針孔日軌顯影

在還很方便洗底片的年代，帶學生暑假完成針孔相機後，自然而然地送洗了，十幾年過去，也覺得該自己來面對這件事情，又重新把針孔相機撿起來重新操作，當時保留了一些模板，既很有設計感也相當實用，當時有下載了一些，現在回去看檔案都不見了，在這裡把檔案分享出去，並希望大家使用時註明 corbis 的來源。

2025年再帶學生再作一輪時，最大問題是過片到底要過多少?為避免疊片，大多選擇浪費底片，硬是轉過了頭，在底片越來越貴的同時，一次發一卷的慷慨逐漸來到終點。為了撙節，我開始添購盤片(100呎/盤)，利用分裝方式，可讓每個人都有一卷(20張)。但即便過片精準，好不容易做完相機後的學生，非常想知道結果，而將美好的底片快速揮霍掉。欠缺了構圖、曝光等應當精準的歷程，又難以在時間有限下完成。於是，來到了只拍一張就顯影的時候了。

為了針對一張底片攝影後就顯影，最好的設計不外乎拍攝後、不取出直接顯影，也就是顯影罐本身就是相機本體，需兼具幾個特性：

• 底片固定
• 防光
• 方便藥劑進入且洩水快速

在 2026 暑假時，針對校內的科學營隊又做了個嘗試，參與的學生想了幾個辦法：

• 土炮暗箱
• 水球藥劑囊袋
• 顯影罐打洞法

其中顯影罐打洞法不就是雙層避光的顯影罐設計嗎？在同事協助採購下，用了茶葉罐，這種茶葉罐為了做到氣密做了雙層蓋子，只要兩層蓋子的光線不要直線入射，並做好洩水的通氣孔，理應可以做到拍一張、顯影一張的針孔顯影罐。後來參與圖書館館慶活動擺科學攤位時，就把這個課程呈現出來。

罐子的製作方法其實很簡單，這種罐子有個特性就是內部有一個弧形可以剛好卡住底片，

只要拿捏好底片的位置，對好後在對面鑽洞、貼上鋁片針孔、內部噴黑、針對藥劑入水孔、洩水孔鑽洞，一下子就做完了，我甚至做了十個。

在屋頂的針孔顯影罐本人

一口氣做十個

之前有一個更小的版本是因為罐子比較便宜，加工也快，而這圓罐是還想做成可用的沖片罐，能把片軸給放進去，所以後續也把片軸給生了出來，這個罐子既可以一次拍一張就顯影一張，也可以一次沖個 20 張。

那用來拍針孔日軌好用嗎？其實不好用，因為罐內直徑約86mm，使得視野範圍小，所以又回到小鐵盒版本，因為鐵盒內部高度也才25mm，所以視野範圍極大，拍出來視覺上有超廣角感，此相片為秋分連續幾天，你可以注意到幾件事情：

1. 五個白天的日軌疊影
2. 日出位置為正東
3. 和水平線的夾角好像可以算出什麼？
4. 原本的黑白相紙不是非黑即白

本來是銀鹽相紙(負片)，影像反轉後，出現不同顏色，尤其是日軌的部分，之前林太平老師使用黑白相紙製作畫，並做出了一些彩色的圖，林老師擔任過美展攝影評審，也從事相關放相工作，是透過臉書因緣際會認識了老師，林老師說他問過幾個化學教授，也說不出來為什麼在某些狀態下黑白相紙可以呈現出彩色。之後，看到日軌攝影社團當中分享出來的照片，也都有看到彩色的影像，想到坤龍老師在演示電鍍鈦的時候會有多層的色彩，或許答案應該就是薄膜干涉，在相紙上會有光反應後的銀原子，會按其曝光後的密集程度有不同的干涉效果，林老師的黑白相紙彩色畫，理應為極薄的銀原子在不同厚度下呈現出來的效果，但是否能精準的控制出顏色，那就比較不像人為手動可以做到的了。話說回來，這個尺寸的小鐵盒做成的日軌觀察器有許多好處：

1. 耐天候，雨天可！不用特別去收
2. 不易變形
3. 可強磁固定，聞風不動

用強磁固定在鐵欄杆上

製作流程其實都跟前面一樣，但為了要加速進行，我嘗試使用沒有噴黑內部的鋁罐來做一樣的事情，卻因鋁罐內部的反光使得影像霧翳增加，噴黑是必然的過程，經測試，只曬一天也是會有影像，但對比稍嫌不足，建議三天以上所得效果較佳。再者，影像若透過定影，對比也會降低，但總比放著越來越黑來得好，所以在打開的時候，就要事先做好掃描的準備。

給學生製作時，因為噴黑漆花時間、花錢、還要等它乾，所以後來又改了一個黑色紙板的版本，我只要給好模具，學生跟著裁切、折疊、黏貼、貼上鋁片、置入相紙，就完成了。而這個版本的相紙是利用 3.5" x 5" 裁切成原來的 1/8 ，所以還蠻省錢的，致命缺點就是下雨天會爛掉。以下為製作的過程：

有關紙盒的設計，使用了 Template maker 的蘋果派盒子，我僅保留了三個部件，檔案在這裡，可以直接下載雷切用。

單式顯微鏡

之前做的時候，花時間在黏貼玻璃珠，尤其是兩張黑色卡典西德鑽孔後要對到正中央再把玻璃珠夾貼在卡片上，花不少時間。改變做法：

1. 整盒卡片統一鑽孔，2mm的玻璃珠使用1.2mm 鑽孔 ;因為這樣處理，相對容易嵌進 1mm 珠了，鑽孔時使用 0.8 mm 鑽頭。

2. 黏貼的方式採用紫外膠，但卻不可避免留了一些殘留在珠表面，但製作的速度變快了。

操作

1. 鑽孔要來回去掉屑

2. 紫外光膠須先點在塑膠表面上，再用鑷子夾取玻璃珠沾取

3. 珠子卡在洞較少露出的那部分靠著蓋玻片

其他操作過程影片

改浮游生物網

原本使用浮游生物網下方的塑膠罐不耐高溫曝曬而碎裂，加入針筒來替代下方收集瓶，本次修改重點：

1. 收集完水樣分裝方便，有些生物靜置下沉時，學生不會取樣後攪拌到混勻，可直接滴到玻片上

分裝方便

2. 接孔統一，只要固定好網子下方的軟管，拆卸方便

3. 針筒不用特別封口，水樣也不會大量流出，兼通氣用途

4. 另外加入釣竿，用便宜的就好，採樣範圍加大許多

## 遭遇一些問題

記錄四個版本的差異：

1. 單純的繫上針筒，撈了半天發現水都灌不進去，才驚覺裡面氣體出不來，水也就進不去，於是撈了撈就拿出來抽水進去，雖然有些許濃縮，但樣液太少。

2. 既然要有孔洞，那針筒後方開個洞，讓水可以流進去就好，但孔洞要封上濾網，既然都要開洞了，那怎麼不乾脆做一個單向閥，既然都有針筒了，那就一進一出，出的地方有濾網就好，又攜帶方便。但結果不好，主要是進水量太少了，過濾有作用，但效益低落。

3. 跳回去前面的思維，就在針筒拉到最後方的前面一點點開洞、封濾網(用熱融膠即可)。正式上場時卻發現空筒的空氣量會讓針筒浮起，看是要加重、還是灌一些現場的水樣進去都可以，倒是孔洞開在後方有利氣體溢出。但開洞的位置使收起的時候水位太低。

左為版本 3，右為版本 2(好稀)

4. 將洞開在中間，並且多打幾個洞，有利溢流，因為針筒接孔不大，液體進來若後面壓力可以小一點理應有利過濾，另外，打中間的好處是取樣結束後推擠進入一半高度時，就可讓水樣不流出。

## 結果

1. 濃濃的結果

2. 顯微鏡下

miniscope 製作方式

之前去科工館擺攤，把所有積木塞進去扭蛋殼裏，並且畫了扭蛋版本的圖，作爲製作過程的說明書，科工館的鄭瑞洲副研究員打算在之後科工館活動將之作爲活動贈品，希望有機會可以推廣出去！

這邊用到的材料比較難處理的是物鏡，因爲不同的焦距需要不同的物距，爲了方便瞭解，在帶老師製作時，是從方格紙作業開始，利用給定的焦距，如下圖，f1 = 6mm，f2 = 8mm，在方框等於 20 mm （即爲積木邊長）的狀態下，設計出適合的鏡頭組。

我將成像過程作成了投影片，可以一步驟一步驟往下按，後來又串成影片，方便暫停播放，並且新增不同的 f1焦距爲 = 6mm，提供兩種不同的物距鏡片，但事實上肉眼所見的倍率差異並不大，但可藉此於八年級說明物鏡長短對於倍率大小的物理成像意義，相對於七年級時用背的來得有體驗感受。

最後是拿了現成切片玻片的成像效果，用手機翻拍

松橫切

蒼蠅口器

洋蔥根尖

洋蔥表皮

草履蟲

兔睾丸

蚯蚓血管

地錢藏卵器

地錢藏精器

水螅觸手

渦蟲

miniscope 製作方式

因為說明書畢竟是還要說明，所以新增影像來輔助

用 Magic Cube 來呈現有次序性的概念

看到岐阜物理松田老師的分享，
有一個玩具，是由八個小方塊所組成，
可呈現六組圖，只能有順序地往前或往後，
想到其方塊分開的過程和可於減數分裂，所以就做了一個。

做的過程可以參照這裡的圖或是這個影片
起始想要做成一個檔案，直接列印出來，只要黏膠帶就好，
但圖形沒成品有點複雜，結果就用用紙折了8個小方塊再黏起來，
可是黏的時候，忘記編號了，導致就算圖畫完，拆開後應該還是一團亂...

衣夾顯微鏡

原本阿簡老師的紙片單式顯微鏡製作就簡單又效果好，
發現用膠珠固定玻璃珠後，想試膠珠還可用在哪。
使用衣夾的好處在於可以固定玻片，以及鏡頭的伸縮可以控制物距，
使玻片很靠近鏡頭，卻不碰到鏡頭。

材料工具

• 玻璃珠：為物鏡，越小放大倍率越高，本作品使用的直徑約 2 mm，需洗淨再使用
• 黑色膠珠：利用高溫融化的方式將玻璃珠包覆，黑色是為了減少其他色光的反射，使用外徑 5 mm
• 木頭衣夾，與塑膠衣夾不同方在有厚度、又好鑽
• 電鑽、5mm 鑽尾、美工刀、砂紙、熨斗、鋁罐

製作及使用

1. 加熱膠珠，使膠珠融化包覆住玻璃珠，可使用酒精燈加三腳架、陶瓷纖維網進行加熱，為了方便，使用了不需加水的傳統電熨斗，放在碗公裡面倒置。裁剪後鋁罐底面的凹槽會方便此動作進行，原本使用有點光滑的紙張，但風吹容易亂跑以外、玻璃珠也較不能在膠珠正中央。 
   
2. 加熱的時間因熱源而異，舉上述電熨斗為例約在一分鐘左右，使膠珠融化到呈現小香菇形狀，玻璃珠會露出一點點，冷卻後，讓小香菇脫離鋁片，完成後需戳戳看玻璃珠是否掉出，若會，須重製。此步驟學生約進行一兩次即可達熟練。
   

   

   左：歪掉、中：上方保留太短、右：恰好

3. 將木頭衣夾固定好，於衣架閉合端的正中央外側作記號。
   
4. 以5mm鑽尾垂直鑽穿。
   
5. 用砂紙把碎邊磨平。
6. 把小香菇邊緣以美工刀切除。
   
7. 將小香菇由塞入衣夾孔洞即完成。
   
8. 調整小香菇深淺來對焦，夾住玻片，由小香菇末端、透過玻片、光線即可觀察影像。

演化骰

今年演化先從化石、然後地質年代生物的演變，最後再回來演化論述，

使用數個例子說明達爾文天擇說，

如掠食者、獵物的保護色、海馬的尾巴橫切面是方形的、烏龜龜殼的變化、然後也說明一兩個共演化的例子。

為了解學生能否說出達爾文與拉馬克論述法的不同，

我做了組骰子，四顆骰子上面分別有生物類別、生物部位、災難事件以及發生的變化，

若骰出的圖示如下：

則需根據「兔子的甲狀腺經過冰河時期後變大了」的命題寫出兩方論述如：

說明時，可以跟學生說抽中心臟，不一定要就心臟的本身來發揮，像是血壓變化、心跳速率也是可以的，又如甲狀腺也不一定是變大變小，也可以是代謝率差異，災難的部份學生可以自由延伸，舉例來說火山爆發也可以延伸為食物來源因而短缺，因為災難引發的其他事件若能被融入，對於學生合理化過程會相對容易。

教學過程發現：

• 骰子骰出事件難以想像串連、缺乏連結的關鍵事件：建議進行時，可以跟學生說明主要為練習兩者的論述方式有何不同，這遊戲是在編故事，中間的細節常因年代久遠不可考而難以捉摸，但就是這些想像力提供了我們基本假設的可能，要讓學生知道，中間發生的事件可能是非常多偶然的結果，若能就學過的知識以及科學原則上合理化，就更加有趣且很有可能協助解決某些問題。也借此說明考古學界之所以難以認定演化歷程的發生是因為證據必須要充分，而大家遇到演化常會問的問題很多都沒有解答的，例如「藍腳鰹鳥的異性為什麼喜歡藍的？」這類問題。
• 當學生難以論述來尋求協助討論時，我發現拉馬克的有時候也蠻難描述的。
• 教學現場不用那麼多骰子，可印出、裁減、信封裝袋，讓學生抽出各一張，貼在筆記本做描述即可。以下是幾個學生的例子：

  

  生物、部位、災難、變化裝入信封袋



用社會行為來論述



以移動部位來描述變化



以骨骼強度進而影響生殖率來決定生存與否

• 可減少骰子面：不用那麼多種，典型生物類別代表、重要部位即可。
• 去掉變化的骰子：讓學生描述更合理化，不受強制變化限制難以論述，重點著重在演化論的比較上。
• 說明時需要更有效率一點：學生容易兩種論述太相像，再強化兩者差異的例子說明、學生明明抽到變小結果後來的結論卻變大、把達爾文論述中「有...也有....」分成兩地後來其中一地發生災難另一地安全（嚴格說來也不算錯哇，這不就是地理隔離造成種化的一種類型？怎麼去協助修正這個得在想一想呀....）

檔案在這裡：骰子檔、給學生版

積木顯微鏡

看了阿簡的紙作顯微鏡後，驚為天人！也很想做，但沒有足夠透鏡可測試，就卡在那邊。

直到，手邊有些積木，班上學生也在做美術的膠珠作品，

東拼西湊地好像可以剛剛好，然後就拿玻璃珠和雷射透鏡來拼裝成這樣了，

因為彥文老師的邀請，所以就跟大家分享製作方式。

材料：

• 2mm 玻璃珠：為物鏡，越小放大倍率越好
• 5mm 黑色膠珠：黑色是為了避免其他色光的反射
• 連接積木：內徑為 5mm、外徑約 8mm，轉接膠珠與方塊積木用，中間記得要鑽孔讓光通過
• 方塊積木：連接兩個鏡頭的中間構造，中間若非空心，可用兩分半（3/16）的電鑽打穿
• 7mm 口徑吸管：主要為了可以卡住鏡頭及方便移動鏡頭位置，外包黑色電工膠帶，約不到一圈就可以很緊，也避免其他色光反射，但差異不大。
• 7mm 雷射透鏡：為目鏡，焦距為 8mm，玻璃珠和雷射透鏡間距離在 1~2cm 內而已

製作方法：

1. 製作鏡頭本體
• 將玻璃珠、膠珠、連結積木三個裝好後塞進方塊積木 ; 方塊積木內塞吸管，吸管內置雷射透鏡
  
• 利用倒放的熨斗讓膠珠融化後，包住玻璃珠。記得中間要夾一層紙，不然熨斗就報廢了。
  
• 為了讓玻璃珠另一端不會掉出，可用鑷子在膠珠尚未固化前夾一下膠珠中段以固定玻璃珠
  
• 吸管要能自由活動藉以調整兩鏡距離，主要是物鏡與玻片距離要取好，我大概抓到目鏡後約18mm
  
2. 組裝顯微鏡體
• 依想要的方式來組裝



 正面



斜後方
3. 延伸配件製作
• 可使用軟鏡貼於斜面積木，製作平面鏡或凹面鏡來集中光線
  

  

  凹面鏡以及平面鏡

  

   可傾斜以收集光線

• 在積木內部放入斜面鏡，將反光鏡與載物台合為一

  

  使用吸管灌入熱熔膠支撐協助固定斜鏡

  

  斜鏡使用時（光線從左側進入）

• 積木內部鑽兩孔後插入LED兩針腳，與台大江宏仁老師的光源設計類似，可藉由積木的旋轉讓針腳觸碰電源當作開關

優點：

• 與單式顯微鏡比較，放大倍率略優、能實際感受成像上下左右顛倒
• 積木組裝方式多，價格不貴，針對積木可作類似江老師那樣模組的擴充像加偏光片、可變倍率積木、旋轉方式來切換光圈等功能

缺點：

• 視野小，不易對準樣本欲看區域。一開始本來是拿原子筆前端錐形那段來做，後來怎樣都黏不起來，換成膠珠後，一度使用更小的 3mm 膠珠來合，弄得進去卻後面沒有轉接的方式，所以又改回來 5mm，缺點就是融化後頭很大，削到有點尖尖的可能會比較好。
• 對焦仍不易、光圈若再小一點，影像會更清晰
• 成像品質上玻璃珠的表面斑點影響成像，可能只是清潔問題，或許嘗試先用酒精浸泡清洗過再來試試看。
• 載物台小，平台要大到一般玻片能穩固不動需要再加積木，可是那又...醜了一點...