2016年5月4日 星期三

手機顯微鏡/手機光譜儀 科學Maker社群參展換獎活動 ! Maker Faire Taipei 5/7-5/8



-----------Maker Faire Taipei 5/7-5/8 科教館參展特別企劃-----------------
1. 分享此本頁連接於FB上,會場在科學Make攤位上秀出塗鴉牆上連結,可獲得行動水滴手機顯微鏡/黑色玻片的小禮物。
2. 當場使用手機顯微鏡/光譜儀,上傳照片與使用感想可參加現場顯微鏡/手機光譜儀轉盤抽獎。
3. 第十三次手機顯微鏡製作登記,配合Maker Faire 於 5/7 開始!

登記處
   科學Maker https://www.facebook.com/groups/720651754612879/

4, 現場有多位社團朋友自發與協助的觀察展示活動,各種珍貴樣品如水熊等,非常難得~ 
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關於科學Maker 與公民科學計畫

                                                            by Scimage 2016 科學月刊研討會演講

科學Maker 是一個科學社群,目前網路上約有兩萬七千人加入,主要的成員是老師跟關心科學與教育的各階層朋友。社群主要任務是在設計製作科學儀器與推廣在家進行屬於自己的科學研究。科學Maker成立約兩年多,目前親自參與製作的朋友與贊助製作的朋友已經超過5000位,在台灣送出手機顯微鏡等各種科學儀器超過一萬多台,並建立了一個開放的顯微影像資料庫,免費開放提供顯微影像給教學使用。除了儀器的製作,社群同時也支援了台灣跟顯微觀察相關的研究與教學計畫,贈送偏遠學校手機顯微鏡數百所,另外像是科教館,科博館,科工館,台大博物館,台灣博物館等教育單位裡都有科學Maker社群所贈送的工具在被使用著。

六年多前,本人東京大學完成學業,對學術研究的路也不太確定能不能繼續,那時候Youtube上開始有很多實驗影片的資料,因為想就算以後不做研究還是想繼續接觸科學研究,就開始了科學影片的介紹,設立了科學影像 Scimage 網站。接著四年多前,回到台灣在台大開始任教,能花在科學實驗介紹的時間越來越少,於是在兩年前該始改變網站的特性,從介紹科學研究變成設計科學工具,讓更多人自己參與科學,手機顯微鏡與科學儀器的製作就是這樣開始的。

由於沒有政府計畫,一切的資源與人力都是靠社群自發的協助來完成,一路上越來越多朋友加入,慢慢知道,希望跟這社群一起完成的事情是實現一個每個家裡都有自由科學家,創造工程師,有小小實驗室跟工作室的社會。為了完成這樣的目標,我們成立了自己的數位製造空間,所有的手機顯微鏡都是社團自己做出來的,讓更多人有機會可以參與創造的過程。也因為是自行設計的,所以可以把真正研究需要的功能設計到製作的儀器裡,例如手機顯微鏡有偏光顯微鏡與螢光顯微鏡的功能,而這些都是原本只有在實驗室才能取得的昂貴實驗工具,除了手機顯微鏡,陸續還設計了手機光譜儀,手機分光光度計,離心機,微量吸管,科學積木等等各式工具,讓一般中小學或是沒有資源的學校也都能有良好的科學實驗工具跟環境。過程中也陸續推動一些教學跟資源分享的計畫,希望讓更多人能有一個自由的參與科學的管道。社群漸漸變成一個聚集能量的環境,每次一的活動跟製作都有非常多朋友一起來幫忙,也感受到這樣的能量其實一直都存在台灣,希望經由這次的介紹,有機會分享這些經驗,讓更多有心的朋友能夠一起參予改變我們的科學教育與科學實驗環境。



期待與各位朋友在會場相見!

手機顯微鏡介紹: 

       網路上已經很多手機顯微鏡相關的介紹了,從原理用法到心得,稍微整理一下,應該可以看到這台手機顯微鏡的全貌,更歡迎各位朋友來看我們的展覽,實際使用操作。

使用者的推薦與官方資料庫
-----很多使用心得跟官方資料 (請看右方連結)

【開箱】科學maker--Scimage手機顯微鏡 by Tzu-Hsiu Ku 老師
-----開箱與使用

擁有自己的顯微鏡不再是夢想 by 黃奕杰
-----擁有最多模組的高中生 :)

Scimage的手機顯微鏡 by 阿簡老師
------專業的說明

「手機顯微鏡」觀察模式生物-斑馬魚 by 楊建洲 教授
------教學使用實例

科學Maker手機顯微鏡實作及斑馬魚在生物教學的應用 by 月鈴 老師
------資深優秀老師的說明

以下都是實拍影片~








手機光譜儀介紹: 

為了實現讓手機變成光譜儀,讓更多人可以擁有使用研究等級的光譜儀,科學Maker社群即將製作的手機光譜儀在本體設計上,重新根據光學成像與繞射原理,規畫垂直式短光徑設計,可同時提升光強與解析度。在光柵的設計上,使用特殊製作高效率光柵,與新光路結合後不僅光效率提高為研究用,可以免除了一般自製光譜灣曲的問題。

為了達成專業儀器的效果,在改善噪訊比上,使用了所需最小傳播光徑設計,免除任何不預期的光線傳播,也使用全密封的黑色壓克力隔絕外部任何光線的干擾,另外在內部配合特殊的表面抗反射黑色微粒層,讓訊號之外的光幾乎完全都被吸收與遮蔽,來實現高對比與準確的強度顯示,免除耀光雜訊的影響。以下為以手機螢光燈光譜的直接量測,可以看出對比與解析度皆大幅改進,不僅解析度可以提升,亮度也能準確呈現。


為了驗證手機光譜儀的強度的正確性與光譜的解析性,將所獲得的螢光燈光譜圖以ImageJ軟體以直接對強度做圖並與文獻上的比較,可以看出汞譜線與相對強度都能忠實呈現,表示非光譜噪訊已經被有效控制。上圖為文獻飛利浦螢光燈的譜線,下圖為手機光譜儀的量測結果。

在構件設計上,手機光譜儀的特點為可與手機顯微鏡鏡座結合,使用載物台直接調整固定,使得手機只要直接水平放置就可以穩定跟光譜儀結合,變成穩定的手機光譜儀,在光譜儀前端設計可換式狹縫的螺絲,可以依照所需的亮度與解析度,更換相對應的狹縫,在低光照下可以選擇較大的狹縫,而需要高解析度時可選擇較窄的狹縫,滿足不同需求。以下為與手機顯微鏡台結合後量測LED燈的量測構造圖,只要放下手機就能穩定量測。


另外前端的螺絲擴充設計也可直接鎖上分光光度計模組中放置比色管的裝置,來完成分光光度計的量測功能。下方為分光光度計模中前端擴充的樣子,中間有一對狹縫保證光線的直進,左右兩個孔為螺絲孔,中間放置的為與專業分光光度計相同的比色管,可以直接量測或是校正吸光度。


在分光光量測上,需面臨強度的正確性與否,以下是測試手機光譜儀的分光光度計量測功能來直接獲得吸收光譜圖,結果符合,顯示應該在合理的亮度範圍手機應該可以勝任分光光度計的,顏色與白平衡在相對量測值下無大影響。樣本是一片綠色的小壓克力。同時量測有穿(上方光譜)跟沒有穿過壓克力的光(下方光譜),然後直接影像計算,亮度相減除以沒有濾片的亮度然後算出穿透率 。

另外在研究上高效率的光譜儀也可以用來做螢光光譜儀的核心,可以用來檢測例如不同油品的添加,為了測試這可能性以下圖片是Rodamine B 的稀薄溶液跟用紫光LED激發,用手機光譜儀拍的螢光光譜。



希望經由這工具,想像有一天在台灣的課堂,化學老師帶著學生邊看光譜邊跟學生說明化學反應中分子怎麼重新組合,物理老師當著全班的面看著一條條光譜說明量子理論發展的由來,指著不同顏色的光跟出現的位置說明繞射跟光柵結構的關係,地科老師可以照著星體跟礦物,說很多關於地科的故事,生物老師可以培養細菌,用光度計量測生長曲線給學生看,說明生命最基本的動態,或是量著葉子說明能量怎麼被生命給擷取利用。


2 則留言:

匿名 提到...

請問要如何購買手機顯微鏡

月.晴雨 提到...

想購買手機顯微鏡
哪裡買的到?

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