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雷射投影光斑用於偵測材料破壞行為之創新大眾化科學模型
執行期間：86 / 4 / 1 ~ 87 / 7 / 31
NSC 86-2515-S-035-001
經費：467,000
中文摘要
(一)主題：
本實驗活動主題為：採用雷射投影光斑法及影像處理技術﹐
配合電腦軟體及WWW首頁﹐合併而成為一新型綜合之科學模型。在訴求上﹐
可分成以下三點來說明﹕
1. 知識性
在力學及材料方面，可了解裂縫尖端之
及材料斷裂之過程，並可接觸到什麼是應力集中特性及波松比等專業知識。
在光學方面，可驗証雷射光之直線方向行進及高亮度之特性，其中並涉
及幾何光學，焦散等學理。
2. 趣味性
裂縫尖端有一個塑性變形區，此變
形區其中倒底怎樣變化，肉眼並看不見，然而使用雷射投影光斑法，卻能讓
裂縫尖端的潛在變化無所遁形，透過參觀者實際操作施力架，並觀察雷射投
影光斑的尺寸變化，對參觀者而言，應當是一項驚奇有趣的體驗。
當雷射光斑已大到一個極限時，電腦將透過CCD攝影機事先察覺，並發出預
先的警告，告訴參觀者接下去試片即將斷裂。本實驗容許參觀者將試片拉斷
，讓參觀者能夠深刻體會到整個試片斷裂前後及雷射光斑變化的過程。
3. 啟示性
一個結構物上面有裂縫，並不意謂著它馬上就會斷裂，然而
如果我們輕忽它，習以為常日久不察，那麼裂縫經過潛伏期的蘊釀之後，
雖然我們肉眼看去試片表面上沒有什麼變化，然而當裂縫成長到強度因子超
過了閥值，那時裂縫將呈現迅速成長的情形，裂縫成長可視同一個應力波，
其速度比空氣中音速還快，因此參觀者將會有迅雷不及掩耳的感受，藉著觀
察試片與雷射光斑的變化以及試片斷裂前後的現象﹐更能使參觀者了解在許
多工程方面，裂縫產生後補強及防患未然的重要性。
(二)設計本項實驗活動之構想
本項實驗活動希望能透過雷射投影光斑神奇的一面，讓操作者自然而然對光
電及實驗力學產生興趣，近幾年國內工程建設甚多，亦出現不少瑕疵的現象，
例如捷運工程的帽樑裂縫，由於這些裂縫存在了一段時日，外貌看去似乎沒有
什麼變化，因此也引發一些人感覺這樣子的裂縫即使存在也沒有關係，沒有立
即的危險性，而從本項實驗活動中，卻清楚的告訴每位操作者，裂縫一旦開始
成長，可能什麼補救的措施都已經來不及了，因此防患補強的工作有其必要性
。除了捷運工程外，其他的建築結構，也有著許許多多的裂縫問題，這些問題
包圍著你我之間，因此本項實驗也能與大眾日常生活所關心的事緊密的結合在
一起﹐提供了一個省思的空間。
欲知詳情,請按此處
穿透式雷射投影光斑影像(一）
穿透式雷射投影光斑影像(二）
穿透式雷射投影光斑影像(三）
穿透式雷射投影光斑影像(四）
穿透式雷射投影光斑影像(五）
反射式雷射投影光斑影像(一）
反射式雷射投影光斑影像(二）
反射式雷射投影光斑影像(三）
反射式雷射投影光斑影像(四）
