物理與天文學科

U形管繞著鉛直軸轉動時，如果鉛直軸和管的對稱軸未重疊，管中流動的液體會發生遲滯(Hysteresis)現象；利用三叉管、方形盒、圓柱筒和方形筒做實驗，發現液體在五種不同形狀的容器中都會發生遲滯現象。 U形管、三叉管、和方形盒轉動時，旋轉盤的轉速由慢漸快時，液柱高度在特定轉速時會大幅度的升高，旋轉盤的轉速由快漸慢時，液柱高度在特定轉速時會小幅度的下降，作液柱高度和轉速的關係圖，會呈現遲滯曲線。 圓柱筒和方形筒繞鉛直軸轉動時，遲滯現象會隨著鉛直軸轉盤中心點距離而異，液面觸底後乾燥區會呈現圓、橢圓、三角形和部分橢圓等不同圖樣。

本實驗是利用平行電板通電後產生電場，導電球會因電荷傳導與靜電感應因素而在電場之中來回震盪的特性進行相關物理量的調整進行研究。各種變因包括導電球質量、電壓大小、球體半徑、不同球體、不同板距等等，我們量測了來回擺動數次所需要的時間計算平均速率，再以靜電學與運動學方程式推導，並加以分析影響實驗的各個因素。整體研究結果發現，在導電球運動時，質量較重的導電球因為擺動時無駐波、自轉的現象產生，能符合我們所推導之理論。此實驗裝置類似於馬達，通電後可使裝置持續運動，但是並沒有使用到電流的磁效應，屬於相當新穎的電動裝置。

本文我從文獻已有的布洛卡三角形及其三種變換出發作各種推廣。首先將布洛卡點在三角形內的情形推廣至多邊形，發現並非任意多邊形皆存在布洛卡點。我發現了存在布洛卡點的充要條件，及布洛卡角、邊、面積的關係式。然後探討四邊形的情形，發現存在正、負布洛卡點的四邊形皆為調和四邊形。接著將文獻中三種布洛卡三角形的變換整併為更具數學風味的旋轉與伸縮變換。再以此方法為基礎，發現一系列布洛卡點、外心間的幾何性質，同時進一步推廣至多邊形，其中美妙的結果是：從任意布洛卡ｎ邊形出發的ｎ條全等的等角螺線皆會收斂至布洛卡點；最後，本文最驚艷的發現是：所有存在正、負布洛卡點的ｎ邊形，其頂點皆為正ｎ邊形的頂點經過反演後的反形。

奈米銀粒子對熱輻射在一定波段有吸收的效應，有隱熱的效果。傳統上以還原法及電化學法製作奈米銀，但步驟較為繁複不易擷取粒子。本實驗以紫外線激化法製作奈米銀粒子，使用醋酸銀作為原材料，經由照射紫外光、並利用二氧化鈦薄膜作為轉換光觸媒，調製照射紫外光距離、原材料種類及濃度，使得產生不同奈米銀粒子濃度之溶液。利用粒徑分析、SEM、X-ray繞射實驗及顏色判斷奈米銀顆粒大小，並以光譜分析儀來探討濃度、照射距離與奈米銀光譜曲線分析之相關係。本研究以實驗製作出的奈米銀粒子來設計隱熱實驗，以驗證奈米銀粒子的熱輻射吸收效應。 經由本研究特殊設計之熱輻射分布實驗及多點溫度量製布置，可判斷有塗佈奈米銀顆粒有吸收熱輻射的效應。

本次研究將使用相同的圓盤垂直疊放，放置於一平面，形成一個獨立的塔。當塔最底部的圓盤通過施加一個瞬間的水平力移除，塔身其餘的部分會掉落至平面上，且有機會保持直立狀態。因此透過本次科展，我們將分析底塊移除後至塔身落至地面的運動過程，設計相關實驗，並試著建立相符的理論模型，探討能使塔身保持靜止直立的條件。 經過初步的現象觀察與背景資料查詢，我們認為會影響塔身直立與否的相關參數有底塊移除速率快慢、底塊厚度、塔身高度、圓盤的摩擦係數。本作品將針對以上參數進行較為深入的研究。

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體，觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場，發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響，進而改變磁振盪振幅及阻尼係數。研究結果得知磁場的交變頻率越大，會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。另外，複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響，而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

聲壓懸浮(Acoustic levitation)是利用聲波產生的壓力，使物體懸浮在空中，而物體是否能飄浮在空中受到物體質量、物體密度、聲波波長、聲場強度等影響，本實驗利用實際實驗、Python程式模擬、等效位能理論推導，以冀求出物體成功懸浮在空中的準確條件。

本研究旨在探討溶液帶電與否對阻尼震盪的影響。研究使用范氏起電機製造帶電溶液，並以三用電表確認其帶電情形，測量及分析溶液的體積與密度以及阻尼震盪的時間、阻尼係數、能量消耗率等性質之變化。實驗發現帶電與否會影響大部分溶液的體積與密度，且阻尼震盪的震盪能量消耗率亦有所差異，其中以甘油的差異最為顯著。進一步深入探討不同比例的甘油水溶液對阻尼係數的影響，以期提升其經濟效益。經實驗數據分析及考證文獻後推論甘油分子與水分子形成的多面體結構與甘油本身密度的交互作用會影響阻尼係數之變化率，而此種帶電前後阻尼係數變動的特性可作為減少汽車避震器磨損及提升大樓防風防震系統效率之參考。

一次生活中的經驗促成了這一次的研究，我們探討了在不同狀況下(如:管重、管長、轉速、動摩擦係數、滾筒間的距離…。) PVC管的運動狀況。進而發現，理論與真實的差距，在真實情況，PVC管並不會是不斷在做S.H.M.，而是逐漸衰減，於是我們順水推舟，開始向PVC管的衰減率進行研究。最後，我們發現，管重、管長、轉速均不會影響PVC管的週期，與其相關的是接觸面間的動摩擦係數及滾筒間的距離。而後，再將結果與模擬進行比較，分析其差異之影響因素。

本實驗在探討一顆旋轉橄欖球碰撞地面時，特定情況下反跳後的質心高度增加的現象。我們主要研究橄欖球彈跳高度與初始高度以及初始角速度的關係。首先觀察到旋轉橄欖球落地後有不同的運動軌跡，並由影像分析發現轉動動能以不同比例轉換成移動動能。接著研究不同的碰撞點對於彈跳高度的影響，以力學模型推導彈跳高度大於初始高度的條件後，以實驗驗證。接著進行理論模擬，運用電腦程式求不同初始條件下的碰撞點以及落地時的角度，並擬合實驗數據。最後修正赫茲接觸理論，建立碰撞模型並得到不同角速度與碰撞點下反跳速度的熱圖與碰撞時的正向力函數。