筆，可以固定筆身，也可以架上玻璃棒。然後在底部能嵌入磁鐵，用以固定在黑白板上。

以下看圖囉

底座分前後，側面有個小孔可以用小螺絲固定筆身

iPinhole camera

這一篇並不是要介紹apple 的 AP大白，airport extreme。而是...iPinhole Camera。

在頭上打一個小洞

水氧機

之前在玩空氣砲的時候，用針灸用的艾條燒來製造煙霧。因為要產生煙霧的話，需要一台昂貴的煙霧機還要購買煙霧油耗材。所以就想用簡單的方式來製造煙霧。但是艾條燒起來其實味道蠻重的，一下子一整間教室就全部都是艾草燒起來的味道，有點受不了。

恰好日前老婆獲贈一台水氧機，這兩天裝好啟用的瞬間，我就想到了空氣砲。只要把這東西裝上，產生的水霧應該可以作為空氣砲的煙霧。今天用個小箱子試了一下，確實可以打出煙圈，但是沒拍到就算了。

除了空氣砲之外，還可以作為觀察雷射光路徑的煙霧，效果也相當不錯。

至於水氧機的原理似乎是用超音波來震盪（待確認）這部份或許也可以做點什麼才對。

後記：剛剛試了一下，把手伸進水裡，打開水氧機。結果一下就好痛喔。

複式顯微鏡壞了怎麼辦？

話說今天總務主任告訴我學校有複式顯微鏡壞掉了，本來要請廠商來回收。結果他覺得裡面的物鏡目鏡什麼的都還很棒，就留了幾顆下來。還測試了一下，把目鏡直接和物鏡相接，就可以看到很漂亮的顯微影像了。

用Algodoo製作虛擬眼球

之前介紹過一個軟體叫做Phun，是一個可以虛擬物理世界的軟體。我也用了這個軟體做了幾次虛擬的實驗。

Phun是一款免費的軟體，Algodoo可以說是phun的進階版，但是要收費。algodoo和phun最大的差別，就是algodoo裡面有光學的套件。可以把物體調整為透明的，也可以調整折射率。也可以做出雷射筆作為光源。

於是我就想可以利用這些套件做眼球的虛擬教具。其實只要對凸透鏡成像夠熟悉，眼睛的成像原理並不難。在黑板上畫個圖就行了，不過因為algodoo很好玩，所以就決定來做這個教具。作法如下面的投影片：

相簿在此

虛擬眼球製作

眼球製作完畢後，實際使用操作的影片如下：

RGB混光裝置2010

幾年前，做了一個RGB混光裝置，效果還不錯。但當時採取的方式是用三個電源控制三個燈泡。這樣做的原因是如果用一個電源驅動三顆並聯燈泡的話，會造成某個燈泡電流過小的問題。
今年去中大參加了物理示範教學年會，看到林宣安老師示範了一個類似的裝置。但是他只用了一顆12V的鋰電池就驅動了三個燈泡。詢問之下，才知道他用串連可變電阻的方式來解決這個問題。
所以回來之後，就立刻將舊的裝置接上可變電阻，果然就可以用一組電源驅動三個燈泡了。接著我就想要把整個裝置做成更精緻的樣子。可惜我之前拿到的高功率LED已經用完了，只好另外買一般正常的聚光LED。

另外更新的裝置還有電源和燈泡座的部份。

材料如下：RGB LED燈泡各一個，單切開關三個，100歐姆可變電阻三個，USB母頭一個，放光碟的布丁筒一個（高度約4~5cm）3pin杜邦端子三個。

單切開關，我選擇2pin的，其實3pin也無所謂都可以。

寄件者 光與顏色教具

100歐姆可變電阻和旋鈕

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旋鈕其實可以不用買，但是為了愛漂亮也只好買了...可變電阻有三隻腳，要接的是右邊兩隻腳。這樣的話旋鈕向逆時針轉到底時，電阻最大（燈泡最暗），順時針轉到底時，電阻最小（燈泡最亮）。如果沒把握的話，拿個三用電錶測一下電阻，比較保險。

接下來是USB母頭。可以看到上面三隻腳，下面兩隻腳，共五隻腳。但其實我們只需要兩隻腳。就是上面三隻腳的最左邊和最右邊。

怎麼知道呢？只要接上電，用電錶量一下就知道了。左邊那隻是高電位，右邊那隻是低電位的。因為LED的正負極不能弄錯，所以USB電源這邊也不能弄錯。

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接下來這個是3pin的杜邦端子，上面有三個孔，連到下面三隻腳，這樣只要把下面其中兩隻腳焊上電路，上面的孔就可以插LED燈泡，當做LED燈座。LED燒壞的時候更換就很方便。（wiimote的IR pen也可以用喔，所以我買了一堆）（感謝鄭永銘老師告知名字）

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布丁筒應該就不用講了，首先先把布丁筒在三等份的地方挖出一個長方形和圓形的洞，讓開關和可變電阻可以穿過去。布丁筒剛好在三等份的地方都會有一個突出來的，可以扣住底盤的形狀，所以只要抓那個位置就可以了。裝好之後，就要開始布線。線路其實很簡單，就是一個電源，並聯三個電路。三個電路中都有一個燈泡、一個開關和一個可變電阻串聯。就可以了。

寄件者 光與顏色教具

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整個組合起來的樣子如下圖

寄件者 光與顏色教具

RGB的開關和調光位置是120度的間隔，剛好可以搭配色環來講解混光源裡。上方再用fuji底片的底片盒當做燈罩。

LED插在底座上，更換很方便。

寄件者 光與顏色教具

開燈的樣子如下面三張圖：

寄件者 光與顏色教具

寄件者 光與顏色教具

寄件者 光與顏色教具

由於LED是聚光型的燈泡，所以會集中在某處。接著來看一下混光的效果


燈罩打開後，可以看到燈泡

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電源就用usb就可以了，只要你有電腦或者USB充電器，都可以用...

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用USB電源的好處是它有5V，扣掉給可變電阻的電壓，應該差不多是可以讓3V LED承受的電壓。不過我選用USB電源的最主要原因，還是因為我覺得USB電源比較炫啦...

最後來看看三顆燈泡一起開，外面再墊一層塑膠免洗杯當燈罩的效果

寄件者 光與顏色教具

應該可以感覺到白色的效果了

出外攜帶這個教具的話，其實還是用電池比較方便。所以我就把一條壞掉的USB線，剪下公頭。裡面有四條線（紅黑綠白），用一個電池盒接上USB公頭（紅接紅，黑接黑，綠白不用管）就變成隨身版的教具了。

其中這個USB電池盒，還可以拿來幫我的手機充電...實在讚！

光與顏色的教具

壹、前言

這個教具是製作一個有RGB三色燈泡的裝置。並且可以利用RGB三色的燈泡來混出青色、黃色和洋紅三種顏色。可以讓學生看到光與顏色的混合是怎麼發生的。

這個教具是小型裝置，可以在上課的時候製作，製作完學生可以帶回家的。如果要拿來上大班課，還是用大型燈泡投影比較好。

貳、器材：

九伏特電池2顆、九伏特電池接頭兩個、RGB的LED燈泡各一個、4 pin 接頭一個、廢棄光碟片一片、迴紋針5根。

參、製作方式：

一、將RGB三顆燈泡的負極端一起接到 4pin接頭的第四個pin上。

二、將R、G、B三顆燈泡的正極端分別接到1、2、3號pin上。

圖一、三個燈泡的線路接法

三、將三根迴紋針分別接到1,2,3號pin的另一端。

圖二、電池端的線路接法，四號pin上多接了一個迴紋針。Orz..

四、將九伏特電池兩顆接上電池接頭，電池接頭的負極接到4號pin上。

五、將兩個九伏特電池的正極綁上迴紋針。

六、將所有的裝置用熱融膠固定在廢棄的光碟片上，就完成了。

拍完照片之後，我才發現我多接了一根無用的迴紋針在第四個pin上。

圖三、完成全圖

肆、實際操作的紀錄

一、單色燈泡，為了讓顏色可以均勻，必須在燈泡上面蓋免洗塑膠杯，大概用三個杯子疊上去就可以了。原理和磨砂燈泡一樣。

圖四、紅燈亮了

圖五、紅燈蓋上免洗杯的樣子

圖六、綠燈蓋上免洗杯的樣子

圖七、藍燈蓋上免洗杯的樣子

二、兩個燈泡一起開。

1.紅加綠

圖八、紅加綠

2.藍加綠

圖九、藍加綠

3.紅加藍

圖十、紅加藍

這個實驗裝置除了可以混光之外，還可配合色紙做不同色光在不同顏色色紙上的反射。

p.s.這東東是第八屆行動研究教具類優選

寄件者 Blogger 圖片

不過行動研究有把穿透和反射的實驗都做了

照相機的成像

八年級上學期的光學課程中，有一個小節提到了照相機的成像。基本上照相機的成像一般來說都是屬於縮小倒立實像。（有些特殊鏡頭，像是1:1的微距鏡或是用倒接環可以讓成像變成放大的倒立實像）

當然這件事情，如果可以眼見為憑一下，應該是不錯的。所以就讓我來簡單的介紹一下相機和其成像的狀況。

今天的主角是一台老相機，年紀大概有二三十年了。

這是Pentax M42系統的相機，鏡頭是用旋轉的接上機身。這一台很久以前，也是赫赫有名的角色。

將鏡頭打開，可以看到裡面的反光鏡，呈45度角，可以將從鏡頭進來的光線向上反射到上面的五稜鏡。光線在五稜鏡中，經過幾次反射後，就將光線射向觀景窗。五稜鏡除了可以將光線射向觀景窗之外，它也將原來的成像翻轉成正立的像。所以眼睛在觀景窗看到的是正立的像。



反光鏡的後方是快門簾，快門簾的後方就是底片所在的地方。在相機的快門沒有按下的時候，光線全部射向反光鏡往上走。就算有部分的光線反射到別的地方，也會被快門簾擋住。



當按下快門時，反光鏡會往上跳收起來，快門簾也會打開，這時候通過鏡頭的光線，就會向後打到底片上了。

接下來就要想辦法看到相機在底片上的成像會是什麼樣子。

作法很簡單，只要將半透明的護貝膠膜剪下大約像快門簾一樣的大小，用透明膠帶（或魔術膠帶）固定在快門簾後面，快門模式調整成B快門（意思是只要按下去的手不放開，快門就會持續開啟）按下去之後，就可以觀察鏡頭在底片上的成像了。






在課堂上演示時，可以利用腳架和快門線，將相機固定在腳架上，並且用快門線按下快門後鎖定。手就不需要一直抓著相機。然後就可以讓學生輪流上來觀察。