流動電話的週邊

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貪食蛇

遊戲概念源自於一款由遊戲開發商"小精靈"在1976年推出名為"封鎖"的街機遊戲。這款遊戲本來沒有"蛇"的概念，玩法是兩個像素小人在走過的路上砌牆，誰先撞到牆壁或者撞到對方，誰就會輸掉遊戲。

1997年，流動電話生產商諾基亞的工程師編寫了一款名為 "貪食蛇" 的遊戲程式，將"蛇"的概念引入遊戲中，玩家需要控制蛇的移動方向來尋找食物，每當蛇觸碰食物後，身體就會增長，所以在它持續覓食時必須避免觸碰到自己的身體或其他障礙物，而且當蛇吃掉食物後，移動速度就會增快，使遊戲的難度增加。

"貪食蛇"遊戲首次隨諾基亞於1997年尾發行的Nokia 6110型流動電話推出後，多款型號的流動電話都置入這款受歡迎的經典遊戲。參觀者可透過互動展品"貪食蛇"來重溫這款經典遊戲。

互動展品上有四個按鈕，分別對應上、下、左、右四個方向，參觀者可以按下任一按鈕開始遊戲。遊戲開始後，參觀者需要控制"綠色"的貪食蛇移動和吃最多的"紅色"食物。每當貪食蛇吃一種食物，它的身體就會增長一格，移動速度也會增快。若貪食蛇觸碰到自己的身體或者四周的邊框時，遊戲就會結束。

彩色屏幕

屏幕解析度，又稱 “屏幕分辨率”，指在屏幕上顯示的像素數量。當屏幕的解析度是1920 x 1080時，表示每行水平線有1920個像素，每列垂直線有1080個像素。在相同的屏幕面積下，解析度愈高，所顯示的圖像更細緻。

圖：不同解析度示意圖

像素：圖像顯示的最基本單位。彩色屏幕的每個像素（點/格）通常是由紅、綠、藍三種顏色單元組成。單位面積內的像素愈多，其解析度也愈高，可顯示出的圖像也更加精細。

圖：屏幕示意一格放大再顯示RGB三點

光的三原色：指的是紅、綠、藍三種顏色，通過調節這三種顏色光的比例，可以組合出不同顏色的光。基於這個原理，彩色屏幕上的每個像素都含有這三種顏色的發光單元。藉著對每個像素的單一顏色調整，屏幕上會顯示出不同的圖像。高解析度屏幕內的像素十分微小，肉眼很難察覺到每個像素的顏色是由這三原色混合而成。

圖：光的三原色混色圖

互動展品由彩色屏幕模組、顯微鏡、按鍵等組成。按鍵分別有代表紅色、綠色、藍色的發光單元。當按鍵的次數愈多，對應的發光單元會愈亮，參觀者可透過調節彩色屏幕像素內的三種顏色的亮度來顯示出不同的色彩，再通過顯微鏡觀察彩色屏幕模組像素的三種顏色單元的各種變化。

感應式無線充電

無線充電是當前新興的充電方式之一，不僅流動電話，其他如智能手錶、無線耳機、平板電腦、家電產品等，甚至電動車皆可使用無線充電技術。無線充電技術可分為感應式充電和共振式充電兩類。共振式充電只需將裝置放在無線充電器限定的距離內，不必有接觸就可以充電。感應式充電則需要將裝置靠近或接觸到無線充電器，讓兩者內部的充電線圈互相對齊方可充電。基於商業策略、成本考量及技術因素，目前的無線充電器仍以感應式充電為主流。

感應式無線充電的原理是利用法拉第電磁感應原理，透過電生磁、磁生電的方式，在毋須連接電線的情況下傳送能量。當無線充電器感測到範圍內有相容充電裝置時，電流流通充電器內的發射線圈會產生磁場，而充電裝置內的接收線圈會同步感應到磁場變化而產生電流，為裝置的電池提供電力。電力的傳輸效率受線圈尺寸、線圈間距離等條件影響。線圈間距離愈近，傳輸效率愈佳。因此要將充電裝置和充電器緊貼在一起，利用內部充電線圈互相對齊的方式來達到最佳的傳輸效率．

圖：感應式無線充電放置方式


圖：感應式無線充電的原理圖

優點：充電時毋須接線通電，只需將裝置放到充電器附近即可充電，方便快捷。同時避免接駁電線時觸電的危險。

缺點：無線充電相對於有線充電的效率較低，充電速度較慢，還會有發熱的問題，成本亦較高，且移動裝置在充電時不能隨意移動。另外，由於充電裝置的標準不一，裝置無法完全兼容不同的充電規格。

參觀者可以透過互動展品"無線充電"，瞭解無線充電設備的基本構成。每組無線充電裝置基本上是由發射器及接收器組成。仔細觀察組成展品的各種零件，可以瞭解到無線充電設備的基本架構。仿製的流動電話內含無線充電接收器，當把仿製的流動電話放置在底盤右方的充電座上 (即：無線充電發射器)，電壓表會顯示正在充電中的電壓。

流動電話與稀土元素

稀土元素：又稱"稀土金屬"，共有17種，分別是：鈧（Sc）、釔（Y）、鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、鉕（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）及鑥（Lu）。當中的釔（Y）、鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）及鏑（Dy）等9種元素經常用於製造流動電話的零件。

圖：在完整的元素周期表上被突顯和放大標示的9種元素

流動電話的彩色屏幕會使用鑭（La）、鋱（Tb）、鐠（Pr）及銪（Eu）等的稀土元素，它們的離子在受到能量激發時會發出不同顏色的光線使屏幕顯現出色彩，部份稀土元素還可以阻擋紫外線進入屏幕，例如：攝像鏡頭會使用含有鑭（La）這種具高折射率和低色散特性的光學玻璃，有效擴大鏡頭的視場和改善成像品質。而流動電話的聲響部份、影像系統和測控裝置的零件需要用含有釹（Nd）這種強大磁性的釹鐵硼磁體，話筒和擴音器就會用鐠（Pr）、釓（Gd）和釹（Nd），振動單元則會用釹（Nd）、鋱（Tb）和鏑（Dy）。

參觀者可以透過互動展品 "稀土與流動電話"，認識流動電話的零部件中含有的稀土元素。這件展品展示了從流動電話拆解出來的彩色屏幕、攝影鏡頭、揚聲器、振動馬達、電路板等零部件。當按下某種稀土元素相應的按鈕，含有該元素的流動電話部件就會被點亮。

流動電話的電池

鎳鎘電池（Ni-Cd）：這是最早期用於流動電話的電池，優點是內阻低，可為負載提供大電流，且充電快，但最大的缺點是 "記憶效應"。當電池在充電前沒有將其電量完全釋放，在重複操作之後就會導致電池的最大容量降低，也影響其效能。此外，鎘是有毒的重金屬，對生態環境及人體均有害，所以鎳鎘電池在電子設備領域中逐漸被淘汰。

鎳氫電池（Ni-MH）：是鎳鎘電池的改良版電池，以能吸收氫的金屬代替鎘。鎳氫電池具不明顯的"記憶效應"且不含有毒的重金屬鎘，與鋰離子電池相比，鎳氫電池的回收再用率較高，對環境的污染較少，故被視為最環保的電池。鎳氫電池的電容量比鎳鎘電池高，但不及鋰離子電池。一般的鎳氫電池具有較高的自放電反應，每個月約30%，比鎳鎘電池每月20%的自放電速率較高。

鋰離子電池（Li-ion）：與鎳鎘電池和鎳氫電池相比，鋰離子電池的電容量較高，輸出功率較大，充放電速度較快，只有極輕微的 "記憶效應"，不使用時其自放電率低（每個月約5%），是目前其中一種最普遍的可充電電池。鋰離子電池與其它充電電池不同的是它的電容量會在使用循環中自然地緩慢減退，即使只是存放著不使用，但其電容量也會隨著時間而減少。由於鋰離子的特性，這類型的電池不耐於過度充電或過度放電。若使用不當，嚴重時有機會導致電池爆炸，因此，鋰離子電池的設計需有多重保護以減少安全隱憂。

鋰聚合物電池（Li-Po）：是鋰離子電池的改良版電池，鋰聚合物電池雖常被簡稱為“鋰電池”，但從嚴格定義上，它和鋰離子電池並不相同。鋰聚合物電池是使用凝膠或固態的聚合物來代替鋰離子電池內的液態有機溶劑，因此可按需求對電池進行塑形，更可彈性地選擇電池的包裝形狀。此外，鋰聚合物電池的壽命比鋰離子電池長，而且其安全性比鋰離子電池較佳，但如果鋰聚合物電池過熱，會膨脹或者著火。在環境方面，由於生產電池的原材料鋰元素在開採時需消耗大量的用水，而且在製造鋰聚合物電池時需要使用稀土元素，因此，隨著鋰聚合物電池被普及使用，未來將加劇對環境生態的影響。

未來的新一代電池：

鋰金屬是製造電池的最重要材料，但其庫存量並不足以滿足全球所需。近年來，科學家及工程師已積極地尋找替代材料，其中一項的備選材料，就是元素周期表中與鋰同族的鈉元素。地殼中的鈉平均含量是鋰的423倍，由於分佈廣泛，鈉的開採成本遠低於鋰，生產電池的成本估計亦比鋰聚合物電池便宜至少40%，而且在生產過程中毋須使用稀土元素，也較節省用水，因此更加環保。隨著科學技術的進步，鈉電池將會預期是新一代電池的主流。

參觀者可透過互動展品”流動電話的電池”，認識不同年代流動電話的電池實物。

種類/Tipo/Type	鎳鎘電池 Ni-Cd	鎳氫電池 Ni-MH	鋰離子電池 Li-ion	鋰聚合物電池 Li-Po
質量能量密度 (W· hr/Kg)	40-50	50-60	90-110	100-120
體積能量密度(W· hr/L)	130-200	200	250-300	200-300
工作電壓 (V)	1.2	1.2	3.6-3.8	2.7-4.2
安全性	高	高	低	低
記憶效應	嚴重	中等	輕微	輕微
自放電效應	~25%/月	~30%/月	~5%/月	~5%/月
循環充電耐久性	~800循環	~800循環	>1000循環	>1000循環
環境影響	嚴重	輕微，電池回收再用率最高	中等	中等

流動電話的連接

流動電話在推出時一開始並沒有連接其他設備的需要，但隨著科技的發展和流動電話普及化，用戶產生了與網絡和其他設備交換資訊的需求。一般而言，流動電話分"有線"和"無線"兩種連接方式。在無線連接尚未普及時，流動電話大多以自身的充電口兼作數據傳輸之用，此時的傳輸接口並無統一標準，接口可謂五花八門，包括：30針（pin）的扁寬形接口、Mini USB 接口、Micro USB 接口、Lightning接口和USB Type-C接口等。由於不同品牌型號的流動電話接口互不兼容，因而導致使用混亂。

有見及此，歐盟於2022年通過法案，強制歐盟境內售賣的所有流動電話等電子裝置須於 2024年底前採用 USB Type-C 作為標準接口。相信在未來，不同品牌的流動電話都會趨向使用相同的接口作為"有線連接"之用。

"無線連接"是近年發展迅速的連接方式。最早的無線連接方式是紅外線傳輸，其優點是接收器構造簡單和價格便宜，但因紅外線無法穿過固體或彎曲，傳輸設備之間必須有暢通無阻的直線路徑。此外紅外線在傳輸速度、有效距離與角度方面也有所限制。

藍牙與Wi-Fi漸漸成為無線連接的主流方式。藍牙是一種短距離無線通訊技術，與Wi-Fi相比，藍牙的功耗少、成本低，藍牙的低功率使其不易受到干擾。但藍牙的傳輸範圍有限，通常只能延伸約10米，要求連接的裝置須先互相配對，且同時連接的裝置數目亦有限制。

Wi-Fi 連線則是透過無線路由器運作，讓流動電話能夠連線到網際網路並與其他裝置互相交換資訊。Wi-Fi有同時連接多個裝置、傳輸距離長（100M-300M）及傳輸速率高（300 MB/s）等優勢，但與藍牙相比，Wi-Fi功耗較高，安全性也較藍牙低。

現在的流動電話已配備了各種不同的連接方式供用戶使用。這件展品展示了其中一款無線連接的例子。參觀者可透過展品中流動電話的"藍牙"功能，使用已配對的藍牙音響播放電話中的多媒體音檔。