國際光學年之我的光會轉彎 活動報導

2015/07/20 – 下午 1:58

文/校園記者林育筠

  2015年適逢國際光學年,一直在光電科學領域有卓越貢獻的中央大學,在這歷史性的紀元舉辦了與光學相關的系列活動。本次假日科學廣場邀請了中央大學薄膜中心的陳裕仁擔任講師,對於光學領域的研究可說是不遺餘力。藉由此次活動,陳裕仁將帶領與會的大小朋友們領略關於光的奧妙。

咦?光轉彎了!
  活動開始,陳裕仁便使用雷射光筆射出一道光線,穿透進台前裝有水的玻璃缸中。此時一個大家或許並不陌生的現象發生了──原本筆直的光線在射進水中之後呈現較大的偏折角度,這就是我們熟知的折射現象。陳裕仁接著講解,光在水中的行進速度會變慢,此即受到折射率的影響;若是光射進不同物質,便會因應不同的折射率而影響偏折角度。大體而言,折射率越大則偏折角度越大,反之則越小。而水中的折射角度,也就直接影響了視覺所見的影像。

我的微妙世界──迷你顯微鏡
  觀察了光的折射現象之後,陳裕仁取出一個切割過的寶特瓶瓶口,指示小朋友們在裁切後的寶特瓶之瓶蓋口塞進一塊大小適中的珍珠板,並在瓶蓋以及珍珠板上打一個洞(兩個洞必須相對應)。黏妥珍珠板並鑽好洞之後,在瓶口珍珠板塗上膠水並黏上一塊塗色的衛生紙片。完成再將小小的玻璃珠嵌入已鑽洞的瓶蓋口,接著將此迷你顯微鏡對準日光燈當作光源,即可從玻璃珠上看見塗色衛生紙的纖維。此實作的原理即是利用光與焦距,觀察到物質的細微部分,而顯微鏡的原理亦為如此。

小原理大應用
  帶領小朋友們完成迷你顯微鏡後,陳裕仁接著使用雷射筆並調整光線角度,射入裝有油和水的壓克力箱中,基於材質差異與入射角等於反射角等原理,光線會在油當中呈現W形狀的路徑,此原理亦應用在光纖之上。
  演示了光折射的另一種模式後,陳裕仁指導小朋友們動手製作簡易的「潛望鏡」。首先將材料包裡的紙板拼裝成兩個形狀相同的梯形紙筒,並將兩個紙筒以相對的方向嵌入;之後將材料中的兩面小鏡子貼上兩個梯形紙筒的斜面內側,簡單的潛望鏡即完成了。操作方法只要伸縮兩個嵌合的紙筒,即可從另一面的鏡子裡看到投射出的影像,可以用來觀看另一側的物體。此亦是應用到光在紙筒中行進的路徑所延伸製作出的小道具,雖然簡單,卻也蘊含了有趣的科學原理。

  本次活動承蒙美國光學學會與美國工程學會在台學生分會之協助,與陳裕仁一同在這值得慶祝的新紀元中,藉由DIY遊戲與簡單的科學原理介紹,期待這群科學小尖兵能成為肩起台灣未來的國家棟樑,替科學再闢值得期待的新天地。