影子揭開物理的秘密!等速圓周運動與簡諧運動的驚人關聯
逐日攏咧做實驗,我是科學教練桑子研。
壁頂映出來的影,敢若有性命咧照起工跳舞。逐家敢毋是定定予這種「影的變化」迷去?其實佇物理的世界內底,「影」扮演真重要的角色。這擺,我想欲用「影」的力量,來解開兩個看起去完全無仝款的運動——「旋箍仔(旋轉)」佮「振動(搖擺)」之間到底有啥物神祕的關係。

連結「圓形」佮「搖擺」的神祕影子
佇高中物理課,真多學生攏會予「單諧運動(單振動)」考倒。就是彼種吊佇弓弦(發條)下底的物件,按呢上下振動,有一種特別節奏的運動。
講破無值錢,這个看起去真複雜的單諧運動,若共看做是「等速率圓周運動」的變形,你隨就會豁然開朗。雖然物理公式內底有一个代表旋轉速度的符號叫作「ω(角速度)」,但欲按怎共伊連到單振動,干焦用想的真費氣。
所以我參考日本流行節目「畢達哥拉斯裝置(NHK 兒童節目)」的靈感,設計了一个實驗:投影咧旋轉的小粒球,觀察伊的影。咱做伙來看這段影片,注意看影仔產生的神祕同步感!
實驗幕後:準備啥物架生?
實驗的家私攏是理科教室現成的,鬥鬥咧就做得出來矣。

弓弦兩個、重錘(100g)、電火球、架子、等速旋轉台、紅色小球、黏球用的膠帶
「旋」佮「擺」相疊的那一刻
實驗最精彩的地方,就是共「咧旋箍仔的小球」佮「吊佇弓弦上下擺動的重錘」排做伙,同時共影射出來。

若是以鳥仔看人的角度(對正面上頭看),小球是咧畫圓。

若是對側邊照光,共影仔投到螢幕頂面看……。

你看!圓周運動的影,佮弓弦上下擺動的影,敢若有一條看袂到的線縛做伙,時間點抓甲拄拄好,完全同步。
這就是物理最核心的祕密:「單諧運動,就是圓周運動對側邊看過去的影。」看清楚這个連結,你就會直覺發現,公式內的「ω」其實就是影仔運動的「心跳聲」。
理科教室的感動,用電腦嘛會通!
上課我最愛講究「現場感」,予學生佇面前親目看到。雖然現代數位化真利便,但在面前看到影仔相疊的驚奇,才會記咧心肝底。為了予逐家會當親手玩看覓,我也用 Scratch 寫了一個模擬程式。逐家會當試試看,親手體會圓形旋轉按怎變做影子的振動。
物理,就是欲揣出目睭看袂到的法則。希望透過「影」這个視角,予逐家感受著原本散散的現象按呢串做伙的趣味。
聯絡佮合作
想欲閣較親近科學的奧妙?遮有真多佇厝內就做得出的實驗小撇步,歡迎逐家去搜尋喔!
・「科學靈感簿」已經出版做書矣,詳細請看遮
・想欲熟似作者桑子研,請點遮
・各種合作邀約(寫稿、演講、實驗教室、電視監修、演出等)請點遮
・最新消息請追蹤 X (舊 Twitter)!
科學靈感頻道 實驗影片更新中!
7月のイチオシ実験!
夏でプシュッと爽やか実験!

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
-
時速200kmで走るランボルギーニが、長さ12mのテーブルクロスを一瞬で引き抜く——そんな常識破りの実験が、ふたたびテレビの世界で大きな話題になりました。しかも今回は「視聴者が選ぶワクワク実験ランキング」で、なんと堂々の第1位を獲得したのです。Tverでまだ見ることができるのでぜひご覧ください。

- 7月18日(土) 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
- 12月26日(土) ナリカサイエンスアカデミー(教員向け実験講習会)開催
書籍のお知らせ
- 7月16日発売 『高校入試 分解問題集 理科』(学研)…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。

- 『大人のための高校物理復習帳』(講談社)…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり6刷となりました(2026/02/01)

- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』(学研)… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS(更新情報をお届け!)
【日本語】X(Twitter)/instagram/Facebook 【英語】BlueSky/Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
- 胃為什麼不會把自己消化掉?170年前的意外爆炸告訴我們的秘密(影片「人體消化的奧妙」)
- 大樓竟是這樣對抗地震的!從土壤液化到防搖水槽,一次看懂【日本科學未來館】
- 看見看不見的電流!線圈引發的神秘相位差之謎
- 出拳次數和傷害不一樣!用拳擊理解貝克勒與西弗
- 倒入水後正方體現身!光與色彩「減法混色」的魔法——CMY水立方
- 讓保麗龍懸浮空中!用克拉尼管「看見聲音真面目」的神奇裝置
- 關掉開關也停不下來!用感測器捕捉線圈電氣振盪的真相(EasySense V-Hub)
- 渦電流大躍升!金屬環飄浮空中的電磁感應奇蹟(筑波世博中心)
- 實驗直擊!電流會「猶豫」?線圈呈現的0.0005秒故事












