高中組

民俗技藝中有一項童玩─「竹製的響螺」，經由在自然科學研習社的活動過程，我們發覺以底片盒所製成的的響螺，也具有相同的效果。進一步在實驗中了解到其頻率與多項因素有關，因此想藉由自行設計的工作平台進行頻譜數據量取，而從所得數據分析發現：一、響螺在垂直地面旋轉時並無法發出聲音，但當與地面不垂直時反而會發出聲音；由此可知，響螺是在不垂直地面的情況下與空氣有較劇烈摩擦進而在筒內產生共鳴。二、當響螺傾斜時，它的特徵頻率會隨著傾斜角增大而有先降低而後升高的現象發生，此與空氣摩擦程度有關。三、響螺之轉速愈快，特徵頻率會愈大，但增加到某一程度時其特徵頻率會回到較低之頻率。四、響螺的缺口如果加長或加寬皆會提高其特徵頻率。五、缺口厚度較薄會使特徵頻率降低，但會使響度加大。六、缺口受風邊如果是凸出則特徵頻率較低，反之凹陷時會較高七、響螺之材料與管子直徑皆不影響其特徵頻率。八、響螺管子愈長，其特徵頻率會愈低，反之則較高，但太短的共鳴管所產生之特徵頻率需修正為八分之一波長的共振。

布袋蓮是一種生長快速、繁殖力強的一種植物。本省除台東、花蓮及離島地區外（分布較少）、它幾乎遍佈了其它縣市的水域，而造成了許多災害如：1.淤塞河道，導致河流水洩不通，每屆雨季造成水災。Z 阻塞農田水利系統，使水利工程形同虛設，影響農田灌溉。3.危害水生動物的生存；密佈水面，使水中缺氧，損害水生動物生態。4.妨礙水中植物生長，如：抑制水稻生長。5.形成病蟲害之溫床，蚊蟲及其它帶菌者易棲息其間大量繁殖。我們有鑒於此數量繁多，目前尚無法予以防止繁殖或根除之措施，乃衍發其作有效利用的美麗憧憬。

某日偶而看到由天花板懸掛下來的日光燈在振動，連想其振動該為週期性，但其週期到底與那些因素有關？於是引起探求的興趣，乃完成如下的實驗。

一般初微的教科書中都有介紹方程式實數根的逼近法，然而複數根則未見提及，而且書上所提出的收斂條件也不完備，因此引發了研究的興趣，希望藉此研究擴充已知的方法，使其能夠解決一般根逼近的問題。

一線段可以平分，即這線的中點；一角可以平分，即這角的平分線，這都是基本作圖。我們隨即想到一個三邊形、四邊形、五邊形，甚至可推廣到 n多邊形也應可以平分，也就是作一直線，把面積二等分。以下就是我們粗淺的討論過程。

以上時間，尤其在正值炊作之時，更常屢喚不來。因此常常有「菜餚半熟猶在鍋，屢呼煤氣不送來」之嘆。(二)目前液化石油氣用戶，縱使液化氣鋼瓶口裝有壓力表，但仍不免斷氣停坎，推其原因，有下述二點（一）依安全規定，鋼瓶與爐具必須保持一公尺以上距離，故壓力表常被忽視，以致不能發揮效用。（二）壓力表無聲無響，不能發生警示作用。(三)如果吾人能設計一種裝置，使它像摩托車之預備油箱裝置，在液化石油氣快用完（殘存某一限度的餘氣）時，即不能出氣，然後將此裝置的某一閥門轉到使用「儲備」氣的位置，支可繼續使用該殘存餘氣，如此便可一面警示使用人，一面讓使用人從容購置新氣，而無斷炊之虞，」上述之煩腦即得解除。(四)在我們課程中，目前正在學習機械設計大意，機工實習等，如果能將所學應用於解決日常生活的煩腦，改良現有的一般器具，那正是「學以致用」的實踐，更是理論與實際的證驗，因此、我們在老師的指導下，展開了一連串的研究，製作 … … 。

在看不見的磁場分佈中灑下鐵粉，可以透過鐵粉的重新排列清楚地看出磁力線的軌跡，而鐵粉由亂而序的過程背後，有個看不見的力量，主導著每個鐵粉顆粒速速向前。本研究利用觀察鐵粉（分別為細粉末與粗顆粒兩種）在磁場中的排列與運動行為，探討兩個重要的物理現象：I. 磁場在通過不同介質時所遵循的折射(refraction)現象；II. 磁場分佈對鐵粉顆粒產生的磁力(magnetic force)現象。本研究以電磁鐵通電產生靜磁場。由於電磁鐵的磁導係數遠大於自由空間（空氣）之磁導係數，磁力線由電磁鐵進入空氣時，其出射角幾與邊界面垂直，形成一單純之邊界條件，因此磁通密度在自由空間中的解析值可直接利用馬克斯威爾方程式求得。我們亦導出空氣中的磁通分佈對微小的鐵粉顆粒所產生的磁力公式，發現鐵粉顆粒受靜磁力的大小與該顆粒的體積、磁通密度與磁通密度之梯度成正比，而方向與磁通密度之梯度一致。

在高中課本生命科學（上）第四章「植物的生殖、生長和發育」中，我們探討到「果實和種子的適應」，也就是種子在不同環境中，透過外型演變，以改善繁殖效率的傳播方式。上課時，老師帶來一個種子，將它自高處施放，種子竟旋轉落下，引起全班的熱烈討論。此種子長的很像課本中的松樹種子（南一版，生命科學上，115 頁，圖4-13 藉風力散播的果實或種子B.松樹有翅的種子）。詢問之下，我們得知此種子就是常見於家具DM 的桃花心木之種子，基於旺盛的好奇心，作者決定以桃花心木種子如何旋轉、為何旋轉作為本次研究主題。

蘭科植物的但子不具胚乳，種子萌芽時必須靠外界供應養分，一為自然繁殖，種子必須播種在蘭根附近，靠蘭菌供應其養分。另一為無菌培養靠增養基的養分，供應僅子的萌芽，因而，我們想在此實驗中探討培養基的 PH 值，糖及無機鹽的濃度，對種子萌芽的影響。

在我們的這主題中，以單擺為主要研究對象，及探討其中在於我們所學之外，所無法經由更精確的運算，求出其運動方程式之解析解。但如何利用數值方法寫成計算程式，並藉以整理運用繪圖軟體，描繪其運動的模式之物理意義，便是我們此主題的重點所在，並且我們更深入於實際物理情況中，消耗力或摩擦力終將阻滯運動以迄振動不在發生。就我們而言一開始利用RK4 寫成Visual Basic 6.0 計算程式來解其運動方程得到等時距之角度及角速度，再藉由統整後使用Matlab 5.3 繪出我們想要的圖形－角度與時間，角速度與時間以及角速度與角度之相圖。所得的圖形中，也分為有或無阻尼，每項中又有不同的討論，如：在已知的任何一個初始狀態下，其擺動的情況當然也有互相之對照比較，最終得出精采且史無前例的成果：且將單擺作了完整且一般性的分析。