一、實驗設計單位

國立新竹科學園區實驗高級中等學校／國立師範大學附屬高級中學

二、實驗原理

藉由磁力使鐵球加速，再由碰撞讓最前面的鐵球射出

三、實驗所需材料

1. 塑膠壓條（軌道） 1條

2. 大小相同鋼珠 19顆

3. 強力磁鐵 6顆

四、實驗步驟

【利用磁鐵數量測試鋼珠射出速度】

1. 將磁鐵的一側吸上四顆鋼珠並至於軌道上。

2. 再將另一顆鋼珠放磁鐵的另一邊，也放在軌道上，但不與磁鐵相吸。

3. 將鋼珠輕推往磁鐵方向，當鋼珠撞上磁鐵，四顆鋼珠離磁鐵最遠的一顆即會射出去。

4. 持續加入磁鐵，重複動作來觀察發射出去的鋼珠速度是否加快了？

【利用鋼珠數量測試動能傳遞】

1. 將磁鐵的一側吸上一顆鋼珠並至於軌道上。

2. 將另一顆鋼珠放磁鐵的另一邊，也放在軌道上，但不與磁鐵相吸。

3. 將鋼珠輕推往磁鐵方向，當鋼珠撞上磁鐵，會發現鋼珠吸在磁鐵上並未將另一邊鋼珠射出。

4. 持續增加鋼珠來吸附磁鐵，重複動作來實驗能實現最佳動能傳遞的鋼珠數量是幾顆吧！

【利用增加鋼珠磁鐵組數來測試射出速度】

1. 以四顆鋼珠吸附一顆磁鐵為一組，準備4組。

2. 先以2組鋼珠磁鐵組之間保留一段距離進行排列。

3. 取一顆鋼珠推向未吸附鋼珠的磁鐵一端，進行發射。

4. 增加組數來排列，重複動作做觀察，組數的增加是否讓發射出去的鋼珠速度加快了？

❗️請勿拿高斯槍攻擊眼睛、等脆弱部位，很危險唷！

五、討論與思考

如果磁鐵上吸的鐵球數量改變，高斯槍的威力會如何改變？

一、實驗設計單位

國立新竹科學園區實驗高級中等學校／國立師範大學附屬高級中學

二、實驗原理

過飽和溶液遇到擾動會析出。

三、實驗所需材料

1. 醋酸鈉 少許

2. 刮勺1支

3. 250ml、1000ml燒杯 各1個

4. 量筒 1個

5. 三腳架 1個

6. 打火機、酒精燈 各1個

7. 陶瓷纖維網 1片

8. 冰塊+水 共600ml

9. 培養皿 1個

10. 玻棒 1支

四、實驗步驟

1. 架設實驗裝置：將酒精燈放置於三腳架下方；陶瓷纖維網放置於三腳架上方。

2. 架設冷卻裝置：將冰塊及水加入1000ml燒杯。

3. 將250ml燒杯放在陶瓷纖維網上，接著加入10ml的水。

4. 點燃酒精燈開始加熱（確認酒精要超過容器1/2，且不超過2/3）。

5. 緩慢加入醋酸鈉並攪拌（加入時不要碰到杯壁、溶解完再加）。

6. 將加熱好的燒杯放入冰水裡等待冷卻。

7. 在培養皿中撒上一點醋酸鈉。

8. 將冷卻好的過飽和醋酸鈉溶液倒入培養皿中，觀察變化。

❗️小朋友使用酒精燈及打火機時，需請老師、父母陪同操作

五、討論與思考

為什麼溶液出來後，立刻有固體出現呢？

一、實驗設計單位

國立新竹科學園區實驗高級中等學校／國立師範大學附屬高級中學

二、實驗原理

生活中有許多植物中的花青素，會隨著溶液的酸鹼性改變顏色，利用電池跟導線組成簡單的電路，觀察電解質物萃取液的顏色變化，了解簡單的氧化還原概念。

三、實驗所需材料

1. 調色盤

2. 塑膠滴管 3支

3. 鱷魚夾導線 2條

4. 9V乾電池 1顆

5. 2.0 mm的2B筆芯

6. 熱水

7. 紫色高麗菜或蝶豆花 適量

8. 鹼性溶液（小蘇打水溶液）

9. 酸性溶液（食用醋）

10.電解質溶液（硝酸鉀）

四、實驗步驟

1. 將紫色高麗菜撕成小片或取乾燥蝶豆花浸泡熱水約15分鐘後，倒出浸泡液備用。

2. 取一條鱷魚夾導線，其中一端夾在電池的正極；另一條導線一端夾在電池負極。

3. 兩條導線未夾電池那端皆夾上2B筆芯。

4. 將植物浸泡液加入調色盤（5格）。

5. 觀察酸、鹼顏色變化：將酸性、鹼性水溶液各滴入其中一格，觀察顏色變化

6. 觀察正、負極顏色變化：將筆芯插入浸泡液進行電解，會發現顏色變化極不明顯。此時可在浸泡液中加入少許硝酸鉀溶液幫助導電，再進行電解，則會發現顏色變化明顯快速，正、負極附近溶液的顏色改變了，正極發生氧化反應，產物為酸性；負極發生還原反應，產物為鹼性。

五、討論與思考

為什麼調色盤中液體顏色會變化?

一、實驗設計單位

國立新竹科學園區實驗高級中等學校／國立師範大學附屬高級中學

二、實驗原理

拉繩子使吸管與棉線間摩擦力增加，使紙板沿繩子向上。

三、實驗所需材料

1. 一般吸管 2支

2. 厚紙板/造型紙卡 3張

3. 棉線1公尺 1條

4. 一般透明膠帶 1卷

5. 細字簽字筆 1支

四、實驗步驟

1. 紙卡正面進行任意塗鴉、裝飾；背面寫上中文「八」字。

2. 可準備三種不同角度（60度、90度、120度）的「八」字形紙卡，來實驗觀察上升速度唷！

3. 將吸管剪兩段約4-5 cm，用膠帶固定貼在紙板的八字上。

4. 取100公分長度棉線，由下穿過其中一根吸管，再由上穿過另一根吸管。

5. 找一處可懸掛棉線的地方，將棉線的中央掛上。

6. 拉緊棉繩，以雙手交互上下移動的方式拉線，紙卡就會沿著棉線向上升；將繩子放鬆紙卡即會延棉線滑下來；替換三種角度的紙卡，以觀察上升速度的變化。

五、討論與思考

雙手一起拉跟只拉一隻手的差別在哪裡？

一、實驗設計單位

國立新竹科學園區實驗高級中等學校／國立師範大學附屬高級中學

二、實驗原理

海藻酸鈉接觸氯化鈣後，透過交聯作用使鏈狀分子相互連結。

三、實驗所需材料

1. 海藻酸鈉 2克

2. 氯化鈣 0.7克

3. 紅、藍色素（可用2種不同顏色的果汁代替，如蘋果汁、葡萄汁等）

4. 透明容器或燒杯 2個

5. 冷水及熱水各 100 mL

6. 滴管 2支

7. 筷子或攪拌棒 2根

8. 湯匙 2根

四、實驗步驟

1. 將冷水及熱水各倒入容器中。

2. 取海藻酸鈉及適量紅色色素倒入熱水中，攪拌充分溶解。

3. 取氯化鈣及適量藍色色素倒入冷水中，攪拌充分溶解。

4. 利用溶液的添加順序觀察水晶球的薄膜厚度：

(1) 將紅色海藻酸鈉溶液用滴管滴入或持續擠壓到藍色氯化鈣溶液中，會產生水晶球或化學麵條，撈出成品觀察。

(2) 將藍色氯化鈣溶液用滴管滴入或持續擠壓到紅色海藻酸鈉溶液中，撈出成品觀察。

(3) 將實驗 (1)的水晶球加入藍色氯化鈣溶液，撈出成品觀察。

❗️實驗結果為化學物質，請勿食用。

五、討論與思考

1. 怎麼樣使水晶球的外殼更堅固？

2. 如果把乳酸鈣溶液滴入海藻酸鈉溶液會怎麼樣？