培養皿中的小宇宙：用咖啡糖10分鐘體驗「擴散」的奇妙世界！
我是科學教練桑子研。每天都是實驗日！
你有看過這樣的景象嗎？在泡好的紅茶裡，輕輕地放入一塊方糖。明明沒有攪拌，琥珀色的漣漪卻緩慢而堅定地擴散開來…。
「啊，糖果會融化是常識嘛。」
你或許會這麼想。然而，就在這個「理所當然」的現象背後，隱藏著一個我們肉眼看不見的微觀世界的宏大戲碼。這次，我們將介紹一個主角只有一塊方糖、安靜又美麗的科學實驗。當國中一年級的學生第一次接觸到「水溶液」的世界時，一定能感受到它的趣味和奧妙。準備工作超級簡單。來吧，一起打開看不見的世界之門。
在寂靜中展開的色彩之舞
這次實驗的主角是培養皿、一粒咖啡糖，以及你專注凝視的雙眼。將方糖輕輕放入培養皿的水中，顏色就像施了魔法一樣，慢慢地、一點一滴地擴散開來。沒有人攪拌，它卻像是有自己的意志一樣，均勻、安靜地蔓延。
學生們一定會忍不住脫口而出：「奇怪耶，明明沒有攪拌，為什麼顏色會散開？」。這種單純的驚訝，就是所有科學的起點。它是想像看不見的「粒子」世界的最佳契機。
實驗準備
培養皿（透明且底部平坦的比較容易觀察）
咖啡糖（有顏色且能緩慢溶解的粗砂糖最適合）
水（室溫即可。水量只要能蓋住培養皿底部就夠了）
100毫升燒杯（用於安靜地注入水）
墊紙（印有同心圓刻度，可用於記錄顏色擴散的範圍）
※墊紙放在培養皿下方使用。當然可以自己製作，不過我已經準備了PDF檔案，歡迎多加利用。
同心圓（咖啡糖的溶解方式）（PDF）
觀察方法與教學流程
- 將水緩慢地倒入培養皿（剛好蓋住底部即可）。
- 待水停止晃動後，輕輕地將咖啡糖放在中央。
- 這是最重要的一點！絕對不要攪拌、不要搖晃，屏住呼吸仔細觀察。
- 每隔2分鐘，記錄一次顏色擴散到墊紙刻度的哪個位置，持續10分鐘。
靜靜地觀察變化的這段時間，本身就能帶來豐富的學習成果。百聞不如一見，請先觀看這段影片。
探索看不見世界的線索【科學的核心】
接下來才是科學時間的重頭戲。這個現象被稱為「擴散（Diffusion）」。雖然我們肉眼看不見，但無論是水粒子（分子）還是糖粒子（分子），其實都不是靜止不動的。它們隨時都在顫動、四處移動。這被稱為「熱運動」。
在培養皿中，無數的水分子就像充滿活力的小孩子一樣四處移動，一個接一個地撞擊糖分子。被撞散的糖分子會一點一點地分解，並在水分子的推擠下被帶往四面八方。
試著向學生們提出這些問題吧：
為什麼沒有攪拌顏色卻擴散開了？
→ 是不是因為看不見的水粒子撞擊到糖粒子，然後將它帶走了呢？
為什麼顏色會往上下左右各個方向均勻擴散呢？
→ 這證明水粒子並非只朝特定方向移動，而是真的雜亂無章地、向著各個方向移動！
如果把水換成熱水，擴散的速度會怎樣呢？
→ 溫度越高，水粒子（熱運動）的活動就越劇烈。所以，擴散的速度一定會更快！
像這樣，通過簡單的觀察，學生們能夠親身體驗並心悅誠服地建立起「粒子不斷在運動」這個基本的科學模型。
**「糖果就只是融化而已」——。然而，在這個小小的培養皿中發生的事情，和香水味擴散到整個房間、氧氣在肺部被血液吸收、甚至遙遠宇宙中星雲的擴散，全部都是基於同一個「擴散」原理。**如果能感受到微觀世界的法則，是和我們的身體、甚至廣闊的宇宙相連的，那麼科學就會變得更加有趣！
聯繫與合作邀約
讓科學的奧秘和趣味更貼近生活！我們整理了在家就能做的有趣科學實驗和相關訣竅。歡迎多多搜尋！
・關於經營者桑子研，請點選這裡
・各種合作邀約（撰文、演講、實驗教室、電視監製、演出等），請點選這裡
・文章更新資訊會在X上發布！
「科學點子頻道」正在播放實驗影片！
