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愛迪生實驗課第 1 堂練習：認識實驗室與基本測量
對應愛迪生第 1 堂：認識實驗室、安全規則、基本測量、準確值與估計值、長度與體積測量。涵蓋實驗室常用器材、國際單位制、長度、時間、準確值與估計值、體積測量共 6 個知識點。
愛迪生實驗課第 1 堂練習：認識實驗室與基本測量
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 熟悉實驗室安全守則與常用器材的正確操作。
2. 認識國際單位制（SI）的基本單位與適用情境。
3. 換算長度單位（km/m/cm/mm/μm/nm），先換同單位再比大小。
4. 了解時間單位「秒」要靠規律重複的現象來定義。
5. 區分準確值與估計值，依最小刻度正確記錄並理解誤差來源。
6. 用「排水法」把不規則物體的體積，化成看得見的水面變化。
觀念
觀念一：實驗室常用器材與安全
把實驗室想成廚房：火、玻璃、藥品都在身邊，安全來自「正確的習慣」。
畫面要點：藥品沾到皮膚或眼睛，第一時間像被燙到一樣，立刻用大量清水沖、把它稀釋沖走，再就醫；溼手碰插座等於替電開路，很危險。
加熱要「溫和均勻」——燒杯底下墊一張陶瓷纖維網，就像隔著一塊板子讓火不直接燒杯底，熱會散開；隔水加熱則像隔水燉，溫度慢慢上升。
酒精燈裡的酒精維持 ：太少接近見底會點燃蒸氣、太多會溢出，都危險。
滴管要正著拿（倒拿藥水會流回橡皮頭），聞氣體要用手把味道「搧」過來，別把鼻子湊上去。
實驗室安全守則 例題 1
下列實驗室的操作，何者正確？
加熱器材使用 例題 2
在實驗室中，若需要使加熱過程緩和均勻，可考慮下列哪些動作？(甲)酒精燈內的酒精裝少一些 (乙)調整酒精燈的燈芯 (丙)使用陶瓷纖維網 (丁)採用隔水加熱的方式
實驗器材操作 例題 3
下列何種器材使用方式較正確？
觀念
觀念二：國際單位制（SI）
把 SI 制想成「全世界科學家的共同語言」：大家用同一把尺、同一個秤、同一個鐘，數據才能互通。
畫面：一篇國際期刊論文裡如果寫「市斤」「台斤」，別國的人會看不懂，因為那不是公認單位。
SI 有七個基本單位——公尺（m，長度）、公斤（kg，質量）、秒（s，時間）、安培（A，電流）、克耳文（K，溫度）、莫耳（mol，物量）、燭光（cd，光度）。
其他像公升、公分，都是從這些基本單位「延伸」出來的。
國際單位制基本單位 例題 1
小傑的實驗記錄中使用了長度單位「公尺」、質量單位「公斤」與時間單位「秒」。這些單位共同屬於什麼？
觀念
觀念三：長度的單位
長度單位像一排「放大鏡層級」：從大到小是 km → m → cm → mm → μm → nm，每跨一階差距很大。
畫面：比三條線誰長，不能只看數字大小，要先把它們放到「同一把尺」上量（換成同一單位）再比。
常用換算：、；更小的微米 、奈米 。
量不同尺度要選對工具：操場用捲尺、細微長度用更精密的儀器。
長度單位換算與比較 例題 1
有三條棉線，甲長 1 公尺（m），乙長 10 公分（cm），丙長 10 毫米（mm），則三條棉線長度大小關係為何？
微小長度單位換算 例題 2
有三隻細菌，甲長 0.6 毫米（mm），乙長 10 微米（μm），丙長 3000 奈米（nm），則三隻細菌長度大小關係為何？
科學記號與長度換算 例題 3
氧原子的半徑約為 0.066 奈米（nm），相當於多少公分（cm）？
觀念
觀念四：時間的單位
好的時間單位要像「穩定的節拍器」——每一下都一樣久、會規律重複。
畫面：單擺一來一回、沙漏一粒粒落下都很規律，可以計時；但蠟燭燒長短、水蒸發快慢會受環境影響、忽快忽慢，就不適合。
時間的國際單位是秒（s）。
現代科學找到最穩的節拍器是「銫原子鐘」：銫 133 原子能階躍遷對應 個週期定為 1 秒，幾乎永不走鐘。
選單位看情境：跑百米用秒、一節課用分、一天用時。
時間單位選用 例題 1
體育課中，老師要求學生用碼表測量跑完 100 公尺的時間。下列哪一個是最適合的時間單位？
秒的現代定義 例題 2
目前科學家如何精確定義時間單位「秒」？
觀念
觀念五：準確值與估計值
把尺想成一排格子：你能「讀準」的是刻度線（準確值），再用眼睛在最後一格裡「目測一位」（估計值）——所以凡是測量都會有這一位估計，也就有誤差。
但像數人數、數雞蛋這種「用數的」，不必目測，沒有誤差。
記錄規則：最小刻度 cm 的尺，能讀到 cm、再估到 0.1 cm（記到小數一位）；最小刻度 mm 的尺，估到 0.1 mm。
估計值只能有「一位」：多寫是假裝更準、少寫是漏了估計。
多次測量取平均後，位數仍要跟原本一樣，不能因為除法突然變精細。
測量誤差與計數 例題 1
「凡測量免不了要估計，因此就有誤差。」則下列何者沒有誤差？
依最小刻度記錄 例題 2
美華用最小刻度為公分（cm）的直尺測量物體長度，以下哪一個測量結果較合理？
多次測量平均位數 例題 3
五位同學測量同一支原子筆的長度，分別記錄為 16.25、16.24、16.25、16.23、16.24（cm），則測量結果應記為何？
觀念
觀念六：體積的測量
規則物體（如長方體）可以用公式長×寬×高算；但石頭這種不規則的，沒有公式怎麼辦？
讓它「擠水」就好。
畫面：把石頭沉入量筒的水裡，它會把原本佔位子的水擠開、推高水面，擠開多少水，石頭就有多大，這就是排水法：。
讀量筒時眼睛要與凹液面最低處同高。
單位關係：、。
注意排水法只適用於不溶於水、不吸水的物體（方糖、奶粉就不行）。
排水法測體積 例題 1
小芸想知道一個不規則石頭的體積，她在量筒內倒入 50 mL 水，將石頭放入後水面升到 68 mL。石頭的體積是多少？
排水法連續應用 例題 2
量筒內預先投入一鐵球，加水至 100.0 mL；再投入一銅球沒入水中，水面升至 180.0 mL；若把鐵球和銅球都取出，水面降至 20.0 mL。則銅球的體積為何？
排水法測乾砂體積 例題 3
乾燥的砂倒入量筒中，砂面刻度為 280 cm³；取 300 cm³ 的水倒入後，水面刻度為 430 cm³，砂面刻度降為 250 cm³。下列敘述何者錯誤？
觀念
觀念七：測量的記錄與直尺讀數
一筆完整的測量結果＝「數字」＋「單位」，缺一不可（例如「身高 172」沒有單位，就無法清楚表示）。
數字部分又分兩段：對齊得到的「準確值」，加上最小刻度再往下目測的「一位估計值」。
所以最小刻度 cm 的尺估到 0.1 cm、最小刻度 mm 的尺估到 0.1 mm；估計值只能有一位，多寫是假裝更準、少寫是漏估。
像數人數、數頁數這種用「數」的，不必目測，沒有估計值也沒有誤差。
想讓結果更可靠：用刻度更小的尺、小心操作、多次測量取平均（先把明顯偏離的離群值剔除再平均）；但這些只能讓誤差變小，誤差無法完全消除。
直尺讀數與記錄 例題 1
一枝鉛筆的兩端各對齊一把最小刻度為公分（cm）的直尺，刻度如圖所示，則此鉛筆的長度應記錄為多少？
完整的測量結果 例題 2
下列何者無法清楚地表示一個測量結果？
多次測量與離群值 例題 3
| 測量次數 | 一 | 二 | 三 | 四 | 五 |
|---|---|---|---|---|---|
| 周長（公分） | 5.8 | 7.72 | 7.78 | 7.75 | 12.80 |
文信以最小刻度為 0.1 公分的直尺，測量同一枚硬幣的周長，五次測量結果如下表，則此硬幣周長的最佳表示為多少公分？
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只想複習部分？答你要的題目就能交卷，未作答的題不計分。
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