波的環保議題-空氣槍和空氣砲







老師為了讓我們認識大氣壓力與壓力，利用空氣壓力製作「黏土空氣槍」，就可知道空氣的力氣有多大喔!

操作用具有：

1 一塊分量適當的黏土

2 一支塑膠針筒

操作步驟如下：

1 將黏土壓平

2 把針筒拉出

3 將針頭黏在黏土中，讓黏土黏住針頭

4 將針頭對準目標，用力推針筒，就可看到黏土是否有射到目標!

藉由這個小遊戲，我們發現：當我們推針筒時，針筒內的空氣壓力會變大，黏土無法承受壓力時，黏土就會射出。

空氣砲：

這個實驗只需一個隨手可得的空瓶〈如：養樂多瓶〉、少許酒精和打火機。

實驗時，先將酒精放入空瓶子裡，在使用打火機使瓶子發射出去，不但有巨大的聲響，還會看到火呢!

其實空氣砲的原理和手槍差不多，非常簡單。瓶子裡的酒精感覺到熱就會膨脹，直到瓶子無法承受時，瓶子則會發射出去，同時瓶子和打火機分離，發出巨大的聲響。

以下的影片可以讓你更詳細知道空氣砲的原理喔!!

波的應用

•  老師為了讓我們了解聲波與聲音的關係，各發給大家一組音叉，當我們用敲擊錘敲擊音叉時，可以感覺到「嗡嗡」的聲音，這就是物體在快速振動時所發出來的聲音，但是如果在音叉振動時用手握住，聲音就會馬上停止。 

• 音叉除了可以用聽的感覺到聲音，也可以放在水中觀察。觀察時先準備一盆水和一組音叉，然後用敲擊錘敲擊音叉，放入水中，使水振動，產生波之後，就可以看到水面濺起水花。如果水振動的越快，水花的高度就會愈高。

• 水波也可已發出聲音，只要在玻璃杯裡裝一些水，敲擊玻璃杯，就會有清脆的聲音。敲擊時，水量會引響聲音的高低 ，如果水放的愈多，聲音會愈低 ，相反的，水放得愈少，聲音就會愈低。 
• 這個實驗讓我們發現：裝不同分量的水，敲出來的聲音會不同 。        

• 調好水量之後，就可以敲敲看，演奏幾首好聽的音樂，當個小小音樂家！

• 玻璃杯也可以用「磨杯口」的方式來發出聲音。聲音高低和杯子裡的水量有些關係，水放的愈多，磨出來的聲音愈高，水放得愈少，磨出來的聲音就會愈低。

• 聲音的形狀無法看到，所以我們可以利用電腦軟體清楚的看到。
• 下面是音叉的波形，看起來很整齊、有規律、大小一致，所以音質好。

這是White的波形，和音叉有點類似，只是看起來比較高，間隔比較小，所以音高較高，音量也比較大。

• 這是丁老師說話時的波形，看起來高低不同，間隔大小不一致，所以音質較差，但是仔細一看，還是有規律。

波的初探

1.      因為「波」是看不見的，所以我們要用具體的東西(ex:繩子)的振動來解釋，以便進一步了解「波」。我們發現物體振動得越快，「波」產生的彎曲形狀就會越小、越多、越密。

2.      「波」分為很多種，其中一種叫駐波，駐波因為上下各有一個波在做交互運動，相互抵消的結果，就好像靜止不動一樣。

3.      為了觀察駐波，所以我們做了一個起波器。自製起波器時需準備一個小馬達、兩個三號電池、兩條橡皮筋、一塊橡皮擦與一條線。

4.      製作方法如下：將電池和馬達連成通路，並用橡皮筋將馬達固定在電池座上，再將橡皮擦的邊緣插在馬達的轉軸上，且將棉線綁在電線上，手拉棉線，將整個裝置垂吊起來，開關打開，馬達帶動橡皮擦轉動起來，但因橡皮擦位置不平均，所以產生劇烈振動，就可看到棉線呈現出駐波的型態了。

5.      科學家稱呼駐波胖胖的地方叫「波腹」；瘦瘦的地方叫「波節」。

6.      除了繩子外，「水」也是觀察波的一種很適合的物質。若水的振動來源是來自上方，則水波會出現一圈圈的圓形波紋；但若水的振動來源是來自前後或左右方的話，因會有反射作用，所以產生的水波則是有高有低的S型。

另外，水量會影響波浪前進的快慢，經過下面的實驗，我們發現水量越多，水波前進的速度越快

 

7.      除了「繩子」和「水」可以幫助我們模擬波外，「彈簧」也是一個不錯的觀察物質喔！除了也可以觀察到S形的波外，彼此前後推動彈簧，我們也觀察到如毛毛蟲運動方式的波喔！因為毛毛蟲前進的時候，身體會先縮在一起，就像彈簧波有疏有密，密的地方會一直前進，這便是彈簧波在運動。

8.      看了這麼多種物質模擬的波後，其實科學家早已依波的振動方向和前進方向，將波分成兩大類。和繩波或水波一樣造型的S形波，波的振動方向是上下的，但波卻一直往前進，「上下」方和「前」方式垂直的，這種波就稱為橫波或高低波。而只有彈簧出現的特殊波形，因手是「前後」振動彈簧，而波也是「前後」移動，兩個方向是平行的，所以這種波就叫縱波或疏密波。

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