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歷史新聞;;Historical News

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收集各大媒體關於交通大學的重要報導與評論，藉以瞭解交通大學研究走向與校友績優表現，見證交大光榮歷史。;;Collections of Histories and News about NCTU from Current Stuffs and Graduates.

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200817

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🏛️國立陽明交通大學機構典藏

Author: search.filters.author.陳金山

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    第四十篇：單腳站立的不倒翁
    (國立陽明大學, 2008-09-23)
    高怡宣
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    陳金山
    一般的不倒翁都有圓圓的底座，可以來回搖擺，也不會摔倒。在這裡，我們要做一個單腳站立的不倒翁，它也可以來回搖擺，不會摔倒。 質量中心，力矩。 軟木塞、圓環掛鉤、湯匙。 用兩支湯匙，放到軟木塞的左右兩側，當做兩隻手。因為軟木塞很硬，湯匙又很尖銳，要請大人幫忙做，在製作時要小心，避免受傷。 用圓環掛鉤，當做不倒翁的腳。 然後找一個醬油瓶做實驗。 不倒翁也可以站在繩子上。 在市面上，也有相同原理的玩具，只要重心在支點的下方，就會像鐘擺一樣的來回振盪。（如下左圖，感謝台北市北投區實踐街80 - 2號的寶屋生活創意坊提供樣品拍照） 這個實驗成功的關鍵，是因為質量中心，一般稱為重心（淺藍色圓圈）在支點（黃色圓圈）的下方，所以產生的力矩（咖啡色的 X ），會讓重心回到支點的正下方。 力矩的公式是﹕力矩（咖啡色的 X ）= 距離（藍色箭頭）x 重力（紅色箭頭）。 編輯小啟 感謝讀者對九歲實驗連載的愛戴與支持，本期為本專欄的最後一單元囉!本專欄作者高怡宣教授表示這份40個科學小實驗，是在高老師女兒就讀之國小當志工爸爸時，在晨光時間到小朋友班上示範有趣的科學實驗的成果集。也很開心在電子報上獲得許多讀者的迴響，從下期開始將繼續刊登高老師的新專欄「左腦與右腦的數學」 醫放系所 高怡宣 / 陳金山 老師
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    第三十九篇：會喝水的小鳥
    (國立陽明大學, 2008-07-21)
    高怡宣
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    陳金山
    現在年齡是40-50歲左右的中年人，在讀小學的時後，可能都看過這個玩具。那時候(大約是1970年)，夜市的攤販在賣這個玩具，寶島鐘錶眼鏡公司的展示櫥窗內，也擺著這個玩具。能夠再次看到這個玩具，就像看到老朋友一般的欣喜若狂。 蒸氣壓（vapor pressure）、虹吸管、力矩產生旋轉。 Drinking Bird (這是玩具的英文名字，可以在網路上購買。玩具是made in Taiwan，上面還有ROC Patent的字樣，但是不知道是誰發明的？)。 將小鳥的頭部以冷水浸溼，然後擺回桌上，小鳥就會開始點頭。 如果要讓小鳥不停地點頭，可以在小鳥的前方放一杯水，讓小鳥在點頭的時候，嘴部碰到水，使頭部保持潮溼，小鳥就好像一直在喝水。 支點位置的近距離特寫 這個實驗的原理和實驗38﹕「水往高處流」的原理相似。 我們要讓下層容器的氣體壓力（正式名稱是蒸氣壓），大於上層容器的蒸氣壓，將紅色液體往上推，經過中間的虹吸管，到達上端的容器。 由於上層容器接受太多的紅色液體，頭部太重，就會產生旋轉，小鳥開始點頭。 小鳥點頭到一定的角度時，會被支點處擋住，不會繞圓圈。 此時小鳥的身體接近水平的狀態，恰巧無法維持中間虹吸管的狀態，使得紅色液體流回下層容器。 這時候，下層容器內的紅色液體增加，重量增加，使得小鳥朝反方向旋轉，回到接近直立的狀態。 此時，中間的虹吸管又形成了。 如果能夠保持下層容器的蒸氣壓，大於上層容器的蒸氣壓，以上所描述的動作，就會循環地出現。 那麼要怎麼做呢？讓我們回想一下實驗步驟。小鳥的頭部被冷水浸溼後，水分會慢地揮發，並帶走熱量，讓頭部的溫度低於室溫。此時，下層容器的溫度仍保持在室溫，下層容器的蒸氣壓就會大於上層容器的蒸氣壓。這也是為什麼要讓小鳥喝水，小鳥才會不停地點頭。我們也測試過，讓小鳥頭部完全浸入冰水一次，然後讓牠點頭，這個點頭動作可以持續三個小時以上。 根據網路資料，紅色液體可能是二氯甲烷（Methylene Chloride，CH2Cl2，沸點約是40度C）加上紅色染料。蒸氣壓的壓力和溫度的公式，是由Rudolf Clausius（德國物理學家及數學家，西元1822-1888年）及Emile Clapeyron（法國工程師及物理學家，西元1799-1864年）推導出來的。 醫放系所 高怡宣 / 陳金山 老師
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    第三十八篇：水往高處流
    (國立陽明大學, 2008-08-25)
    高怡宣
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    陳金山
    「人往高處爬，水往低處流」，我們在實驗2示範：水不會從杯子裡流出來。這一次，我們要示範：水會往高處流。 <原理> 蒸氣壓（vapor pressure）、虹吸管。 <實驗器材> Hand Boiler (這是玩具的英文名字，可以在網路上購買。玩具是made in Taiwan)。 <實驗步驟> 用手掌扶著這個玩具的底層，綠色的液體就開始往上流。 <說明> 在這個實驗，我們假設室內溫度約在25度C，然後用手的溫度（約37度C），將下層容器加熱。由於手的溫度，使得下層容器內氣體壓力（正式名稱是蒸氣壓）增加，將綠色液體向上推，經過中間的虹吸管，推到上層的容器。當大部份的綠色液體進入虹吸管後，下層的氣體持續膨脹，並進入虹吸管，到達上層容器。在這個階段會看到氣泡上升的現象，就好像水在沸騰似的，所以這個玩具被稱為Hand Boiler。 如果我們要將上層容器的綠色液體，再推回到下層容器，應該怎麼做？其實很簡單，只要用手握住上層容器，使得溫度升高，蒸氣壓會把綠色液體推到下層容器。 蒸氣壓的壓力和溫度的公式，是由Rudolf Clausius（德國物理學家及數學家，西元1822-1888年）及Emile Clapeyron（法國工程師及物理學家，西元1799-1864年）推導出來的。
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    第三十七篇：用光線推動水車
    (國立陽明大學, 2008-08-12)
    高怡宣
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    陳金山
    在西元1873年，英國化學家William Crookes（西元1832-1919年）發明了一個「光線水車」（light mill）。外殼是一個玻璃罩，內部的空氣被抽真空（最佳壓力是 10-2 torr），中央有一個針尖，上面放著四個葉片的水車。當太陽光或電燈泡照向這個「光線水車」時，葉片就會轉動。 <原理> 熱蒸發（thermal transpiration） <實驗器材> Crookes Radiometer <實驗步驟> 用電燈泡照向這個「光線水車」，葉片就會轉動。 <說明> 當初William Crookes以為光線可以產生壓力，就像水的壓力一般，推動水車。可是經過Osborne Reynolds及James Clerk Maxwell的研究，認為是熱效應。在葉片受到電燈泡的照射時，黑色葉片的溫度較高，白色葉片的溫度較低，在黑白葉片交界的邊沿附近，空氣粒子會產生壓力差，推動葉片，產生轉動。 要驗証葉片轉動的動力來源是光還是熱，可以用熱量比較小的日光燈，和用熱風吹頭髮的吹風機，比較那一個方式，可以更有效的推動葉片。我們測試的結果是吹風機。 [導演的註解] 可能有很多小朋友會問，為什麼要學英文？我想，最簡單的答案是，我們到全世界去旅行的時候，可以看地圖和路標、買車票、還可以去餐廳點菜。在編輯這份「科學實驗」光碟以後，我又找到一個理由�_「可以在英文網站找資料」。這份光碟的內容，很多都是從英文網站找來的，如果將來小朋友遇到科學相關的問題，也可以到以下的網站找資料，例如查「radiometer」﹕ http://en.wikipedia.org/ http://www.howstuffworks.com/ http://www.google.com/ http://www.yahoo.com/
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    塞外風光好景緻─記山西、內蒙、寧夏之旅：（1）萬年冰洞、懸空寺與五臺山
    (國立陽明大學, 2008-08-12)
    高怡宣
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    陳金山
    退休後，有較多的機會出走國外，增廣見聞、開拓眼界，旅遊途中，除了欣賞山川美景、人文歷史外，更可結交同好無數，平日互通有無，貨比三家，促成了一次次便宜、大碗的共遊，地點不拘，各處美景都是我門尋訪的對象，九月初入秋前，山西、蒙古、寧夏等塞外美景，是大家慎選之後的決定，96、8、31我們一行十六人，從台北→香港→太原，正式開始了此次的塞外之旅。 萬年冰洞 山西省盛產煤，灰濛濛的天空，老感覺眼鏡沒擦乾淨，剛到達太原時，對它的印象並不太好。今天的目的地是〝萬年冰洞 〞，眼前溫度25度C上下，風和日麗的天氣，如何與「冰洞」扯上關係，令人費解。 二個多小時的車程，途中經過一座果園，農家們在門口擺著小攤販賣新鮮水果，女團員們二話不說，要求領隊立刻停車，見到當地特產的酥梨、蘋果及吹彈可破的新鮮葡萄，一市斤500公克均叫價人民幣一元台幣4.5元，大家買得不亦樂乎，領隊慷慨配合全部埋單，本以為到了鳥不生蛋、窮鄉僻壤的鄉下，必定交通不便、物資缺乏，眼前物美價廉的水果，教每個人臉上立刻露出滿意的笑容，真是「吃人嘴軟」，馬上對山西的印象有了大幅度的扭轉。 離洞口不到100公尺，已是處處冰柱、冰筍、冰花，寒氣逼人 五臺山內處處可看到虔誠的喇嘛，繞著塔寺跪拜 來到寧武縣城西南20里處的一洞穴，下車前，領隊叮嚀大家穿上厚實保暖的衣服，只見各個全副武裝，魚貫進入了毫不起眼的洞穴，往地下步行不到100公尺，洞內四處冰封、寒氣逼人，繼續往前行，眼前突然出現晶瑩剔透的冰宮，內部冰柱、冰筍、冰花等景緻蔚為奇觀。洞內分上、下兩層，遊客可通過冰洞、冰梯、冰棧道到各層遊覽，洞內愈深入冰層愈厚，冰層不因季節而變化，即使外面是炎炎夏日，洞內冰層依舊不消融。據專家研究，目前該地自然環境，尚未發現形成冰洞內冰層的條件通常是南、北極才可能形成的景觀，所以，寧武冰洞是個大自然之謎。 由於這是近些年才開發的新景觀，部份區域架設了鐵網，以免被破壞。洞內冰層因遊客不斷踏行，部份路面開始融化，行進間戰戰兢兢，驚險到讓人停止呼吸，本團雪蓉姐一個不留神，、摔了的四腳朝天，後腦杓出血，經送醫無礙，大家才鬆了一口氣，看來冰洞內的安全須再加強。 懸空寺 車子到達北嶽琱s腳下，眼前壯麗的北魏古棧道，令人產生思古之幽情，遠處半山腰上座落著一排秀麗、莊嚴的建築，由山腳下觀望它，如同懸掛在一幅巨大屏風腰間玲瓏剔透的玉雕，這棟創建於北魏後期的建築→懸空寺，是由十幾根柱子支撐著的 ，而且一撐就撐過了1400多年，如今依舊如夢似幻般漂浮於半空中。 無量殿，純系磚結構建築，形制奇特 銅殿，建於明代，高3 米，重達五萬公斤，殿中央 供奉高約一米的 銅佛，周圍壁上鑄滿小佛像萬尊，裝飾富麗，銅殿前有銅塔、銅鐘 懸空寺內有樓閣殿宇40間，建於萬仞絕壁的古棧道上，建築依山成弧形狀，是個不受風吹、雨打、太陽晒的福地，樓閣方向朝西，行進間引導遊客往西方極樂世界，寺內銅、鐵、泥、石等雕塑共80尊，最高處的三教殿內，釋迦牟尼、老子、孔子共處一室，堪稱中國宗教史上的佳話，室外門廊路窄、柱子細，腳下木板偶爾吱吱作響，走在這懸崖峭壁的空中樓閣，難免令人寒毛聳立，但曾經歷過靈丘八級大地震，居然毫髮無傷，令人嘖嘖稱奇。 顯通寺內的 排水口，造型特殊 座落在半山腰上的懸空寺，遠處觀賞猶如空中閣樓，如夢似幻極為特殊 懸空寺就建築在這萬仞絕壁的北魏古棧道上 室外門廊狹窄，因年代久遠，腳下木版吱吱作響，心中難免緊張 五臺山 雖非虔誠的佛教徒，但對頗富盛名的→佛國盛域五臺山，依舊好奇嚮往。由於北魏統治者尊奉佛教，經北魏、北齊、隋、唐直至明、清，五臺山的寺廟建築廣建群居，台裡台外寺廟林立建築輝煌，為中國很有影響的佛教聖地。五臺山全盛時期的唐代，寺廟建築達300餘所，僧尼數千人，後經歷「三武一宗」滅佛遭遇，五臺山的寺廟幾度衰落並遭破壞，現存寺廟47處，星羅棋布、鱗比節次，香火鼎盛。 菩薩頂相傳是文殊菩薩講道、說經之處，是五臺山最大最完整的喇嘛寺，屬漢建築，乾隆曾五次到此朝拜，並題匾撰寫碑文。塔院寺最吸引人的是高50米聳入雲霄的大白塔，被視為五臺山的標幟。 從此處上行兩公里，就可到達北嶽恆山 院內歷史最久、保存最完整的應屬顯通寺， 跨進顯通寺的第二道山門，左右各有一個八角亭，左邊那通碑為康熙皇帝御筆，稱「有字碑」，對稱右邊豎立著一通「無字碑」，民間有這樣的說法： 原來蓋碑亭處是兩個圓形水池，有一年康熙皇帝來到顯通寺文殊殿前，抬頭只見菩薩頂正坐落在靈鷲山上，好像一條巨龍昂首高臥著，康熙越看越像，心中越是害怕，難道這裡要出真龍天子？不由擔心自己江山難保，不斷思索著如何證明這是一條死龍，以使自己心安。 康熙對住持說：〝靈鷲山是一條龍，但沒眼睛不會飛〞，住持僧直言：〝每日午時太陽照到兩邊水池上，在菩薩頂的木樓兩側出現兩個圓形環，就好似龍的眼睛〞，康熙聽罷大發雷霆：“龍長眼睛飛走了，五臺山還有靈氣嗎？立刻把這兩個水池給朕填平了，上面立兩通碑壓住“，就這樣兩個圓形水池填平了，住持僧請皇帝寫碑文，皇帝只寫一篇碑文就回朝了，這麼一來，顯通寺就有了一通〝無字碑〞。 醫放系所 高怡宣 / 陳金山 老師
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    第三十六篇：雷射光的全反射
    (國立陽明大學, 2008-07-21)
    高怡宣
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    陳金山
    在元宵節的時候，我們會提燈籠、吃湯圓、去燈會看花燈。在五彩繽紛的燈會中，我們看到雷射光打向天空，五彩繽紛、美麗極了。其實，雷射光也可以做一些驚人的實驗，例如全反射。 光線的折射與反射。 雷射筆、魚缸、水、太白粉、沙拉油、黑色衣服。 1. 準備一個容器（魚缸），堶掘豸禲A再加入很少量的太白粉，以輔助觀察。 2. 在牆壁貼上黑色衣服做背景。 3. 關閉電燈，然後將雷射光從魚缸的側面射入水中。 4. 調整雷射筆的角度，讓雷射光射向水面。 5. 令人驚奇的事情發生了，雷射光沒有射出水面，而是反轉向下，全反射發生了。 這個實驗的原理是描述光線通過兩個不同介質，產生折射與反射的斯涅爾（Snell，阿拉伯的數學家及光學工程師，西元940-1000年）定律﹕n1sinθ1 = n2sinθ2 ，其中n1和n2是兩個介質的折射率，θ1和θ2是入射角和折射角。例如，空氣的折射率是1.00，水的折射率是1.33，油的折射率大約是 1.4 ~ 1.8，玻璃的折射率大約是 1.55。 根據這個定律，光線從折射率大的介質，進入折射率小的介質，在「適當的角度」，會產生全反射的情形。前面的例子，就是光線從水(n1=1.33)進入空氣(n2=1.00)時，產生了全反射。 6. 接下來，我們將沙拉油倒入魚缸，因為油比水輕，所以會浮在上層。 7. 將雷射光從魚缸側面射入，從水的區域，射向油的區域。這次的情況有點變化，在油和水的介面，不產生全反射。但是在油和空氣的介面，仍然會產生全反射。 8. 我們再換個方式，將雷射光從魚缸側面射入，從油的區域，射向空氣或水的區域。全反射又出現了，並且在(a)油與水的介面﹔和(b)油與空氣的介面都有全反射。 光線從油(n1=1.5)進入空氣(n2=1.00)時，或者從油(n1=1.5)進入水(n2=1.33)時，都可以產生全反射。全反射也是「光學纖維」可以讓光線通過的原理。我們在國中的自然課，就會學到光線的折射與反射。這埵陪荌暋D，「魚兒魚兒水中游」，當魚兒向水面仰望，或向魚缸側面的玻璃注視的時候，會看到什麼景象？請看下面的照片。 (在台北捷運的台北車站1、2號出口拍攝) 醫放系所 高怡宣 / 陳金山 老師
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    第三十一篇：酒瓶快要掉下來了
    (國立陽明大學, 2008-05-07)
    陳金山
    有一天，在住家附近散步，看到一個擺置很優美的酒瓶，於是徵得店家的同意，拍攝了下面這張照片。 ＜原理＞ 酒瓶和木板的質量中心，恰巧落在木板底部的面積內，所以才不會翻車。設計者的物理觀念及巧妙之處，實在是令人嘆為觀止。 ＜醫放系所高怡宣 / 陳金山 老師＞
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    第三十篇：自己會變顏色的水
    (國立陽明大學, 2008-04-22)
    高怡宣
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    陳金山
    當我大約30歲的時候，還是美國威斯康新大學麥迪遜校區物理系的研究生，有一次系辦公室邀請一位化學博士演講，題目是﹕Pseudo-science 。其中有一個示範實驗是 Chemical Oscillation，他將兩個試管的溶液混合在一起，新溶液的顏色開始做週期性的變化，讓我有終生難忘的印象。這次承蒙陽明大學生物醫學影像暨放射科學系的王信二老師，以及吳駿一、詹佩嘉同學協助，在立農國小示範類似的實驗，在此表達感謝之意。因為此一實驗的原理及材料都很雜複，需要有大學化學系的相關知識才能進行，所以不在這裡說明，請自行上網搜尋。 --- 導演 謹誌 如同以下影片檔示範： Chemical Oscillation的實驗有很多種類，在這一次的實驗中，準備了4種不同的溶液，依序倒入大的試管中，再搖晃，使得溶液均勻分佈，就可以觀察新溶液的顏色變化了。 有關Pseudoscience的資料，請參考網頁﹕ http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudoscience http://www.jimloy.com/pseudo/pseudo.htm 醫放系所高怡宣 / 陳金山 老師
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    第二十九篇：無字天書
    (國立陽明大學, 2008-04-08)
    高怡宣
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    陳金山
    以前的情報工作者，不可缺少的瞞天過海手法，我們也來試看看，有趣的現象背後隱藏的會變色的化學反應。 原理 化學的氧化反應。 實驗器材 檸檬、棉花棒、碘酒。 實驗步驟 1. 用棉花棒沾著檸檬汁，在白紙上寫一個大的「無」字。等檸橙汁被風吹乾後， 「無」字就變成透明的。 2. 用碘酒在白紙上塗抹，你會發現「無」字又出現了，而且讓色比較深。 說明 根據陽明大學生物醫學影像暨放射科學系王信二老師的解說，碘酒中有無色的碘離子（I-），以及深楬色的碘元素（I2）。當碘離子過到檸檬酸（含有H+），會產生以下的氧化反應： 2I- + 2H+ + O2 → I2 + H2O 所以有檸檬汁的地方，深楬色碘元素的濃度比較高，顏色會更深。 醫放系所高怡宣 / 陳金山 老師
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    第二十八篇：自己做照相機
    (國立陽明大學, 2008-03-20)
    高怡宣
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    陳金山
    將瞬間化為永恆，照相機能為我們留下許多精彩的鏡頭與難忘的回憶。這麼精密的儀器，我們可以自己動手製作嗎？ 原理 光的折射。 實驗器材 放大鏡、紙盒、塑膠水瓶、刀片、半透明紙、膠水、直尺、熱溶膠。 實驗步驟 1. 在晚上，用電燈測量放大鏡的焦距。 2. 當成像最小、最亮、最清晰時，成像與透鏡中心的距離稱為焦距。 3. 在紙盒的一端切出方形的螢幕，在另一端切出圓形的鏡頭。 4. 放大鏡的直徑，要大約與於水瓶的直徑相同，才能做出可伸縮的鏡頭。 5. 用熱溶膠將凸透鏡固定在水瓶。 6. 貼上半透明紙的螢幕。 7. 安裝鏡頭。 8. 這就是自已做的照像機。 9. 晚上在客廳測試。 10. 白天帶到學校展示。 11. 水瓶也可用來呈像。 12. 不過景像是上下顛倒的。 說明 如果將半透明紙換成會感光的溴化銀底片並放置於暗箱中，就變成一台真正的照相機了，當然在精細度上不如商品畫的照相機。數位相機成像也是類似的原理，只是將底片改為光學元件，記錄為以0、1所構成的數位檔案。 醫放系所高怡宣 / 陳金山 老師