在廚房做「結晶」實驗，火山岩和深成岩的形成方式一看就懂！
我是科學講師桑子研。每天都是一場實驗！
你曾經仔細觀察過路邊的石頭嗎？有的石頭是由閃閃發亮的大顆粒組成，有的則是整體平滑、顆粒很小。其實，它們外觀的差異，隱藏著地球深處、熾熱的岩漿冷卻凝固的宏大戲劇。在國中自然課學到的「火成岩」，就是岩漿冷卻凝固形成的岩石，但為什麼「火山岩」和「深成岩」看起來差那麼多呢？
解開這個謎團的關鍵，就在於岩漿「冷卻速度的不同」。這次，我們將用家中或學校實驗室都能輕鬆取得的「硫代硫酸鈉」（俗稱海波、自來水除氯劑），來揭開這個岩石誕生的神祕面紗，為大家介紹一個超讚的結晶實驗！
透過這個實驗，你可以比較「快速冷卻」和「緩慢冷卻」如何影響結晶的形成，親眼見證火山岩和深成岩的組織（斑狀組織 vs 等粒狀組織）差異，彷彿變魔術般神奇地呈現在你眼前。
其中一種火山岩（安山岩）。
在許多小結晶中，點綴著一些較大的結晶。
其中一種深成岩（閃長岩）。
大小差不多的結晶緊密地結合在一起。
我一開始也是經過不斷的嘗試和失敗，但反覆實驗之後抓到了訣竅，現在上課時都能順利成功。在這篇文章中，我將根據我的經驗，詳細介紹實驗所需物品、步驟，以及讓實驗成功的「魔法小撇步」！
實驗所需物品（家中或實驗室都能找到喔！）
※這些都是在學校實驗室或家中比較容易備齊的物品。
- 硫代硫酸鈉（海波）：作為金魚用的自來水除氯劑，在百元商店、大賣場或網路上都買得到。
- 培養皿：2個
- 電熱鍋或電磁爐：用來隔水加熱溶解海波。
- 免洗筷：攪拌用
- 工作手套：為了防止燙傷，一定要準備。
- 裝冰水的容器：用來快速冷卻。
- 保麗龍箱：用來保溫，讓其緩慢冷卻。
在樂天可以找到這個。GEX 自來水除氯海波 30g×4包 除氯劑 關東當日送達
來吧，實驗開始！重現地球內部的戲劇
目的：
親眼確認「冷卻速度」會決定結晶的大小！
- 用冰水快速冷卻 → 觀察許多小結晶形成的樣子（火山岩模型）
- 用保麗龍箱緩慢冷卻 → 觀察大結晶生長的樣子（深成岩模型）
實驗步驟：
溶解海波
在培養皿中倒入海波，直到看不見底部，再把培養皿放到裝了一點水的電熱鍋裡「隔水加熱」。硫代硫酸鈉的熔點很低（約 48℃），很快就會變成透明的液體。用免洗筷輕輕攪拌，讓它完全溶解。
分成兩組
液化後，馬上將它從爐火上移開。戴上手套，小心不要燙傷，將一個培養皿放在冰水上，另一個則放進保麗龍箱中。
成功的祕訣！撒上「魔法粉末」
這是最重要的環節！將事先磨碎的海波粉末，少量地灑在兩個培養皿中。這些粉末就是「晶核」，是結晶生長的「種子」。如果你不做這個步驟，液體可能會失去凝固的契機，變成一種奇特的「過冷卻」狀態，就算等了20分鐘也長不出結晶喔。
仔細觀察時間
接下來只要等待 15 到 20 分鐘！觀察培養皿中，結晶像活物一樣生長的樣子。你看到了什麼樣的差異呢？我把結晶形成過程拍成了縮時影片，20分鐘的變化，只要1分鐘就能看完！
請看這支影片。
驚人的結果！這就是地球的迷你模型
來看看結果吧。左邊是緩慢冷卻的深成岩模型，右邊是快速冷卻的火山岩模型。
▼快速冷卻的那組（火山岩模型）
長滿了細小微小的結晶。這就像是岩漿在接近地表處突然冷卻，原子沒有足夠時間排列整齊，只能形成小結晶的「火山岩」形成方式！
▼緩慢冷卻的那組（深成岩模型）
看看這個！像針一樣又長又大的結晶，自由自在地生長著。這和岩漿在地下深處，經過長時間緩慢冷卻，讓原子有足夠時間長大成型的「深成岩」是同樣的原理。
在課堂上成功進行這個實驗的重點
- 在實驗前，先提問「你覺得冷卻速度不同，會產生什麼樣的石頭？」這樣學生們會帶著目的來觀察。
- 這個實驗從準備到收拾，在課堂時間（40～50分鐘）內足以完成，並進行充分的觀察。
感覺如何呢？只要掌握一點點準備和步驟的技巧，就能在培養皿中，感動地重現火成岩的形成這個地球級的現象。這個實驗能激發學生「原來如此！」的求知興奮感，徹底顛覆「自然科學實驗很難，一定要用複雜工具」的刻板印象。請務必將它納入你有趣的自然課教學中！
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