理化科

在管的開口端吹氣，不論他端為開啟或為閉塞，管內的空氣即會振動而發出聲音，這現象的解釋如下：如右圖為一端封閉的管，有一縱波由管的開口端進入管內。此縱波若為最簡單的正弦波。當波到達閉端時，即被反射，故管內會有兩方相反方向的進行波重疊。此兩進行波的振幅、頻率及波長均相等，此兩反向而行的波合成一駐波。 因閉端附近的空氣不能往閉端外移動，故其位移為零，即為縱波駐波的波節。而開口端附近的空氣，振動位移最大，故為波腹。由上圖得見，如管的一端封閉，管長為L，在管中形成駐波的條件為， L＝λ/4、3λ/4、5λ/4 、、、或L＝n λ/4（n=1、3、5、、、、）故閉管所產生的頻率f＝V/λ＝nV/4L（n=1、3、5、、、n＝1 的頻率稱為基頻，n＞1 的頻率稱為泛音），式中的V 乃聲波在空氣中的傳播速度（V=331+0.6t），測量L 及t，可得f。

我們利用活性炭加入黑糖溶液，搭配不同的操縱的變因(包括活性炭的顆粒大小、質量、溶液的濃度、溶液的攪拌次數、溶液的溫度)來研究。引以自豪的是我們設計了自製組合光學光度計，用強光照射試管內脫色後的黑糖溶液，藉此測出它們的透光度數據。根據這些數據，分析活性炭脫色後的結果，並將結果以圖表來呈現。結果當取質量相同的活性炭，發現顆粒大的脫色效果比顆粒小的差；使用相同顆粒大小的活性炭時，質量愈大的活性炭脫色的效果比質量小的好；在不同濃度的黑糖溶液中加以相同比例活性炭對脫色影響的實驗中，黑糖的濃度愈大，脫色效果愈差，反之則越好；溶液的溫度愈高，活性炭脫色效果也愈好。此外，令人驚訝的是，攪拌次數愈多，活性炭脫色效果反而比攪拌次數少的還要差；經再分析才知是因劇烈攪拌後使活性炭碎裂成更小的顆粒，通過濾紙的孔隙而影響實驗的結果。

本篇報告主要以尿液為電解質，並搭配金屬片為電極，嘗試組合出可使LED 燈泡發亮的尿液電池，由此證實尿液能發電。再藉由各種金屬片的組合及鹽橋的使用，找出電力超強的最佳條件。經測得銅片與鎂片為最好的電極配對，創造出「尿液手電筒」。

本研究首先學習自行燒製玻璃圓珠，在研究二.中經實驗及光學理論得知，圓珠具有聚光、放大的效果。球徑等於厚度，屬於厚凸透鏡。由研究三利用測量裝置及造鏡者公式，取得焦距 f，發現，球徑越大，焦距越大。在研究四.五中根據焦距 f 值，製作七個放大鏡頭，再組合成一台玻璃圓珠顯微鏡。依序觀察水綿標本，再列印於紙上，實際測量水綿管束放大尺寸，發現，球徑越小，放大倍率越大。並與複式顯微鏡觀察倍數互相對照，驗證了自製圓珠顯微鏡具有接近 19 倍至 208 倍的放大效果。最後連接數位攝影機及電腦，可以即時觀看微生物活潑、生動的影像，並作畫面擷取、影片儲存。

在理化課程提到「空氣中的氧約占空氣的1∕5」，但老師所提及的各項實驗，我們一一重做一遍，過程中發覺存在不少問題；例如採用悶熄蠟燭的實驗方法，似乎無法驗證這樣的結果；即使改以鋼絲絨生鏽方式驗証，至少也得花費將近一天的時間；因此我們想出新的反應裝置，以鋼絲絨通電使其燃燒的方式，發現可縮短實驗時間並達到準確驗證的目標。

擴音器形狀怪異奇特的也不少，仔細聆聽，在不同地點藉由不同外型的擴音器所播放出的聲音，讓我們感覺其音色與音量上的微妙差異而萌發出了好奇心。以自製的紙杯喇叭進行實驗，有趣的探討。發現如下：一、底面積與長度的愈大，其音量隨之提升；在三種形狀的比較，正方體的音量最為大聲。二、為厚度愈厚，音量有愈大，音色也愈感宏厚，難怪現在的擴音器愈做愈厚。三、非空曠空間中，紙杯喇叭所播放出聲音的音量竟然比在空曠地點大聲。四、各種不同外型的擴音器各自有其適合自己的聲波頻率範圍；依結果可知，外壁長度愈長的紙杯喇叭所適合的頻率愈高，長度愈短則反之。

過氧化氫，俗稱雙氧水，沸點 150℃，對有機物有很強的氧化作用，一般作為漂白劑使用。攝取過量的過氧化氫會對人體組織有傷害。實驗室裡是利用二氧化錳分解過氧化氫，但一般家庭食品不適合使用化學法，我們的實驗就是要找出方便快速且無毒性的物品當催化劑來加快過氧化氫分解。於是我們選定幾種蔬果實驗，並改變不同的條件做對照，希望能找出分解過氧化氫最佳蔬果及條件。本實驗的結論有幾點： (1) 紅葉之分解效能為蔬果中最佳(2)紅菜對過氧化氫分解速率高，但受溫度限制，其在實驗中溫度為 40℃下分解效率最佳，在 pH8 分解過氧化氫效果最佳。(3) 利用紅菜葉室溫下或冷藏溫度下與豆類製品浸泡十二小時，即能去除豆類食物中的雙氧水。紅菜生命力強，且價格低廉。所以稱紅菜為「紅葉小巨人」。

我們因被伸卡球吸引著，而開始這次的研究，它的偏向原理，可由翰林版自然與生活科\r 技第五冊9-1 節的白努利原理解釋，首先我們從影片中分析王建民的投球動作、風格及各種\r 球路的特性，我們也量出球體的偏向距離，並估算出偏向力的大小，接著進行了下列三個研\r 究。一是球體旋轉方向和飛行偏向的關係，我們將球體和小馬達結合，並固定在彈簧上，讓\r 旋轉球體在有風流動的風洞中，即可看出球體的偏向。二是簡易發球器的製作，我們利用波\r 蜜果菜汁鐵罐、強力馬達及轉盤，讓快速旋轉的轉盤摩擦保麗龍球體的邊緣，球體可以快速\r 飛行並旋轉著，改變旋轉方向的角度，即可模擬各種球路。三是偏向力的測量，我們利用風\r 洞、電子秤、棒球和強力馬達結合及鐵架，可以找到偏向力的大小和風速及球體旋轉速度有\r 關，最後用得到的數據進行伸卡球進壘位置的分析。

本研究中設計不同船型、不同添加劑及不同水深、溫度來探討瞭解船隻航行的行為，利用表面張力的差異性來驅動船隻航行是非常有趣的現象。當添加劑可溶於水中時，因船隻前後表面張力不同造成船隻的運動。當添加劑不溶於水中且表面張力小於水時，會在水面上自動散開成薄膜而將船隻推動；表面張力大於水時，聚集成球狀無法形成薄膜，船隻將無法被推動。Ｖ型船型行駛時穩定性較佳、橫向偏向較小；細長船型航速較快、橫向偏向較大。船隻行駛的速度均隨水深、水溫的增加而減慢。

本研究以自己設計的「壓克力池型模型」，其直徑均為50 cm 的（1）圓型池（2）16 邊形\r 池（3）12 邊形池（4）8 邊形池（5）6 邊形池以及（6）對角線長50 cm 的4 邊形池等六種不\r 同的池型，利用相同的水流速率，來量測（1）規格物體~「浮體物」以保麗龍球(直徑14.68 mm\r 0.05 克)代之、「沉體物」以玻璃珠（直徑14.76 mm 4.0 克）代之；（2）不規則物~「浮體物」\r 0.3 克的落葉、「沉體物」以小土石（14.61mm×15.77mm×10.38mm，1.3 克）代之。\r 當放流水入各種不同池型時，因池形狀的不同，則產生的水流漩渦，研究其帶動「浮體\r 物」、「沉體物」等「雜質」流動效果，藉以驗證養?魚場的「八卦池」傳奇之說。