振動的控制

與應用

壹、活動目標  Goal 

學生能了解「振盪」在現代通訊上的重要性,並且知道控制振盪的原理。 

大概念 Big Idea 

介質的形狀可以控制振盪的頻率

核心問題(探究問題) Essential Question 

如何藉由形狀的改變,控制我們需要的頻率條件。 

教學對象

教學時間

作者(服務單位) 

通訊作者e-mail 

貳、課程綱要對照 Course Outline 

Ka-Ⅳ-3  介質的種類、狀態密度及溫度等因素會影響聲音傳播的速率。


參、活動原理 Theory 


1.          手機、電腦中,讓許多工作在極短的時間內一起活動,需要像時鐘一樣的準確記時器。

2.          石英震盪器是基本的電子計算機計時器,因為他具有可更改頻率、更改後的頻率可固定的特性。

3.          由鐵做成的鐵尺,經過適當操作,可以知道固體如石英震盪的原理使用。

肆、活動材料 Material 

器材

數位時鐘(手機亦可)、鐵尺(30公分或15公分)4隻、透明膠帶一捲、分組學習單一張、隨身式擴大喇叭(選配)

藥品

不需要。 

伍、活動步驟 Step 

第一部分  10分鐘

第二部份  10分鐘

1.  發下學習單。

2.  解釋電腦或通訊產品為何需要準確的計時器,下圖來自於http://www.ctimes.com.tw/download/201103/24/02_%B9q%A4l%B2%A3%AB~%B7%ED%A4%A4%A4%A3%A5i%A9%CE%AF%CA%AA%BA%AE%C9%AF%DF%A4%B8%A5%F3.pdf


【圖一】


3.  介紹石英震盪器原理(維基百科資料),強調振盪原理類似音叉,石英可加電壓改變形狀。

【圖一】

第三部份  25分鐘

教案學習單

(待調整)

震盪與記時器              班級:   座號:   姓名:

      記時的重要性

1.          電子裝置中,定時元件如同人體的心臟,提供固定的頻率讓各種IC準確運作,如下圖。負責電子裝置內的定時元件,最常見的就是石英震盪器。


      利用形變改變與控制震盪活動

1.          觀賞「用鐵齒彈卡農」影片。

2.          各組利用鐵齒,在10分鐘之內完成下列兩項目,每一項目最先完成加10分,其次加8分,以此類推:

(1)      DoReMi...等七個音階。

(2)      用鐵尺彈奏小星星。

 

        問與答

1.          鐵尺可以改變聲音頻率,應該是因為  (A)形狀改變  (B)材質改變  (C)彈奏的力量改變  (D)鐵尺的溫度改變。  答:                  

2.          闖關活動中,你認為最困難的部分是甚麼?

答:                                                                                                                                


實作注意事項 


實驗安全事項

實驗廢棄物處理

 使用後膠帶以一般垃圾處理。

 

教學心得

實際操作後的心得如下:

參考資料 

2. 維基百科:石英震盪器。

3. YOUTUBE:用鐵尺彈卡農, 

闖關活動(十分鐘) 

壹、準備活動

教師準備

鐵尺(30cm)4隻,紅色蠟筆四支(協助學生標記音階位置),四張桌子,透明膠帶(窄)一捆。如果怕學生鐵尺彈奏的聲音太小,可以準備一個隨身擴音喇叭。

學生準備

l   需要4位學生裁判,剩下人員分成4組。


貳、闖關之前 

l   播放YOUTUBE影片:鐵尺彈卡農3分鐘(https://www.youtube.com/watch?v=hqOh8L_xvjg)

l   闖關規則:

(1)    為防止受傷,先將彈奏的手指貼上透明膠帶。

(2)    利用鐵尺,在10分鐘內找出Do-Re-Mi…等七個音階,利用紅筆標出按指點,並能彈出「小星星」就過關。

l   記分規則:

(1)   每得到一個音階得1分、第一組完成小星星彈奏得10分,第2組8分、第3組6分,第4組4分。

(2)   教師隨機抽點各組學生彈奏,完成者加10分。



 叁、進入活動

肆、活動結束

預算表

每人次每組的材料及預算(*以一組為單位)