一、實驗設計單位

國立清華大學物理學系

二、實驗原理

鮮奶中除了含有大量的水，也包含礦物質、蛋白質以及微粒的脂肪。當洗碗精加入鮮奶中，由於洗碗精的清潔劑分子包括親油基以及親水基，親水基一端可以與鮮奶中的蛋白質形成微弱的化學鍵，多個清潔劑分子包圍脂肪並結合成為微胞，而分佈在鮮奶中。

清潔劑與脂肪分子迅速的混合（形成微胞）的過程導致漩渦式的混亂，食用色素的分子被衝撞而散亂的分佈，形成了被攪動的色彩變化，直到微胞和脂肪分散到整個鮮奶才會停止。另一方面，「表面張力」也是因素之一，洗碗精使表面張力變小，而促使色素往四周分散。

三、實驗所需材料

1. 食用色素 2-4種

2. 全脂鮮奶 適量

3. 清潔劑（洗碗精、洗衣精） 少許

4. 棉花棒 數支

5. 淺盤 1個

四、實驗步驟

1. 將鮮奶倒入淺盤中約1公分高即可。

2. 將不同顏色的食用色素，分別滴一小滴到鮮奶中央。

3. 將棉花棒沾上清潔劑。

4. 將沾有洗碗精那頭的棉花棒放入鮮奶中，會看到四種顏色不停的翻滾運動，一直由中央往旁邊跑。

五、討論與思考

1. 改變棉花棒在牛奶中的深淺對於圖案變化有什麼影響？

2. 請問本實驗中的全脂鮮奶可以用其他物質取代嗎？如果可以，請舉例說明。

一、實驗設計單位

國立清華大學物理學系

二、實驗原理

仿生學是透過了解生物的結構和功能原理，來研製新的機械和新技術，或解決機械技術的難題。本實驗選定了鞘翅目的瓢蟲翅膀，利用其可摺疊的特性作為摺翅風力發電機的扇葉，並可比較開闔翅的差異。

三、實驗所需材料

1. 免洗筷 1根

2. A4西卡紙 2張

3. 雙面膠、膠帶

4. 圖釘1個

5. 試飲小紙杯 1個

6. 鐵絲 1捲（約150cm）

7. 風車支架

8. 棉線 約30cm

9. 小重物

10. 電風扇

11. 昆蟲翅膀圖案→下載附件

四、實驗步驟

1. 列印科普列車網站提供的模板，將昆蟲翅膀的圖案剪下，貼到西卡紙上並剪下，製作六個瓢蟲翅膀。

2. 依據圖片上的山線（實線）及谷線（虛線）摺疊昆蟲扇葉，山線採凸摺、谷線採凹摺。

3. 摺好後將扇葉展開，並在背面用膠帶黏上鐵絲，加強支撐力。

4. 將昆蟲扇葉用雙面膠黏貼在風車轉軸上，就完成昆蟲翅膀風扇囉！

5. 以電風扇做為人工風源，觀察轉動情形。

6. 試著在風扇上以棉線懸掛小物，觀察轉動情形。

7. 將扇葉摺疊，背面使用膠帶將翅膀固定，觀察轉動情形。

8. 再試著在風扇上以棉線懸掛小物，觀察轉動情形。

五、討論與思考

1. 未懸掛小物時，開翅或闔翅，哪一個轉動較快呢？

2. 懸掛小物之後，開翅或闔翅，哪一個轉動較快呢？

3. 利用開闔翅膀所造成的轉動差異，可運用於哪些領域？

一、實驗設計單位

國立清華大學物理學系

二、實驗原理

生態瓶是一個類似水族箱的東西，為一個密封的玻璃瓶，內有小蝦或螺、藻、微生物和水，只要能夠提供光，便可模擬一個自給自足的生態系統。生態瓶內進行的生態循環代表簡化的地球生態循環。光線及水中的二氧化碳讓藻類可進行光合作用，產生氧氣，它們也會吸收水中的無機物（養分），因此藻類是系統中之生產者；小蝦或螺呼吸用去氧氣，放出二氧化碳，並以藻類及細菌為食物，排出廢物，故此小蝦或螺是消費者；細菌則把小蝦或螺之排泄物分解成無機營養物，供藻類使用，所以細菌是分解者。因此，生態球內的食物及氣體皆可以不斷的循環使用。

三、實驗所需材料

1. 有蓋的透明玻璃瓶 1個

2. 勺子 1個

3. 漏斗

4. 水

5. 貝殼砂 適量

6. 水草（例如：水蘊草） 1株

7. 蘋果螺 1隻

四、實驗步驟

1. 準備一隻乾淨透明的回收有蓋玻璃瓶，將蓋子拿開。

2. 將洗淨的貝殼砂放入玻璃瓶中，厚度約 1公分。

3. 將水沿著瓶壁緩緩加入，約七至八分滿。

4. 將一株水草插入砂中（可用鑷子幫忙）

5. 把蘋果螺小心放進去。

6. 蓋上蓋子即完成屬於自己的生態瓶囉！

❗️蘋果螺是外來種，隨意放生會造成生態破壞，如果不想飼養的話請交給水族館處理唷！

五、討論與思考

1. 生態瓶密封的情況下，請問只有何者能進入系統內（生態瓶）？

2. 請問用上述方法做出來的生態瓶是否可以永續存放？為什麼？