打造光劍

打火機會放電?！

最近，老師和我們做了一個實驗，將按壓(電子生火)式的打火機外殼拆開，放光瓦斯後，研究其內部構造，發現當按下按鍵時，內部有產生電流打到噴出瓦斯的導管上，仔細研究後，發現原來是壓電效應......

何謂「壓電效應」?

壓電效應（英語：Piezoelectricity），是材料中一種機械能與電能互換的現象，此現象最早是1880年由皮埃爾·居里(Pierre Curie)和雅克·居里（Jacques Curie）兄弟發現。


壓電材料會有壓電效應是因晶格內原子間特殊排列方式，使得材料有應力場與電場耦合的效應。

壓電效應有兩種，正壓電效應及逆壓電效應。

壓電效應在聲音的產生和探測，高電壓的生成，電頻生成，微平衡，和光學器件的超細聚焦有著重要的運用。

正壓電效應（機械能轉為電能）

當對壓電材料施以物理壓力時，材料體內之電偶極矩會因壓縮而變短，此時壓電材料為抵抗這變化會在材料表面產生正負電荷，以保持原狀。

逆壓電效應（電能轉為機械能）

當在壓電材料表面施加電場（電壓），因電場作用時電偶極矩會被拉長，壓電材料為抵抗變化，會沿電場方向伸長。

一般壓電材料有陶瓷類的鈦酸鋇（PZT）、單晶類的石英（水晶）、電氣石、羅德鹽、鉭酸鹽、鈮酸鹽等，或是薄膜類的氧化鋅（ZnO）。

文獻參考自：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/压电性

備註：因此當壓下打火機按鍵時，會壓迫打火機內的壓電材料進而產生電流。也可用可導電的物品，如：鐵絲，筆芯等等將電引出來電自己或同學，電流不大，很安全，被電到只會有點麻麻的，對於需要提神和整人的人來說是個不錯的工具，只不過不要到時把別人電哭了，友誼破裂來找我......＝   ＝我也無言啊......XDD

最小方差法

Instant hot ice

(一)準備器材：醋酸鈉、適量的水、平底鍋(或是燒杯等可加熱水的容器)、托盤（只要是可以加熱水的容器皆可)
(二)作法：
    1.目的：製造出飽和的醋酸鈉水溶液。首先，在平底鍋中加熱水，並倒入適量的醋酸鈉直至出現沉澱。接著，取出溶液上半部未含沉澱物的部份，這時會發現水溶液有些濃稠，將其置入冰箱中冷卻。隨後，若無其他因素影響(如：有雜質)，即可得飽和的碳酸鈉水溶液(此部分請參照國二上理化關於溶解度、濃度的部份)。
    2.目的：如何使其溶液結冰。從冰箱小心翼翼取出後(注意：要小心取出，以免震動到後馬上結冰，失去聲光效果)，倒入托盤，用手輕觸後，將從碰觸的地方開始向外結冰。(這時的容易會結冰屬放熱反應，因此容器摸起來熱熱的)接著就可以如影片中的方式開始製作屬於自己的冰雕！
(三)原理：

    1. 此反應的反應式為：

    2. 由反應式可知，過飽和溶液中含有醋酸根離子、鈉離子和水分子，當我們加入醋酸鈉晶體時，便給予溶液一種趨力，使其結晶。

    3. 要使過飽和的醋酸鈉結晶有三個條件：動能、機率和方位。而我們加入醋酸鈉晶體，是提供其結晶時所須之機率和方向的條件。

    4. 由反應式可知，當溶液中的粒子結晶時，即反應向左進行，會放出熱，這就是為什麼容器摸起來會熱熱的原因。

    5. 在物理化學裡，飽和溶液是一種物質不能夠再溶解更多物質的溶液而且加入額外量的物質將呈現沈澱。若溶液中有雜質存在，則造成溶液為不飽和而且能夠溶解更多的物質，此種溶液變成過飽和溶液。
(四)備註：醋酸納
    乙酸鈉（CH3COONa），溶於水，又名醋酸鈉，一種用於肉類防腐的防腐劑。

奈米

許多生物（如鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等）具有回歸之本領，對於此項特性下列敘述何者為非？


(A) 這些生物是藉由地球磁場引導來辨識方向

(B) 這些生物的身體內，存在奈米級的磁顆粒

(C) 這些生物的身體內確實存有磁顆粒，但並無達奈米級

(D) 磁顆粒是生物羅盤

蜜蜂總是飛到離巢很遠的地方採蜜，小小的蜜蜂，為何可以順利回家而不會迷路？綠蠵龜及鮭魚如何能回到出生的地方產卵？鴿子具有優秀的歸巢本領，牠們如何從千里之外飛回原來的棲地？鮭魚、鴿子、綠蠵龜等都擁有「定向識途」的本領，為什麼牠們可以不靠任何儀器，長途旅行而不迷失方向？

　　因為奈米磁粒子的發現，這些不解之謎，終於找到答案－－牠們的體內都擁有奈米級的生物羅盤。科學家在這些生物的體內發現了奈米磁粒子，這個奈米級的生物羅盤，使得這類生物在地磁導航下能辨識方向，因此可以做為導航系統。

若奈米粒子具有磁性，就會受到地球磁場的引力作用，地球引力與磁粒子引力間的差異，能作為動物的生物羅盤，讓動物們辨別回家的路。

　　海龜的生物羅盤位於頭部。海龜記得出生地的地磁傾角與強度，這兩項資料，就像地圖上任何一點的經度及緯度一樣準確無誤，因此當身體龐大但腦袋很小的綠蠵龜長大成熟之後，就能夠依照記憶中的地磁地圖，回到出生地的海灘交配產卵。

　　蜜蜂腹部的滋養細胞（trophocyte）內含有奈米磁粒子，神經元末端（軸突）和滋養細胞相連，循著軸突往上走，就可以找到這些神經元連接著腹部神經索滋養細胞，它會影響蜜蜂的神經系統，引導蜜蜂的飛行。

磁感細菌生活在水中及水底爛泥中，它對氧氣濃度有特別偏好，所以只在一定深度的水域或沉積物中生長，磁感細菌的體內也有一串約20個磁性晶體形成的奈米級羅盤，如此一來，磁感細菌就可以根據磁場的水平傾斜角度，游到理想的深度。

磁感細菌體內的奈米磁顆粒。

資料來源：http://nano.nstm.gov.tw/02nature/nature02.asp

Ans: (C)

(A) 正確，原因：若奈米粒子具有磁性，就會受到地球磁場的引力作用，地球引力與磁粒子引力間的差異，能作為動物的生物羅盤，讓動物們辨別回家的路。

(B) 正確，原因：科學家在這些生物的體內發現了奈米磁粒子，這個奈米級的生物羅盤，使得這類生物在地磁導航下能辨識方向，因此可以做為導航系統。

(C) 錯誤，原因：磁顆粒已達奈米級，科學家在這些生物的體內發現了奈米磁粒子。

(D) 正確，原因：因為奈米磁粒子的發現，證實牠們的體內都擁有奈米級的生物羅盤。