物理科

所謂的放熱式漩渦，推測是一種類似對流的結果，由於水結冰前(4℃→0℃)體積變大而往上流動，加上與水中所析出氣體的逃逸路線(往上)相同，提供漩渦的動能，實驗發現渦流的旋轉方向皆有可能，故應屬於水體為平衡渦流動能系統的因應結果，導致整體旋轉的方向會保持一致。 所以我們利用色素水在結冰前的純化作用，從所排擠出的色素範圍形狀，及溶解的氣體由水中析出後的行進路徑來觀察，便能看出水體在凝固前，放熱式漩渦所形成的特殊結構，研究發現： 水在凝固結冰時的型態會受到容器的形狀、大小及冷卻部位差異的影響，就算不同的獨立水體靠近後，依舊會彼此相互影響，這些都會產生不同型式的放熱式漩渦流動。

在自然課本的第七冊第七單元中，我們學到物體受熱會膨脹，膨脹以後會較輕，就會向上升，此種力量可以用來推動物體。因此使我們想到，要如何利用它來使物體旋轉得最快，所以我想做這個實驗，看看那種情況下可以轉得最快。

本研究主要探討翟山坑道本身音場狀態，希望透過殘響分析找出翟山坑道作為音樂演奏會表演場地的條件優勢。透過比較坑道內不同位置、響度、頻率所測得的殘響數值後發現，不同樂器在不同坑道位置，會有不同的殘響表現。並且坑道內部結構為不規則形，不同位置具有不同的音場條件，越靠近內部位置，殘響數值越長。不同響度，在不同的位置殘響數值也不同。就頻率而言，外部位置，低頻的殘響數值較長；內部位置，則是高頻的殘響數值較長。整體而言，翟山坑道的音場效果，並不如預期中好，但就其天然條件(空間大、水道)而言，確實比一般坑道具有更佳的音場效果，再加上所擁有的戰地歷史脈絡，更增加其作為地區音樂表演場所的價值。

液體中之自由落體與液體的黏滯性有關，本實驗找出球體半徑與終端速度之間的關係。利用攝錄機作為紀錄工具，拍攝三種材質（壓克力、玻璃、水晶）的球體在沙拉油中的自由落體過程。使用電腦映像處理軟體將影像分解成幅影像，時間的解析度為1/30 秒。測量球體的高度與時間，分析高度與時間的變化情形，發現終端速度與球體半徑之間的關係。 流體中之運動方程Fdrag = -k1V，無法符合實驗結果。我們的實驗結果顯示油中的自由落體的運動方程應該是Fdrag = -（k1V+ k2V2）。由不同材質的壓克力球（~1.18g/cm3）、玻璃珠（~2.47g/cm3）與水晶球（~2.66g/cm3）所獲得的終端速度（Vt）與球體半徑（a）的關係為a3(ρ-ρ') = 0.00003（aVt）2 + 0.00021（aVt） + 0.00575，其中ρ與ρ'分別為球體密度與沙拉油密度（0.90 g/cm3）。

初小組的研究題目均頗為生活化、鄉土化，研究探討的方法亦頗靈活，水準普遍提高。 高小組除了兼具初小組的部分特色以外，多與實際課堂上的學習內容相關，顯示課堂上的學習活動透過科展研究，延伸到課堂以外，這是很可喜的現象。 國中作品佔多與電腦軟、硬體結合的研究，顯示電腦教育逐漸在國中生根，且已與科學科目結合，在方法上合乎潮流趨勢。 高中組就內容、方向較為廣泛，今年的特色在於結果的呈現趨於精確、簡明。

本實驗研究如下：一、先探討偏光板的特性，了解偏振光所產生平行光與垂直光的互相的影響，以標準偏光板的0度當基準，可以讓全部光通過，90度是最黑無法讓光線通過。二、探討以圓形的偏光板每隔5度貼透明膠帶，了解哪一個角度會產生彩光？三、探討兩偏光版的相對角度對彩光產生的影響，四、再探討以不同(厚度)層數的膠帶對產生彩光顏色的影響。五、在偏光板固定角度貼不同層數的透明膠帶，探討兩偏光板的相對角度的彩光變化。六、不同品牌透明膠帶與光源強度對彩光顏色的影響。七、探討還有那些透明介質可以讓偏光板產生彩光。八、探討偏光板的彩光顏色互相加成和相對角度之間變化。九、觀察者與偏光板相對角度位置改變對彩光影響。十、偏光板的彩光顏色如何應用在生活上？

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(一)理化第三冊提到英國科學家法拉第發現：當線圈周圍的磁場有了變化時，線圈就會產生感應電流，之後理化老師又說：「一個金屬板也會有相同的現象，產生感應電流及焦耳熱效應，謂之渦流熱」。頓時好奇的我們隨即閃過一個念頭：金屬板之自由電荷，因為磁場的變化，可以被推動而產生電流，那麼電解質中的自由正負帶電離子，應該和金屬板中的自由電荷一樣，也可以因為磁場的變化，而產生 『 離子感應電流 』 (我們的稱呼)。 (二)當我們把這個推論告訴理化老師，之後老師以引導方式告訴我們：電解質中的正負離子，是否可以因磁場變化被推動形成 『 離子感應電流 』 必項藉由實驗來得知，但是老師告訴我們，基礎觀念最重要，所以若要作研究，聶好由「平面金屬板」先做一系列相關實驗研究，再來架構我們的「離子感應電流」，會比較具備完整性。

一顆從斜面滾下來的珠子引起了討論，於是對球體滾動產生了許多的遐想。在遊戲中，看著鋼珠在 U 型軌道內翻滾、徘徊，似乎很想跳脫軌道的侷限；於是決定了研究主題分別是（一）拯救鋼珠大作戰（二）讓鋼珠乘坐雲霄飛車在 360°的軌道上自在遨遊、（三）鋼珠的登山之旅；這一系列活動組成了小鋼珠的驚奇之旅！本研究，要了解鋼珠在彎曲軌道上的滾動情形。過程中必須製造 u 形軌道、360°迴旋軌道，以及連續坡道；於是，拿著電鑽、鋸子、螺絲起子等，像木工一樣，這樣的體驗很特別；當工具完成，進行操作時，許多的問題又一個個冒出來了，我們一面讓自己反覆的操作使自己熟練；一方面必須仔細觀察、思考，找出問題也才能解決問題，例如測量滾動不停的鋼珠所到達之終點高度等等。然而，最後看到鋼珠在軌道上奔馳，那種欣喜的感覺，是不可言喻的！

這份研究在探討球在不同的泡沫厚度、泡沫濃度、水深、水面面積、距水高度、水面有無衛生紙的條件，對水花濺起高度的影響。我們從實驗一得知：在水深6cm、距水14cm時，泡沫厚度3.33cm幾乎不會濺起水花；若再從3.33cm往上增加，防濺效果不會增加。實驗二中泡沫濃度的比例有10%、15%、20%、25%、33%，發現濃度越濃防濺效果越好。 在實驗三中發現水越淺，水花濺起高度會越低。在實驗四中當水面面積越大濺起高度越高。實驗五中發現球距離水面越近，水花濺起的高度會越低。在實驗六中發現在有衛生紙的情況下，效果明顯優於無衛生紙，且衛生紙不能剪過。由所有實驗可歸納得知，水花濺起高度與空氣柱的長度有關，空氣柱越長，濺起的水花越高。