物理科

清洗高腳杯時，發現水出現奇特形狀，決定研究水鐘。探討的變因包含擋水片的大小與形狀、水管粗細、出水量、出水口高度及不同表面張力的液體。發現流速不同時，固定溶液的水鐘長寬比變化不大，但不同溶液有不同的水鐘長寬比，表面張力愈大，水鐘愈矮胖。水鐘的寬長比與表面張力的關係圖為固定斜率的直線。也發現流速愈快，水鐘愈大。當擋水片為3cm及水管粗細為直徑1.29 cm時，都可以出現最大的水鐘。當出水量愈大，造成的水鐘愈大，形狀也愈矮胖；出水量太大，則出現水傘形狀。當出水口高度愈小，愈容易出現水鐘形狀，愈遠，則容易出現水傘形狀；而出水口高度愈大，則水鐘形狀愈矮胖也愈大。不同形狀的擋水片，則會在出水口高度較大時，出現水花瓣。

大自然的一片葉子，如何吹奏出一首首動人的歌曲，經過我們的研究發現，「葉笛」是因葉片受到氣流吹拂，而振動發出聲音。若想吹出較高的音高，則葉片的受風寬度要窄、葉緣曲率半徑要大、受風長度要短、吹氣角度要小、葉片要柔軟等條件；若想吹出較低的音高，則葉片的受風寬度要寬、葉緣曲率半徑要小、受風長度要長、吹氣角度要大、葉片要厚實等條件。而想要利用葉子吹出動人的樂曲，葉子必須是容易吹奏且容易控制音高，因此葉子的葉緣曲率半徑、葉片的彈性、音域都必須適中，葉緣形狀也以平整較佳。只要選對葉子，知道吹奏的技巧，再加上「一直吹」的不斷練習，人人都有機會成為葉笛達人的。

以往溶液濃度的研究多為針對透明的真溶液，本研究主要針對市售奶茶之膠態溶液中的鮮奶與茶濃度進行研究。當光照射而進入奶茶溶液時，部分光波會被鮮奶與茶溶液所吸收。研究發現鮮奶主要吸收紅光、藍光，茶主要吸收藍、綠光，使得光線透過溶液後或是從溶液反射出來的光，觀察起來的顏色顯得偏黃、偏綠色而非原來的白光。因此透過色光亮度的量測可以對應出奶茶溶液之不同鮮奶與茶的濃度。最後，經由色光透光量轉換成數位RGB的數值製作比色卡可作為濃度比對之參考。

蜻蜓飛行時翅脈造成空氣渦流提高翅膀升力。以鋁片製作仿生溝紋扇葉，改變溝紋斜面長及高度進行風洞試驗。相同風速下，將垂直式溝紋扇葉進行溝紋高度、數量、高度差、間距等物理量改變的風洞測試；藉空氣渦流、扇葉上空氣曲流觀察與升力變化比較，找出較佳組合條件，並比較不同風速下的差異。實驗發現，垂直式溝紋升力較傾斜式佳，渦流造成扇葉上氣流曲度增加。相同風速下，若渦流形狀較圓，則上層氣流曲度大，扇葉所受升力也較大。相同扇葉在氣流速快時，渦流較扁長，上層氣流曲度小，升力較大；依附壁效應推測，可能風速快形成曲流的向心力較大。風速每秒2.65m，三溝紋扇葉高度依序為8，6，4cm；間距依序為6、4cm有最佳升力效果。

為什麼色視差眼鏡能將平面圖案變立體，因鏡片為穿透型光柵，光束射入鏡片時，會在紙箱上形成多個等距的干涉點，其中以m=+1最亮，為主要影像，其他較弱的光點會形成數個鬼影。當轉動180度時會得到另一個鏡像，因此左右眼會看到相同影像卻在不同的水平位置，而造成3D效應。以紅、綠、藍光雷射射入鏡片時，以紅光的m=+1點偏移最多，綠光次之、藍光最少，因此來自電腦螢幕的光，不論前景或背景光，單色或混色光，都會由個別的單色光獨立繞射偏折後，混合出各種效果。因此才有不同背景時，繞射後最突出顏色不同。同一種顏色的線條在不同背景色下，會繞射出不同顏色的線條。這些複雜的顏色變化都可以顏色位移模型說明，約90%的準確度。

橡皮筋在日常生活中很常見，用途十分廣泛，而且隨手可得，它的玩法有很多種，例如拿來玩跳高、做圖案，還是射擊遊戲…等。不管我們把橡皮筋拉多長，射出去的距離還是很有限。為什麼同學的橡皮筋可以在地上滾了起來？還有為什麼它可以滾得這麼遠？同學在射橡皮筋的手勢，果然是讓它在地上滾動的重要關鍵，而橡皮筋發射器在中間的支架，正好證明了我們這個想法。在力與運動的單元裡，橡皮筋形狀的改變程度越大，相對地產生的能量就會越大。可是為什麼撐高9公分的橡皮筋，滾動的距離反而會不如撐高6公分的遠呢？橡皮筋的彈性曲線和落地角度幫我們解答了這些疑惑。

參考資料二的水錘實驗是探討充水剛性管壓力波的強度及週期；參考資料六的實驗是以距離除以時間求充水軟性管的波速；而高中共鳴空氣柱的實驗為空氣在剛性管中形成駐波，本實驗經由理論分析重新整理後，推論當波動在充填流體的彈性管中產生振盪時，為流體的彈性與管的結構、彈性在徑向上的串聯效應。 本實驗將彈性管充滿水置於木架上，一端接上注射針筒，另一端接上水箱。擠壓注射針筒產生波動，藉由感測器記錄波形讀取振盪時間，改變不同的變因，實驗數據支持理論分析。 最後利用理論計算出空氣在矽膠管共鳴時的波速是由空氣及管共同決定的，故波速小於(331+0.6t) m/s，實驗數據支持此推論，可知形成駐波的頻率，不只與管長有關，也與管徑、管壁厚度、材料有關。

俗稱「嗶嗶草」的山觱仔，是阿公阿嬤、爸爸媽媽的兒時玩具，清明時節正是全家大小掃墓時的最佳伴奏，究竟這些「嗶嗶草」喜歡住在哪些地方、不同的長短與吹奏方法又和聲音的音高有什麼關係呢？透過實地觀察、訪問長輩及一連串研究的方法，我們與「嗶嗶草」及長輩們的距離似乎又更進一步了呢！

強力磁鐵放入鉛直擺放的鋁管中如照片一，因受渦電流的影響將\r 會緩慢下降，而不像自由落體的快速下降。對此緩慢下降的速度，若\r 是為等速度時我們稱之為終端速度。就 如在空氣中的自由落體，當\r 所受浮力等於重力時，物體將會以等速的終端速度落下，我們將設計\r 實驗裝置來量測受渦電流影響下的終端速度，這在物理上是很重要\r 的。畢竟在科普書籍或影帶或科學展示中常看到這個實驗，但是都屬\r 於定性的描述，若能定量的了解一些現象，將較符合物理研究的本\r 質，初步我們就以終端速度為研究的對象，希望能建立量化上的影響\r 機制。

本研究主要是針對依”圓軸向心收線”定義之運動模式所做的探討，包含運動模型的理論推演、實驗方法的設計與實驗套件的整合。實驗套件整合與原理推導是共同進行的，再以測試整合套件與驗證原理為目的，整理了兩個實驗。實驗內容依序為：驗證近無摩擦狀況下之水平面運動理論、驗證鉛直面（受重力影響）的運動理論。