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#Physical Education

 

SingTao Daily:
體驗物理奧妙 粟米澱粉加水
2011-10-25



瑪 利 諾 神 父 學 校 中 四 生 創 「 輕 功 水 上 飄 」

  十年前周星馳自編自導的電影「少林足球」,長得肥胖卻擅於「輕功水上飄」的六師弟,依然令Elsie留下深刻印象。電影情節縱然虛構,現實中確可以物理學闡釋此現象。Elsie早前到瑪利諾神父教會學校(中學部)觀看由中四學生負責的物理實驗,學生利用有短暫承托力的非牛頓流體(Non Newtonian Fluid),讓人能於「水面」上行走。

  實驗所需的材料只有粟米澱粉和水,分量為五比二,混合兩者後倒進兩個吹氣池內,便成了有黏性的非牛頓流體。當人行走在「水面」上時,必須急步行走,因為非牛頓流體只有短暫的承托力,一旦在「水面」停留太久,內裏的粒子排序便會受壓,由固體變回液體,令承托力消失,人便因此沉下去,再不能在水上「飄」。

  負責實驗的瑪利諾神父教會學校(中學部)創新科技組老師陶婉雯(Miss To)同Elsie講,實驗是由五位創新科技組的中四同學發起。「學校重推廣科技與科學普及化,每年均會鼓勵學生運用創意,進行科學實驗,去年學生利用氣流製作空氣炮,今年則以流體力學研究『輕功水上飄』。」

  Miss To又指,實驗增強學生對科學精神的探求慾。「實驗的背後概念是流體力學中的非牛頓流體,這是中四程度以外的,甚至是大學時才會學習的概念,因此學生須搜尋坊間相關的文本及詢問老師,才能掌握概念。」Miss To指整個實驗於今年暑假時已手籌備,當中嘗盡不少辛酸。

  Elsie同其中兩位負責實驗、中四的李安娜(Anna)及朱卓欣(Jenny)傾過,她們都指今趟是她們首次進行大型實驗,感覺新鮮。Jenny指,開始實驗純屬機緣巧合。「最初由於要預備另一個科學比賽而製作生物可降解塑膠,當中需煲煮澱粉,如粟米澱粉,過程中發現粟米澱粉與水混合能產生黏性,加上在網上看見外國有人利用粟米澱粉與水的混合物,造成『輕功水上飄』的效果,我們渴望了解背後能『飄』的原因,因此進行了這有趣的實驗。」

  不過,實驗並不是如想像般簡單。Anna主修文商科,她一直認為科學是艱深的。「部分科學概念很抽象,要理解不是易事,特別是今趟實驗的概念是課程以外的,我們須先了解當中個別概念的定義,如黏性及非牛頓流體,再明白這些概念間的關係,如黏性愈大,流動性愈小,才可在實驗中應用出來,這對本身抗拒科學的我,很有挑戰性。」Anna坦言曾讀不少英文文本,以為掌握了重點,卻被負責老師Miss To找到破綻,又要再搜尋資料,如是者花上不少時間,才大概掌握整個實驗的脈絡。

  Jenny亦跟Elsie講,雖然自己主修理科,但過程中亦曾遇上困難。「雖然網上有短片及步驟供我們參考,但吹氣池的體積大小不一,我們須重新調整粟米澱粉及水的比例,耐心試驗,才試出適合的黏度。」

  Jenny指,經過一整星期的調校,才試出適合的粟米澱粉與水的比例。「比例錯了,要把混合物曬乾,重新調校,我也忘記了自己在那混合物的表面走了多少回,沉了多少次才『飄』得到。」

  Jenny笑言,攪拌混合物花上不少體力。「實驗成功後,我們嘗試一連四日讓全校二十六班同學於體育堂裏試行,這次試驗用上七十五公斤的粟米澱粉。本身是液體的混合物,須以人手攪拌四十五分鐘才成為固體,加上隔句鐘便要再攪拌一次,以免粟米澱粉沉澱,因此很考我們的腰力及手力,過程頗辛苦。」Jenny又指,剩下來的粟米澱粉及水的混合物可被製作成地理科的地形模型,或製作生物可降解塑膠,循還再用。

  不擅於科學的Anna同Elsie講,實驗除了為她賺得首次辦大型活動的經驗外,亦令她對科學改觀。

  「以前我認為只有科學家才有能力進行實驗,但其實只要留意日常生活的大小細節,一樣可以有新的發現,由淺至深學習科學,例如今趟實驗的材料只是日常食用的粟米澱粉及水,但只要細心留意兩者混合後的特性,便可刺激到自己再作深入研究。」

  科學與人類生活息息相關,Elsie相信,若學生能細察日常生活,多想多試,不怕失敗,或許發現箇中細節是與科學緊緊相扣,甚至將另一部電影的虛構情節,以科學逐一解構。


李 安 娜 ( 左 ) 及 朱 卓 欣 ( 右 ) 表 示 , 粟 米 澱 粉 及 水 混 合 後 是 液 體 , 經 人 手 攪 拌 四 十 五 分 鐘 後 內 裏 的 粒 子 會 產 生 變 化 , 成 為 固 體 , 只 須 在 「 水 面 」 上 急 步 行 走 , 便 不 會 沉 下 去 。

SingTao Daily: http://www.singtao.com/yesterday/edu/1024go04.html
Video: http://www.mfs1.edu.hk/news.php?id=3525&t=14

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