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【作品名稱】連結完美與不完美的振盪—從能量耗散系統說起到混沌非線性蝴蝶效應
  • 參賽者:李柏翰

  • 作品說明:自然界的風生水起,雲霧能量轉換,其實背後都隱含著物理與化學的能量交換的微分方程式,一直以來地球上持續的接受太陽能的輸入,這個狀況可以視為是外在能量輸入,再加上地球本身的各種能量交換以及相變化的發生,大自然的生態存在著一種循環不已而又複雜不簡單的動力系統,例如令人耳熟能詳的混沌蝴蝶效應就是其中很有名的例子,近年來潔能計畫的研究在污染日益嚴重的今日已然益發重要,相關的能源議題也引起世界各國廣泛的重視,如何能在大自然與人類生態達成平衡已經成為人類無法避免的核心議題,本教案將著重在中小學的能源教育出發,以中小學理化課程中的實驗室的彈簧振動現象,來初探能量的使用與耗散系統,藉著振動幅度縮小來代表能源的耗散,探討數學中的能量轉換的方程式來讓同學理解簡易一些物理現象,例如彈簧振動阻尼現象所透漏的能源面向,甚至將分析方式擴充到社會上常常聽到的混沌蝴蝶效應,並藉由C++程式設計實作,能夠讓同學利用微分方程式與物理的實驗來詮釋彈簧振盪所隱涵的能量意義。

  • 作品成果:

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連結完美與不完美的振盪—從能量耗散系統說起到混沌非線性蝴蝶效應