這兩天組了一個名為「千人震」的套件，它的電路是利用變壓器讓9V的電力轉變成約100V高壓電。只要兩手同時摸輸出端(迴紋針)，就會
被電到。
高壓電不一定會致人於死，像這組「千人震」就是這樣，有高壓電但電流極微小。所以危險性很低。
這組東西怎麼拿到課堂上玩呢？當然不能拿來嚇學生囉，這樣太下流了，還是拿來當恐怖箱吧。
我是這樣做的：找個紙箱挖四個洞，然後把金屬粉筆夾塞進洞裡，任意兩隻粉筆夾在箱子裡接上千人震。
分組競賽落後的人就有權來享受被電的滋味，當然他可以選擇不玩，反正這只是個小遊戲，而且是個和機率有關係的遊戲，被電到的機率是1/6。
手沾水之後去碰任兩隻粉筆夾，幸運選到通電的夾子的人，瞬間就會有反射動作出現。
你看，多麼有教育意義啊，又可以算機率、教電學，還可以扯到神經系統哩。
2008/5/21
答錯就來電一下
來根貝多芬的手杖，用骨導音「聽」聲音
貝多芬，一代樂聖，和海頓、莫札特並稱為維也納古典樂派三大作曲家。一生中創造出許多傳世名曲，可是命運開了他一個玩笑。
26歲那年開始，他的聽力慢慢減退，甚至最後全聾。聽力喪失讓他無法見彈奏鋼琴的聲音，於是他用特殊的手杖一端抵住鋼琴發音的地方，另一端則用牙齒咬住，這麼一來他就能聽到鋼琴的聲音。
耳聾的他怎麼能「聽」到聲音呢？其實這就是骨導音的運用，在摀上耳朵也能魔音穿腦這篇曾經提過，聲音除了從股膜經聽骨到卵圓窗進入耳蝸外，另外，也可以經過顱骨的振動，引起耳蝸內淋巴的振動。兩種都能讓聲音傳到內耳。貝多芬利用的就是後者的骨導音。
我在鄭永銘老師的當哈利波特遇上物理－電學篇看到了一個能體驗骨導音的裝置。剛好家中也有這些設備，於是就立刻做了一組，馬上就體會了貝多芬的感覺。
這個「骨導音裝置」的材料有：
- 兩條線
- 3V馬達
- 單音耳機接頭
先把兩條線焊在耳機接頭的兩個端點
再把另外一端焊在馬達的接點上
這樣就完成了！好簡單的一個裝置，可是卻有意想不到的效果。
把耳機接頭插到MP3隨身聽或是電腦的耳機孔，然後用牙齒咬住馬達的軸，然後播放音樂，你會發現居然聽得到聲音。但實際上你的外耳並沒有接收到聲音，這個聲音透過馬達軸的振動，從牙齒傳到上下顎骨，經過顱骨傳到內耳。
就這樣，不帶耳機，只要咬著馬達，你也聽得到聲音。
不想咬馬達軸也可以像鄭永銘老師文章所說的，插個棒棒糖，這樣就能變成棒棒糖耳機囉！
2008/5/19
用Audacity和praat作蝙蝠叫聲分析
上一篇介紹的是硬體部份，接下來要看軟體的部份。這是我家附近蝙蝠的聲音。
http://pancala.googlepages.com/bat.mp3
錄的方式是用一條公對公的3.5mm接頭的線連接到電腦的mic接口。然後開啟Audacity來錄音。
Audacity是一套開放原始碼的軟體，有win和inux各種作業版本。
連續錄了多軌，只要用剪貼方式就可以併成一軌。
首先要看頻譜圖。選擇音軌->頻譜
畫面會變成紅色的，夾雜白色線段，白色代表該頻率的能量較多。
因為我一開始在偏好設定裡設定最高頻率是20000，所以為了要看更仔細，應該把它縮小成5000。此外顏色也可以調整成灰階，
改成最高頻5000Hz之後，白色部份就比較清楚了。
再放大一點，看得出大約集中在3000K附近。
除了這個圖以外，還可以用功能表的分析>描繪頻譜的方式，來獲得像這種的畫面。
除了Audacity以外，另外一套軟體Praat也很好用。
Praat也是一套開放原始碼的軟體，是阿姆斯特丹大學語音科學學院Paul Boersma and David Weenink（Institute of Phonetic Sciences）所製作。是一套語音分析、語音合成的軟體。
它也能拿來錄音，不過我覺得拿Audacity來錄音比較方便。
假設已經有錄好的聲音檔，現在要來開檔
Read> Read from file...
然後要對這個聲音作分析，按下Edit
這個畫面左下角，有四個按鈕all、in、out和sel。分別是顯示全部畫面、放大、縮小、選取範圍放大
選取的方式，是用滑鼠圈
看頻率分佈
這蝙蝠的聲音頻率分佈在什麼範圍。先設定共振峰Formant
Formant >Formant settings...
改成只有一個共振峰（Number of formants:1)
它會在能量最強的地方標示紅點，如果是預設值，那會有五個共振峰，那就會有一堆紅點。從紅點上看來，就知道主要頻率大約在3000Hz附近。
背景的頻譜圖也可以取消顯示，只要把Spectrum> show spectrum勾勾取消
頻譜圖已經消失，只留下共振峰
圈選範圍
如何取得量化的頻率數據
第一步是圈選範圍。
選擇Formant>Formant listing
出現主要頻率分佈，第一行是時間，第二行才是我們要的數據。代表那個時間點的主要頻率。
作圖
先圈選範圍，然後
Formant>Extract visible formant contour
在主畫面就會多出一個物件(object)：Formant untitled
在Praat Picture的視窗，先框選要畫的圖有多大。它會出現粉紅色的圈選範圍。然後點選Formant untitled，按下Draw，選擇Speckle...
這個視窗直接按下OK就可以了。
就會在Praat picture視窗中會畫出剛剛選出的共振峰圖。如果要存檔就要選File> Write to Windows metafile...
這就是那一個圈選範圍的共振峰圖，顯示牠主要的頻率集中在3000x16=48000Hz，（乘16是因為偵測器是把蝙蝠的聲音除了16，所以現在要還原）
如果有興趣對台灣蝙蝠聲音做進一
結婚週年禮物的蝙蝠偵測器DIY
蝙蝠這生物，傍晚我家附近常可以看到牠們飛來飛去，偶而還會撿到屍體。
大概國小學生都知道牠們會發射超音波，用回聲定位來覓食吧？不過不是每種蝙蝠都會這招，像大蝙蝠科的狐蝠主要靠視覺和嗅覺來覓食。
我沒看過台灣狐蝠，不過在2003年一月去柬埔寨的時候，倒是意外看見另外一種狐蝠，大概是馬來大狐蝠(Pteropus vampyrus）吧。
不知道現在那邊還有沒有，但還是說明一下位置，位置在GRAND HOTEL d'ANGKOR對面的Royal Gardens，那個公園裡有好幾棵雙翅龍腦香，傍晚五點多的時候會飛出去覓食。各位最近如果要去吳哥窟，倒是可以順便去繞繞。
我們那時路過公園，意外看見樹下有很多大便，抬頭一看，哇！一群蝙蝠，而且是展翅超過一公尺長的大蝙蝠，經我們估算大約有兩千隻。不仔細看還以為是果實吊在樹上。隔天我們就早上六點和傍晚五點的時候，都特地去看蝙蝠。
早上去的時候，他們都已經覓食回來了。剛回來還沒睡著，偶而還會吵個小架、佔個地盤，看起來很有趣。傍晚大約到了六點十分左右，蝙蝠們開始蠢蠢欲動，有些在搔癢，有些在互抓像是在玩一樣。五分鍾之後，開始有蝙蝠飛出來，但只是在熱身而已，只是飛來飛去換樹待 著而已。光看他們在樹冠層頂飛翔，就可以知道他們有多大隻了。
他們胸前有著很美麗的金色毛髮延伸到腹面，頭部不同於一般小翼手目的蝙蝠，而是像狗頭一樣。過了幾分鍾之後，蝙蝠們開始飛翔出去覓食，飛了二三十分鍾，還有蝙蝠還沒飛出去，可見數量有多龐大，整個天空都是翼展一公尺以上的大狐蝠。
除了大蝙蝠以外，蝙蝠還有不少是會發射超音波的種類。
超音波，就是聲音的頻率超過20000Hz，人耳已經聽不到了。如果我們要聽見，那就要靠
市面上的蝙蝠超音波偵測器好幾百元美金，折合台幣也是好幾千元
其中最簡單的電路屬於分頻式的電路
Build a Simple Bat Detector
在經過原作者Tony Messina 的同意下，我將電路圖改繪成麵包板的插線圖，以下就是教各位DIY蝙蝠偵測器的方法。
電路圖：http://home.earthlink.net/~bat-detector/SBD2.html
材料清單：（以下零件價格為2008年4月於台北光華商場附近電子零件行訪價
| | 規格 | 數量 | 價格(元) | 備註 | 電路圖上編號 |
| 超音波接收器 | 40K Hz | 1 | 120~250 | 通常與超音波發射器一起包裝販賣 | |
| 電感 | 6.8mH | 1 | 10 | | |
| 積體電路IC | LM386 | 2 | 10 | | IC1 |
| 積體電路IC | CD4024 | 1 | 11 | | IC2 |
| 單音耳機插孔 | 3.5mm | 1 | 4 | | |
| 單音耳機 | 3.5mm | 1 | 80 | 若無法買到單音耳機，亦可使用一般耳機 | |
| 小型麵包板 | | 1 | 70~80 | 又稱免焊電子電路實驗板 | |
| 電解電容器 | 470μF 16V | 1 | 3 | | C4 |
| 電解電容器 | 220μF 16V | 1 | 2 | | C7 |
| 電解電容器 | 10μF 16V | 2 | 1 | | C2、C3 |
| 陶瓷電容器 | 0.047μf | 1 | 0.3~1 | 標示為473 | C1 |
| 陶瓷電容器 | 0.022μf | 2 | 0.3~1 | 標示為223 | C6 |
| 電阻器 | 220Ω 1/8w | 1 | 0.3~1 | 標示為紅紅棕金 | R4 |
| 電阻器 | 150Ω 1/8w | 1 | 0.3~1 | 標示為棕綠棕金 | R1 |
| 可變電阻 | 10KΩ | 1 | 6~10 | 調整音量 | RV1 |
| 可變電阻 | 5KΩ | 1 | 6~10 | 調整靈敏度 | R2 |
全部加起來不到台幣300元啊，有夠便宜啦
這是零件囉，才這樣一點點(不包括麵包板、機殼和旋鈕...)
由左至右，5KΩ可變電阻、10KΩ可變電阻、220Ω電阻、150Ω電阻
電容：由左至右，470uF、220uF、10uF、10uF、0.022μf、0.022μf、0.047μf
6.8mH電感和超音波接受器
超音波接收器，左邊是正極，右邊是負極。
按鈕開關，用來控制電源。這個我沒有畫在麵包板裡，要加的自己在電源旁邊接上。
用小型麵包板就行了
開始組裝，先插上IC，左至右：LM386、LM386、CD4024
再插上電阻
然後把電容插上去
從側面看一下
再來插陶瓷電容（上面寫223和473那種）
側面來一張
再來是插上電感（藍色那個）
側面來一張
再來就是插上線
可變電阻先焊上線
電源和耳機插座也焊上線
大合體，為了測試(測試方式，請看文末)，先把超音波接受器插在板子上（左下角），實際用的時候，要另外接線
放近一點來看，左下角是超音波接受器。
再來是準備塑膠盒
盒子上方要鑽可變電阻塞進去的孔，前面要鑽超音波接受器的接線孔，後面要有按鈕開關的孔和耳機插座的孔。
全部做好之後，再把旋鈕塞到可變電阻的轉軸上
噹噹噹噹～
蝙蝠偵測器完工！其中一個是我的，另外一個是作給梅子的。
去年的週年禮物是DNA尋根套件，今年的就是
超華麗bling-bling蝙蝠偵測器
上面可是用施華洛士奇水鑽鑲了一隻可愛小蝙蝠呢！
中間還是個愛心哩。這個水鑽可是我特地去手機包膜專門店裡做的耶！
光是要在店裡掏出「蝙蝠偵測器」就很需要勇氣了，何況還要求鑲水鑽哩。
做好了偵測器，可是偏偏沒有蝙蝠怎麼辦？沒關係，週遭能發出超音波的東西其實不少
- 食指和中指互相摩擦上下襬動
- 摩擦塑膠袋
- 搖晃鑰匙
我把偵測器接上教室擴音喇叭，然後把機器放在教室的角落，人在走廊上晃鑰匙，它都偵測的到，的確很夠力啊！
這段聲音檔就是我把偵測器接上電腦錄到的東亞家蝠聲音
http://pancala.googlepages.com/bat.mp3
下一篇就要來介紹怎麼用軟體「看聲音」。
沒事作個測謊器作啥？
人體為了應付內在或外在的刺激，會透過內分泌和神經系統，讓身體產生各種變化，其中皮膚導電度的變化，稱為膚電反應(Galvanic Skin Response; GSR)。
說謊的時候，因為緊張，交感神經興奮，促使皮膚汗腺分泌汗液，皮膚導電度隨之增加，所以測量皮膚導電度可以知道是否說謊。但是，這並非百分百準確，因為皮膚導電度的變化關係到許多生理和心理因素，所以進行測謊的時候，還需要其他生理訊號，例如呼吸、血壓等。
皮膚導電度測量的電路算是簡單的，在電子零件行就能買到套件。
底下兩個黑黑的電極片是黏在魔鬼氈上面，這樣就能扣在食指和中指。這個電路是偵測兩電極間電阻的變化，電阻變小，指針就會往右邊移動。所以當電極扣在手指上，生理或心理變化使皮膚分泌汗液（無感流汗），增加皮膚導電度，指針就會往右邊移動。
作一個這樣的測謊器，可說是寓教於樂，只是要小心，不要找女友或老婆幫你測試。
我就是個活生生血淋淋的例子，當我做好之後，興奮地找梅子幫我測試，馬上要她問我問題。
用「愛不愛台灣」之類的問題測試之後，指針沒啥改變，最後梅子使出殺手鐧，開始追問過往情史，瞬時指針上衝，降不下來。
這就是前面一開始說的「人體為了應付內在或外在的刺激，會透過內分泌和神經系統，讓身體產生各種變化」
咳！咳！咳！歹路不可行，千萬不要傻傻地拿測謊器叫老婆幫你測。
2008/5/17
雙色玉米遺傳學又一發
圖片來源：magnus
我又在玩雙色玉米了，上次在「雙色玉米的遺傳學」中玩了一隻玉米，實在太不過癮，所以這次我買了一大箱可以生吃的雙色水果玉米，準備玩一票大的。
這箱有多大？和底下的經典台客藍白拖相比就知道了！箱子裡有那些苞片是緩衝用的，真正的玉米們藏在底下的塑膠袋裡。
在開始之前，讓我先把玉米顏色的遺傳學再複習一次，上次找到的玉米種實遺傳分析，不是很好懂，不過在我看到這篇之後，一切就通通明白啦！
Inheritance of Kernel Color in Corn:Explanations & Investigations
為此，我還特地畫了一張海報來說明哩！
底下就是分開說明的部份，這個說明不包括跳躍基因造成的顏色變化，那太複雜了。
玉米粒是種皮果皮癒合的果實，從裡到外有胚、胚乳和糊粉層還有果皮。
糊粉層和胚乳決定了玉米粒的顏色
- 糊粉層中的花青素種類和存在與否，使糊粉層變成紫色、紅色或無色
- 胚乳中的胡蘿蔔素存在與否，讓胚乳變成黃色或無色
先看看糊粉層的顏色(紫、紅、無色)怎麼來的，相關的基因有Rr1、R1和C1。
- Pr1是構造基因，是用來產生Flavonoid 3』 hydroxylase 這種酵素。這個酵素決定了紫色或紅色花青素的生成。
- 如果是Pr1(顯性)，這個酵素會幫忙加上個OH基，讓它變成紫色色素(Cyanidin)
- 如果是pr1(隱性)，這個酵素就不見了，就不會加上OH基，如此就變成紅色色素(Pelargonium)
- 可是紫色或紅色花青素的生成還需要其他基因，例如R1、C1。他們屬於調控基因，有點像化學反應的老大一樣。
如果R1、C1不答應生出花青素(隱性或突變)，就算Pr1怎麼努力，管他紫色紅色，就是沒辦法產生色素。這樣一來糊粉層就會沒有色素，變成無色。
像R1和C1這麼惡霸，讓Pr1的努力白費工夫，影響了Pr1的表現，這種情形就叫上位效應，R1和C1就叫上位基因。
再來是胚乳的顏色(黃、白)，關係的基因只有Y1，他做出來的酵素Phytoene synthetase，是生成胡蘿蔔素的途徑中的酵素。如果是y1，酵素就沒啦，胡蘿蔔素也生不出來，胚乳就變成白色的。可是胚乳的顏色還跟「雙重受精」有關係，在這裡先不說，後面會再提到。
糊粉層顏色
胚乳顏色
看完糊粉層和胚乳顏色是怎麼變的，再來就是排列組合了。首先要知道
玉米種實的顏色由糊粉層和胚乳的顏色決定。
- 若糊粉層有色，則胚乳的顏色無法顯現。
- 糊粉層無色，則胚乳的顏色才能顯現
以下的基因型都只考慮同型合子的部份，這樣說明比較簡單。
紫色玉米粒是R1和C1都是顯性的情況，再加上Pr1也是顯性，所以在糊粉層的紫色色素就可以順利產生。至於胚乳什麼顏色就不用管了，反正外表看不出來。
紫色玉米粒也是R1和C1都是顯性的情況，可是pr1是隱性，所以在糊粉層裡就會出現紅色色素。同樣的，胚乳的顏色也不影響外表顏色。
黃色玉米粒是因為R1和C1這些上位基因變成隱性或是突變，所以紫色或紅色的花青素生不出來，糊粉層就變成無色的。而Y1又產生黃色的胡蘿蔔素，所以就變成黃色玉米。
白色玉米粒和黃色玉米都是R1和C1沒讓花青素生出來，所以糊粉層無色。而y1又沒生出胡蘿蔔素，所以就變成白色的。
事情回到雙色玉米到底怎麼變出來的。
黃、白玉米粒是胚乳顏色所影響。可是胚乳的遺傳特性有點特別，因為它是三套的。
在受精的時候，精卵結合變成胚，那是雙套的。可是胚乳是一個精核加上兩個極核，這個享齊人之福的傢伙，將來就變成三套的胚乳。因為有兩個受精的情形，所以就叫作雙重受精。
方便起見把Y1改成Y，而y1改成y來說明。
問題來囉，既然是三套，而且父親那方提供單套，母親那方提供雙套。所以當一個Yy x Yy的情況出現，那胚乳基因的棋盤方格就會變成這樣。
有YYY、YYy、Yyy和yyy，四種情況。
像那個YYY，他的Y有三個耶，比較夠力哩，他就有比較多的胡蘿蔔素，其他如YYy和Yyy就比YYY遜，所以胡蘿蔔素就比人家少。
這造成什麼結果哩，同樣是Yy和Yy配出來的玉米粒，就會出現黃色、黃中帶白、白中帶黃和白色，這個就是劑量效應。Y比較多，就會比較黃。
之前提到我弄了一大箱的玉米，那些玉米怎麼了呢？
當老師的最大的權力就是利用學生啦，美其名為請學生吃水果玉米，實際上從事的卻是邪惡的遺傳學實驗。
要吃玉米可以，得做功課-算玉米！！
要注意啊，只要玉米有點黃就算黃，算完玉米之後才可以吃。這種水果玉米的糖份在採收之前都還沒轉成澱粉，所以很甜。果皮也很薄，洗一洗就可以生吃了，煮食有另外一種風味。
雖然學校沒有可以水煮的地方。不過學生還是發明了新吃法，一半生吃，另外一半拿去沖飲水機的熱水，一種玉米兩種口味啊
27406個玉米粒一個早上就計算完了，當然也被吃完了，這就是團結力量大的最佳實例！
| 黃 | 白 | |
|---|---|---|
| 1 | 329 | 68 |
| 2 | 355 | 112 |
| 3 | 395 | 127 |
| 4 | 343 | 125 |
| 5 | 387 | 124 |
| 6 | 329 | 109 |
| 7 | 392 | 127 |
| 8 | 339 | 97 |
| 9 | 405 | 124 |
| 10 | 398 | 142 |
| 11 | 335 | 140 |
| 12 | 371 | 144 |
| 13 | 318 | 84 |
| 14 | 327 | 128 |
| 15 | 295 | 107 |
| 16 | 412 | 153 |
| 17 | 314 | 118 |
| 18 | 345 | 130 |
| 19 | 369 | 134 |
| 20 | 369 | 134 |
| 21 | 369 | 134 |
| 22 | 364 | 104 |
| 23 | 359 | 115 |
| 24 | 330 | 126 |
| 25 | 330 | 110 |
| 26 | 406 | 116 |
| 27 | 338 | 125 |
| 28 | 356 | 96 |
| 29 | 357 | 102 |
| 30 | 419 | 135 |
| 31 | 359 | 131 |
| 32 | 433 | 143 |
| 33 | 281 | 104 |
| 34 | 368 | 128 |
| 35 | 355 | 135 |
| 36 | 243 | 91 |
| 37 | 421 | 148 |
| 38 | 489 | 6 |
| 39 | 276 | 78 |
| 40 | 295 | 115 |
| 41 | 371 | 154 |
| 42 | 368 | 58 |
| 43 | 558 | 126 |
| 44 | 347 | 125 |
| 45 | 412 | 53 |
| 46 | 313 | 128 |
| 47 | 383 | 143 |
| 48 | 275 | 130 |
| 49 | 346 | 108 |
| 50 | 324 | 141 |
| 51 | 341 | 134 |
| 52 | 509 | 126 |
| 53 | 393 | 67 |
| 54 | 431 | 143 |
| 55 | 358 | 123 |
| 56 | 326 | 108 |
| 57 | 383 | 127 |
全部27406個玉米粒當中，有20713個黃色玉米，6693個白色玉米。
比例3.09：1
這個數據真是太美了！
如果對算這個東西有興趣，還可以挑戰一下
左邊是親代基因型，計算看看自交之後的子代顏色比例是如何呢？
Pr1Pr1/Y1Y1/C1C1/R1r1 紫:黃=3:1
Pr1Pr1/Y1Y1/R1R1/C1c1 紫:黃=3:1
pr1pr1/y1y1/C1c1/R1r1 紅:白=9:7
y1y1/C1C1/Pr1pr1/R1r1 紫:紅:白=9:3:4
Pr1Pr1/R1R1/C1-IC1/Y1y1 黃:紫:白=9:3:4
Pr1Pr1/C1C1/Y1y1/R1r1 紫:黃:白=12:3:1
Pr1Pr1/Y1Y1/C1-IC1//R1r1 黃:紫=7:9
R1R1/C1c1/Pr1pr1/Y1y1 紫:紅:黃:白=9:3:3:1
2008/5/16
用Excel VBA製作學生問題分析表(S-P Table)
前一陣子梅子忙著教師專業評鑑的資料，想幫自己的考題作試題分析，後來學校老師給了她一份資料，是余民寧教授的《教育測驗與評量-成就測驗與教學評量》(心理出版社2002年出版）。其中有一個稱為學生問題分析表（S-P Tabel或S-P Chart)的試題分析方式，引起了我們的興趣，因為這種分析是「圖形化」的分析方法，和我以前學到的試題分析方法很不同。其實在余教授書後面就有附光碟，裡頭就有試題分析的程式，不過在底下我還是試試看用自己寫的EXCEL VBA來跑這個試題分析。
學生問題分析表是日本學者佐藤隆博(Takahiro Sato)在1970年代發明的試題分析方法，可以用來分析每位學生及每個試題的作答反應類型，有量化的指標來反應作答類型是否異常。很適合用在形成性評量的分析與診斷，最好是用在班級人數40-50人，試題數20-30題的測驗。
手工製作的方法如下（底下我會介紹如何用最簡單快速的方式來製作）
- 將學生答案改成「正確以1表示，錯誤以0表示」
- 將學生得分和試題答對人數作排序
- 畫出S曲線及P曲線
- S曲線：
- 學生得分的累加分佈曲線，此曲線以左的範圍，代表學生大都答對了試題
- S曲線的位置可以看出學生學習成就達成的程度
- P曲線：試題答對人數的累加分佈曲線，此曲線以上的範圍，代表試題大都被學生答對了
- P曲線的位置可以看出班級學生達成與未達成教學目標的程度
- S曲線以左的部份，或P曲線以上的部份，對整個S-P表所佔的比例，表示該次測驗的平均答對率
第一個是差異係數D*，它看的是S和P兩曲線之分離面積，佔隨機情況下S-P曲線所圍部份之期望值的比值，值會介於0-1間。
意義： D*>0.5表示試題具有相當多異質成份
計算方式是：D*=C/(4NnP(1-P)DB(M)
C：SP兩曲線包含1,0個數的總合
N：學生數, n：試題數, M=(√Nn+0.5)取高斯值
P：(每位學生得分總和)/nN
第二個是注意係數，包括學生注意係數CS和題目注意係數CP
這是S-P表資料中的實際反應組型與完美反應組型間的差異，占完美反應組型最大差異的比值
意義：注意係數愈小愈好
接下來要看如何用電腦幫我們作這些事。
檔案下載處：http://pancala.googlepages.com/sp_table.xls（這是我做的，如果要余教授的檔案，那google一下就可以找到了）
因為這個檔案含有巨集，所以必須允許EXCEL啟用巨集才可以使用
裡頭有五個工作表，分別為
- students：學生的答案
- answer：標準答案
- sp_table：學生問題分析表（自動產生）
- CS：學生診斷分析圖（自動產生）
- CP：試題診斷分析圖（自動產生）
先到students裡頭，把學生資料打上去，或是從讀卡後的資料貼過來。
第一橫列放的是題號，第一直行放的是學生座號，其他是學生答案
answer工作表放的是標準答案，在第一橫列放上標準答案，不需題號
接下來是使用巨集了
按下執行之後，就會開始產生各種圖表，如果資料很多，程式會跑比較久。
在sp_table工作表的這張圖意義是這樣的：
- 最高分的學生在最上面，最低分的學生在最下面
- 最多人答對的題目在最左邊，最少人答對的在最右邊
- 紅色線是S線，綠色線是P線
- S曲線
- 是學生得分的累加分佈曲線，此曲線以左的範圍，代表學生大都答對了試題
- 位置可以看出學生學習成就達成的程度
- P曲線
- 試題答對人數的累加分佈曲線，此曲線以上的範圍，代表試題大都被學生答對了
- 位置可以看出班級學生達成與未達成教學目標的程度
- S曲線以左的部份，或P曲線以上的部份，對整個S-P表所佔的比例，表示該次測驗的平均答對率
單就這張圖就可以看出很多有趣的事，例如17題是最簡單的題目，大家都答對，而第3題也很簡單，不過只有6號同學答錯。
理論上高分群的同學，相對來說簡單的題目應該都答對，可是像17號同學居然答錯了很多別人都答對的題目，這很可能就是粗心大意。
再來看的是CS工作表，這裡是學生診斷分析圖
根據學生的注意係數和得分百分比，可以把表現區分以下組別
- A 學習穩定型學生：表示該學生學習狀況十分良好、穩定，這些學生在班上程度好、學習成就較高、考試表現亦屬穩定、正常。
- A' 粗心大意型學生：表示該學生學習狀況稍欠穩定，能力好，但考試卻粗心大意，有搶當第一個交卷的衝動與習慣。
- B 努力不足型學生：該學生學習狀況尚稱良好、穩定，努力程度不足，需再多用功。能力屬中上程度，
- B 缺乏充分型學生：該學生學習準備不夠充分，會粗心犯錯，學習漸趨不穩定，努力也不夠。
- C 學力不足型學生：該學生基本能力不足，學習不夠充分，努力亦不足，學習成就偏低。
- C' 學習異常型學生：該學生學習極不穩定，具隨性讀書習慣，對考試內容沒充分準備，考試成績時好時壞。
以上圖來看，17號就是屬於成績不錯，但是會粗心大意的學生。
最後是CP工作表，這是試題診斷分析圖
根據試題的注意係數和答題百分比，區分以下組別
以這張圖來看，第4題和第6題的異質成份就特別值得注意
2008/5/14
米的解剖與米薄片標本製作
去聽那個米的演講，其實有一些紀念品，就是一小包帶殼的稻和脫殼的米，讓大家可以貼在白卡上當作小卡片。不過我沒拿來做卡片，倒是拿來開腸剖肚一番。
稻是自花授粉的植物，裡頭的雄蕊在還沒伸出來殼外之前，就已經讓雌蕊受粉了。發育的過程中，果皮和種皮都癒合了，沒有果肉形成，植物學上稱之為「穎果」。
稻穀分成稻殼、糠層、胚乳及胚芽等部分。
- 稻殼：又稱穎，由護穎和外穎、內穎組成。所謂的「脫穎而出」，其實就是穎果從殼裡被打出來。
- 糠層：果皮、種皮加上糊粉層(含油脂和蛋白)的部份。
- 胚乳：是三倍體(3N)，由胚囊內兩個極核和精核雙重受精發育而成。
- 胚芽：幼小植物體部分，位於穎果下方靠外穎側。
糙米：去除稻殼後的米，即為真正的穎果
胚芽米：去除糠層(果皮、種皮、糊粉層)，保留胚芽的米
白米：去除糠層(果皮、種皮、糊粉層)和胚芽的米
所謂的米糠，除了前面說的糠層(果皮、種皮、糊粉層)以外，還包括胚芽和部份胚乳。
左邊是糙米，右邊的是白米
紅糯米，下面兩塊白白的就是護穎
把穎果從穎(稻殼)中脫出來，這招叫作「脫穎而出」
有色米的「色」來自於糠層，胚乳其實還是白色的
把外面的糠層弄掉，就可以看到裡頭白色的胚乳，左下角是胚
這張照片是把胚給弄掉，所以這個時候就是白米了(雖然還有邊邊一點顏色沒弄掉)
這是另外一種大型的米，許博士一直說他們做米育種的，很想做出像花生一樣大的米。這顆米雖然比不上花生，但是算是數一數二的大囉。(最上面有和其他米對照的圖)
脫穎而出的過程，穎都裂開來了
看這個顏色，似乎是糯米
另外一種米「脫穎而出」的過程
左邊是殼，右邊是糙米的階段
胚被括下來了，胚乳也括乾淨了，現在變成白米。
來看看黑糯米
把黑糯米的糠層弄掉，照樣變成白白胖胖的白米
接下來是要做米的薄片標本
材料：各號砂紙(至少有1200、600、320)、玻片、雙秒膠，至於手套就免了
先把米壓在砂紙上磨出一個平面
然後就是在載玻片上滴一滴三秒膠，把米放上去黏住，然後磨米的另外一面。從號數小的砂紙磨起，越磨越大。
最後的結果，變成米薄片。
滴加碘液在顯微鏡下觀察，可以看到被染成深色的澱粉粒
題外話，手邊正好有個紫外線手電筒，就順便看看米有沒有什麼特別的。結果照下去之後才發現，糯米居然有類似螢光的反應呢(圖中最白的那些)
2008/5/13
演講「認識稻米的多樣性、栽培和利用」
這個週末去科博館聽了一場長智慧的演講，「稻亦有道—認識稻米的多樣性、栽培和利用」，主講人是許志聖博士。
許博士任職於台中區農業改良場副研究員，專長是水稻育種與栽培改良、雜草與除草劑研究。台梗3號、台梗9號、台梗15號、台梗糯5號及台中191號都是他育成的品種呢！
以下的筆記包括演講時候抄的東西，還有一些是後來在網路上查到的資料。
稻的分類
水稻的分類屬植物界、被子植物門、單子葉綱、穎花目、禾本科、稻屬，共計22種，但只有兩種是栽培稻。分別是一年生的非洲栽培稻(Oryza glaberrima)和一至二年生的亞洲栽培稻(Oryza sativa)，其他野生稻集中於澳洲、菲律賓。
台灣也有野生稻，例如多年生的O.granulata和O.rufipogon，兩種在桃園都有分佈。前者在樹林底下生長，後者會自動落粒，便於傳播。
- 栽培稻中的非洲型稻分布於西非洲各國的栽培稻，產量低，栽培面積不大，不過他可以抗抗不良環境的特性，所以可以用來培育新品種。
- 亞洲栽培稻(Oryza sativa)就是最常被食用的稻種，學名的意思是「好吃的果實」。可分為三個亞種，分別是印度型、日本型和爪哇型。
- 印度型稻(indica)：又稱為秈稻(Hsien)，分蘗強，穀粒細長，較抗不良環境，通常分布於熱帶地區。
- 日本型稻(japonica)：又稱為梗稻(keng)，分蘗較少，穀粒短圓，能抗較低溫的環境，通常分布於溫帶地區。
- 爪哇型稻(javaonica)：又稱為熱帶型梗稻(tropical japonica)，分蘗較少，穀粒較大，短圓有芒。但較不耐低溫環境，抗不良環境，分於熱帶地區。台灣也有這型的稻，例如光復鄉糯(紅香糯)和松林部落的香糯米即是。
- 他們的共同祖先在雲南附近
生態型式分類
若依生態型式可以分陸稻、看天田、灌溉稻、深水稻四類型。其中以灌溉稻的全球栽種面積最大(55%)，供應糧食最多(75%)。
灌溉稻生態系統(Irrigated rice ecosystem)
- 土堤作田間區隔
- 整地成泥漿狀後栽培
- 全球面積7,900萬公頃(55%)
- 公頃產量3-9噸，生產全球75%的稻米
- 土堤作為區隔，雨水作灌溉
- 生育期間有不超過10天，田間最深處超過50公分水深
- 無法有效控制水量，有乾旱與浸水問題
- 雨季來臨前進行整地、種植
- 全球面積3,600萬公頃(25%)
- 產量無法預估與確保，生產全球17%的稻米
- 在雨季來的時候插秧
陸稻生態系統(Upland rice ecosystem)
- 種子直播於耕犂過的土地
- 種植地坡度0%至30%
- 生育期間無法灌水，依賴降雨
- 保水力、陽離子交換力弱、有鋁與鎂的毒害
- 全球面積1,900公頃(13%)
- 公頃產量1.3公頃，生產全球4%的稻米
- 農民常將陸稻與和旱地作物輪作或間作，以保護陸稻與土壤，也有大部份地區採用燃燒山林，種植作物至地力耗盡後移至
他處的栽培方式。
深水稻生態體系(Flood-prone rice ecosystem)
- 種植在雨季田間，通常為河、湖邊或三角洲
- 生育期間需忍受50-400公分水深
- 雨季來臨前種植，雨季時稻株隨水深高度急速生長，每日 23 公分的速度生長，部份深水稻的生長速度甚至可達每天 20 公分。
- 它在淹水最深時開花，水位下降時收穫，收穫時僅採取穗部，稻草並不處理，俟雨季過後再種植其他作物。
- 全球面積1,100公頃(7%)
- 公頃產量1.5公噸，生產全球4%的稻米
抗蟲性
野生稻比起栽培稻有更強的抗蟲性，例如褐飛蝨，近半可抵抗
稻子的成長
- 稻子在水多的時候先長芽，水少的時候先長根。
- 稻株在抽穗前30天開始進行幼穗分化，稱為孕穗期。
- 由孕穗分化到抽穗約需30天，水稻開花時間通常在上午8點到下午1點，通常為自花受粉，同一穗穎花約3~7天可完全開花
- 穎花受粉後，其子房開始發育充實，形成稻穀，稻穀漸漸由綠色開始變成黃色，大約在抽穗後30~45天經過乳熟、糊熟期至黃熟期即可收穫
- 水稻第一片葉子只有葉鞘，沒有葉身。
- 稻子對環境最敏感的時候有兩個時期，一個是播種時，另一個則是幼穗形成的時候，若低於18度則不稔
- 台灣的兩期稻作就是為了避免稻子受到傷害。第一期稻作從二月底插秧，5~8月時收割。第二期稻作，於7月插秧，9~12月採收。但宜蘭只有一期稻作。
- 水稻是自花授粉的植物，做稻子雜交時，只要用43度的水泡5~7分鐘，雄蕊變會不孕，但雌蕊仍然有活力。此為溫湯去雄法。 因為水稻的雌雄蕊對温度的感應不同，雌蕊的耐温力遠大於雄蕊。
黑糯米的顏色來自花青素的顏色，顏色來自胚乳外糊粉層的顏色，屬於糙米。
糙米雖營養，但也要小心重金屬的殘留問題，在沒有合格檢驗之下，吃白米最好。
最有名的香米是生產自印度河兩岸的巴斯馬帝(Basmati)米，在田間收割、儲藏、碾製、炊煮與食用時均具有明顯的香 味，而且在炊煮後，米粒伸長約一倍，遠較一般品種只伸長 50%為多，由於產量少，生產價值高，通常印、巴產地只在婚宴、喜慶時用。
澱粉
直鏈澱粉和支鏈澱粉的含量影響加工性質
直鏈澱粉含量
- 0~5%為糯米，雖然不易消化，但也有些地區是以糯米為主食，例如寮國、泰國東北部。因其易有飽脹感。
- 5%~10%：較少此種含量
- 10%~20%：低直鏈性澱粉，日本、韓國、中國的主食
- 20%~25%：中直鏈性澱粉，
- 25%以上：高直鏈性澱粉，用於加工，例如製成米苔目等食物。
若澱粉粒排列不緊實則會產生腹白、心白，雖外觀不佳，但未必影響口感和用途。例如吉野一號有很大的心白(花蓮吉野鄉的天皇米)，但卻是好吃的米，製作日本清酒的米也有很大的白，但因為其澱粉粒不緊密，反而易於使菌絲生長分解。
糯米，澱粉顆粒表面呈現大小不一的凹洞，因而造成光線的繞射，使整個米粒呈現不透明的白色，是一對隱性遺傳基因wx控制。
各國對稻米品質的喜好各有不同
- 台灣、日本、韓國－圓粒、低直鏈澱粉含量的米
- 印度、菲律賓等東南亞－中直鏈澱粉含量的米
- 伊朗等中東地區－長粒細長型且具香味的中直鏈澱粉含量的米
如何選擇米
- 認標誌，例如CAS
- 認品種(台稉9號、台東30號、台稉16號、高雄14號、台中秈稻10號)
- 米商的穩定性，對照兩個時期購買的同一米商產品，看品質是否穩定
- 冷飯要Q
- 稀飯要黏，會吸水
稻米利用的多樣性
- 有色米：必定是糙米，因顏色在胚乳外層的糊粉層。
- 營養保健米：例如發芽米，含有GABA。或法國有含氨基酸量多的營養米
- 飼料米：要有產量高的特性
- 景觀用稻：花材或田間美化，例如苑裡的米。
稻米成長與積溫的關係
- 積溫：植物發育過程中，當各生育階段有效溫度累積至一定數值時，即可完成發育。該數值即稱為此一發育階段所需的積溫。
- 一般的農作物在≥10℃的情況下才活躍生長。稻積溫算法：累計各日(最高溫-最低溫)-10
中央氣象局網站可以查詢積溫等相關「農業氣象」。
- 首頁 -> 一週預報>一週農業氣象
- 統計資料>農業氣象
積溫定義及計算方式
http://www.gispark.com/html/jichu/2007/0830/1264.html
參考資料
2008/5/10
夏日限定生物實驗-夏菫的體外受精觀察
為了這個觀察實驗，我已經等半年了，因為這是一個「夏日限定實驗」！
因為主角是玄參科的夏菫，學名Torenia fournieri，日名トレニア。
我３月時在上班的路上看到，一盆15元，只是現在5月了，花已經快謝光了。這樣好像變成「春日限定」了？
特別介紹日文，因為這是日本名古屋大學的東山哲也教授所做的研究。
他的研究方向是花粉管的誘導以及雙重受精，為什麼夏菫這種花會成為研究的主角。
關鍵就在下圖。
左邊是一般典型被子植物胚株、胚囊和卵細胞的模式圖，胚囊是包在胚珠裡，所以胚囊裡的細胞並非顯而易見。
但右圖的夏菫就不同了，他的胚囊會伸出胚珠之外，因此可以用顯微鏡就輕易看見輔細胞或卵細胞。自然就能進一步研究花粉管是怎麼找到胚囊在哪裡，以及受精的機制。
下圖是東山哲也教授說明受精的過程。根據他的研究，胚囊中的輔細胞會誘導花粉管的生長，如果用雷射破壞輔細胞，花粉管就無法順利將精細胞送達。
http://www.kazusa.or.jp/ja/plant/pas/data/higashiyama.htm
夏菫的花粉管和胚珠可以一起培養，在這篇報告中有適於生長的培養基配法
http://www.plantcell.org/cgi/content-nw/full/10/12/2019/T1
不過我沒有那麼多藥品，我只有蔗糖，所以我的配法是這樣的。
用50ml的水加上2.5g的蔗糖和0.5克的洋菜粉，放到微波爐加熱1分鐘，趁熱滴到載玻片上備用，這樣是5%蔗糖的固態培養基。
再來就是要取得夏菫的胚珠和花粉，它是兩性花，同時具有雄蕊和雌蕊。
我覺得夏菫似乎是雄先熟的植物(不確定)，因為我發現有花粉的，胚珠似乎還沒成熟，胚囊還小小的。而胚囊夠大的花，它的花粉都已經掉光了。
中間的那根就是雌蕊，底部就是子房。
用單面刀片切開後，可以在解剖顯微鏡下看見一顆顆的胚珠整齊排列。
在解剖顯微鏡下用鑷子剝下
這是部份還留在胎座上的胚珠
暗視野顯微鏡下的胚珠
再放大一點，調整焦距就可以看見凸出的胚囊，裡頭有輔細胞。
因為卵細胞和輔細胞並不是在同一平面上，所以必須調整焦距才能看到卵細胞
再來就是花粉了，根據東山哲也教授的研究，若是切已經受粉的柱頭來培養(半體外培養)，讓花粉管穿過花柱，它的花粉管生長情形會更好，顯示花柱對花粉管的生長有一定影響。如果要有更好的生長狀況，必須再配合適當的培養基。
大坨的東西是花藥，旁邊白色小顆粒是花粉粒
數小時後，已經長出花粉管
這是400倍下的花粉管和花粉。
如果使用暗視野顯微鏡來看花粉管，在100倍下就可以看見花粉管內的細胞質流動，甚至看見核。可惜用相機拍攝不出來那個樣子，只能用肉眼觀賞。
本來以為只有用蔗糖培養基和完全體外培養(未經過花柱)，會看不見受精的過程，但還是讓我找到有花粉管偷偷摸摸鑽到胚珠群了。只是胚珠太多了，所以沒能看出一對一的過程。
參考資料：
- Higashiyama.T.,et.al.(1998).Guidance in vitro of the pollen tube to the naked embryo sac of Torenia fournieri.Plant Cell.10.2019-2031. 連結：http://www.plantcell.org/cgi/content/full/10/12/2019
- Higashiyama.T.,et.al.(2001).Pollen tube attraction by the synegid cell.Science.293,1480-1483.
改裝暗視野顯微鏡
看過這樣的圖片吧？和一般顯微鏡下拍攝的圖片不大一樣，特別是背景。
我們常用的的顯微鏡是屬於亮視野顯微鏡，背景是亮的。而這圖的背景是暗的，所以稱為暗視野。暗視野顯微鏡的特點是可以分辨極微小顆粒的存在或運動(解像力約是0.004um)，一般的顯微鏡最大解像力約(0.2um)，這樣的差別來自入射光線的特性。
用個例子來說明，你現在看得到房間裡飛揚的灰塵嗎？應該看不到啦，但如果是在黑暗的房間裡，一道光線射入，你就會看見灰塵在飄。這是因為光線射到這些小粒子產生散射，散射的光線進入到眼中才讓你看見它的存在。
而暗視野顯微鏡的基本原理也是這樣，光線經由特殊的構造改變了路徑，因此傾斜照射在標本上。因為不是直接穿過標本進入物鏡，因此視野背景是黑色的，只有經由標本散射的光線能進入目鏡，這就讓我們可以分辨標本裡的微小顆粒存在或運動。
一般的顯微鏡只要有聚光的光學組(圖中的Condenser Lens)再加上一個擋光片(Dark Field Patch Stop)就能改裝成暗視野顯微鏡。擋光片是用來擋住光源中間的光線，讓光線只能從周圍射入標本，大小約和光圈大小相同。不同倍率用不同的光圈，所以要製作不同的擋光片。
圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_field_microscopy
而我家的顯微鏡剛好有阿貝式聚光鏡，再加上阿簡精心製作的黑紙卡擋光片，立刻變身成暗視野顯微鏡囉。
這是阿簡的私密口腔皮膜細胞
同樣的畫面，但是加上擋光片用暗視野來看，用肉眼看更能看到許多微小的顆粒呢！而且覺不覺得有種神祕感啊，
這是...阿簡的一坨口腔皮膜細胞
暗視野下，嘖嘖，真是美啊，忍不住陶醉起來了。
2008/5/7
閃頻觀測器再進化
自從做了小風扇改裝的閃頻觀測器之後，很想來做個大的，至少不要讓我一支手拿LED，一隻手拿轉盤。想法出來了，之後就很快了，第二代的自製閃頻觀測器誕生囉。
弄個盒子，裝上馬達、可變電阻(100 ohm)和電池盒(3V)，下面放進手電筒，前面鑿孔加上有縫的轉盤。裝置雖簡單，但幾乎符合我的需求了，底下只要鑽個孔，甚至可以固定在三腳架上。
成品的上視圖，小旋鈕是可變電阻，用來調整馬達轉速，間接控制頻率。
先來一張沒對到焦的水，看起來很多水珠，實際上只有一顆水珠而已，加速度讓它間隔越來越遠。
這是阿簡的手指頭，頓時變出很多根手指。
拍移動的乒乓球。我用的閃頻是每秒約17次的頻率，相機快門1/2秒，所以拍到9個乒乓球的影像。這可是用自製的閃頻觀測器做出來的呢！
球從手上滑出去，中間卡到東西，所以間隔沒有那麼整齊。
看來之後可以來試試拍垂直風洞的種子，或是拍昆蟲在風洞飛行的樣子囉，總是不能一天到晚不務正業啊，這可是阿簡「生物」筆記啊。
搶答器上戰場之生物大決戰
辛苦做了一台搶答器之後，最重要的就是讓它上戰場。課堂上有搶答器，怎麼看都很像綜藝節目，那就順水推舟吧，把我之前做的抽籤程式一起加進來吧，聲光色俱全，這個節目就叫生物大決戰，主持人是阿簡。
在還沒開始這個活動之前，機器我先擺出來讓大家試玩，每個學生躍躍欲試。本來我打算在課堂上考幾張沒考完的考卷，但是學生居然寧願在午休或放學留下來寫考卷，也只為了能在課堂上玩搶答遊戲。
我事先把所有生物的名字和學生的名字輸入到這個抽籤程式中，雙視窗的畫面，讓上方顯示學生姓名，下方顯示生物的名字，兩者都會隨亂數變化，學生必須答出該生物的分類、特徵。答對得1分，如果搶答上面是自己名字的題目，算是得2分，萬一搶答失誤，那就扣2分。最後統計得分，有獎也有懲，從減少考卷訂正次數到有權到走廊大喊「阿簡我愛你」，葷素不忌。
重點不是遊戲的結果，而是每個人回答的過程。不只自己字字斟酌(我要求說出的答案不能更改)，也會仔細傾聽同學的答案，因為只要答錯，我就會立刻開放搶答。要拿到最高分，靠知識也要靠運氣，搶不到發言權，說什麼也沒用。
做這個東西當然不是為了崇高的教育理想，我要的只是「讓生物好好玩」。
2008/5/5
調速小風扇改造「頻閃觀測器Stroboscope」
在說頻閃觀測器之前，先瞭解我們視覺的一個特性-視覺暫留。
電影、電視、卡通利用視覺暫留，當每秒出現的畫面超過24格之後，我們就無法分辨各格了，這對動畫師來說是件好事，他只要為每秒的畫面畫出24格就行了。如果人眼的分辨頻率更高，例如高達3000格/每秒，動畫師可就累了，一秒鐘要有3000張畫面。如果真是這樣，動畫、電影可能永遠無法被發明出來。
頻閃觀測器(Stroboscope)可以發出高頻的閃光，凍結高速運動的物體影像，例如運轉中的馬達，或是落下的水滴。我用這幾張影像作說明，畫面中的灰圓圈會順時針快速旋轉，若是用等同轉速的相同頻率閃光去照它，他的位置就會被凍結，看起來就不會動（左圖）。但若是閃光頻率低於轉速，它還沒轉完一圈，就會被照到，因此看起來的連續畫面會是逆時針旋轉（中圖）。如果閃光頻率高於轉速，看起來就會依原本方向轉動。
所以只要知道頻閃觀測器的頻率，就可以知道待測物體的轉動頻率。
圖片來源：http://web.mit.edu/6.933/www/Fall2000/edgerton/www/stroboscope.html
在市面上當然可以買到專業的頻閃觀測器，不過價錢你也知道當然很貴囉。
這裡，我有簡單的作法，第一步就是拿改造好的調速小風扇，在上面接上一張黑色圓盤，圓盤上開了一道縫隙，簡單的步驟，立刻成為頻閃觀測器。
透過這個頻閃觀測器，去看家中的電風扇、電視、電燈，那些會閃的東西，甚至用手在後面晃也有意外的效果。
例如電扇在轉動，只要轉速相同，你就可以看見扇葉被凍結了。手在後面晃，則是會看見手停格的效果。
如果要增強效果，就拿個LED燈透過頻閃觀測去照，也有類似的效果。在演唱會或是舞廳裡，也常常會擺頻閃的放光器，讓表演者看起來就像是一格一格的慢動作。
另外也可以拿這組頻閃觀測器去看水龍頭滴下的水滴。水滴在滴下的時候，肉眼看是一條線，但是用頻閃的光去看，就會看見一顆顆的小水滴。水滴的間距要多近，就要看閃光的頻率了。
我還拿了這個東西去拍了轉動的硬幣，在大約七秒的時候，硬幣會停止轉動，但繼續移動，之後會逆轉再順轉。
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如果要知道自製的頻閃觀測器的閃動頻率，那就要再加一個套件。在電子材料行可以買得到這個「捍衛視覺閃光測頻器」（價錢300元），這可以用來測閃光的頻率，家裏的日光燈是每秒閃120次，電視閃60次。
拍這張照片的時候，閃光燈閃了一次，所以螢幕上顯示1
有了「調速小風扇改造頻閃產生器」再加上這個「捍衛視覺閃光測頻器」，就成了「阿簡牌捍衛視覺調速小風扇改造頻閃觀測器」啦！（忍不住佩服起自己）
弄這個東西，其實最終目的是要作這樣一件事情。去年我弄了垂直風洞裡的飛行種子，我一直很想知道：這些種子的旋轉速度在多少的時候，可以定點飛行，只要有這套東西，就可以拿來測囉。
不過我目前的東西還需要改良，例如光不夠強，套件沒有整合在一起。之後我的目標是，弄一個強力手電筒裝在機箱裡頭，配合調速馬達加上測頻器，整個作成一套，這樣真的就所向無敵了。
改裝調速小風扇觀察Benham Disk和Motion aftereffect
這個小風扇是在學校旁的書局意外看到的，網拍至少要70元，但是書店只賣39元，買到賺到。扇葉是軟質的，所以被打到也不會受傷。買這個東西本來是為了我的棉花糖機，因為本來的設計有個問題，馬達和電池盒都沒辦法固定，不好操作。
看到這個小風扇之後，我就突然有靈感了，不如就拿它來組裝棉花糖機囉。除了用來和鋁罐合體作棉花糖機以外，我還找到它的新用途了，就是看Benham Disk！
先來介紹怎麼改裝，這種小風扇的扇葉是直接用兩個環形卡榫卡住的，所以只要找到縫隙，就可以把它們分開來，露出馬達的轉軸。
再來就是要在轉軸上套上一個銅柱（或是塑膠的柱子）。之前在做棉花糖機的時候，為了要把柱子套到馬達軸上，費了我好大的功夫，因為以前都是用三秒膠去黏。膠用的多，萬一黏到軸的底部，馬達就不能轉動，整個報銷，偏偏膠弄得少又黏不牢。不過就在我參加林宣安老師的研習之後，學到了個新方法，那就是用金屬膠帶先把馬達軸黏粗一點，再把柱子卡進去。這個金屬膠帶我是在十元店買的，本來的用途似乎是用在廚房的流理台上，不過用來增粗馬達軸是剛剛好呢！
接下來要加控制轉速的功能。
把電池蓋打開來，底部的鐵片本來是一大片，先用斜嘴鉗剪斷中間的部份，然後在蓋子打洞（照片中央的洞是多打的），兩個鐵片各焊上一段電線，從洞口穿出。
接著在後面和一個1k的可變電阻連接，可以接12腳，或是23腳，就是不要接成13腳，那樣會變成固定的電阻值。再用熱溶膠固定在電池蓋背後，如此就可以用可變電阻調整轉速了。
左邊的就是成品了，右邊的就是拿來觀察的圓形圖案，把它們中間鑽個小洞，用螺絲就可以固定在馬達上的小柱子。
Benham Disk是 玩具製作商CE Benham在1894發明的，如照片中有黑色半圓形的圖案，本來是作在陀螺上面的。原本是黑白雙色，但是在不同的旋轉速度下，不同的人會看見不同的彩色。
目前並不知道發生的確切原因，可能是圖案旋轉時，白色部分會使感受顏色的錐狀細胞細胞興奮而黑色不會，顏色的變化使得不同的錐狀細胞有不同的反應，訊息傳到大腦之後，就會產生彩色的幻覺。
當然這個東西，就算不用調速小風扇也有其他作法，例如貼在CD上面，然後在中央卡個軸心或是塞個硬幣當作轉軸。
以下是相關的網址介紹
- http://www.jclahr.com/science/illusions/spin/fbkspin.html
- http://faculty.washington.edu/chudler/benham.html
- http://www.michaelbach.de/ot/col_benham/index.html
http://chiron.valdosta.edu/mawhatley/2500/spiral.htm
盯著畫面中的螺旋圖案一陣子，再抬頭看看自己的手，看看有什麼變化？
不然也看看這個影片，如何快速豐胸?
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可以變大，當然也可以變小，看看scipao的Motion Aftereffect: 瀑布錯覺瘦臉。
如果擔心自己該大的地方太小，或是該小的地方太大，應該在鏡子前面放一個這個小機器，隨時隨地給自己信心！
心跳偵測器
最近覺得自己好像變成電子科的學生，這一兩個禮拜都在玩電子電路的東西。
前幾天逛電子材料行看到這個套件-心跳感測器，只要120元咧。
說明書在這心跳感測器說明書
這是成品。
焊那些電阻電容其實不難。有一把好的焊槍和尖嘴鉗、斜口鉗就可以了，從最矮的零件如電阻開始插板，從背後焊。大約半小時之內就可以焊完了。
這說明書上面的原理是這樣寫的（我作一些修改）
將紅外線二極體放在手指，紅外線可經由手指反射回來。由於人體組織的半透明度會隨心臟跳動而變化，當心臟將血液推入血管時，組織的半透明度降低，因此反射的紅外線會變弱，透過電路將強弱的變化放大。所以偵測到心跳的時候，LED會亮，蜂鳴器會叫，因為叫得太大聲，所以我用膠帶貼住上面的孔，讓它小聲一點。或者上面有個短路器，把它拔下來，蜂鳴器就會閉嘴了，只剩下燈會亮而已。
看看我的示範囉
搶答器DIY
一直以來我就想要有個搶答器，以前康軒的教具裡還有搶答器，我在以前學校的倉庫裡曾經挖到，不過我實際測試之後，發現故障了，根本就不能玩，送回去維修，早就沒人會修了。
如果要買搶答器，也要到中國去買，原來他們常常會辦智力競賽，所以就有那樣的需求。不過最近在Pchome的商店街發現有「益智搶答器」的商品呢，三路搶答器的價錢是6000元。實在花不下這個錢去買，於是興起了DIY的念頭。
手邊有個「350 種生活科技電路實驗器」套件，裡頭的書上就有個搶答器的電路，本來我打算重畫電路圖，然後作佈線，再自己找洞洞板來焊接。不過用洞洞板來焊接實在太累了，最後還是直接用麵包板來作。
以下這個電路圖是用eagle這套軟體畫的。這個電路的特色是老師主控的按鈕(s1)按著，學生的搶答鈴(s2~s9)才有效。第一個按下的人，對應的LED燈會亮起，喇叭也會傳出聲音。當有人按下之後，其他人的電路無法導通，因此怎麼按都沒用，老師主控的按鈕放開之後就會重置。可以提供8路的搶答，要擴充也很簡單，只要繼續加電路就可以了。聲音可以透過可變電組改變音量(VR2)和音調(VR1)高低。
電路圖（按下之後，在flickr有大圖）
零件（含八路搶答的按鈕），合計1257元
| 項目 | 規格 | 單價 | 數量 | 小計 | 備註 |
| IC | NE555 | 10.0 | 2 | 20 | |
| SCR | HXL1225 | 10.0 | 8 | 80 | |
| LED | 紅 1.7V 10 mm | 3.5 | 4 | 14 | |
| LED | 綠 1.7V 10 mm | 3.5 | 4 | 14 | |
| 二極體 | 1N4148 | 1.0 | 12 | 12 | |
| 電容器 | 4.7uF | 0.8 | 1 | 0.83 | C2 |
| 電容器 | 10uF | 0.6 | 1 | 0.63 | C7 |
| 電容器 | 470uF | 3.0 | 1 | 3 | C4 |
| 電容器 | 0.1uF(104) | 3.0 | 3 | 9 | C1 C3 C5 |
| 電容器 | 0.02uf(203) | 0.4 | 1 | 0.38 | C6 |
| 電阻器 | 100 ohm(棕黑棕) | 0.5 | 9 | 4.5 | R1 R6 R9 R12 R15 R18 R21 R24 R27 |
| 電阻器 | 390 ohm(橙白棕) | 0.6 | 8 | 4.8 | R8 R11 R14 R17 R20 R23 R26 R29 |
| 電阻器 | 1k ohm(棕黑紅) | 0.6 | 11 | 6.6 | R2 R4 R5 R7 R10 R13 R16 R19 R22 R25 R28 |
| 電阻器 | 6.8M ohm(藍灰綠) | 1.0 | 1 | 1 | R3 |
| 可變電阻 | 1k | 1.0 | 25 | 25 | VR2 |
| 可變電阻 | 1M | 1.0 | 25 | 25 | VR1 |
| 耳機插頭 | 3.5 mm 單音插頭 | 11.0 | 8 | 88 | |
| 耳機插座 | phone jet 立式鐵頭 | 14.0 | 8 | 112 | |
| 麵包板 | 2p | 310.0 | 1 | 310 | |
| 端子線 | 10.0 | 8 | 80 | ||
| 按鈕 | 11.0 | 9 | 99 | S2~S9 | |
| 開關 | 23.0 | 1 | 23 | S1 | |
| 揚聲器 | 8 ohm 05w | 12.5 | 1 | 12.5 | |
| 電池盒 | 4號電池4只 | 15.0 | 2 | 30 | |
| 機箱 | 223*139*92mm | 240.0 | 1 | 240 | |
| 刻度板 | 8.0 | 2 | 16 | ||
| 旋鈕 | 小圓形(螺絲型) | 13.0 | 2 | 26 |
追加一組按鈕的零件，合計62元
| 項目 | 規格 | 單價 | 數量 | 小計 | 備註 |
| SCR | HXL1225 | 10.0 | 1 | 10 | |
| LED | 紅 1.7V 10 mm | 3.5 | 1 | 3.5 | |
| 二極體 | 1N4148 | 1.0 | 1 | 1 | |
| 電阻器 | 100 ohm(棕黑棕) | 0.5 | 1 | 0.5 | R6 |
| 電阻器 | 390 ohm(橙白棕) | 0.6 | 1 | 0.6 | R7 |
| 電阻器 | 1k ohm(棕黑紅) | 0.6 | 1 | 0.6 | R8 |
| 耳機插頭 | 3.5 mm 單音插頭 | 11.0 | 1 | 11 | |
| 耳機插座 | phone jet 立式鐵頭 | 14.0 | 1 | 14 | |
| 端子線 | 10.0 | 1 | 10 | ||
| 按鈕 | 11.0 | 1 | 11 | S2 |
製作過程
準備好麵包板，依照電路圖把零件插上去，一小時內就可以插完了。這張圖沒有把電源、按鈕、LED燈裝上。
把電源裝上，這個用的是12V，所以一共用了八顆三號電池，目前先裝上LED燈來測試。按鈕和底片筒合體來使用，目前的兩個可變電阻目前是用來調整聲音長短和音調，之後會把聲音長短改成音量。本來的電路音量會很大，所以改用可變電組改變音量，不然會被隔壁班抗議。至於聲音長短就沒那麼重要，不另外控制。
都弄好之後就是要弄個主機放麵包板。
第一步先挖洞，包括總電源的洞、喇叭的洞、按鈕的插孔、LED燈的洞。
為了對齊洞口的大小，所以先用膠帶貼上去，再畫上標線來鑽孔，上面的孔是裝LED燈用的，下面的孔是裝上耳機插孔。
搶答按鈕是用單音耳機接頭和主機相連，這樣可以隨時拆下。方便更換維修。
貼上膠帶挖孔中
膠帶拆掉後，主機的正面
主機的上蓋，鑽上很多小洞，喇叭貼在蓋子後面，這樣才能把聲音傳出來。
總電源的洞，為了擴孔，花了我好大力氣。不過下次我就知道要先把洞的範圍先畫出來，直接用小鑽頭鑽出輪廓，這樣會比較快，而不要直接用銼刀銼。
照片上方的可變電阻嵌在主機後方，控制音量和音頻，左右是電池盒，背面用魔鬼沾黏在機箱裡固定，也方便換電池。 LED燈用端子線接到機箱前方，按鈕的電路則是先用耳機插孔轉接到機箱前方。
喇叭用熱溶膠黏在盒蓋上
機箱背面的可變電阻加上旋鈕和刻度板，再加上標示，看起來更專業啦。
全部完工的樣子，躺在主機上面是老師用的，其他是學生用的按鈕，都用耳機接頭和主機相連。未來會把所有按鈕都裝在底片盒上，比較好固定，也不容易損壞。
第一次作這麼大型的東西，花了我一個禮拜的時間，一回到家就開始插線測試、挖洞。第一次作難免會這樣，下次就會熟練一些了。如果能自己弄塊PCB，一切就會順利多了。
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