高中物理・互動模擬實驗室

測量與不確定度

測量與不確定度（游標尺與螺旋測微器）

用游標尺夾圓棒、量圓管內徑與孔深，找出對齊的副尺刻線；轉螺旋測微器估讀到 0.001 mm；再反覆測量，算平均與不確定度，分清精密和準確。

直線運動

自由落體與斜面上的運動

用碼錶與點痕校正打點計時器，讓滑車沿斜面下滑、重物自由落下，從紙帶畫出 x–t、v–t、a–t 圖，求加速度與重力加速度 g。

平面運動

拋體運動

調整初速、仰角與重力加速度，比較射程、最大高度與飛行時間；可開啟空氣阻力對照。

牛頓運動定律

牛頓第二定律（力學車實驗）

用懸掛的砝碼拉動力學車，剪下打點紙帶畫 v–t 圖求加速度；平衡摩擦力，畫出 a–F 與 a–1/(M+m) 圖，並比較繩張力與 mg。

斜面與摩擦力

抬高斜面找出木塊開始滑動的臨界角，看靜摩擦力「需要多少給多少」再降為動摩擦力；用光電門量下滑加速度求 μk，並沿斜面或水平推木塊。

連體運動與阿特午機

釋放阿特午機、被懸掛物拉動的桌面或斜面木塊，或推、拉一列木塊；依比例畫出每個物體的受力圖與系統圖，比較 a = F合/m總 與各自的 F = ma，判斷靜摩擦，並用光電計時器或手按碼錶量出 g。

電梯中的視重（超重與失重）

站在電梯裡的體重計上搭電梯，對照同步的 a–t、v–t、y–t 與讀數–t 圖，看出讀數由加速度而不是速度決定；剪斷纜繩體驗完全失重，再用緊急煞車停下。

週期運動

等速圓周運動

調整半徑、週期或速率，觀察速度與向心加速度向量、x 與 y 投影的簡諧運動，並剪斷繩子看物體沿切線飛出。

彈簧振子與單擺

拉開彈簧振子或單擺後放手，觀察 x–t、v–t、a–t 圖與動能、位能交換；比較大角度單擺的精確週期與小角度近似。

萬有引力

行星軌道與克卜勒定律

拖曳發射點與速度箭頭，看圓、橢圓、拋物線與雙曲線軌道；認識圓周速率與脫離速率，用等時間扇形驗證面積定律，並比較各軌道的 T²/a³。

靜力平衡

力矩與靜力平衡

把砝碼、磚塊和人放上蹺蹺板，看力臂、力矩、支點的力與重心，放開後依 Iα = Στ 轉動；再讓梯子靠牆，找出不會滑倒的臨界角與需要的摩擦力。

動量與角動量

角動量守恆

繩子穿過小孔拉小球、在旋轉平台上收放啞鈴、把圓盤放到另一個旋轉的圓盤上：看角動量不變時，速率、轉速與動能怎麼變。

功與能量

雲霄飛車與力學能守恆

拖曳控制點設計軌道，看動能與重力位能互換、總能守恆；加摩擦看熱能出現，移動位能零點，再找出自由小車過迴圈的 2.5R 條件。

碰撞

一維碰撞

調整質量、初速度與恢復係數，觀察動量守恆，以及彈性與非彈性碰撞的動能變化。

理想氣體分子模擬

立體容器裡數百個原子不停碰撞，由撞牆的衝量量出壓力，驗證 PV = NkT、平均動能 (3/2)kT 與馬克士威速率分布；再用活塞與恆溫槽做等溫、等容、等壓與絕熱過程。

比熱與熱平衡

把加熱過的金屬塊或冰塊放進量熱器，觀察溫度趨近熱平衡、放熱等於吸熱；再用加熱器畫出有熔化與沸騰平台的加熱曲線，由斜率測出比熱，並比較不同材料吸收同樣熱量後的升溫。

波動

繩波的反射與駐波

切換固定端與自由端，觀察反射脈波倒立或正立；再讓振盪器連續送波，找出共振頻率，看駐波的波節與波腹。

水波槽實驗

直線與圓形起波器搭配閃頻儀，把水波「定住」在白紙上量波長；觀察反射、凹面聚焦、淺水折射、狹縫繞射，以及兩波源干涉的節線。

聲波

都卜勒效應

救護車一邊行駛一邊發出聲波：看前方波前被壓縮、後方被拉長，拖曳觀察者讀出聽到的頻率，打開音效聽音調由高變低，超過音速時出現馬赫錐與音爆。

氣柱的共鳴（共鳴管測聲速）

敲響音叉、拖曳蓄水桶降低水面，用響度計找出共鳴位置並套上橡皮筋，由相鄰共鳴點的間距求出波長、聲速與管口修正。

幾何光學

折射與全反射

選擇兩種介質、拖曳雷射改變入射角，觀察司乃耳定律、反射與折射光的強弱、臨界角與全反射，以及光纖導光。

透鏡與面鏡成像

選擇凸透鏡、凹透鏡、凹面鏡、凸面鏡或平面鏡，拖曳物體，即時畫出主光線，找出像的位置、大小、正倒與虛實，並用成像公式驗證。

折射率的測定（插針法）

用大頭針透過玻璃磚或半圓形水盒找出光的路徑，量入射角與折射角，由兩角正弦的關係圖斜率求出折射率。

薄透鏡的成像

在光具座上用像屏法、視差法、插針法找出凸透鏡與凹透鏡的像，讀數到 1 mm，由 1/q 對 1/p 圖求焦距。

物理光學

雙狹縫干涉與單狹縫繞射

調整波長、縫寬、縫距與屏幕距離，觀察光強分布與明暗條紋的間距。

薄膜干涉（肥皂膜、空氣劈與牛頓環）

看排液中肥皂膜的真實彩色條紋、數空氣劈的直條紋量細線直徑、量牛頓環半徑求透鏡曲率半徑；認識半波損失與光程差。

靜電學

電場與等位線

拖曳點電荷、調整電量，即時畫出電力線與等位線；釋放試探電荷，觀察它的運動與能量守恆。

平行板電容器

調整平行板電容器的面積、板距與介電質，比較「接上電池（V 固定）」與「充電後斷開（Q 固定）」時電容、電量、電壓、電場與能量的變化。

等位線與電場（導電紙實驗）

用探針與三用電表（或檢流計零位法）在導電紙上找等電位點、描等位線，畫出垂直的電力線，由 ΔV/Δd 估算電場，還能看 3D 電位地形。

電流的磁效應

帶電粒子在磁場中運動

調整電荷、質量、速度與磁場，顯示圓周半徑、週期與勞侖茲力。

電流天平

用等臂天平秤出螺線管內的磁力，驗證磁場與螺線管電流成正比、磁力與天平電流成正比，再量出真空磁導率。

電磁感應

法拉第定律與冷次定律

移動磁鐵穿過線圈，或讓導體棒在磁場中滑動，即時畫出磁通量、感應電動勢與感應電流，觀察 ε = −N dΦ/dt 與冷次定律的方向。

認識電磁波（微波實驗）

用微波發射器、接收器與角度計驗證反射定律、量稜鏡折射率，由駐波波節量出波長與頻率，再用偏極柵證明電磁波是橫波。

電路學

直流電路

串聯、並聯、串並聯混合、電池內電阻與惠斯登電橋：調整電阻、按開關、用探針量電位差，看電流、端電壓、功率與燈泡亮度。

歐姆定律與電路（電阻的測量）

用電源、電阻箱、毫安培計與伏特計畫出導線的 I–V 圖，比較安培計內接與外接的系統誤差，看燈泡為何不遵守歐姆定律。

量子現象

光電效應

調整光的波長、強度、陰極金屬與電壓，觀察光電子、測量停止電壓，並由密立坎圖的斜率求出普朗克常數。

電子的荷質比

電子束在亥姆霍茲線圈的均勻磁場中繞成發光的圓：調電壓與電流、用游標量直徑，作圖求出電子的荷質比 e/m；含視差、儀器誤差、螺旋運動與可旋轉的 3D 實驗裝置。

原子結構

氫原子能階與光譜

點選能階讓電子躍遷，放出或吸收光子；收集來曼系、巴耳末系、帕申系譜線，自己射入光子、游離原子，比較放電管的發射光譜與白光穿過氫氣的吸收光譜。

放射性衰變與半衰期

成千上萬個原子核隨機衰變，看出指數衰減、半衰期與活度；比較真實核種、衰變鏈的暫態平衡，還能聽蓋革計數器、擲骰子比喻。

從地球看星空

月相與日月食

拖曳月球繞地球，看月相、月出月落與台灣天空的月亮；把交點線轉向太陽，製造日全食、日環食與紅銅色的月全食，再用 3D 看軌道的 5° 傾斜。

地震與地球內部

地震波與震央定位

看 P 波、S 波與表面波怎麼讓地面振動；在臺灣地圖上量 S−P 時間差、畫圓定出震央，再找出證明外核是液體的陰影區。

這個分支的實驗製作中，敬請期待。

這個分支的實驗製作中，敬請期待。