EXPERIMENTS 創 新 科 技 系 列
# 7438R
8+ 258 22 年齡
數量
模型
目錄 TABLE OF CONTENTS 目錄.......................................................................................................1 牛刀小試...................................................................................................2 安全資訊 ................... ...........................................................................3 組裝小技巧............. ...............................................................................4 實驗包內容............ ................................................................................5
小撇步！
8、89、90 你可以在第36、37、67、6 上找到有關 、110、111、136和137頁 資訊。 “知識補給站”部分的其他
實驗 人與機器................................................................................................. 7 模型： 測距輪.......................................................................................................8 旋轉陀螺............................................................................................... 12 液壓升降機.............................................................................................15 機械手臂................................................................................................ 24 堆高機................................................................................................... 30 馬路大驚奇........................................................................................... 38 模型： 直線加速賽車........................................................................................ 39 三輪車.................................................................................................. 43 起重機.................................................................................................. 47 氣壓減震車.......................................................................................... 54 減速煞停車........................................................................................... 61 陸地與海洋.......................................................................................... 69 模型： 雙體船................................................................................................... 70 風帆車.................................................................................................. 73 噴射氣艇.............................................................................................. 77 潛艇與加油站...................................................................................... 81 空中飛行............................................................................................... 91 模型： 飛翔種子滑翔機.................................................................................... 92 懸掛式滑翔機....................................................................................... 94 直升機.................................................................................................. 97 風車................................................................................................... 105 攝影世界............................................................................................. 112 模型： 手持穩定器...........................................................................................113 三腳架................................................................................................. 119 自拍桿................................................................................................ 125 顯微鏡................................................................................................. 130
小撇步！ 在每一堂主題模型，你會發現一個藍綠色的橫條圖。 >>>此橫條圖顯示了每個模型的難度級別:
容易
1
中等
困難
牛刀小試
組裝技巧
要步驟！ 我們先測試實驗中的主 在進入模型組裝之前, 讓
想知道更多嗎？ 準備 好 探索迷 人 的工程世界…
空氣的力量 你會需要 56
› 1200mm細水管包 56 › 鎖管螺母S 57 › 雙向止水閥 58 › 液壓缸L(塑膠桿) 59 液壓缸L(把手) 60 › 打氣筒座與寶特瓶組裝 61 62 63 › 氣壓調節閥與氣壓調節蓋組裝 78 79 80 › 剪刀 › 捲尺
57
58
x 1 x 1
60
59
x1
x1
x1
62
x1
79 63
x1
61
78
x1
x1
80
x 1
x1
大顯身手 1. 準備以下細水管長度：20 公分（x2）、25 公分、40 cm（可參考 P.4 小技巧）。 2. 依照圖示組裝零件。 如果你還沒有了解打氣筒座與寶特瓶組裝、氣壓調節 閥與氣壓調節蓋組裝，請參閱 P.4 的“組裝小技巧”部
40 cm
4. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在 30
氣壓 調節閥
至 50 之間。）
雙向止 水閥
5. 接下來移動雙向止水閥開關，液壓缸中的活塞現在可 以移入和移出。 6. 你可以使用氣壓調節閥上的控制器來調節活塞移動的 速度。
打氣筒
3. 將雙向止水閥開關到中央位置。
液壓缸
分。
20 cm 20 cm
25 cm
鎖管螺母S
發生什麼事 當你操作打氣筒時，將空氣推入寶特瓶中，然後移動雙向止水閥上的開關，空氣通過管道與氣壓調節閥流入液壓 缸。氣壓調節閥打開的程度將決定空氣流動的快慢。打開氣壓調節閥可降低流動阻力，這意味著空氣流動更快， 也意味著更多的空氣同時流入液壓缸，從而更快地推動活塞。當你向另一個方向移動開關時，空氣需要再次通過 氣壓調節閥，使活塞開始移動，並以相同的速度進行。
2
安全資訊 & 組裝小技巧
安全資訊
親愛的父母：
警告！本套組不適合 3 歲以下的幼童使用。其中包含細小零件可能被幼童
在實驗開始之前，請仔細閱讀使用說明
吞嚥或吸入，產生窒息危險。如果在頸部周圍放置長繩或細水管，則可能 產生窒息危險。
書並和您的孩子一起討論安全資訊。請 仔細檢查模型以確保有將模型正確組 裝，並協助您的孩子進行實驗。
請將實驗材料和組裝模型存放在幼童無法取得之處。 請幫助您的孩子進行實驗，特別是閱讀
因內含重要訊息，請將包裝盒與說明書妥善保存。
組裝圖並將各個部分拼湊在一起時，這
警告！懸掛式滑翔機模型：不要瞄準眼睛或臉射擊。 警告！當在水上使用模型時，必須在淺水並有父母或其他成年人的陪伴才
可能需要比孩子目前擁有的更多的靈活 性或手部力量。
可使用。絕對不可以在水的附近使用電風扇、吹風機或是其他的電器用品。 使用後，請於拆解時將水瀝乾，使零件保持乾燥，並讓多餘的空氣從氣壓
我們希望您和您的孩子在使用本套組時 能獲得樂趣與完成有趣的實驗！
系統中排出。
組裝小技巧 下面是組裝模型的小技巧。在開始之前閱讀這些竅門，可以使組裝及實驗更容易成功！ 扳手 當你想要將模型分開時，你會需要扳手。使用扳手 的窄端來移除結合鍵。你可以使用寬端撬開其他零 件。
A
關鍵零件組裝示範 液壓缸L(塑膠桿)與液壓缸L(把手) 組裝
3
氣壓調節閥與氣壓調節蓋組裝
組裝小技巧
打氣筒座與寶特瓶組裝
塑膠輪框與橡膠輪胎組裝
x4 依照指定長度裁切細水管 在零件包裝裡，可以找到 2 條 1200mm 細水管。將細水管分別裁 切成下列指定的長度，以便在組裝時每個模型擁有正確的細水管長 度，這些細水管可以重複使用。 第 1 條：60 公分 x 2 第 2 條：10 公分 x 1、20 公分 x 2、25 公分 x 1、40 公分 x 1
用於物理量的縮寫 d
縱向重心
H2
a, b, c, d
各種長度
H 2O
A
面積
F
力
S
FBL
升力/浮力
FE
地球引力
FG
重力
FR
火箭力學 停止點
氫氣 水
L
力臂的長度
T
扭矩
O2
氧氣
p
壓力
CG
重心
u
流速
4
實驗包內容
你的實驗包裡面有什麼零件呢？ 1
2
13
3
4
14
15
22
29
6
57
59
34
52
65
66
67
35
53
72
5
73
37
46
47
54
55
62
70
63
71
68
75
74
28
36
45
61
69
64
27
44
60
21
26
43
51
12
20
25
42
11
19
33
50
58
10
18
32
41
49
56
9
24
40
48
8
17
31
39
7
16
23
30
38
5
79 76 77
78
80
實驗包內容
清單：查找-檢查-核對 號碼
零件名稱
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
B-短結合鍵 C-長結合鍵 C-自轉軸鍵 C-凸輪連結鍵 C-20mm軸扣鍵 C-短紙卡固定鍵 C-二合一結合鍵 C-雙向轉接鍵 C-單向轉接鍵 C-2 凸單孔轉向結合器 C-3 孔1/4渼弧長條 C-3 孔1/4弧長條 C-3 孔長條
40 20 2 1 12 6 6 2 2 4 1 7 3
7344-W10-C2B
C-3孔長條側有孔
6
7026-W10-X1D
C-3孔超長條 C-3孔圓角長條 C-5孔長條
1 4 4 4 3
7413-W10-Y1D
C-5孔長條側有孔
C-5孔超長條 C-7孔圓角長條 C-7孔圓角扁長條
22
C-9孔長條
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
C-11孔長條 C-15孔超長齒條 C-5×5孔正方框 C-5×15孔長方框 C-145度齒輪曲軸-A C-145度齒輪曲軸-B C-35mmⅡ軸 C-60mmⅡ軸 C-70mmⅡ軸 C-100mmⅡ軸 C-150mmⅠ軸 C-軸固定鍵 C-20T齒輪 C-40T齒輪 C-60T齒輪 C-10T鍊輪 C-OD23mm滑輪 C-OD33mm滑輪
數量
4 4 6 4 2 2 2 2 2 3 2 2 3 2 2 6 2 2 2 2 2
品號 7061-W10-C1R 7026-W10-H1R 7413-W10-S1R 7413-W10-T1R 7061-W10-W1D 7061-W10-G1D 7061-W10-X1D 7061-W10-Y1D 7430-W10-B1D 3941-W10-C1W 7061-W10-V1D 7026-W10-Q2D
7404-W10-C1D 7413-W10-K2D 7413-W10-R1D 7413-W10-X1D 7404-W10-C2D 7404-W10-C3D 7407-W10-C1D 7413-W10-P1D 7061-W10-T2D 7413-W10-Q1D 7413-W10-J1D 7411-W10-C1D 7411-W10-C2D 7413-W10-O1D 7413-W10-M1D 7061-W10-Q1D 7413-W10-L2D 7026-W10-P1D 3620-W10-A1D 7026-W10-D2R 7346-W10-C1B 7026-W10-W5Y 3569-W10-D2S1
7344-W10-N3Y 7344-W10-N2Y
號碼
零件名稱
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
C-OD53mm滑輪 C-OD26mm橡膠圈 C-OD36mm橡膠圈 C-OD56mm橡膠圈 C-軸轉接器 C-吊鉤 C-捲線器 C-曲軸 C-OD64×25mm塑膠輪框 C-OD64×25mm橡膠輪胎 C-70mm橡皮筋 C-100mm橡皮筋 C-A型浮筒連結器 C-A型浮筒頭 C-A型浮筒身 C-1200mm細水管包 C-鎖管螺母S C-雙向止水閥 C-液壓缸L(塑膠桿) C-液壓缸L(把手) C-空氣壓縮瓶O形環 C-寶特瓶 C-打氣筒座 C-釋壓夾 C-寶特瓶結合器 F-十字連結器 F-短結合鍵 C-墊片 F-150mm竹棒 F-220mm竹棒 F-300mm竹棒 C-2000mm特多龍線 B-扳手 P-造型塑膠片 P-造型OPP膜 P-造型合成紙卡 C-短結合鍵(圓孔) C-OD5.5mm橡膠圈 C-氣壓調節閥 C-氣壓調節蓋
數量
2 2 2 2 2 1 1 1 4 4 2 2 6 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 2 2 3 1 1 2 1 1 2 1 1 1
品號 7344-W10-N1Y R12-08S R12-07S R12-09S 7026-W10-L2D 7900-W10-H2SK 7900-W10-H1SK
7063-W10-B3S1 7392-W10-H1SK
7413-W10-D1D R10-02 R10-05 7398-W10-E1S 7398-W10-G1B 7398-W10-F1B 1155-W85-120 1156-W10-J1Y 1155-W85-I4DN
7411-W85-A 7411-W10-D3D R12-05 7389-W85-C1 7389-W85-A1D 7389-W85-B1D 7389-W10-B2D 7403-W10-C1D1
7402-W10-C1D R12#3620 R36#7402-2 R36#7402-3 R36#7402-5 R39-W85-200 7061-W10-B1Y K41#7438-K-3 K41#7438-K-2 K16#7438-K 7344-W10-C3Y R12-02 7438-W10-A2D 7438-W10-A1D
你還需要:
（如：小球）、電子秤、一塊木板、書本、硬幣或小石頭、大型裝水 剪刀、膠帶、捲尺、小物件（如：玩具車或積木）、你能用手掌握的物件 金屬墊片或硬幣（總共22個）、椅子、手機、手電筒或自行車燈或 容器（如：浴缸、戲水池）、具有高度的裝水容器（如：水桶）、125g重的 頭燈、小型透明物品（如：葉子、花瓣等）
6
人與機器 從古至今，人類就一直利用工具使生活更輕鬆，這些工具可以幫助我們掌握、提升和測量事 物，也找到方向。從簡單的手斧發明到我們今天所知的複雜機械，我們已經經歷了漫長的開 發旅程。 現在，讓我們實驗看看一些人們現在使用的機器吧！
7
模型 零件清單
1
測距輪
容易
1
2
6
12
14
16
18
20
x 23
x 6
x 2
x 2
x 3
x 1
x 3
x 2
21
22
x 2
x 2
26
23
30
M17 Distance Measure x 4
x 1
x 2
76
31
35
x 2
x 2
1
37
44
M17 Distance Measure 2 x 2
x 1
x 1
x 1
M17 Distance Measure M17 Distance Measure
1
1
41
2
1 2
1
2
2
3
23
2323
3 23
70mm axle
3
3
4
4
4
70mm axle
70 axle 70mm mm 70mm axle
OD53mm pulley
4
70mm axle
OD53mm pulley
4
60mm
3
70mm axle
23
60mm axle
60mm axle
70 mm 70mm axle
70mm axle
41OD53mm pulley OD53mm pulley
60mm axle 60mm axle
5 X2
23 23
5 X2
23
8
5 X25 X2
22
23
23
70mm axle 60mm axle
OD53mm pulley
測距輪 5
模型
1 6
×2
6
6
5 X2
23
7
7
22 22
2323
7
7
8
8
8 9
9
9
10
11
10
11 10
9
109
模型
10
1
測距輪
11
11
11
12 12
12
12
OK. OK.
12
OK. OK.
完成! 10
實驗一
測距輪 你將會需要 › 組裝測距輪 › 你可以測量不同的距離
大顯身手 1. 轉動測距輪，直到指標設置為 0。 2. 慢慢地轉動測距輪並計算旋轉的圈數，直到目標距離 停止。 3. 紙卡上的數字單位為公分 (cm)，每旋轉一圈的距離約 19 公分，如果轉換成公尺 (m)，則需將數值除以 100 即可。
發生什麼事 當你沿著一定距離推動測距輪時，車輪會轉動。 該旋轉的力透過齒輪傳遞到計數輪（與紙卡相扣的 60T 齒輪）上。傘狀齒輪的軸通常以 90°角相交。 在這種情況下，可以使旋轉方向從垂直方向改變為
你知道嗎？
水平方向。
這種類型的測距輪常用於發生交通事故時，警察量測煞 車痕跡的長度，他們可以使用這些資訊來計算涉及的車 輛所行駛的速度。在道路建設和景觀美化中，測距輪用 於量測道路長度和警示標誌之間的距離。
想了解更多？ 你可以使用測距輪搭配長條繩製作 捲尺，並且可以在下一個實驗中使用此捲尺。要 製作捲尺，請使用測距輪測量 10 公分的繩子， 然後在此處打結繩子。你可以在每 5 公分處打結 來使你的捲尺更精確。
關鍵概念：交通警示標誌 警示標誌是一種道路標誌，用來警示使用者的道路路線或障礙物的位置。為了 提高能見度，設計了兩種對比色的對角線條紋。
11
模型 零件清單 10
12
19
x 11
x 3
x 2
x 1
26
x 1
x 2
1 1
1
旋轉陀螺
容易
1
37
2
23
x 4
29
30
31
35
x 1
x 1
x 1
x 5
M15 Spinning Top M15 Spinning Top 41
44
48
M15 Spinning Top
x 1
x 1
x 1
M15 Spinning Top
2 2
2
1 1
2
2
3 3 4 3
33
23
23 23
23
4
23
23
23
23
5 5
4 4
23
23
4
23
23 23
23
2323 23
23
23
23
12 35mm 35mm axle axle
23
模型
旋轉陀螺
23
2
5 70mm
70mm axle
35mm
5
35mm axle
6
OK.
6 60mm
60mm axle
41
OD53mm pulley
OK. 60mm axle
完成!
OD53mm pulley
13
實驗二
旋轉陀螺 你將會需要
發射器裝置
› 陀螺 › 組裝曲軸發射器.
大顯身手 1. 將陀螺直立在平坦的地面上。 2. 將陀螺插入發射器裝置中。 3. 轉動發射器上的曲軸，使陀螺開始旋轉。
陀螺
4. 當陀螺快速旋轉時，移開發射器。
發生什麼事 曲軸的轉動透過兩個齒輪傳遞到陀螺。在這種情況
你知道嗎？
下，連接到曲軸上的齒輪比連接到陀螺頂端的齒輪
在飛機和小型無人機中，常
大。這意味著你可以慢慢地轉動曲軸，旋轉陀螺會快
使用一種陀螺來檢測飛機在 複雜機動期間的位置。它們 以非常高的速度旋轉，即使
速旋轉。平衡及角動量守恆定律確保陀螺直立旋轉 不會傾倒，直到陀螺因失去速度而搖晃傾倒。
在飛機旋轉時也始終保持直 立位置。這種特殊類型的陀 螺稱為陀螺儀。在過去，陀 螺也用於船舶，以確保陀螺儀羅盤在任何時候都保持
想了解更多?
完全水平，即使在劇烈晃動時也是如此。 這是讓水 手準確導航的唯一方法。
準備兩塊木板或兩本書並一半接著 另一半重疊擺放做成一道斜坡。 如果將陀螺在斜坡上旋轉會發生什麼樣的變化呢？ 旋轉陀螺將以彎曲或流線形狀在斜坡上運行。若以 這種方式在斜坡向上移 動需要很大的能量，這 意味著旋轉陀螺在斜面 上比在平坦的水平表面 上更容易減速。
14
模型
液壓升降機
3
零件清單 1
2
x 36
x 8
難度 7
8
10
12
13
14
16
x 4
x 2
x 4
x 4
x 2
x 2
x 4
5
x 12
17
18
x 2
x 4
19
20
x 2
25
x 4
26
x 2
x 2 34
35
49
x 2
x 5
22
21
28
x 2
x 2
50
x 6
x 4
27
56
23
x 4
32
33
x 3
x 2 58
59
57
x 1 x 1
60
61
1
1
x 1
x 1
1
1
79
M16 Pneumatic Lift M16 Pneumatic Lift2 M16 Pneumatic M16 PneumaticLift Lift x 4
x 4
62
x 1
x 1
x 1 63
x 1
65
80
78
x 1
1
x 1
x 1
2
2
×22
2
x 1
X2
X2 X2
17
X2
17
17
17
17
22
22
22
22
22
3
3
4
3
3
3
15
4
5
4
4
4
5 6模 型
5
3
液壓升降機
6
5
6
7
7
8
8
8 7
8
7
8
7
9
9 9
9 9
150 m 150mm axlem 15150mm axle 150mm axle 150mm axle 0mm 150mm axle 150mm axle 150mm axle
10
150mm axle
16
150mm axle
11 X2
模型
液壓升降機
11 X2 11 11 X2 X2 10 10
×2
3
12 X2 12 12 X2 X2
5
23 5 5
5
23 23 55
11 X2
55
23
5
5
5
12 X2
5
5
5
5
55
12
×2
55
23
5
23
5
23 23
5
23 23
5
5
5
13
5
10 100mm axle 0m m 5
55
13
13 13 13
13
13 100m m
14
14
14 14
14 14
14
55
5
55
17
5
23
5
5
12
12 X2
11 X2 11
150mm axle
23
23
2
15 15 15
15
模型
22
100m m
100mm axle
15
22 22
100mm axle
液壓升降機
22
22 22
22
15
3
22
100mm axle 100mm axle 22
22
22
22
100mm axle 22
16 16 X2 16 X2 ×2
17 X217 X2
16 X2 16 X2
17 X2 17 X2
17 X2
16 X217 ×2
17 X2
22
22
18
19
18
19 22
18
18
19
19
18
18
22
22 22
19 19
22
19
18
20 液壓升降機
模型
3
20
21 X2
20
21 X2
21 X2
22
21
×2
22 21
19
21
22
22
22
23
23 X2
23 X2
23 X2 24 ×2
25
模型
25 24
3
液壓升降機
24
24
25 26
25
20
模型
液壓升降機 27
3
26
tube 5625cm 25 公分細水管
28
28
27
56
40 公分 細水管
21
28
27
29
28
模型
3
液壓升降機
56 56
20 公分細水管
20 公分細水管
OK.
完成 !
22
實驗三
液壓升降機 你將會需要 › 組裝液壓升降機 › 一些小物件（如：玩具車、積木等。）
大顯身手 1. 將雙向止水閥開關到中央位置。 2. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶︒（打氣次數控制在 30 至 50 之間。） 3. 接下來移動雙向止水閥開關 - 使液壓電梯上下移動。 4. 你可以用氣壓調節閥控制升降速度。 5. 現在將一些小物件放在液壓升降機上，向上升起再 降低。
關鍵概念：縮放儀 液壓升降機與“縮放儀”使用相同的原理，縮放儀為 一個曾經非常受歡迎的木製玩具。一系列的小物件
發生什麼事 在寶特瓶中的空氣通過氣壓調節閥並將活塞推出液
被固定在相互連接的木板上，可以一致作動，使結 構能以類似剪刀的方式打開和關閉。
壓缸。這個動作將力量轉移到類似剪刀的連桿上， 並提升液壓升降機。 這種槓桿作用可運輸非常重的負載。槓桿之所以進 行工作，是透過高低差所提供的位能，即重力乘 以高低差。當升力降低時，該能量再次釋放並透 過摩擦轉換成熱量。
你知道嗎？ 液壓升降機用於各種任務。例如：消防和技術急救人員使用液壓升降機來搬運設備 和人員。在梯子不夠穩固或架設適當的梯子成本太高時，液壓升降機也可以用於建 築施工中。
23
模型 零件清單 1
2
x 33
x 13
中等
4
5
17
x 1
x 1
23
25
x 3
x 1
53
x 1
x 2
62
x 1
1 X2 x 1
×2
1 X2
21
x 2
x 2
x 4
27
x 2
36
61
20
26
x 2
35
1
x 3
18
x 2
55
56
28
x 2 57
22
1 X2
x 1
31
32
x 1
x 3
58
x 1
59
60
x 1
x 1
M18 Roboter Arm 63
65
x 1
78
79
2
x 1 x 1
機械手臂
M18 Roboter Arm 2
x 6
x 1
x 1
4
x 1
M18 Roboter Arm 3
80
x 1
3 4
2
3
er Arm
4
4
23
23
22
5
3
6 23
4
23
23
17 22
22
5
24
6 23
5
機械手臂
模型
4
6
6
23
23
5
5
6 23
23 23
23
7
7 7 100mm axle
8 8
100mm axle mm
100
8
17 17
17
孔位 B
8
17
9 9
9
55 17
17
10 25
17
m 70m 70mm axle 70mm axle
10 10
17 5 17
9 5
10
4
機械手臂
17
11
10
11
12
10
70mm axle
22
22
22
11 12
12
22 22
12
13
14
13
22
3
5
模型
70mm axle
14 22
14
15 16 22
22 A
A
26
100mm axle
15 模型 機械手臂 13
14 4
14
16
15
A
22 22
22 22
15
16
16
AA
A
A
A
17
16
A
100mm axle
10
100mm axle
m 0m
mm 00 1 100mm axle
100mm axle
22
B
17
B
B
B
B
B
17 25cm tube
56 25cm tube
27
25cm tube
25 公分細水管
18
模型
4
機械手臂
18
18
40cm tube 56 56
20 公分細水管
40 公分細水管 40cm tube
56
20 公分 細水管
40cm tube
56
40cm tube
40 公分細水管
OK. OK.
完成!
28
實驗四
機械手臂 你將會需要 › 組裝機械手臂 › 機械手臂要抓取的各種物體
大顯身手 1. 將雙向止水閥開關移至中心位置。 ２. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在30 至50之間。） 3. 移動雙向止水閥開關。 4. 使用機械手臂試著抓住一個物體，並移動到指定的 位置再放開。
發生什麼事 當來自寶特瓶中的空氣通過管道流入液壓缸時，將活 塞向外推出，連桿機構將力傳遞到機械手臂的夾持
多？ 想 知道 更
具裝置， 如果在旋轉機械手臂上的夾 械手臂轉換為液壓擴張 使手臂向外彎曲，則可以將機 致車門無法順利打開， 器。例如：汽車因交通事故而導 用液壓擴張器並運用物 在這種情況下，消防隊就會使 理原理打開車門。 驗，試著使用機械手臂打 你可以以較小的比例進行實 開稍微半開的抽屜或門。
裝置上。這裡使用的原則是槓桿原理（參見關鍵概 念），當物體再次釋放時，空氣從另一側流過活塞 向相反方向推動，你可以繼續像這樣使用手臂，直 到寶特瓶釋放出所有壓力。
關鍵概念：槓桿原理
地球
槓桿原理的起源於希臘時代的數學家阿基米德(Archimedes)，他曾
阿基米德
說：「給我一個支點，我可以舉起整個地球。」我們都耳熟能詳的經典 翹翹板原理，較重的孩子坐在離翹翹板支點較近的近端，較輕的孩子 則坐在離翹翹板支點較遠的位子就能夠將 翹翹板另一端舉起。 兩側的力乘以槓桿臂長度必定相等，因此稱 為角動量守恆定律。
29
FA
LA
FA . LA = FE . LE
LE FE
模型 零件清單 1
2
x 18
x 10
21
x 3 35
8
10
x 2
x 2
22
23
x 6
x 4
49
14
17
x 4
x 2
18
57
x 4
x 4 62
x 1
x 1
58
59
60
x 1
x 1
x 1
65
M14 Forklift M14 Forklift 1 X2 M14 Forklift 1 X2 1 ×2 1 X2 M14 Forklift x 1
x 1
22
22
79
78
80
x 1
x 1
22
22
x 1
2 22 2
5
22 22
22 22
x 2
x 1 63
122 X2
33
x 2
x 1
x 2
x 2
26
x 2 56
20
x 4
25
50
61
堆高機
中等
5
x 15
5
2 5
5 5
5
22 5 5
3 X2
55
3 X2
3 X2
×2 33 X2
5
4 4 4
4
23 23
4
23
23
22 22
23
23
23
22
22 22
5
6
22
22
23
30 23
23
22
23
22
堆高機
5
5
模型
22 22
5
6
6
6
5
23 23
23
7
77
8
8
9 A
8 9 B
31
10
23
10
9 9
9
模型
堆高機
5
11
10
2323 23
12
12
1111
3
12 13
1
11
5
55 5
17
5 5 17
14
14 15
14 13
150 150
mm
mm
32
14
堆高機
15
模型
15
5
15
5 5
16 16
56
25 公分細水管
17
17 56
33
40 公分細水管
模型 18
5
堆高機
18
56
56
20 公分細水管
20 公分細水管
完成!
34
實驗五
堆高機 你將會需要 › 組裝堆高機 › 各種可以放在堆高機貨叉上的物件 (如：小書、玩具等。） › 電子秤
大顯身手 1. 將雙向止水閥開關移至中心位置。 2. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在30至
50之間。）
3. 移動雙向止水閥開關－使堆高機的貨叉上下移動。 4. 將各種物件放在堆高機貨叉上，向上升起再降低。 5 . 使用電子秤，測量每個物體的重量，並將它們逐個放在 貨叉上，然後抬起貨叉，觀察貨叉最多能夠承受多重的 重量。
發生什麼事 力透過連桿傳遞到堆高機的貨叉上，這個結構是確保 貨叉保持水平，這很重要，否則貨叉上的物體會掉下 來。但是，如果負載太大或位於貨叉上太遠的位置， 堆高機本身的配重將不再足以保持平衡，因此堆高 機會傾倒。 在貨叉抬升過程中，存儲在氣壓中的能量轉化為動 能，能提升負荷的動力，因此負載能夠接收位能，
6. 現在實驗看看，在堆高機向前傾倒之前，最多可以舉起的
多少的重量。
直到貨叉再次降低，這種位能才被釋放並轉化為 動能。
高處水庫
關鍵概念：抽水蓄能電站 正如能量儲存在堆高機貨叉抬升的負載中一樣，在抽水蓄能電站所 使用的蓄水池中也儲存著能量。 抽水蓄能電站由兩個位於不同高度的蓄水池組成，並通過管道連接。
低處水庫 抽水泵
每當存在過多的電能時，水就會從低處水庫透過抽水泵送到高處水 庫，在此期間水的位能增加。當需要電能時，水再次向下流動，這種運動將位能轉換回動能，然後轉化為電能。
35
知識補給站
簡單的力量 當你需要攜帶重物（例如：滿滿一袋雜 貨）行進移動時，可以將重物靠身上， 這樣對脊椎造成的壓力較少，袋子也感 覺不會那麼重。
槓桿原理
槓桿原理的幾個常見例子為鉗子和剪刀。 到同一個鉸接樞紐的槓桿形 鉸接剪刀（鐵皮剪刀）是一種由兩個力臂連接 式。
的剪刀，
用於剪裁困難的材料（例如：金屬板或樹枝） 手柄比刀片長，使力量更有效地傳遞，更容 易正確地剪裁材料。
1
L
智慧助手 在線上零售商的龐大倉庫中, 我們看到機器人 的數量不斷增加。這些機器人由一台電腦集 中控制，接收、查詢或儲存專案的需求。他們 常使用堆高機來做事，也常使用液壓升降機（ 第15頁）和機械手臂（第24頁）。
36
知識補給站
你可以用打氣 筒來… ... 將空氣打入自行車的輪胎中。當你這樣 做的時候，就是在推動液壓缸中的活塞，而 這個活塞會把空氣推向單向閥並且將空氣推
各種由小到大的齒輪
入軟管中，這種單向閥的裝置可以確保空氣
械鐘錶 齒輪有各式各樣的形狀和大小。在機
不會散逸，讓空氣保留在氣壓室與軟管中。
保轉動時 的運行使用非常微小的齒輪，以確
打氣了一會兒之
和鍊條機 分針比時針快。在自行車上，鍊輪
後，你會注意到
能夠傳遞到 構確保轉動曲軸踏板所產生的力
打氣筒開始升 溫，這是完全正
，齒輪比 後輪，透過調整齒輪比來改變速度
常的，因為空
之間的比 是後輪轉速與踏板曲柄轉速兩者
氣被壓縮時，空氣的溫度會
率。
上升，打氣筒的溫度也會跟著上升。
工業機器人 在現代化工廠裡，機器人被用來緩解工廠工人的工作 量。它們是在危險的工作與重複瑣碎的任務情況下最 有用。這些機器人能夠抓取、擰緊、鑽孔、油漆、焊接 等功能。
37
馬路大驚奇 在 6,000 年前，美索不達米亞區域的人們發明了二輪車與四輪車；車輪是一項重大的發明， 並且為了後來的文明發展鋪路。製輪技術使得載送貨物或人類流動變得更便利，道路也因 此跟著產生；我們現代人使用車輛與道路的方式，跟古代人使用的方式大同小異。接下來 的實驗中，你將體驗一系列令人驚嘆的輪式車輛。
38
38
模型
直線加速賽車
6
零件清單 1
2
x 22
x 4
容易 10
12
14
17
20
x 1
x 4
x 1
x 2
x 2
21
22
23
x 2
x 4
x 2
25
30
x 2 x 2
33
x 1
35
38
x 2
x 1 x 2
M5 Dragster x 2
x 2
1
2
M5 Dragster 1 2 M5 Dragster 2 x 2
1
50
49
43
x 2
52
1
40
2 23
23 23 23
22
23 23 23
22
22 22
3 4
3
33
4 22 22
39
22 22
4
22
3 3
4 4 模型
4
4
直線加速賽車
6
22 22
5
5 5
6
17
1717
×2
6 X2 6 X2
6 X2
17 17
1717
7 7
22 22
22
22
40
8
22
22
直線加速賽車
模型
6
8
8
22
22
8
8
15 0
60
52
9
mm
×2
9
ey
60 40 OD33mm pulley
mm
OK. OK.
pulley
OK.
完成!
41
mm
實驗六
直線加速賽車 你將會需要 › 組裝直線加速賽車 › 捲尺（例如：實驗一測距輪所製作的捲尺） › 走廊或光滑地板的空間
大顯身手 1. 將橡皮筋往後輪拉，並扣在鍊輪上。 2. 現在將賽車往後拖行，直到扣在鍊輪上的橡皮筋充 分拉緊。如果使用兩個橡皮筋，則需要大約 1 到 1.5 公尺的作動距離。
你知道嗎？
3. 抓緊後輪，以免旋轉。
在跑車和賽車競賽中，短時間加速至關重要，他們以
4. 將直線加速賽車排列在起跑點，並避開前方道路的
後輪作為驅動輪。然而，當後輪驅動的車子遇到急轉
障礙物。
彎時，車輪有時會轉向過度，因為使用方向盤轉動前
5. 放開後輪。
輪時，後輪也會繼續直行。如果你沒預先防範，很快
6. 如何知道它作動的距離？可使用捲尺測量。
就會變得相當危險。
7. 再次進行實驗，但這次只能用一條橡皮筋。 8. 如果這次將你的賽車改造成前輪驅動，那麼會走多 遠呢？試試看，並將橡皮筋改由鍊輪下方扣緊。
發生什麼事 直線加速賽車的橡皮筋作為驅動後輪的馬達，被稱為後輪驅動。橡皮筋拉得越緊，直線加速賽車就會加速越快， 甚至能作動更長的距離。 如果你讓直線加速賽車向後行駛，使其處於前輪驅動模式，你會注意到較大的車輪有旋轉的傾向。之所以發生 這種情況，是因為車輪轉移到地板的抓地力較小，而且速度不會加快。然而，對於後輪驅動，加速度能使輪胎 對地板的抓地力更強，因為汽車正從後面向下推。 因此，車輪旋轉較少，並且能將汽車動力更有效地傳遞。
42
三輪車
模型
7
零件清單
容易
1
2
8
13
14
16
20
x 16
x8
x2
x 1
x4
x 4
x2
23
26
21
x 2
x2
x2 44
41
31
32
x1
x2
49
50
51
x2
x2
x2
34
x2
38
x1
x2
x2
53
x2
1
×2
M6 Trike Bike
11 X2 X2
M6 Trike Bike 1 X2
2
22 2
3
33 3
44 small small rubber rubber band band x2 x2
4
small rubber ba
43 70mm 70mm axle axle
4
4
51
4
4
模型
small rubber band x2
×2
7
small rubber band x2
三輪車
small rubber band x2
70mm axle
770mm axle 0m m
70mm axle
100
mm
100mm axle
100mm axle
5
55
6
6
6
7
7
6
7
8
8
9
100mm axle
9
8
44
8
7
三輪車 99
模型
8
7
9
9 23
10 X2 10 X2
23
9 23 23
10 X2
10
×2
23
OD53mm pulley OD53mm pulley
23
10 X2
23
11 11 11
41 OD53mm pulley
OK.OK. 11
23
OD53mm pulley
OK. 11
axle 10100mm 0m 100mm axle m
OK.
100mm axle
完成! 100mm axle
45
三輪車
實驗七
你將會需要 › 組裝三輪車 › 捲尺（例如：實驗一測距輪所製作的捲尺） › 一塊長板和一些書，以一定的角度鋪設在地板上，作為 斜坡
大顯身手 1. 將橡皮筋往後輪拉，並扣在鍊輪上。 2. 現在將三輪車往後拖行，直到扣在鍊輪上的橡皮筋充 分拉緊。如果使用兩個橡皮筋，則需要大約 1 到 1.5 公尺的作動距離。 3. 抓緊後輪，以免旋轉。
發生什麼事
4. 將三輪車排列在起跑點，並避開前方道路的障礙物。
三輪車與直線加速賽車的作動原理相同。然而，三輪車
5. 放開後輪。
的重心比直線加速賽車高了許多，在前輪驅動時更容
6. 如何知道它作動的距離？可使用捲尺測量。 7. 再次進行實驗，讓三輪車在斜坡上移動，並測量作動
易轉動。 經過幾次實驗，你會發現，當三輪車往上作動時，三 輪車的作動距離比往下作動的距離要短。
的距離。 8. 當三輪車由前輪驅動時會有什麼樣的變化？試著進行 改造，並將橡皮筋改由鍊輪下方扣緊。
這可以用物理原理-能量守恆原理來解釋，當你拉 緊橡皮筋時，正儲存彈力能量，接著轉化為動能。當 三輪車沿著斜坡行駛時，位能也會被釋放出來，讓 三輪車走得更遠。往上作動時，需要累積位能，這 意味著三輪車不能行駛得那麼遠。三輪車將繼續 前進，直到其運動因摩擦而停止。在此過程中，產 生的熱能，即機械能轉換成的熱能。
想知道更多？ 直線加速賽車與三輪車哪一個作動 比較遠？試著將組裝完成的直線加速賽車與三輪車的 模型，同時將兩個模型的橡皮筋拉緊，這步驟可以找 你的夥伴協助，然後將它們在平坦及傾斜的表面上進 行比賽，觀察其變化。
46
模型
起重機
8
零件清單 1
2
3
x 40 x 18 x 2 16
5
7
8
9
10
12
13
14
15
x3
x 4
x2
x2
x4
x 6
x3
x6
x1
17
x4
x4 24
18
19
x4
x3
25
x1
36
x5 49
50
x 1
x2
x2
1
54
x2
x3
31
x2
x2
x1
45
46
47
M9 Crane
x 1
28
x2 39
x 2
40
x2
1
x1
x1
72
2
x1
M9 Crane M9 Crane
1
x4
x6 30
x 1
x 1
23
29
38
53
22
x4 27
x 2 37
x1
48
21
x4
x2
35
x1
20
26
x2
32
1
困難
2
2
2
3 4 X2
3
3 3
23
4 X2 4 X2
23
23 23
47
23
5
6
23
17
4
4
44 X2 X2
×2
模型 23
起重機
5
23 23
23 23
6
5
23
6
8
17
66
1717
17
17
17
7 60mm
60mm axle
8
7
8
8
10
9 X2
48
10
9 X2 9 X2 9 X2 起重機
×2
模型
8
10 10 10
9 X222
9
10
10
22 22
22 22
11 11 11
12
12
12 12
11
11
10 0
12
100mm axle m
m
100mm axle 100mm axle
100mm axle
13 13
1414 22
14
13 22
22 22
49
15 15
16
15
15 15
16
16 16 模 型 16
15
15
起重機
8
16
15
16
17
17 17
17
17 17
17
17 17 17 17 17
18
19
17
18 18 18
17 17 17 17
18
17
19
19 19 19
19
18
OD33mm pulley OD23mm pulley 39
OD33mm pulley
OD33mm pulley 40 OD33mm pulley
OD23mm pulley
OD33mm pulley
20
OD23mm pulley
OD33mm pulley 40
OD23mm pulley
OD23mm pulley
20 5
6 0m m
70mm axle
21 50
70mm axle
起重機
8 70mm
21
模型
70mm axle
21
22
22
21
23
23 23
2424
5
5
51
26
27
24
2
24
25
模型 26
25
26
27
25
35
26
mm
27 150cm 特多龍線
26
25
起重機
8
72
27
27 35 mm
39
28
28
28 28
完成!
OK.
A
OK.
52
起重機吊運車
實驗八
起重機 你將會需要 › 組裝起重機 › 壓在起重機底座的一些書本 › 放著硬幣或小石頭的A型浮筒，作為負載
B
C
大顯身手 1. 將書本放置在起重機的底座上面，減少起重機傾 倒的風險。 2. 藉由短軸可以調整起重機吊運車位置，當裝置越 離起重機越遠時，起重機懸臂需要支援的力量就 越大。 3. 我們在這裡安裝的起重機是基於關鍵概念：滑輪 組圖例 A。 4. 將 5 孔超長條扣在藍色齒輪上做為捲線裝置的卡 榫。 5. 運用起重機的吊鉤，將裝有硬幣和小石頭的 A 型 浮筒吊起。 6. 現在可以釋放卡榫及轉動曲軸吊起浮筒，並試著 提升和降低負載，觀察其變化。
關鍵概念：滑輪組 滑輪組是一種用於提升重物的技術工具，它使用多 個滑輪來分配負載，你擁有的滑輪越多，所需的力 就越小。但是這也意味著必須使用更多繩索，理論 上可以根據需求去減少力量。 然而，滑輪增加了負載的重量，支撐的力量也需要 提升。因此，應仔細計算所需的滑輪數量，以便可以 用最少數量的滑輪提供必要的力。
7. 如圖例 B 的方式將線穿過滑輪，並試著提升和降 低幾次，觀察其變化。 8. 最後，如圖例 C 將線穿過滑輪，並試著提升和降 低負載，觀察其變化。
發生什麼事
A
B
C
當你轉動曲軸時，力量會施加在繩子上，在圖例 A 中使用的滑輪只影響力的方向，它們並不影響力的 大小，拉動繩索會吊起物體。 而在圖例 B 和 C，只需使用較小的力便能拉動，因 為繩索懸掛在兩個（圖例 B）或三個（圖例 C）滑 輪，這些額外的懸掛點將承受一部分負載（詳見右 圖），這就解釋為什麼必須轉動曲軸多次，如果我 們忽略摩擦，在三個圖例中，拉力（繩索的長度
53
乘以力）將始終相同。
原理。移開起 你可以使用起重機測試槓桿 件，然後測試在起重機傾倒 重機上的書本，換上另一個物 車多少距離？旋轉懸臂方向 之前，你可以移動起重機吊運
有任何影響呢？ 對於起重機的底座穩定是否 乘以力矩在兩側必須相等 就像翹翹板一樣，槓桿兩側臂長 在提升時必須靠近起重機。 才能維持平衡。也就是說，重物
模型 零件清單 1
2
x 26
x5 23
35
14
17
18
21
22
x3
x1
x1
x2
x2
x6
x2 45
x6
中等
10
25
x4
49
27
28
32
x 2
x 2
x 3
50
56
33
x4 62
x4
59
x1 79
x1
x1 63
x2
58
x1
61
34
x2
57
x2
60
氣壓減震車
9
80
65 78
x1
x1
11 1 1
x1
x1
x1
x1
2
1
3 3 3 3
x1
M8 Car Shock M8 Car Shock Absorption M8 Car Shock Absorption M8 Car Absorption Shock Absorption x1
3
2 2 2
4 4 44
2
4
23
5
23 23
7
23 23
54
4
23
模型
氣壓減震車
9
7
5
5
4
23 23
17 17
6
7
23
6
6
23 23
7
7
23 23
23 23
6
8
9
8
23
100mm axle
100mm
55
11
9
8
模型
9
8
氣壓減震車
9
9
100mm axle
23 23 23
11 10 10 ×2 x2
A
11
A
AA
A
9
8 22 22
12
22 22
axle
23
12
22 22
22
11
11
x2
A
A A
13
13 22
100mm axle
22
12
56
10
x2
10
A
x2
A
11
A
A
22
22
模型
氣壓減震車
22
9
12
12 22
12
22
22
A 13 13
13 100mm axle
m 100mm axle 0 10
m
100mm axle
0 10 100mm axle
mm
14
m m
15 15 0
15 0
m m
14
57
14
模型
9
15
氣壓減震車
15
15
16
15
16
17
17
17
17
25cm tube
25 公分細水管
56
25cm tube
25cm tube
58
氣壓減震車
模型
9
18 56
20 公分細水管
56
20 公分細水管
56
40 公分細水管
40 公分細水管 56
完成!
59
氣壓減震車
實驗九
你將會需要 › 組裝氣壓減震車 › 書本作為氣壓減震車載運的物件 › 置於作動路線上的障礙物（如：筆、小木棍或木板。）
大顯身手 1. 將雙向止水閥開關到中央位置。 2. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在 10 至 50 之間。） 3. 打開氣壓調節閥。
你知道嗎？
4. 接下來移動雙向止水閥開關，使氣壓減震車車身上
在汽車中，減震器由兩部分組
下移動，接著讓車身保持於「懸掛」狀態（車身位置
成。 一個是吸收衝擊力道大的彈 簧，一個是裝有液壓油的活塞氣
較高）。 5. 在支架上放一些書，此時車體位置的高度會略微降 低。 6. 現在從後方推動氣壓減震車推一下 , 讓它跨越障礙物
缸。活塞是可互相滲透的，液壓 油能緩慢地穿透活塞。而由活塞穿透液壓油所引起的 摩擦力則可以吸收更多的衝擊。
或走過障礙物邊緣。 7. 觀察當減震車的氣壓裝置完全縮回及完全延伸時所 產生的變化。
發生什麼事 當行駛越過障礙物時，車輪會抬起，而透過連桿機構 將車輪的位移活動傳遞給活塞。 因為空氣可以被壓縮，所以活塞能夠移動，從而達
關鍵概念：登山車 一輛好的登山車（山地自行車）通常配備一個減震前 叉。登山車中有一些款式裝備了充油阻尼系統，可吸 收和抑制衝擊震動，這個阻尼系統可以讓騎行者在崎 嶇地形上騎行時覺得比較舒適。甚至某些減震前叉還 能夠利用關閉閥門來調整阻尼程度，這 意味著騎行者可以根據不同類型的地表 來改變自行車的行為（例如：如果在礫 石路上或在樹根蔓延的森林小徑上騎 車），那麼自行車的輪胎才能有足夠的 牽引力能貼地前進。
到緩衝，降低外部衝擊震動對氣壓減震車的影響。 當空氣被壓縮時，產生熱力學效應，這導致部分動 能轉換成熱能，致使空氣升溫，動能失去能量， 從而減少衝擊力（吸收衝擊 力）。如果活塞完全縮回或 完 全 延 伸 時， 則 減 震 器 失
多？ 想知道更
向止水閥開 如果關閉氣壓調節閥或將雙 震車作動時會有什麼變化？ 關移動到中心位置，氣壓減 寶特瓶次數增加，作動時會 如果使用打氣筒將空氣打入 ，為 了達 到最 佳的 阻尼 效 發生 什麼 變化？理 論上 來說
果，愈多的空氣愈好。 中的 空氣 因打 氣而 更壓 縮 當空 氣量 越少 時或 者寶 特瓶
效，任何衝擊震動都會直接 傳遞給車身。 不平的路面
時，減震器就越硬。
60
模型 10
減速煞停車 零件清單 2
1
x 16 x 8
5
x3
中等
7
10
11
14
16
19
20
21
x 3
x 2
x1
x1
x 2
x1
x2
x2
26
30
33
34
x 1
x 2
x1
22
23
x 3
x3
38
x1
25
x2
40
43
45
x1
x1
x2
49
x1
60
61
x 1
x1
50
51
57
56
58
x1 x4
59
x 2
62
x1
x 4 63
x2
x 1 65
x1
78
x1 79
x1
x1 x1
x 1
11
80
M7 Car CarBrake Brake M7
1
22 2
2
33 44 34
61
4
模 型 10
4
5
4
減速煞停車
5 22 22
23 23
6
6
23
2222
6 7
7
8
23
8
23
8 9 5
10 5
150mm axle 2323
62
7
8
7 7
5
8 5
23
減速煞停車
23
9
23
模型 10
5
5
9
23
10
9
60mm axle 5 5
9 9
23
150mm axle
150
10
10 10
mm
5
5
23
60mm axle 60mm axle
60
5
50mm axle
1
8
23
40 OD33mm pulley
150mm axle
10 150mm axle
11
OD33mm pulley
OD33mm pulley OD33mm pulley
22
11
11
11
22
12
12 1212 22
22 22
55
63
12 5
5
5
m 60mm m axle
13
13
13
模 型 10
13
減速煞停車
small rubber band
mall rubber band small rubber band 51
×2
14
將兩條橡皮筋插入20 mm 軸扣鍵的插槽中。
14
14
14 150mm axle
150
15
mm
150mm axle
150mm axle
15
25cm tube
15
15
56
25 公分細水管
25cm tube
25cm tube
64
16 減速煞停車
模型 10
16 16 40 公分細水管 56
20 公分細水管
40 公分細水管 56
20 公分細水管
OK.
OK.
完成!
65
56
減速煞停車
實驗十
你將會需要 › 組裝減速煞停車 › 捲尺（例如：實驗一測距輪所製作的捲尺）
大顯身手 1. 將雙向止水閥開關到中央位置。 2. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在 30 至 50 之間。） 3. 接下來移動雙向止水閥開關 - 使煞車裝置上下移動。 可以用氣壓調節閥控制煞車裝置的速度。 4. 橡皮筋往前拉，從下面扣在位於後輪軸的鍊輪上。 5. 現在將減速煞停車往後拖行，直到扣在鍊輪上的橡皮 筋充分拉緊。如果使用兩個橡皮筋，則需要大約 1 公 尺的作動距離。 6. 抓緊後輪，這樣就不容易旋轉。 7. 將減速煞停車排列在起跑點，並避開前方道路的障礙 物。 8. 現在打開雙向止水閥開關，當煞車裝置開始上下移動 時，放開後輪，減速煞停車會開始作動，觀察其變化。
你知道嗎？
發生什麼事 加壓氣缸中的空氣流過閥門，再經由管線流入煞車氣 缸，將活塞往外推，連桿機構將此運動傳遞給煞車片， 煞車片壓在煞車盤上。煞車的快或慢取決於閥門打 開的程度。透過摩擦力，讓減速煞停車的動能轉化 為熱能，最後車體減速直至停止。車的動能轉化為 熱能，最後車體減速直至停止。
車身
在現實生活中的汽車中，煞車的運作方式與此模型的 煞車方式大同小異。唯一的區別是現實中的汽車通常 使用煞車液（一種油基物質）。煞車液不能被壓縮並
煞車氣缸
將煞車片推向煞車盤。與此課實驗不同，煞車片沒 有壓在煞車盤的圓
煞車片
周上；相反地，煞 車片被壓在車輪的
盤形煞車/ 煞車盤
兩側。自行車上的 輪圈式煞車器和盤 形煞車器（碟式煞 車）的運作方式是 相同的。
66
知識補給站
能源轉換與節約能源 能量不能被創造或破壞，任何形式的能量可以轉換成另一種形式，這被稱為「能 量守恆定律」。能量有各種不同的形式，例如：動能、位能、彈性能、熱能、 化學能和電能。做功時需要能量。例如：需做功才能舉起石頭。這同樣適用於 隨後轉移到石頭上的位能。
人們有時會談論能量損失。 雖然，在物理學理論上來 說，能量損失是不可能的； 但是在日常用語中時「能量 損失」這個術語卻很常見。 通常用來描述由於摩擦而導 致運動終止的情況。摩擦 產生熱，而這種熱無法被 再次使用，因而導致可使 用的能量減少，亦即能量損失。
順便提一下，這種可使用的能量被稱為「火用」（熱力學系統中的能量參數，又 稱為「可用能」）。
古代的廟宇
就使用滑輪機構來搬運 早在2000多年前，古希臘人 人必須移動這些巨大 重物。在建造廟宇時，古希臘 或者將木樑抬升到屋 的石頭，搭建成豎立的柱子， 頂的高度。
67
速度的極限? 對很多人來說，速度就是一切。在動物王 國中，速度決定了獵食者是否能捕獲獵 物的關鍵因素。然而，即使是世界上最快
的動物，獵豹也只能以超過100公里/ 小時的速度進行短跑。如果獵豹在一 次的 短跑時沒有捕獲獵物，獵豹需要等待 一段時間才能恢復體能。 對於賽車手來說，情況大致相同。當他們在賽車場上快速的行 駛時，他們的油箱也很快就空了。然而，一級方程式賽車不是 最快的車型，因為在1997年，安迪·格林(Andy Green)駕駛火 箭動力的超音速推進號突破了音障，創下史上最快的記錄。
像車一樣重 在懸臂的另一側進行 要 需 機 重 起 ， 倒 傾 為了防止 配重。
及懸 能夠承受的重量，以 機 重 起 於 決 取 量 重 這些 臂移動的距離。 。 混凝土塊來確保平衡 以 端 一 另 的 臂 懸 常 通
68
陸地與海洋 幾千年前，古埃及人已經在尼羅河上使用船隻運送他們建造寺廟所需的重石。 如 今，我們使用現代風力或噴射推進船。在接下來的實驗中，你可以創作這些不同類 型的船隻，並觀察它們的作動原理。你甚至可以在潛水時使用潛水艇。
69
模 型 11 雙體船 零件清單 1
2
x 1
x 11
容易 5
x 2
22
23
x 2
x3
10
12
17
x1
x6
x1
53
x4
67
11
x2
18
x 1
54
55
x4
x2
M3 Sail Boat Boat M3 Sail Boat M3 SailM3 Boat Sail Boat 1 69
70
x1
x1
72
75
x 1
x1
1
1
X2 3 3X2
3 X2
3 X2
1
3 X2
×2
3 22
22 22
22
2
2
2
22
23
22 22
2
23
23
23
23
23
17
17 17
17
4
4
17
4
4
4 4
17
5 X2 5
5 X2×2
5 X2 5 X2
5 X2
70
7
模型 11
雙體船 6X2X2 6 6
7
×2
23 23
8
77
23
9
8
8 88
9
9 99
220mm 220mm
小撇步！ 將造型OPP膜的邊緣捲 繞在竹棒上，並用膠帶黏
70220mm 220mm
貼到背面。
150mm 150mm 69
150mm 150mm
10
10
OK. OK.
1010 10 string7215cm string 15cm 15 公分特多龍 線 5
55
string 15cm string 15cm
5
55
5 5
71
5 5
OK. OK.
完成!
實驗十一
雙體船 你將會需要 › 組裝雙體船 › 大型水容器（如：浴缸或戲水池。）
大顯身手 1. 將雙體船放在水面上，將風帆轉向一側。 2. 從不同方向吹風帆。 3. 如果你在戶外，也可以使用自然風來推進。可以先利 用樹葉投擲在空中，辨別風的方向從哪裡來。 4. 進行實驗，並觀察雙體船作動時的變化。
關鍵概念：伯努利效應 由丹尼爾·白努利(Daniel Bernoulli)發現並以其命名，該 效應描述了一種情況，即流體的壓力，隨著流速的增加而 降低。流速大的地方，壓力小；流速小的地方，壓力大！ A1
發生什麼事 當你以準確的角度吹到風帆上時， 氣壓就會上升， 形成所謂的動態壓力。由不同方向將船向前推進， 造成了風帆另一側的壓力差，雙體船將沿著帆傾斜 的方向移動。 p1
如果你從斜面吹動風帆，空氣將沿著外側（面向 水的一側）和帆的內側（面向船的一側）流動。 為了讓它必須移動得更快，空氣沿著外側流動，
你知道嗎 ?
可以行進地更遠。 這導致壓力下降（伯努利原
熟練的水手可以乘船逆風
理）。壓差對帆施加力，使雙體船向外移動。
航行。 為了做到這一點，水手們將船 與風帆放置在逆風的斜角，應
？ 想知道更多
組裝風帆，使風帆完全垂直於雙體船
用伯努利效應。 當船被風推動時方向會改變，
的船體，由後面吹動帆。現在將雙體船的速度與帆傾斜
而風帆會必需改變風向，讓風
時的速度進行比較。你會發現雙體船現在變慢了，這是
再次從最佳角度撞擊風帆，這
因為船帆表面現在比傾斜時具有更大的流動阻力。
種航行方時叫做“敲擊”。
72
模型 12
風帆車 零件清單
中等
1
2
3
x 14
x 2
x 2
5
x 4
10
13
14
15
17
x 2
x 1
x 1
x 1
x 3
19
23
29
x 3
x 4
x 1
43
66
67
x 2
x 1
x 2
40
42
x 1
x 2
x 1
69
x 1 72 71
39
70
1 2 X2
M4 Sail Car x 1
23
75
17
1
17
x 2
x 1
M4 Sail Car
2 X2
x 1
23
1
M4 Sail Car
2
1
×2
23
17
23
2 X217
23
3 X2 17
3 X2 17
17 17
23
4
5
23 23
4 23
4
23
4
5
3 X2
3
5
×2
23
23
23
73
23
5
模 型 12
5
風帆車
6 OD33mm pulley
6
5
6
OD33mm pulley
OD33mm pulley 40 5
OD33mm pulley
5
55
OD33mm pulley OD33mm pulley 40 5 5
6
OD23mm pulley
35mm axle
OD23mm pulley
35mm axle
7
35
OD23mm pulley 39
7
5
7
7
220mm
m35mm axle m
小撇步！
8 8
將造型OPP膜的邊緣捲
8
繞在竹棒上，並用膠帶黏
8
70 220mm
貼到背面。
220mm
150mm
150mm 69 150mm
74
9
10 9 9
9
9
小撇步！
模型 12
風帆車 300mm
10
10 10 10
將造型OPP膜的邊緣用 膠帶黏貼在下方 竹棒上，形成三角形的風 帆。
300mm 300mm m 300m71
300mm 300mm 71 300mm 300mm
11 1111 11 11
string 15cm 72 15 15cm 公分特多龍線 string
string 15cm string 15cm
OK. 完 成 ! OK.
5 55
5
5
string 15cm 72
15 公分
string 15cm g 15cm
strin 15cm 5string 特多龍線 5
5
75
5
5
OK. OK.
風帆車
實驗十二
你將會需要 › 組裝風帆車 › 平滑的地板（如：瓷磚、層壓板、鑲木地板等。） › 捲尺（例如：實驗一測距輪所製作的捲尺）
大顯身手 1. 將前輪指向前方，將風帆的大帆向右，小帆向左。 2. 從後面吹向風帆，風帆車作動可以有多遠？ 3. 現在將前輪稍微向左轉，測量風帆車作動的距離。 4. 當前輪稍微向右轉時，風帆車作動的距離有多遠？
你知道嗎？ 這裡前輪的運作是指因船上的舵作動而使前輪具備類 似風帆的功能，不同之處在於船舵附著在船尾處。因 此，與連接到船頭的方向舵相比，在船尾的方向舵的 轉向能力與效果都比較明 顯，這同樣適用於陸地上 的車輛。例如：汽車在前
發生什麼事
輪與後輪都有可轉向的輪
當你吹向風帆的時候，你會在風帆上施加
子，這使得汽車在移動時
力量。這種力可以通過將壓差乘以表面
更具機動性。
積來計算。 當前輪指向直線時，即使風帆處於一定 的角度，遊艇也會一直向前移動。然而， 當車輪傾斜在一個角度時，風帆車也會 朝著這個方向前進。由於風帆的大小 不同，遊艇向左行駛的時間比向右的 航行要好。
關鍵概念：船頭和船尾 船首和船尾是航海術語。船頭是船的前部，而船尾是 船的後部。 在航海環境中還有兩個術語：左舷和右舷。從船尾向 船頭看時，右舷位於右側，左舷位於左側。 如果你在船上使用“左邊”和“右邊”，會有疑慮，因 為這會根據你所面對的方向而改變。左舷和右舷的 情况下，不管他們面對的是哪個位置，每個人都能
多？ 想 知道 更
清楚方向。
試試在有風的空
間，用光滑的表面嘗試你的風帆 車。
右舷 船頭
船尾 左舷
76
噴射氣艇
模型 13
零件清單
容易
2
7
8
x 18
x2
x2 53
23
61
x2
x2
54
x6
x1
63
x1
x1
x2 56
x 2
x4
62
22
55
x1 64
M1 Boat M1 JetJet Boat M1 Jet Boat
1 1 1
20
M1 Jet Boat
x2
1
17
65
2
x1 x1
2
2
22
1 10cm tube
56
10cm10cm tube tube
10 公分細水管 10cm tube
3
4
3
3
4
3
4
3 22 22 22
22 22
17 17 17
77
17 17
4
4
17 22
17
5
模 型 13
5
噴射氣艇
6 6
5
6
22
23 23
17
7
22 22
23
7
8 17
17
23
8 8
9
10 X2
2323
78
7
8
7
23
8
噴射氣艇
23
模型 13 10 X2
9
9
23
10 X2
9
23
10
9
10 X2
9 11
×2X2 10
11
OK. 11
OK. 11
OK.
11
OK.
完成!
79
實驗十三
噴射氣艇 你將會需要 › 組裝噴射氣艇 › 大型水容器（例如：浴缸或戲水池。）
大顯身手 1. 將噴氣艇放在水面上，並確保釋壓夾牢固地夾 在打氣筒座的噴嘴上。 2. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制
關鍵概念：動能 像質量和能量一樣，動量是一種不會改
在 30 至 50 之間） 3. 當卸下釋壓夾時，空氣會流出並推動船向前移動。
變的物理量。要找到物體的動量，可以
4. 多嘗試幾次。
將其質量乘以其速度。如果一個物體的動量隨時間變化，則
5. 打開寶特瓶，裝入半瓶的水，再將寶特瓶重新
表示正在施加力。現在你可以明白為什麼船在盛裝著水的水
裝到打氣筒座上。
箱能跑得更快，因為水的密度是空
6. 確保釋壓夾牢固地夾在打氣筒座的噴嘴上並利
氣的 850 倍左右。
用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在 30 至 50 之間。） 7. 當釋壓夾被卸下時，空氣和水的同時流出，觀 察這艘船是否比之前快了？
你知道嗎？. 同樣的原理也用於噴射引擎和火箭。在
8. 試試看，調整噴嘴的方向並觀察作動時，會有 什麼樣的變化。
這種情況下，可燃材料（如：煤油或氫 氣）會被燃燒，而廢氣會因通過噴嘴而 加速。一旦內部壓力與外部壓力的比率
發生什麼事
略高於 2 的時候，噴嘴最窄部分的空氣
空氣從噴嘴流出時加速，過程中產生
的速度可以達到聲速。
的力也影響船行進。這就是所謂的 作用力與反作用力定律。在這種情 況下，空氣是否碰到水實際上並不 重要。 當空氣與水同時噴射時，會使船的 行進更明顯有力，加速的更快。噴 嘴是可移動的，你可以用它來引 導船的方向。
？ 想知道更多
如果你用充滿空氣的寶特瓶和積木零件製作一個
小火箭，可以測試空氣與水組合的動能是否足以讓小火箭在垂直位 置起飛，最好在開闊的綠地外面進行。作法：將寶特瓶裝入一半的 水並將空氣灌入瓶中，將小火箭保持直立，打開手把就可以從噴嘴 向下讓壓力排出，那麼火箭就可能會飛起來。
80
潛艇與加油站
模 型 14
零件清單 1
2
x 31
x 17
困難
5
x 3
8
9
10
12
14
x 2
x 2
x 4
x 7
x 5
20
21
22
x 4
x 2
x 6
45
49
x 1
x 4
61
1
x 1
1
1 1
1
35
x 3
x 5
56
55
62
x 2 63
M2 Submarine M2Submarine Submarine M2 M2 Submarine x 1
x 3 29
57
x 1
x 6 x 2
58
x 2
x 2
x 2 54
17
26
25
53
16
x 1
35mm axle
x 1
x 2 65
77
x 1
x 2
2 22
35mm axle 35mm axle 35 35mm axle
2 2
mm
3 3
3
81
3 3
4
4×2X2 4 X2 4 X2 4 X2
6
5 5
6
6
5
模 型 14
5
6
潛艇與加油站
6 6
5
×4 7 X4 7 X4 7
8
8 8
7 X4 7 X4
8 8
9 X2 9 X2
9 ×2 9 X2 9 X2
10 10 10 10 10
60cm tube 60cm 56 60tube 公分細水管
60cm tube 60cm tube
60cm tube 60cm tube
56
60 公分細水管
60cm tube tube 60cm
82
11 11
12 12
10 60cm tube
60cm tube
潛艇與加油站
60cm tube
模 型 14
11
11
12
11
12
12
13
13
m 35m
35mm axle
14
17 17
17 17 5
35mm axle
15 17
17
14 5
14 55
16 55
83 17
5
35mm axle 17
17
15 15 15
14
17
5
17
模 型 14
15
5
5
5
5
潛艇與加油站
5
16 16
15
5
16 16 17
17
16
35mm axle 17
35mm
35mm axle 35mm axle
17
17
17 17
18
35mm axle
17 17
18 18 18
17
18
Part.AA
84
Part.A
19
潛艇與加油站
20
模 型 14
20
19
20
19
20
19
20 22
22
21
22
21
21
22 22
22
22 22
21
22
22
22
22
22 22 22 22
22
22
22 22
22
85
22
22 22
23
23 23
23 23
22
22
23
22
22
模 型 14
22 22 22
22
24
24
24
24
24 24
22
22 22
25 25 25
潛艇與加油站
22
25
25 25
Part.B
Part.B Part.B Part.B Part.B
B
25cm tube 25cm tube 25cm 25cm tube tube
56 25cm tube 25 公分細水管
26
26
26
26 26 26
5 5
5
55
5
86
潛艇與加油站
2727 27
模 型 14
Part.A Part.A
Part.B Part.B
B
OK. OK.
完成!
87
A
實驗十四
潛艇與加油站 你將會需要
潛艇
› 組裝潛艇與加油站模型 › 裝水容器（例如：水桶、大型桶子等。） › 125g的金屬墊片或硬幣（總共22個）作為於壓艙物
加油站
大顯身手
浮筒 空氣與 水箱
1. 要使潛艇潛入水中，須按照下面的說明進行準備。 a. 將重約 125g 的壓艙物（例如：墊圈或硬幣）添加 到紅色齒輪左側和右側的兩個壓載艙中，以使潛
艇保持水平。在裝有大約 125g 壓載物時，浮筒 在水面上方還是能看得見。
如果潛艇的左側重量與右側重量相同時，則重力和浮 力相互平衡。如果此時水進入潛艇的水箱，那麼重力
b. 現在將加油站的寶特瓶裝入一半的水，並重新連接 到潛艇。
就會增加。當重力增加到超過浮力時，則會導致潛 艇沉沒。
c. 將開關移至中心位置並打氣 20 至 25 次。 d. 為了將潛艇潛入水中，加油站的管線向下朝著潛
發生什麼事
艇，然後打開開關 ; 作動的過程中，加油站往哪個
當潛艇浮出水面時，空氣被重新引入水箱，從而取 代水，潛水艇變得更輕，就可以上升。
方向移動並不重要。 2. 當潛艇再次浮出水面時，將開關移動到中心位置，打氣
FBL
約 25 至 30 次之間。在執行此操作時，加油站的管線
潛艇
必須將往上。打氣完成時，打開開關。 3. 若要使潛艇潛入水中，必須將水注入潛艇的水箱。這意 味著必須將開關移至中心位置，用水填充寶特瓶，加
水箱裡的水
FG
油站的管線向下朝著潛艇，然後打開開關。
你知道嗎？ 現代潛艇是高科技船隻，他們能夠一次在水中停留數週，空氣和水經 過處理和回收，因此水手能夠在那裡生活。潛艇由高功率的電動發動 機驅動，在潛水期間，發動機由核子反應爐或電池供電。當潛艇在地 表附近行駛時，通常使用柴油發電機。
88
知識補給站
反應原理….. ...... 對一輛交通工具（例如：噴射船或火箭等） 不需要將其射流引向某一個固體物質；透過噴嘴 離開車體的物質本身就足夠使此交通工具前進 了，有效地推動了噴射流本身，這就是為什麼噴射引擎也可以在外太空中使用， 因為在外太空幾乎沒有任何物質。
像海洋中的魚 重要，因此它可 對於船來說，擁有流線型船體是非常 船體流動時 以輕鬆在水中移動，確保了當水流沿著 船的發動機必 不形成渦流形成流動阻力，這意味著 須消耗更多的能量。
你知道氣壓和液壓之間的區別嗎？ 從本質上講，都有同樣的原理；即，通過導管將流 體（液體或氣體）從一個地方輸送到另一個地方， 以執行特定的任務。這兩個術語都起源於古希臘 人的語言，氣壓與空氣（pneumo）有關，而液壓 則與水（hydro）和油等流體有關。 89
潛望鏡 潛艇上的水手們要如何看到水面上 發生的事情？潛艇有潛望鏡裝置可 以解決這個問題。由管子和兩個鏡 片組成，鏡片以一定角度連接在管 子內部。底部鏡片位於潛艇中，而 頂部鏡片位於水面之上。如果你觀 察底部鏡片，會看到水面上方的反 射，即頂部鏡片所顯示的內容。如 果添加鏡頭，甚至可以作為望遠 鏡。
全速前進 潛艇由電動發動機提供動力，這 些發動機提供動力所需的能源來 自柴油發電機、核子反應爐或電 池。當潛水艇潛水時，它沒有多餘 的空氣用於燃燒柴油，因此使用 電池或核子反應爐，在水面上則 可以使用柴油發電機。
90
空中飛行 自古以來，人類一直對飛行著迷。李奧納多·達文西(Leonardo da Vinci)透過對鳥類飛行的研究 發明了飛行機器。1891年，奧托·利林塔爾(Otto Lilienthal)以驚人的速度取得了進展，首次成功 讓飛行有了更長的距離，行徑了幾百公尺。從那個時候開始，飛行的技術開始卓越的進步。 以下實驗提供你嘗試與練習，並認識飛行時所需要的技巧及應用到的原理。
91
模 型 15
d M13 Maple See
零件清單 1
容易
53
2
14
15
x 1
x 2
x 1
飛翔種子滑翔機
54
67
x 2 69
x 1
x 4
13
M13 Maple M13 MapleSeed Seed
x 2
1
2 X2
x 1
M
1
1
1
75
70
M13 Maple Seed220m 1 2
1
m
le
2
X2 2 2X2
×2
3
2 X2
Se
ed
X2
X2 150mm 150mm 69
220mm
220mm 70
3 X2
ap
150mm
x 2 x 1
M
22
0m
m
150mm
220mm
4 3 3×2 X2
小撇步！
3 X2 3 X2
將造型OPP膜的邊緣捲
OK
.
4 4
繞在竹棒上，並用膠帶黏
4
貼到背面。
44
OK.
OK. OK.
OK.
完 成! 92
實驗十五
飛翔種子滑翔機 你將會需要 › 組裝飛翔種子滑翔機 › 一張椅子
大顯身手 1. 旋轉模型的兩側翅膀，以同樣的方式傾斜向上。 2. 現在站在椅子上，抓住滑翔機的中心。 3. 伸直手臂並放開手，讓滑翔機墜落。
發生什麼事
關鍵概念：自動旋轉
當你讓滑翔機墜落時，重力將它拉向地面，同時，空氣流沿著種子
當一個楓樹飛翔種子在掉
滑翔機的機翼做流動時，空氣會對滑翔機施加一個力，這會導致滑
落的同時，會開始旋轉，
翔機旋轉。當飛翔種子滑翔機的機翼處於水平位置時會直接掉下
這種原理稱為自動旋轉，
來，快速旋轉直到落到地板上。這是因為空氣無法沿著斜坡流動，
“自動 " 的意思是“靠它自
這意味著旋轉所需的施力是不存在的。
身就能夠自動旋轉 "。 在自然界中，這個特徵非 常有用。旋轉會減緩種子 落下的速度；藉由風力，
你知道嗎？ 當你將螺絲釘入木頭時，也 能夠用同樣的原理起作用， 這裡的不同之處，在於驅動 旋轉的力是通過螺絲刀施加， 然後傾斜的螺紋使螺釘穿過 木頭。 當直升機的主引擎發生故障 時 , 旋翼將在墜落時開始轉動。這減緩了墜落的速度。
93
楓樹種子才能被散播到遠 方，使植物生長的區域越 來越廣闊。
模 型 16 零件清單
懸掛式滑翔機
容易
1
2
11
12
x 6
x1
x 1
x2
21
66
67
x 2
x 1
x2
14
17
19
x1
x1
x1 75
71
x3
M11 Hangglider M11 Hangglider M11Hangglider Hangglider M11 3
1
11
1
x1
2 22 2
1
2
110 mm
3
3
3
3 17
17
71
300mm
17 17
4
300mm 300mm
300mm
4
94 300mm
懸掛式滑翔機 4模型 16
71
4
300mm
5
5
71
300mm
5 5
小撇步！
繞在竹棒上，並用膠帶黏 將造型OPP膜的邊緣捲 部將造 使用兩條膠帶，從模型底 貼到背面。另外 6 黏貼起來。 型OPP膜與中間的竹棒
6 6 6
OK.
OK.
95
OK.
完成!
懸掛式滑翔機
實驗十六
你將會需要 › 組裝懸掛式滑翔機
18 cm
› 一張椅子
大顯身手 45°
1. 為了平衡滑翔機，需將裝飾裝置放在從機頭計算18公 分處，裝飾裝置的底座的角度必須降低45度。 2. 站在椅子上，將懸掛式滑翔機向前投出。
你知道嗎？ 發生什麼事 較高的速度
現實生活中的滑翔機以完全相 更低的壓力
同的方式工作，無論是普通飛 機發動引擎起飛還是使用絞纜 盤牽引起飛，皆需要一個“啟動 裝置”。當使用絞纜盤時，推動 它的引擎停留在地面上。如果滑翔機的速度夠快時， 就放下電纜及電纜會往下掉落在降落傘上。
較低的速度
更高的壓力
當你釋放懸掛式滑翔機時，空氣沿著機翼底 部和機翼頂部流動，由於空氣沿著頂部流動 的距離比沿著著底部流動的距離還要長，所 以在頂部流動的空氣的速度會比較快，這會
關鍵概念：上升暖氣流 當天氣適合滑翔時，飛行員藉著使用
降低了氣壓，進而產生一個向上的升力－這
上升暖氣流，能夠在天上飛行數小時。
種升力與重力的作用方向相反。如果重力
當太陽溫暖地球表面時，暖氣流上升
不存在，滑翔機會繼續飛行直到整個運動 因空氣的摩擦力停止。
為滑翔機提供更多的飛行能量。
多？ 想 知道 更
的配重時會 當你微調左邊或右邊 機 造並觀察作動時，滑翔 發生什麼？試著進行改 曲線上飛行的變化。
上升空氣 =上升暖氣流
96
模型 17
直升機 零件清單 1
2
5
x 36 x 10
x5
困難 7
12
14
x1
x4
x 5
23
25
37
39
40
x 2
x2
17
x 1 26
x2
x4
16
x2 43
42
x2
20
x3
x2
21
22
x 4
x6
29
30
31
32
x3
x1
x1
x2
45
48
x2
x 1
50
49
M10 Helicopter
x1
56
55
1
57
x2
58
x1 x2
x1 78
x1
x1
1 x1
1 1
60
61
x 1 62
x 1
x1
x 1
x1
x4
53
54
x4
M10 Helicopter
79
68
65
x 1
59
35
x4 63
x1
x1
80
M10 Helicopter M10 Helicopter x1
2
x 1
23
2
1
2
2
23
2
23 23 23
3
3
4 4 3
33 44
2222
22
97
55
22 22
5
4
22
22
5 5
5 模 型 17 直升機 6
5
5
35mm axle
m 5m
6
3 axle 35mm
6 5
39 5
39
7 7X2 X2 7
88
×2
5
77 X2 X2
5
888 55 5
35mm 35mm axle 35 axle
mm
100mm axle 100mm axle 35mm pulley 35mmaxle axle OD33mm OD33mm pulley 100mm 100mmaxle axle
40
100 mm
OD33mm OD33mmpulley pulley
99 9
99
10 10 10
10 10
2222 22
22 22
98
22
12 X2 直升機
模型 17
13
X2 1212 ×2
11 11
12 X2
14
13
14
14 14
13
15 X21
13
23 23
23
22 23
16 15 X2
15
×2 22 22
99
15 X2
22 22
2323
16 16 16
17
1
23 22
22
23
模 型 17 直升機 16
17
17
18 18
17
17
19 17
17 5
17
19 19
20
55
21 X2 60mm axle
100mm axle
100
19 17
19
5
17
5
5
直升機 20
模型 17
20 mm 100
m 6 0m 60mm axle
20
21 X2
100mm axle
20
60mm axle
100mm axle
60mm axle
mm axle
21
21 X2 ×2
21 X2 21 X2
100mm axle
23 22 23 70mm
70mm axle
23 22
22
23 22 23
101
70mm axle
70mm axle
7
24
模 型 17 直升機
24
24
25 25
25
25
26
25cm 56tube 25
公分細水管 25cm tube
26 26
56 40 公分細水管 40cm tube
102
27 直升機
模型 17
27
56
20 公分細水管
OK. OK.
完成!
103
實驗十七
直升機 你將會需要 › 組裝直升機
大顯身手 1. 直升機有兩個旋轉的地方。你可以用曲軸轉動主旋 翼，而尾旋翼直接在尾端的軸上旋轉。 2. 將雙向止水閥開關到中央位置。 3. 利用打氣筒將空氣打入寶特瓶。（打氣次數控制在 30
發生什麼事
至 50 之間。） 4. 移動雙向止水閥開關 - 直升機的起落架會上下移動。
如果轉動主旋翼的曲柄，傘狀齒輪能將動力傳輸 方向作 90 度的轉變，由於兩個齒輪具有相同的 齒數，因此轉速保持不變。
你知道嗎？ 因為直升機可以直接垂直起飛降落，所以
主旋翼在空中快速旋轉時，相對氣流會給主旋翼
常用於對一般飛機難以降落的情況，直升機需要到起降區域
一個反作用扭力的力矩，為了防止這種無法平
較小。直升機能夠在堅實的地面上、沼澤中、冰雪上，甚至
衡的情況發生，通常會使用尾旋翼。利用尾旋
在水面上起飛及降落。在軟土或水面上著陸時，使用稱為浮 筒的特殊設備；在這個情況下，直升機的降落裝置都是可以
翼的快速旋轉，產生一個補償的反作用力，從 而穩定運動。
收納摺疊起來的。
關鍵概念：懸停原理 尾旋翼
直升機是唯一能夠懸停的人造物體。意味著它 可以留在空中相同的位置沒有下降。在自然界中
主旋翼
，有幾個物種已經掌握了懸停的能力，例如：蝴蝶 和蜂鳥。
如果移動雙向止水閥開關讓空氣流入液壓 缸，則活塞被推出。起落架透過連桿會上
？ 想知道更多嗎
警告！ 臉部需持續遠離旋轉葉
下移動。
片，否則可能會受傷。
對於這個實驗，你需要製作用於風車驅動的風力發動機，將風力發動機連接到現在直升機上的主 旋翼。為此，只需更換零件即可。當你用一隻手轉動曲軸並用另一隻手握在直升機槳葉的上方或下方時會發 生什麼事？根據你轉動曲軸的方向，你能感覺到氣流向上或向下流動嗎？當氣流向下移動時，這是你的直升 機能夠開始飛行的重點 - 換言之，如果它足夠輕時並且如果你在飛行中繼續轉動曲軸時，那時直升機就能夠 開始飛行了。
104
模型 18
風車 零件清單
中等
1
2
10
12
14
x 27
x7
x 3
x4
x2
20
21
x2
x1
17
18
19
x1
x2
x1
22
23
x5
x 4
25
x 1 26
x2 67
69
x4
1
27
28
33
x 2
x2
x1
x4
x1
75
M12 Windmill M12 Windmill M12 Windmill X4 x2
2323
23 23
33 33
45
M12 Windmill 70
x 2
x1
2 X2 22 2 X2X2 2×2X2
11 X4 X4 1 1 ×4 X4
3
35
23
4 X2
4 X2 4 X2 4 X2 4
×2
105
22
5
6
22
4 X2
22
6
5
22
模 型 18
風車
5
22
6 2222
6
5
22 22
22 22 22
7
7
7
7
22
9
22 22 22
9
9
8 8
8
8
150mm axle
150mm axle 150mm axle 50mm 1
106
9
9 9
風車
模型 18 10 10 10
11 1111
17 17
17
12
12 13
×2
13 X2 12
70
220mm
69
150mm
107
3 X2
14 X2 220mm
14
150mm
×2
小撇步！
模 型 18
14 X2
風車
P膜的邊緣捲繞在 將造型OP220mm 背 竹棒上，並用膠帶黏貼到 面。
150mm
220mm
15
15
OK.
m
5
OK.
OK.
完成! 108
實驗十八
風車 你將會需要 › 組裝風車 › 一些書本
大顯身手 1. 在風車底座上面放置書本，以防風車傾倒。 2. 調整葉片的角度，以防止在旋轉時卡住底座。 3. 接著朝風車前面吹氣。 4. 如果戶外有風，則可以在戶外進行風車實驗。可以先利用 樹葉投擲在空中，辨別風的方向從哪裡來。
關鍵概念：風車 在現代，風車（指：風力發動機或風 力發電廠）常被用來發電。風車的頂 部，稱為短艙（發動機），需迎風。
發生什麼事
在暴風雨期間，短艙被設計成背對風
當風以一定角度吹到的葉片上時，它產生的作動效
向，以防止設備受損。在這些風力發
果與飛翔種子滑翔機相同，皆以氣流沿著葉片引起
動機中，透過
旋轉運動。如果葉片的傾斜角度正確，葉片會像
旋轉運動為發
是滑翔機的運作方式一樣運動。兩側之間的壓力
電機提供動能，
差就會加劇旋轉運動。然後，旋轉軸可用於為幫
發電機則將動
浦、發電機或磨石提供動力。如果風向改變， 則需要重新定位葉片，使葉片迎風。
你知道嗎？ 風車的機構已有幾千年的歷史。 我們今天所知道的各種設備都是隨著時間的而發展起來 的。例子包括在固定體上具有旋轉頂部的罩式風車，以 及具有位於底座上的旋轉體的柱式風車。
109
能轉換成電能， 透過電線將電 能提供給人們。
輕還是重？
知識補給站
飛機或者飛行機器可以分為輕、重兩類，輕者能單獨使用 升力，重者則必須飛得極快才行。 前者常見的設備為飛艇和熱氣球，裡面充滿了輕於空氣 的氣體，如：氦氣和熱空氣。 後者為飛機和直升機，因設 備太重，它們必須具有彎曲的機翼、螺旋槳或旋轉裝置， 透過過伯努利原理快速移動才能實現升力。
有什麼比聲音更快？ 它發出的聲音的速度更 飛機的速度非常快，而飛機需要飛得多快才能比 音速的時速大約為1236 快？音速主要取決於氣溫，在氣溫攝氏20度時， 細，並有強大的引擎。當 公里。為了能飛得快速，飛機的機身需要非常纖 出一聲巨響，稱為 “音爆"。因此，只有在飛越無 飛機達到音速時，空氣會被強烈地壓縮，以至於發 障。 人居住地區時，飛機才被允許速度能快到突破音
超音速飛機是一架協和式客機。這架飛機可以在幾小時內從巴 黎或倫敦飛往紐約，有著强大的引擎，飛行時著聲音是非常響 亮的，使用了大量的燃料。西元2000年的一次嚴重事故揭示了 機翼結構的缺陷，因此，所有協和式客機都在西元2003年退 役，如今，可以在許多博物館中看到它們。
110
110
知識補給站
生物技術 有一個科學分支叫 “仿生學 "， 它的重點是將自然 的觀測應用到技術上。如果沒有大自然提供的靈 感，許多技術發明是不可能實現的，例如：自潔功 能（蓮花效應）、輕質建築材料（骨骼結構）、飛 機機翼（翅膀）、魔鬼氈（牛蒡種子）等 ...。
直升機的主旋翼葉片與楓樹飛翔種子的翅膀相同的形狀。與 楓樹飛翔種子不同的是直升機通常有幾個葉片，使得在飛 行時更安靜、更穩定。楓樹飛翔種子在飛行時是否晃動無 關緊要，因為它們的唯一目的是盡可能慢慢落地。 在自然界，生物或植物都只需要基本的要素存活。
111
攝影世界 現代攝影和視頻技術利用了廣泛的技術成果，可以錄製穩定的視頻畫面和廣泛的全 景。無論我們是通過三腳架上的相機捕捉非常大的物體，如：恒星和星系，還是在 顯微鏡下捕捉非常小的物體，重要的是我們需正確地設置圖像角度，並在不晃動的 情況下記錄它。
112
模 型 19
手持穩定器 零件清單 1
2
x 12
x 20
中等 5
x 6
15
16
17
x 1
x2
x1
18
x2
20
21
22
23
x1
x 4
x6
x3
26
x2
35
x2
x2
53
51
M19 Steady Cam
55
x 1
30
x 2
x 2
2
1 1
M19 Steady Cam 22 22
1
2
22
22 23 23
22
22
2
3 113
23
22
4
y Cam 2
22
22
23
模 型 19 手持穩定器 22
3
4
22
3
23
4
22
22 22
22
3
4
22
5 22
4
5
23 23
23
55
6
6
23
23
22 22
23 23
7
1145
6
5
22
6
22
模 型 19
手持穩定器
7 7
7
55
8
8 5
7 55
5 5
5
8
8
9
10
10
11
17
9
9
9
115
12
5
10
模11 型 19 手持穩定器
10
17 11
11
10
17
11
17
17
1212 12 12
5
5
5
5 55
13
5 5
22
13 5
13 13
5 5
5
5
5
5 5
60mm axle 60mm axle 60mm axle
60
mm
116
14
手持穩定器
14 14
模 型 19
14
14
m 6 0m
小撇步！ 透過調整橡皮筋和20 mm
軸
手 扣鍵位置，你可以讓智慧 機穩定在支架上。
OK.
15 15
small rubber band
small15 rubber band
51
15
15
×2
OK.
OK.
small rubber band
OK.
small rubber band
完成! 117
手持穩定器
實驗十九
你將會需要 › 組裝手持穩定器 › 一台智慧手機 › 約125g的小石頭、墊圈或22個硬幣，作為配重物
大顯身手 1. 使用橡皮筋將智慧手機組裝在手持穩定器上，並將後 攝像鏡頭面向“前面 "。 2. 在相機穩定器支架下方容器放置足夠重量（約 125 g）的配重物，並調整穩定器臂，直到智慧手機處
於安全、直立的位置。 3. 接下來，在智慧手機上打開相機應用程式並啟動視頻 模式。 4. 握住手持穩定器支架的手柄，將向不同方向移動並嘗 試轉動和傾斜。 5. 移動時，觀察屏幕的位置會發生什麼變化。
關鍵概念：重心 物體的重心是一個虛構的支點。如果抓住 重心點時，此物體不會移動。但是，如果 抓住的不是重心所在的那一點時，此物體 會開始轉動 - 即施加力矩（T）。抓住的 點離重心越遠，物體轉動的力矩越大。
發生什麼事 手持穩定器（通常稱為“斯坦尼康”）由一組連接在同一個關 節的兩部分組成。其他一部分是手持的把手，另一部分是供 放置智慧型手機的基座。為了使智慧型手機保持直立，重心 必須低於這一個關節，這就是配重的機制，我們會將配重物 放置於手持穩定器的下方。這樣一來，無論你現在轉動或 傾斜的程度有多大，智慧型手機將始終直接位於關節上方
如果重心點的位置在支撐點的下方時，則物 體處於穩定狀態。這意味著如果物體的位置 有一些微小的變化時，物體還是能平衡下來， 物體能夠恢復到原來的位置。這種效果可用 於手持穩定器支架，也可以在走鋼索的人伸 出手臂以保持平衡看到這個原理。
並抱持直立，關節傳遞運動，使你可以穩定地錄製畫面， 影像中不會有搖晃的畫面。
你知道嗎？
走鋼索的人
CG FG
萬向接頭可以將旋轉運動從一個旋轉軸傳遞到 另一個旋轉軸，不需要兩個軸處於直線。你可 能見過帶單輪拖車的自行車，拖車透過萬向節連接到自行車，當繞 彎道時，與自行車相同的方式傾斜。
S 拉緊的 繩索
T = FG . d d
118
M21 Tripod
模型 20
三腳架 零件清單 1
2
3
4
x 30
x 5
x1
x1
1
5
7
8
9
10
x6
x 2
x2
x1
14
16
17
18
19
x1
x 3
x2
x3
x2
x3
21
22
23
x1
x6
x4
x3
1 X3
1 ×3 X3
1
x3
2
x3
36
x 2 37
M21 Tripod x1
20
x4 27
30
x2
x1
25
M21 Tripod M21 Tripod X3 35
12
x 10
13
32
1 X3
難度
x1
51
3
x 2
22 2
2
3
5 3
3
4
3
2
4
5 X3 119
4
5
5 X3
22 5 22
模 型 20 三腳架
×3 5 X3
5
6 55
22 22
6
5 5
22 22 23
23
7
7 100mm axle x3
100mm
7
×3
8 120
1
9
8
三腳架
9
模型 20
9 60mm axle
60mm
8
60mm axle
10 10
17
11
11
11
孔位 B
121
模 型 20 三腳架
12
13
12
12 12
13
12 13
13 13
23
2323 23
23
14 14
15
15
5
14
14 14
17 17
5
15
5
5
5 5
5 5
15 15
17 17
17
1717
5 5 17
1717
122
16 16
三腳架
17
模型 20
扣在20mm軸扣鍵的 插槽裡
17
small rubber band
17 55
16
16
17
51
small rubber band
5
5
small rubber band 5
OK. OK.
OK.
小撇步！ 軸 透過調整橡皮筋和20mm 手 扣鍵位置，你可以讓智慧 機穩定在支架上。
123
完成!
×2
三腳架
實驗二十
你將會需要 › 組裝三腳架 › 一台智慧手機
大顯身手 1. 打開相機應用程式。 2. 使用兩條橡皮筋交叉將智慧手機組裝在三腳架上，橡 皮筋以不覆蓋相機鏡頭為主。( 後攝像頭面向“前面 "。) 3. 轉動曲柄可調整基座。 4. 現在可以拍攝照片或視頻。如果你的智慧手機有全景 模式，也可以使用全景拍攝。
發生什麼事 傘狀齒輪將旋轉從曲柄傳遞到攝像機支架，由於曲
？ 想知道更多嗎
柄具有比基座裝置的齒數更少，因此基座裝置將比 摩斯電碼可用於遠距離發送信
曲柄更慢地轉動，使得相機可以精確定位。
息。為此，你需要將 手電筒、自行車燈 或頭燈連接到三腳架
你知道嗎？
上，你可以透過覆蓋
三腳架是穩定的，因為它有三支腳能提供最佳穩定性。
或關閉光源來控制長 短訊號。
如果只有兩支腳，它就會在單軸上翻倒；有四支腳，它 會容易來回晃動。三腳架需要與地面有三個接觸點才能 保持穩定，如果有了四個甚至更多的接觸點時，當地面 不平時，其中一個點就有可能不會接觸到地面。從幾何 上講，一個平面由三個點所組成，三腳架的三個接觸點 形成一個單一、穩定的平面。
關鍵概念：傘狀齒輪 傘狀齒輪用於改變軸的旋轉方向。通常，驅動軸和輸出軸彼此成直角。 對於 要轉移的運動，齒輪必須處於傾斜位置
124
自拍桿
模型 21
零件清單 1
2
x 35
x 16
容易 5
x6
12
14
16
x 2
x 2
x2
20
21
22
23
x4
x 2
x6
x 4
26
x 2
31
35
x1
x1
17
x2
25
x2
52
x2
M20 Selfie Stick M20 Selfie Stick 1 M20 Selfie Stick
1
1
M20 Selfie Stick
1
1
2
3
3
3
2
2
2
2
3
3
4
4
4
4 125
5
22
4
22
5
6
5
23
5
22 22
模 21 自拍桿 22 型
5
22 22 22
23 5
6
22
22
6
5
5
5
22
5
5
22
6
7
22
22
7 7 7
8
70m m 70mm axle
8 8
8 70mm axle 70mm axle
126
99
自拍桿
9
9
模型 21
9
17 17
17 17
10 10 10
10
11 11
11
11
11 12 23 5 5
12 12 12
22 5 5
127
12
10
17 17
17
1717
17
23
13
模 型 21 自拍桿
23 23
13
13
big rubber band 扣在20mm軸扣鍵的
14
big rubber band插槽裡
52
14
14
big rubber band
OK.
×2
OK. OK. 小撇步！
完 成!
軸 透過調整橡皮筋和20 mm 扣鍵位置，你可以讓智慧 手機穩定在支架上。
128
實驗二十一
自拍桿 你將會需要 › 組裝自拍桿 › 一台智慧手機
大顯身手
發生什麼事
1. 使用橡皮筋將智慧手機組裝在自拍桿上，將前
自拍桿可以拍自己拍照片，不僅使用過程容易，能
攝像鏡頭對著自己，橡皮筋以不覆蓋相機鏡頭
看見及設置螢幕上的圖像。自拍桿讓你的手臂變長
為主。
了。如果你彎曲你的手臂，可以使智慧手機更接
2. 打開相機應用程式並開啟自拍模式。
近，圖像的範圍變得更小。當再次伸長你的手臂，
3. 握住自拍桿上的手柄，使智能手機位於頂部。
圖像的範圍變得更大。
4. 當你調整智慧手機的角度時，重要的是移動自 拍桿，使相機定位在你想拍攝的圖像。 5. 將自拍桿面向自己，然後遠離自己。 6. 觀看屏幕，看看移動自拍桿時會發生什麼變化？ 7. 測試自拍桿的穩定性，請垂直握住手柄並嘗試 彎曲另一端 ( 手機位置 )，接著水平握住手柄
，再次嘗試彎曲。 為了防止自拍桿彈跳或彎曲，手柄由兩個矩形 框架組成，而矩形框架所在的位置可以支撐最
你知道嗎？
多的重量。在矩形框架上面，多個桿彼此排列
當自拍桿移得更遠時，可以看到更廣範圍的圖像 ; 當
成直角，這也有助於穩定自拍桿。在這個實
你將它靠近時，圖像的範圍變得更小，這個原理被稱 為截線定理。藉由這個定理，你可以計算出塔或樹的 高度。 首先，需要知道下列長度的數值與比例，比率 公式為：a / b = c / d，其中 a = 樹的高度，b = 樹的
驗中，你會觀察到垂直握住手柄時的穩定度 比水平握住手柄更高。而這些傾斜的桿也替 連接點提供了額外的穩定性。
長度，c = 量尺測量的高度，d = 量尺測量的長度。
？ 想知道更多嗎 a
你還可以打開智慧手機的相機模式或 小鏡子 ( 替代智慧手機 )，使用自拍桿環顧四周角落。 如果你正在玩捉迷藏，你可以偷看你的藏身之處的 c
周圍且不會洩露自己。
129
d
b
模 型 22 零件清單
3
5
難度
1
2
3
x 34
x 14
x2
5
x 10
6
10
13
14
17
x6
x 2
x 2
x3
x3
18
19
20
21
22
23
x4
x 2
x 2
x4
x5
x4
M22 M22Microscope Microscope M22 Microscope 26
25
24
27
28
x2
1
x2
1
顯微鏡
x2
x 1
74
35 36
33
x6
1
x2
x2
51
42
52
2 M22 Microscope 2 x2
x2
x2
2
x2
x2
1
2
2
3 23
3
4
3
23
4
4
4
23 23 23 23
23
3
1717
4
17
17
23
23
23 23 23 23
23
5
17
130
17
23 23
模型 22
顯微鏡
5 5
5
5
55
5
6 66
55 5
55
5
55
7 X2 22 5
OD26 o-ring
7 X2 7
8
22
×2
8
5
OD26 o-ring
7 X2 2222
8
55
42 OD26 o-ring
9
150 mm
150mm axle
8 9
150mm axle
9 Through OD26 o-ring 150mm axle
9
150mm axle
10 將軸穿過OD Through OD26 26mm o-ring 橡膠圈
131
10 Through OD26 o-ring
17
150 150mm axle mm
Through OD26 o-ring 150mm axle
10 10
模 型 22
17
17
顯微鏡
17
13
11
11
17
22 22
13
11 22
22
22
13
11 22
12
22
12
13
12 22
12
14 15 14 15
14
132
14
14
顯微鏡
模型 22 15 15
14
16
16
16
15
5 55
5 23
55
17
1717
55
5
133
5
22
18
模 型 22
5
18
big rubber band
顯微鏡
扣在20mm軸扣鍵的 插槽裡
52
×2OK.
51
×2
big rubber band
OK. 小撇步！ 透過調整橡皮筋和20 mm
軸
手 扣鍵位置，你可以讓智慧 機穩定在支架上。
完成!
134
實驗二十二
顯微鏡 你將會需要 › 組裝顯微鏡 › 一台智慧手機 › 一台手電筒、自行車燈或頭燈 › 用於顯微鏡檢查的透明小物件（例如：葉子、花瓣等。）
大顯身手 1. 如果你的智慧手機具有微距或特寫功能，請打開相機應 用程序並啟動此模式。 2. 接下來，使用橡皮筋組裝智慧手機，並將後置攝像頭指
從光源發出的光照亮物體，光通過智慧手機的相機 鏡頭傳輸到感應器，並建立照片或視頻。如果將
向下方，確認框架沒有擋住攝像頭。 3. 將光源放置透明支架（顯微鏡的舞台）的下方在，
發生什麼事
舞台提升到較高的位置，圖像範圍則會變得更小， 較小的細節會更清晰。
並將光線朝上。 4. 接下來，將一個物件放在透明支架上。 5. 轉動藍色齒輪以上下移動平台。 6. 觀察你收集的各種小物件。
你知道嗎？ 第一批顯微鏡是 400 多年前在荷蘭製 造的。 隨著時間的推移，顯微鏡中使用的鏡 片和機械物件有了很大的進步。
關鍵概念：顯微鏡
今天，我們也使用了電子顯微鏡而不
原則上，普通顯微鏡的構造方式與你
顯示極其精細的細節，例如：分子結
所製作的顯微鏡完全相同。它由一系
構。
是可見光的傳統顯微鏡，可以區分和
列的透鏡組成，這些透鏡排列在一個幾乎不透光的管 子內，其中一個鏡片放在一個可互換的目鏡中，這樣 就可以調整放大倍率。在 DIY 顯微鏡中，所有光學元 件 ( 包括感應器 ) 都位於智慧手機的相機中。
嗎？ 想知道更多
用彩色光線觀察顯微鏡時會發生什麼事？想要知道答案，你需要彩色塑料紙
（例如：包裝紙 ) 或描圖紙，將這些紙裝在燈光上方。使用不同顏色的光線拍攝時，
比較各種物體的圖像。只有在上面照射光線時，才能在顯微鏡下看到非透明物體，這種技 術稱為反射光顯微鏡。你可以透過將光線連接到顯微鏡，使它照在顯微鏡台上做出反射光 顯微鏡。拿出具有高度紋理化表面的硬幣或物體，例如：木材或布料，放到顯微鏡上來觀
135
察。
知識補給站
光線
光線實際上是直線傳播的，只要它們在一個密度相同的物質內。然而，密度一 旦改變，折射率也會發生變化，光線也會彎曲。例如：空氣密度不斷變化，光 會在溫暖的表面上閃爍。 附圖中為透鏡的例子。 光線也會彎曲，例如：光從 空氣傳入水中的時方向會發 生改變 ( 彎曲 )，這種情況稱 為 - 折射。
光線不僅僅是在不同密度的物質之間移動時會被折射。 在太 空中也可以觀察到折 射現象，但太空中實際上根本沒有任何物質，為達到折射原 理，它需要所謂的重力透 鏡效應。例如：星系、星系團及黑洞，它們的大質量吸引了光 粒子（也稱為光子），然 後沿著彎曲的路徑傳播。
阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)預言了這點。在日全 食 期間，可以用望遠鏡看到常被 太陽隱藏的恒星，折射讓我們 有效地觀察太陽的四周。
136
知識補給站
你會看彩虹… 當下雨過後出現陽光時，就有可能看到 彩虹。想要看見彩虹，你需要定位自己 的
位置，讓陽光在自己的背後，亦即背對 陽 光。
光線照射到雨滴上，而光線與水相遇的 地 方產生不同的顏色，在每一種光線中 ，各 種的彩色光線被反射到觀察者，順帶 一 提，對於你看到的那一道彩虹，其實 在不 同的位置都有其他彩虹的形成。如果你 幸 運的話，你可能還會發現第二道彩虹 。
為什麼天空有時是藍色的，有時 是紅色的？ 光線 陽光是由彩虹的每一種顏色組成的。 分子 在大氣中傳播的距離決定了空氣中的 散，使 散射了多少光。藍光比其他顏色更分 ，光線 天空顯得藍色。當太陽接近地平線時 光， 必須走更遠的距離，因此它幾乎只有紅 我們在黎明或日落時看到的。 就是 紅光 下的 ，剩 播 中傳 海浪 長的 在更
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