關鍵概念
法醫學
液體
物理學
模型
介紹
你喜歡看犯罪謎案或閱讀調查報告嗎?每個罪犯都會在犯罪現場留下證據。抓住罪犯的訣竅是收集所有證據並理解其含義。這就是法醫專家所做的事情。在這個萬聖節主題的科學活動中,你將把血跡的大小與傳播距離聯絡起來——但別太噁心;你將使用假血來完成這一切。如果你喜歡解開謎團,並且不介意一點血腥,那就捲起袖子,準備破案吧!
背景知識
法醫學是任何在法庭或司法系統中使用的科學,它極其重要。法醫科學家的目標是保持公正,並研究所有可用的證據,以確定真相——這通常可以確定犯罪案件中發生了什麼。法醫學包括許多研究領域,如工程學、病理學和生物學。例如,如果一名運動員在比賽中突然死亡,將請一位專攻病理學和生物學的法醫科學家來查明原因。
在有人受傷的犯罪現場,調查人員應用液體分析的原理,透過測量(例如血濺(液滴)的直徑)來弄清發生了什麼。你認為當液體傳播不同距離時,飛濺的直徑會如何變化?在這個活動中使用一些假血來找出答案,並嘗試收集證據!
材料
量勺
玉米澱粉
玉米糖漿
紅色食用色素(或您選擇的其他顏色)
水
用於攪拌的叉子或勺子
保鮮膜(可選)
紙板(您需要總共至少四平方英尺的表面積。您可以使用多張較小的紙板代替一張大的紙板。紙板應能夠平放,並且沒有太多摺疊或皺褶。)
鉛筆或鋼筆
滴管
捲尺
帶有毫米刻度的尺子
肉鋪紙或報紙(可選)
助手
進行活動的地點(該地點應為地面易於清潔的地方,以防假血溢位。例如,水泥地或亞麻油氈可能效果良好。)
準備工作
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準備假血。首先量出兩湯匙(tbsp.)玉米澱粉,放入碗中。
將兩湯匙水充分混入玉米澱粉中。
向碗中加入四湯匙玉米糖漿並充分混合。混合物應光滑。
混合一茶匙紅色(或其他顏色)食用色素。攪拌至混合物顏色均勻。
現在您應該有一小碗假血(或如果您不太喜歡血腥,也可以用其他液體!)。如果您不打算立即使用,請蓋住碗(例如用保鮮膜),並暫時放在一邊。
注意不要將假血灑在傢俱或地毯上——它可能會染色!如果確實灑了,請務必立即清理液體。(在鋪設紙板之前,您可能還想用肉鋪紙或大量報紙覆蓋您將要進行活動的地面,以幫助防止染色。)
步驟
將紙板平放在您將要進行活動的地面上(如果需要,可在下方和周圍放置額外的紙張)。
用一些假血或液體填充滴管,並將滴管垂直握在紙板上方一英尺處。讓助手使用捲尺確保滴管末端在紙板上方一英尺處。
將一滴假血滴到紙板上。
重複此過程至少四次,同時將滴管保持在略微不同的區域上方,以便您總共在紙板上滴了至少五滴。(如果任何一滴落在另一滴上或紙板上的摺痕或褶皺中,請不要將其計入您的五滴總數中。)使用鉛筆或鋼筆在紙板上每滴成功的液滴旁邊標記“一英尺”。所有液滴看起來大小相似嗎?
現在讓助手使用捲尺確保滴管末端在紙板上方三英尺處。從這個新的高度(紙板上方三英尺)滴下至少五滴,滴在不同的位置,只計算沒有落在其他液滴上或摺痕中的液滴。在紙板上將這些液滴標記為“三英尺”。這些液滴看起來比從一英尺高度滴下的液滴更大還是更小?
最後,讓助手使用捲尺確保滴管末端在紙板上方五英尺處。(如果需要更高的高度,請讓個子較高的助手將滴管舉到那麼高——或者使用帶安全員的穩固梯子。)從這個高度滴下至少五滴,只計算沒有落在其他液滴上或摺痕中的液滴。在紙板上將這些液滴標記為“五英尺”。這些液滴看起來比從較低高度滴下的液滴更大還是更小?
讓所有液滴乾燥,注意不要干擾它們。請注意,即使液滴乾燥後,它們看起來也可能仍然有光澤和潮溼。您可能想在紙板上的某個位置額外滴一滴,以便您可以透過觸控它來測試液滴何時完全乾燥。
在所有液滴乾燥後,測量每個液滴的直徑,以毫米為單位。非常仔細地進行測量,液滴之間可能只有很小但可測量的差異。將直徑寫在紙板上液滴旁邊。
當假血(或液體)從不同高度滴落時,液滴的直徑如何變化?您認為您的結果如何幫助法醫科學家弄清犯罪現場發生了什麼?
額外嘗試: 不要將假血直接向下滴,嘗試以一定角度向地面滴落,或者在朝特定方向移動滴管的同時滴落。務必在可能會意外沾染假血的地方進行此操作!這會如何改變液滴撞擊的大小和形狀以及飛濺最終落在哪裡的?
額外嘗試: 在其他表面上重複此活動,例如報紙、列印紙、羊皮紙、紙巾、肉鋪紙或木材,注意避免不應染色的表面。當使用不同的表面時,您的結果會如何變化?
額外嘗試: 在此活動中,您嘗試從一英尺、三英尺和五英尺的高度滴落假血。嘗試重複此活動,但使用不同的高度(例如兩英尺、四英尺、六英尺和七英尺),然後繪製結果圖表。資料會形成什麼樣的圖表?液滴滴落的高度與其在撞擊表面上的直徑之間存在什麼樣的數學相關性?
[換行]
觀察與結果
隨著滴落高度的增加,假血滴的直徑是否增加?
您應該已經看到,從五英尺高度滴落的假血滴直徑最大,而從一英尺高度滴落的假血滴直徑最小。然而,直徑的差異可能很小,五英尺的液滴直徑可能約為 12 毫米 (mm),一英尺的液滴直徑約為 10 毫米,三英尺的液滴直徑介於兩者之間,接近 11 毫米。通過了解血濺直徑如何隨著滴落高度的增加而增加,法醫科學家可以更好地弄清某些犯罪現場發生了什麼。研究這種液體行為還能幫助解決哪些其他型別的科學問題?
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本活動由科學夥伴合作呈現