一、實驗設計單位

財團法人生物技術開發中心

二、實驗原理

微型濾紙色層分析乃是利用濾紙與水來進行分離色素的一種色層分析法，其原理是依據畫在濾紙上之彩色筆的顏色被濾紙吸附（Adsorption）能力及在水中之分配（Partition）能力的不同，而產生在濾紙上有不同的移動速度及出現不同顏色及其所處的位置。

三、實驗所需材料

1. 咖啡濾紙
2. 培養皿
3. 水性彩色筆
4. 迴紋針、竹籤、小棍子
5. 水
6. 剪刀
7. 水杯
8. 膠帶
9. 塑膠滴管

四、實驗步驟

【觀察色層 1】

1. 用黑色彩色筆在一張濾紙的正中央處畫一個空心圓。
2. 用塑膠滴管吸取水，並在濾紙上空心圓的圓心處逐滴地滴入。
3. 待第1滴水擴散之後再滴入第2滴、第3滴，以此類推。
4. 當水滴入濾紙直至能看到彩色筆的顏色分開且呈現明顯的顏色來為止。
5. 觀察黑色圓圈經擴散後有哪些顏色被分離出來。
6. 試試其他顏色吧！

【觀察色層 2】

1. 於培養皿裝入些許水。
2. 在濾紙邊緣剪一角，將其向下摺，其長度可以碰到培養皿中的水。
3. 於靠近缺角處畫上綠色，再將濾紙放置培養皿上方，讓濾紙吸取水使顏色擴散。
4. 試試其他顏色吧！

【製作花朵】

1. 將浸濕的濾紙晾乾後，就得到各式各樣的花朵材料囉！
2. 捏住濾紙的中心部分，給花朵塑形，然後用膠帶固定。
3. 可以使用迴紋針摺成花梗形狀。
4. 將小花固定在迴紋針、竹籤或小棍子上，一朵顏色絢麗的小花就做好了！
5. 將摺好的花朵放入空瓶，專屬你的裝飾品就完成囉！

五、討論與思考

1. 顏色為什麼會擴散？
2. 顏色的組成？

一、實驗設計單位

3M

二、實驗原理

你可能使用過紙巾來清理溢出的水或其他液體，但有沒有想過它們究竟是如何吸收這麼多水的？紙巾由許多小纖維製成，它們之間有間隙。毛細作用能讓水被吸入紙巾的纖維縫隙，這種現象與樹木從土壤中吸水的現象相同。

毛細作用有一部分是由表面張力推動的，而表面張力是由內聚力（水分子相互吸引）引起的。表面張力使水形成小水珠而不是散開，也能讓一些小昆蟲能在水上行走。它還讓水被能吸入狹窄的管子或材料的縫隙中。而吸附過程也得到附著力（不同類型分子之間的吸引力）的幫助。

紙巾是由纖維素製成，纖維素來自於木材和許多植物。這些纖維是極性的，這表示它們的一端帶有輕微的正電荷，另一端帶有輕微的負電荷。水分子也是極性的。由於相反的電荷會相互吸引，讓水分子被吸引到纖維素纖維上。

也許你聽說過另一種現象：虹吸現象。使用一根管子將液體從一個容器吸入另一個容器，但不知為何似乎無視重力的存在？虹吸也是基於上面提到的一些相同的物理原理，利用毛細作用將水吸入管中。對於一個簡單的日常物品來說，這聽起來像是很多科學。一起來進行這個實驗，看看你是否可以用紙巾把水從一個杯子移到另一個杯子，並了解它背後的科學！

三、實驗所需材料

1. 玻璃杯或杯子 至少3個或奇數個
2. 水
3. 食用色素
4. 湯匙
5. 紙巾 數張

四、實驗步驟

1. 把杯子排成一排。
2. 從一端的玻璃杯開始，間隔一個杯子，裝滿水。
3. 在每個裝滿水的玻璃杯中滴入幾滴食用色素，每杯不同顏色。
4. 用湯匙攪拌，將每個玻璃杯中的食用色素均勻混合。攪拌下一杯之前，用紙巾擦乾湯匙，這樣你就不會把不同顏色混入。
5. 將紙巾裁成一半，並摺成大約3公分寬的長條。
6. 將每條紙巾縱向對摺，形成「V」形。 V 的長度只需要比你的玻璃杯稍微高一點；如果太長，將 V 的兩端撕掉一點，讓它短一些
7. 將 V 形倒置，並將兩端放入相鄰的兩個杯子中，用V型紙巾連接所有的杯子。
8. 仔細觀察裝有水的玻璃杯中的紙巾末端。你注意到什麼？
9. 休息一下！這個實驗進行得很慢，大約20分鐘後再回來。你現在看到了什麼？
10. 在接下來的幾個小時內，定時回來觀察一下實驗進行得如何？你發現了什麼？
11. 把這組實驗放一個晚上，隔天看看怎麼樣？
12. 延伸實驗1：嘗試使用不同品牌的紙巾，看看效果會更好或更快嗎？
13. 延伸實驗2：如果把杯子做不同的排列，而不是一條直線呢？例如，將三個原本裝滿水的杯子一起接到第四個空杯子中會怎麼樣？
14. 延伸實驗3：如果紙巾連接的兩個杯子，是裝了不同高度的水，會怎麼樣？

五、討論與思考

一旦將紙巾放入玻璃杯中，你就能注意到它們開始吸收一些水。由於毛細作用，水開始被吸進紙巾，並且慢慢從另一端流入空玻璃杯（就像虹吸管一樣）。

不過，這個過程發生得非常緩慢，就像看著油漆變乾或小草長起來一樣！您可能需要花幾個小時先去做其他事情，然後才能開始看到水在慢慢空杯子裡變多。當所有杯子中的水位一致時，最後水就會停止流動。

要等到這個現象完成，您可能必須讓它靜置一夜。另外，同時可以觀察，當兩種不同顏色的水混合時，食用色素會結合，形成第三種顏色。

一、實驗設計單位

3M

二、實驗原理

雖然「聲音科學」的歷史悠久，許多著名科學家都做出了重要貢獻，但多數人們認為，發現聲音在波中傳播的是達芬奇（Leonardi DaVinci）。

然而，在 17 世紀，伽利略（Galileo），讓人們在感知聲音和聲音傳播方式方面，有了巨大的進步。他發現了聲音的頻率，以及它如何決定音高。如果聲音的振動相距很遠，則聲音將具有低頻和深沉的聲音。如果振動靠得很近，就會產生高音。

我們將在本實驗中探索人類感知這些振動的方式。

三、實驗所需材料

1. 成年人助手
2. 一個氣球
3. 音樂及播放器（喇叭）

四、實驗步驟

1. 把汽球吹到幾乎全飽，綁緊。
2. 猜猜看: 當我們在氣球附近製造巨大聲響時，它會有什麼反應？
3. 雙手握住氣球，兩隻手各放在一側。
4. 將氣球放在你的面前，用中等音量說「啊~~~~」。
5. 同時觀察氣球發生了什麼變化，你有什麼感覺？
6. 試著在音高（高音和低音）和音量（大聲和小聲的聲音）變化：提高和降低你所發出的聲音。你觀察到氣球在你手中的感覺有什麼變化？
7. 嘗試使用喇叭播放歌曲或其他音頻，並將氣球放在喇叭前面。感覺看看摸在氣球的手上的感覺是什麼？

五、討論與思考

當你發出聲音時，你應該能感覺到氣球在振動。振動的強度會依據聲音的響度和音調而變化。這是因為聲音以波的形式傳播。聲波是所謂的縱波，這表示它的傳播方向與引起它的干擾相同。

聲音是由振動的東西引起的，它壓縮和拉伸周圍的空氣，使耳朵的鼓膜振動，大腦再將這種振動解釋為聲音。

這個實驗的有趣之處在於，你可以用手感受到這些振動，而不僅僅是聽到它們的聲音。想想第4步驟的振動來自哪裡？它與第6步驟的振動相似還是不同？

一、實驗設計單位

索尼創意科學大賞

二、實驗原理

聲音產生的方式，聲音是透過振動產生的聲波，並透過介質如氣體、固體或是液體等傳播，而聲波的波長越短，音調越高；波長越長，音調越低例如人在說話的時候，聲帶產生震動並推動空氣產生聲波，再透過空氣傳播讓旁邊的人聽到；另外喇叭和耳機則是透過電流磁效應產生振動並推動附近的空氣產生聲波。

降噪的概念，降噪以字面意思說明就是降低噪音，在耳機方面的應用主要方式分為兩種：隔絕聲音的來源（被動降噪），以及產生和噪音相反的反向聲波進行抵消（主動降噪），一般而言被動降噪主要可隔絕相對高頻的噪音、主動降噪則是針對相關中低頻的噪音。

三、實驗所需材料

1. 剪刀
2. 開瓶器
3. 雙面膠
4. 透明膠帶
5. 藍牙喇叭
6. 大罐洋芋片（品客）罐子 1個
7. 氣球 1個
8. 黏土
9. 免洗筷 1雙
10. 雷射筆 1支
11. 鏡子貼紙
12. 固定器材的扁平紙盒或紙板（大小無限制，只要是平面即可）
13. 橡皮筋 數個（大小可依照固定的紙盒調整）

四、實驗步驟

1. 用開罐器把洋芋片的罐子底部去除。
2. 把氣球的口剪掉約三分之一。
3. 把汽球套在原本洋芋片罐子底部的那一邊。
4. 先在外圈貼一圈雙面膠，並先撕掉一部分雙面膠以作為定點來固定氣球。
5. 從剛剛的雙面膠定點開始套上氣球膜（注意表面要拉緊，不要有皺摺）。
6. 拿膠帶將氣球膜和洋芋片罐子包住黏緊。
7. 將鏡子貼紙剪下一小塊，約1 cm ｘ 1 cm，並將鏡子貼紙貼在氣球膜上（請不要剪太大片，避免影響振動效果）。
8. 雷射筆的固定座：用黏土將兩支免洗筷固定在洋芋片罐子上。
9. 固定好後，用膠帶將筷子固定住。
10. 將剛剛拆下來的免洗筷紙套折成小的長方形紙塊，以作為雷射筆放置位置。
11. 拿出雷射筆確認位置及反射角度，並把紙塊用膠帶黏在筷子上。
12. 用橡皮筋將雷射筆固定在紙塊上。
13. 拿出固定用的扁平紙盒，用橡皮筋固定反射的裝置及藍牙喇叭。
14. 完成後可以找白色牆壁，播放喜歡的音樂，看看聲音的形狀哦！

五、討論與思考

1. 如果將鏡子貼紙改為鋁箔紙也能反射嗎？
2. 如果把氣球膜改為不同材質，如紙張、塑膠片等，是否也可以有同樣效果呢？