STEAM校園多事幹：物理學家令空氣大變身？
【明報專訊】空氣火箭發射升空一秒完成，全靠同學在發射前後的準備工夫，六年級同學負責找出空氣火箭發射的原理，並肩負講解的重任，向來自其他學校的老師、活動嘉賓和其他年級同學等分享當中的知識，要準備的不少。過程中，同學還發現了氣體的用處！空氣除了讓人呼吸，還可做什麼？
■封面答案開估！
壓力與反作用力
空氣火箭驅動「燃料」是空氣！原理是根據牛頓第三定律的作用力與反作用力。
一、火箭結構：空氣火箭有兩大部分，一部分是火箭頭，另一部分是伸縮加氣裝置。
二、儲存動力：預備發射時，啟動伸縮裝置將空氣加入，空氣愈多、積聚的空氣壓力愈大，當壓力超過箭頭與加氣裝置接口承受能力，空氣就會噴出。
基於反作用力原則，向後噴出的氣流會有同等的反作用力，令箭頭得以噴射升空。
在「千人火箭世績齊共創暨廿一世紀教室開幕典禮」後，雯莉和詠晴立刻到大禮堂準備，匯報簡報雖然只有寥寥數字，但即場解說時卻是清晰詳細，原來這跟她們學習過後的真正「心得」有關。
匯報火箭原理 分享學習心得
梁詠晴(圖b左)：「了解空氣火箭背後的運作原理很好玩，而且有趣，我從來沒有想過空氣本身是有動力的。空氣日常在身邊，就這樣飄來飄去，好像什麼都沒有，沒想過當中原來有壓力，而這壓力更可以成為推動火箭發射的動力，真是很有趣呢！」
勞雯莉(圖b右)：「研究空氣火箭噴射原理的過程，我認識到牛頓第三定律作用力與反作用力的原理，沒有想過還會有反作用力——加力時有相反的同等力量，與自己平常所想像的不同，真是沒有想過。」
■想一想
當學習到新知識，或叫你眼界大開的事物，你會和他人分享所學嗎？與同學分享一件新奇知識或事物吧！
變身「燃料」
牛頓第三定律——作用力與反作用力
當A物體向B物體施加力量，B物體會以相反、但同等力量施加於A物體。
空氣壓力(氣壓)
空氣有重量，重量會形成壓力，稱為「氣壓」。當空氣量愈多、重量愈大，氣壓會愈大。
二氧化碳激光切割機
使用氣體為能源的，又何止空氣火箭？有五、六年級同學分享一個自製禮物好工具——二氧化碳雷射切割機，就是以氣體為能源呢！首先考考大家：
■挑戰題1
以下哪材質可以用這切割機處理？
A. 鋁合金
B. 木
C. 亞加力膠
D. 不鏽鋼
■挑戰題2
你知道以下哪種常見的存有二氧化碳嗎？
A. 汽水
B. 毛巾
C. 書包
D. 飯盒
激光：經增強強度的人工光線
激光切割機是用於金屬或非金屬材質的加工工具，激光是一種通過刺激將光放大的高強度人工光線，它能發出高溫，而且高度集中，所以常用它來作切割或微細加工。二氧化碳激光切割機，就是通過激發二氧化碳分子而產生的氣體光束。彭晴煒和林睿鈴曾用切割機製作木製匙扣呢！林睿鈴(圖c右，六年級)說：「使用切割機製作匙扣很高興！因為可以製作成品帶回家，或送人。」有了這工具，就算只有膠板、木板，也可做出不同的物件呢！彭晴煒(圖c左，五年級)則感得很有趣：「激光切割機是通過燃燒(激光高溫產生的熱能)達至切割效果，並可以在切割物件上製作坑紋。」
「溫室氣體」的工業用途
二氧化碳由兩個氧原子和一個碳原子組成，存在於空氣，是導致全球暖化、「惡名昭彰」的溫室氣體，但二氧化碳可吸收可見光中的紅外線、將熱保留的特點，又可在工業上應用，現時全球最高效率的激光就是二氧化碳激光呢！
有趣的是，二氧化碳也有不助燃的特點，因此有些滅火筒噴出二氧化碳來滅火呢！
■挑戰題1答案：全都可以！
挑戰題2答案：A
當二氧化碳注入飲品，會為飲品增加壓力、形成氣泡。有氣泡的飲品中都有二氧化碳呢！
激光
通過受激輻射產生、被放大的光，是一種高強度的人工光線
二氧化碳(CO2)
由一個碳原子(Carbon)及兩個氧原子(Oxygen)組成，CO2是化學名稱，是一種可吸收紅外線、儲存熱，導致氣溫升高的溫室氣體
■知多點
誰發現激光？
現代物理學之父、提出相對論的著名物理學家愛因斯坦於1917年提出光可經由受激發射的理論，被視為是第一個發現激光可以製造出來的人。世上第一部激光機則要到1960年，由美國科學家梅曼(Theodore Harold Maiman)製成。
■想一想
除了在空氣、飲品、切割機中，你還想到在哪裏會見到二氧化碳的蹤影呢？
■關鍵詞
氣體 gas
二氧化碳 carbon dioxide
空氣壓力 air pressure
激光 laser
文：大海
圖：楊柏賢
[常識學堂 第134期]
