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在舊版的一個單元中我讓學生分享科學活動心得，提到化學反應速率與氧化還原反應就不能不提到仙女棒，鐵塊鋁塊不易燃燒，如果將顆粒變小、增加表面積就能夠燃燒。在課堂上我們玩了『仙女棒』，也解說過它的原理與相關討論。引導學生思考幾的方向：
仙女棒燃燒前後重量變化？(理論上)含鐵，氧化後重量增加；但混合少許澱粉，燃燒後變成CO2及H2O，重量怎麼變？不同粗細的仙女棒，燃燒速率快慢？香與仙女棒製作過程與外型均相似，他們的燃燒的形式有何異同？如何延長香或仙女棒的燃燒時間？仙女棒如何製造出附加價值，可否設計出會變換光彩的仙女棒？ （有些問題不是想想而已，仙女棒不貴又好玩~建議親自做做看！）
學生從自己感興趣的部分去做蒐集資料，他們的內容在舊版的223作業專區。將一些內容再做整理，分成幾個議題：仙女棒燃燒觀察、仙女棒的成分與製作過程、可否製作多彩仙女棒？仙女棒為什麼不容易用打火機點燃？玩出新花樣。
【仙女棒燃燒觀察】
仙女棒在燃燒時的火花會四處飛濺，而且一粒火光在飛出一定的距離之後，還會像再次爆炸一樣.，爆裂成四、五點火光，會不會是因為仙女棒上的金屬粉末是透過黏著劑附著在棒上，在燃燒仙女棒的同時，一團團金屬粉末表面先燃燒、飛濺開，等到燃燒到一定的程度後，內部再度燃燒，形成二度爆炸……但後來在找尋火花相關資訊時發現，鐵與鋼在高速切割下也會出現分岔火花，並且分岔程度與其中含碳量有關，仙女棒分岔火花的形成是因為燃燒時高溫粉末飛濺噴出，在空中氧化燃燒先形成光亮的線條。高溫同時讓混合粉末內的碳與氧燃燒形成二氧化碳，二氧化碳再使金屬粉末爆開，因而形成火花分岔的效果。含碳量不同會影響火花爆裂程度，含碳量愈多，火花長度愈短、線條愈多且爆裂。不同的合金粉末也會因為燃燒氧化程度不同而產生不同型態的火花。( 2011.11修正。)
仙女棒燃燒除了會產生二氧化碳，也會產生氧氣（幫助燃燒），氧氣是從氯酸鉀產生的。而仙女棒燃燒完之後的產物是黑黑的顆粒，用手摸感覺頗粗糙的，用力敲打在桌子上，那些顆粒卻一下子就被打飛了！
【仙女棒的成分與製作過程】
仙女棒中成分大致上是鋁鎂合金粉、鐵粉、過氯酸鉀、硝酸鋇、碳粉、硝酸鉀，而基底的棒子是鐵製的。以下為網路資源，我並未親自試驗，另外有利用線香的簡易DIY版，可以參考仙女棒DIY篇~自製的『魔』女棒 )
材料：過氯酸鉀 10克 、硝酸鋇 50克 、鋁鎂合金粉 2克 、鐵粉 2克 、炭粉 2克 、硝酸鉀 25克 （其中過氯酸鉀作為氧化劑，可以使反應更快速，鎂為燃料(而且會發出炫麗白光)，硝酸鋇的鋇離子，則有助於產生綠色火焰。）
1.碳粉、硝酸鉀、硝酸鋇、過氯酸鉀先均勻混合。(加入水，稍微濕潤即可)
2.攤開風乾，這時會結塊，注意，每隔一段時間就去攪動一下，不要讓結塊太大塊
3.完全乾燥之後，用硏缽磨碎(硏缽中藥局或是化工行都買的到，三吋的約100元)。注意，用"磨"的，不要"搗"。
4.篩過，用洗米的網子或是絲襪篩過，篩不過的部份再磨一次。
5.將篩過的粉末與剩下的東西混合，混入膠水(白膠、糯米粉、糯米漿糊等等......)與少量水。
6.將鐵絲插入藥漿中，拉起，風乾即可。
【可否製作多彩仙女棒？】
以前在講煙火時，有提到裡面加入一些化學成分會使煙火變色，如果將想要的化學成分加入，那仙女棒的火花可以變色嗎?? 仙女棒燃燒時的光是白色，因為有鋁鎂合金的成分，把原來的鋁鎂合金粉換成其他的化學物質，應該會產生不同顏色的火花。
鍶化合物→紅色、鈣化合物→橙色、鈉化合物→黃色、鋇化合物→綠色、銅化合物→藍色（經回應後在此更正補充，以CuSO4實際實驗多為綠色，將銅幣於酒精燈上火烤加熱，亦是出現綠色火焰） 、鉀化合物→紫色
【仙女棒為什麼不容易用打火機點燃？】
不少學生在操作中有注意到：『為什麼用打火機點燃仙女棒的時候，得燒好久才能點燃？而若是用兩支仙女棒互相點燃，卻一下子就燒起來了？打火機的火明明就比仙女棒上四處亂竄的火『星』要來得更大?』
因為兩者要使仙女棒達到燃點的時間不同，燃燒中的仙女棒已達到仙女棒本身的燃點（上網查到仙女棒燃燒的局部溫度，可高到1000℃ ），所以將已點燃的仙女棒接觸未點燃的仙女棒時，未點燃的仙女棒會在短時間內可以達到燃點。而打火機的溫度，對於仙女棒上的金屬粉末，還是太低了，因此打火機需要長時間的加熱，才能夠提供足夠的熱量，讓仙女棒燃燒……
不過~怪的是，這些火花不會燙耶，感覺刺刺的呢。
【玩出新花樣】
學生發現火花的跳動有規律，因此突發奇想：『能否讓火花跳的幅度都不相同？加上顏色的不同，使火花成為一個火花的特定規律，加上視覺暫留的影響，使火花的彈跳從頭到尾形成一個動畫？』煙火可以，而仙女棒這種小東西恐怕在製作成本上困難多多。如果想讓仙女棒玩出新花樣，可以利用相機玩出視覺暫留，用仙女棒製造特效！
以下的網址http://shiehang.blogspot.com/2006/07/sparkler.html有用仙女棒畫成的視覺暫留圖案。
就算仙女棒只有燦爛那幾秒鐘的時間~還是覺得很快樂！
分類：創意教學與科學活動 2008/06/23 21:51
