2015國際光年

項目編號：S3-D02『光纖』

適合對象：初中一年級或以上

示範需時：40分鐘

基本內容：

光纖，是近代通訊的重要媒介。從日常生活中的光纖上網，到醫療設備上的使用等，都在影響著我們的生活。近期電訊公司開始提供光纖到戶寬頻服務，網速比以前快上許多，用過的人都說回不去了。光纖好像一時之間成了一個熱門話題。究竟光纖是甚麼？其運作原理是怎樣的？它的出現又帶給我們甚麼好處呢？

本示範主要介紹光纖的結構、傳輸訊息的原理，以及比較光纖和銅導線的優缺點，內容包括：

1. 有線通訊的歷史－銅導線的利用及其應用極限、初期的光通訊。
2. 光纖的運作原理
• 光的特性：介紹光線直線行進的性質、反射及折射現象。
• 光的全內反射現象：利用簡單工具進行流水柱導光實驗。
• 現代光纖的誕生：介紹製造現代光纖時必須克服的技術障礙、光纖的製造方法及種類。
• 光纖傳送聲音實驗：利用光訊號，透過光纖傳輸聲音訊號。
3. 光纖和銅導線的分別
• 物理性質：比較光纖和銅導線在傳輸用途上的物理特性、兩者之間的差異。
• 抗電磁波干擾對比實驗：分別以光纖和銅導線作傳輸媒介，觀察它們受干擾的情形。
4. 光纖的應用介紹：內窺鏡，光纖網絡（資訊傳輸），澳門的光纖和電話線（ADSL）寬頻上網比較。

項目編號：S3-D03『激光』

適合對象：高中一年級或以上

示範需時：40分鐘

基本內容：

1960年，一種神奇的光誕生，這種光稱為「激光」。自始，激光就不斷出現在科幻電影之中，到底激光是否只是存在於未來的高科技？還是已經暗藏在我們的生活之中？就讓我們一探究竟，看看這種激光的奇妙之處吧！

本示範主要說明激光產生的原理及其特性，介紹激光在各領域的用途，內容包括：

1. 激光的產生原理－物質的原子結構、電子的能階躍遷原理，以及激光的產生方式。
2. 激光的特性
• 路徑 ：演示激光的傳播路徑。
• 方向性 ：比較普通光源與激光的差異。
• 相干性 ：解釋激光的相干性。
• 單色性 ：介紹激光以單一色光傳播。
3. 激光的應用
• 切割：演示利用二氧化碳激光切割器，切割紙張、玻璃、膠片等不同的物料。
• 通訊：演示及說明激光在光纖通訊上的應用，及模擬訊號與數位訊號的轉換方式。
• 其他：激光在不同領域上的應用。
4. 激光的安全性－利用高強度激光作示範，說明激光的危險性。

項目編號：S3-D05『光與顏色』

適合對象：小學四年級或以上

示範需時：40分鐘

基本內容：

陽光，除了給予我們光明與溫暖之外，還帶來許多美麗的自然現象（夕陽、彩虹、藍天、晚霞等等），但是我們有想過這些都與光的奇妙效應有關嗎？光使我們看見多姿多彩的世界，而顏色正正是通過眼、腦和我們的生活經驗所產生一種對光的視覺效應。

本示範主要圍繞著光的特性及一些相關現象進行演示，內容包括：

1. 光的性質－利用激光顯示光的直線傳播、反射和折射。
2. 光的色散現象
• 比較陽光 / 白光與激光分別經過三稜鏡折射的情況。
• 製作一條人工彩虹並進行觀察，分析彩虹形成的原因。
• 彩虹的特性：為甚麼是圓弧形？紅色一定是在外側嗎？所有角度都能觀察到彩虹嗎？
3. 色光的種類
• 比較單色光與混合色光。
• 光線顏色的混合。
• 三原色光的由來、利用單色光合成不同顏色的光。
4. 物體顏色和光線的關係
• 解釋物體本身的顏色是怎樣來的。
• 比較在不同單色燈管下我們觀察到物體的顏色。
5. 應用介紹－3D眼鏡，舞台效果，濾鏡。

項目編號：S3-W02『光纖精品DIY』

適合對象：小學四至初中三年級

實驗需時：60 分鐘

基本內容：

您知道光纖對現代社會和未來世界將會起怎麼樣的作用嗎? 讓我們製作一個簡單的光纖精品，從而理解光纖的特性、基本傳輸原理及其在生活中的應用。

基本收費：來館參加免費，往校服務每人MOP 30.00

項目編號：S3-W16『簡易潛望鏡製作』

適合對象：小學一至四年級

實驗需時：60分鐘

基本內容：

潛水艇中的潛望鏡都是利用光線反射的原理來製造，用來觀察水面上的狀況。讓我們用簡單的材料製作一個潛望鏡，瞭解它的結構和原理。

基本收費：來館參加免費，往校服務每人MOP 30.00。

項目編號：S3-W17『簡易望遠鏡製作』

適合對象：小學三至六年級

實驗需時：60分鐘

基本內容：

望遠鏡是如何把遠處的景物移到我們眼前來的呢？這一次我們動手製造一個小小的望遠鏡（最簡單的望遠鏡可以由兩片鏡片組成！），瞭解望遠鏡是如何應用光線的折射和反射原理。

基本收費：來館參加免費，往校服務每人MOP 30.00。

項目編號：S3-W18『Bling Bling萬花筒』

適合對象：小學五至六年級

實驗需時：60分鐘

基本內容：

為什麼我們稍微轉動一下萬花筒，筒內的圖案式樣就會轉變呢？萬花筒是一個由三面鏡子組成的光學玩具，利用光的反射原理，使堆積一起的彩色玻璃構成美麗的圖案。

基本收費：來館參加免費，往校服務每人MOP 30.00。

項目編號：S3-W19『針孔成像』

適合對象：小學六至初中二年級

實驗需時：60分鐘

基本內容：

我們經常使用的照相機，款式雖然很多，但是基本原理都很相似。讓我們製作一個簡單的針孔成像工具，看看它如何利用光線投映成像，同時解釋照相機的原理。

基本收費：來館參加免費，往校服務每人MOP 30.00。

項目編號：S3-E02『光敏二極管應用 — 感光機械甲蟲』

適合對象：初中三年級或以上，建議先完成『電路及焊接入門』課程

課程需時：為期4週，共10小時

基本內容：

主要介紹發光二極管、光敏二極管、NPN型晶體管、直流馬達及其組合應用。課程讓學生利用以上元件製作一隻藉由光源引導行走的感光機械甲蟲。

發光二極管是一種半導體元件，由於耐用和色彩變化萬千，以及低耗電量使它的應用層面愈見廣泛，故多用作為指示燈、顯示板、照明等。它是21世紀的新型光源，具有效率高、壽命長、不易破損等傳統光源無法與之比較的優點。

光敏二極管是典型的感光元件，可依操作模式及需求，將光強度轉換為電流或電壓訊號，常用於自動控制系統。

晶體管是一種半導體元件，可以用於放大、開關和許多其他功能。本課程中的NPN型晶體管用作開關，基於輸入的電壓，控制流出的電流，它和一般機械開關不同之處在於晶體管是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常快。

基本收費：

來館參加每人MOP 50.00，往校服務每人MOP 70.00。

課程安排：

第一課－複習電路元件及焊接技術

第二課－發光二極管、光敏二極管、NPN型晶體管和直流馬達

第三課－焊接感光機械甲蟲

第四課－焊接感光機械甲蟲

項目編號：S3-E05『紅外線通訊技術應用』

適合對象：高中一年級或以上

課程需時：為期4週，共10小時

基本內容：

紅外線是介於微波與可見光之間的電磁波，不能夠被肉眼所看見。紅外線通訊由於不需要實質的連接，而且組成的元件既不複雜，成本也較低廉，故常被應用於手提電腦、移動電話和其他傳輸設備之間作資料傳輸，以至電視機及空調等家用電器的遙控器。

學生在本課程中將製作一個簡單地連接於電腦的紅外線接收器，並且利用家用遙控器代替電腦滑鼠或鍵盤動作，從而體驗紅外線通訊技術在生活上的應用。

基本收費：

來館參加每人MOP 50.00，因課程需用示波器，故不提供往校服務。

課程安排：

第一課－555 單穩態電路介紹

第二課－紅外線技術之介紹及接收器製作

第三課－接收器電路製作

第四課－WinLIRC之介紹與電腦遙控器之製作

項目編號：S3-E08 『運算放大器應用－心跳感測器』

適合對象：高中一年級或以上，建議先完成『電路及焊接入門』課程

課程需時：為期4週，共10小時

基本內容：

紅外線發光二極管所發出之紅外線能夠穿透皮膚的表面。每當心臟跳動時，血液會流過手指內的血管；在同一時間，光敏二極管接收到的紅外線亦有所變化，從而產生微小的電壓訊號。當這一訊號經由運算放大器放大後，就能夠驅動發光二極管，讓我們觀測到心跳的頻率。學生於本課程中將親自製造一個簡單的心跳感測器，從而瞭解運算放大器在生活中的應用。

基本收費：

來館參加每人MOP 70.00，因課程需用示波器，故不提供往校服務。

課程安排：

第一課－基本電路與心跳感測器的工作原理

第二課－運算放大器的工作原理

第三課－心跳感測器電路製作

第四課－心跳感測器電路製作