物理科

為了了解被揉皺的鋁箔紙團的抵抗能力，我們使用了二、三維的擠壓實驗。實驗分成兩種型態，一種是對單一平面作擠壓的動作，另一則是以對三維表面作擠壓。經過實驗，我們可觀測到其外力和鋁箔紙團體積變化的存在著函數關係，並且其中指數的部分是與鋁箔紙的厚度無關，有鑑於此，我們猜想鋁箔紙團的自身抵抗力應該是個相當突出、明顯的現象。最後，我們求出以下的數據並分析：一、單一平面擠壓：(一)各種大小的鋁箔紙在各種大小施力面的體積變化(二)探討不同形狀的施力面所造成的體積變化二、三維表面擠壓：(三)定壓下長時間對鋁箔紙球紙球半徑的影響(四)各種層數鋁箔紙樣本在各種力、壓力下的體積變化

我們有很多次這種經驗：「前面的馬路上有水」，可是當我們走近那地方，卻發現水不見了！原來看見水的感覺是錯覺，是虛幻的；這到底怎麼一回事？我們想揭開柏油路面上虛幻水光的謎底。本實驗分四個步驟進行：步驟一：實地觀察---透過觀察找出形成虛幻水光的可能因素。步驟二：資料蒐集與分析---分析第一階段實地觀察得來的數據及參考有關文獻，提出假設。步驟三：實驗驗證---在實驗室中模擬戶外情境驗證假設。步驟四：再觀測、驗證---「假設」在實驗室中得到證明後，回到馬路現場，再驗證一次。由本實驗知道柏油路上虛幻水光的形成原因是：1. 鏡面反射—只要入射角度夠大，在柏油路面也可以看到鏡面反射現象。2. 溫 差—溫差使柏油路面上的空氣密度有了漸層的變化，貼近路面的那一疏空氣層使射入路面的光產生全反射，也使我們看到亮亮的水光。

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料，自製三種測量儀，以研究溶液濃度：自製光度衰減儀讓光來『讀出』有色溶液的濃度。自製偏光儀讓旋光物質的濃度在光底下『現形』。自製折射儀改進現有裝置，能節省大量的藥品，符合『環保』概念。

本作品主要在探討“如何使不插電的燈發亮”。從元宵燈會中，螢光棒發亮的現象觀察起，先用自然課學到的方法—接通電路和常見的摩擦方式來實驗，再推想其他方法，使不插電的燈發亮，進而探討哪些燈不插電也會亮，哪些因素會影響不插電的燈的亮度，哪種摩擦物最快使不插電的燈發亮，最後試壞掉的燈管是否也會亮。一連串的問題終於一一解開：原來不插電的燈管，用接通電路、摩擦、接觸電視螢幕及用檯燈照射等方法都會亮；凡是含有螢光物質的燈，不插電都可以讓它們亮；摩擦物的材質、溼度、溫度及摩擦時的環境溫度、溼度和摩擦的速度，都會影響不插電的燈管的亮度；用氣球摩擦最快使燈管發亮；最後連閃爍和全不亮的燈管，摩擦都會亮。

本實驗量測食用油與混合食用油在不同溫度下的比熱變化，利用恆溫加熱板與自製卡計，搭配Arduino開發板與熱電偶溫度感測器來進行實驗，我們根據牛頓冷卻定律修正加熱板功率，得到自製的卡計相較於化學實驗用卡計有較高的精確度，再利用自製卡計量測0~60℃食用油的比熱。我們發現混合食用油的比熱皆高於原本的純油，食用油在高溫時比熱些微下降，比熱(S-T)呈下彎曲線；混合食用油在高溫時比熱明顯上升，比熱(S-T)呈上彎曲線，這兩個比熱特性或許是除了光譜儀，另外一個可以用來區分純油和混合油的方法。

地科中的靜水沈積，層理為“ 下粗上細”，但當我在混合“三合一”咖啡時，卻發現，無論如何震動、攪動 … … ，總呈現“下細上粗 ”讓我十分好奇，想設計一簡單方法，建構一理論，一探究竟，並能應用於日常生活中。另外，以簡單可行的實驗條件來應證老師所說的反擴散理論【註】 也是我們的動機之一。（註：老師說：「反擴散現象違反熱力學第二定律“平衡趨向最大亂度” 的情形。」

本研究實驗結果顯示市售的奶瓶測溫貼因為瓶內外溫度差，及本身顯示的度數極少，造成瓶內真實溫度和瓶外貼片顯示溫度有極大的差別，可能對於嬰兒的喝奶溫度造成誤差而使嬰兒受到傷害。實驗中我們也探討了不同材質的奶瓶，測得誤差值的大小有所不同，並最後也推算出修正函數讓貼片顯示的溫度能夠更準確。最後本實驗以14.89%的奶水外側以紅外線感測器來測量外側溫度，發現無論為玻璃或是塑膠材質的奶瓶，其外側中間與內側中間的溫度變化趨勢幾乎一致，且兩者相關係數達到0.92 以上，可用來設計製造出一個更能測得奶瓶內真正溫度的測量儀器。

在一次班上校外教學到海洋生物博物館，在參觀的出口附近，我們看到一面很大、很有趣的牆，牆上的海豚會隨著我們移動而移動且有動作的變化。這令我們想到和一種餅乾所附贈的「炫風卡」有著類似的現象，當轉動「卡片」時會有圖案和顏色的變化。對於「卡片」圖案變化的秘密我們感到相當好奇，於是興致勃勃跑去找老師討論，並利用六年級上學期所學過的第四單元「簡單的生活工具」中的齒輪，製作一個簡易的燈架來從事一連串有趣的實驗與探討研究，希望能找出圖案變化的秘密。

為配合國家產業發展及綠能節能環保政策，我們提出此一作品：『大放異彩』，試圖藉由所學的「色彩變變變」及「燈泡亮了」此二單元，來進行有關發光二極體 (Light Emitting Diode, LED)之混光的研究。經由本作品的研究成果，可以發現到：當我們在各三原色光 (R、G、B)之LED各別以不同電流予以驅動時，便可以混出各種不同顏色的光。若分別在R、G、B之LED通以適當的電流，就可以混出白光。如此，我們就可以將其應用在照明使用上。由於LED具有節能省電、壽命長、體積小、環保、響應快、抗震動等等優點，對講究環保節能的今天，著實為一相當良好的照明元件，其可用於照明、汽（機）車燈、交通號誌、資訊看板、液晶面板、數位照相機、數位攝影機以及醫療用燈等領域上。

自然課時，利用單擺的規律性與等時性，觀察其擺動情形，了解週期與頻率。我們在單擺的下方，放置磁鐵，觀察擺動情形是否會改變。 我們發現鉛錘擺動呈現螺旋狀，因擺角不同而產生不同的軌跡；我們進行錄影及量測後，雖然擺角不同時，量測的週期均接近2秒，符合週期公式T=2π×√L/g 。利用Tracker軟體進行質點的量測，發現速度、加速度及動能會產生規律變化；再者，運動軌跡均不會通過磁鐵中心，每次週期之路徑會構成平滑曲線。將磁鐵等距放置於單擺四周，當距離越近時，擺角越大，路徑的偏轉越明顯，且與一個磁鐵，擺角7度與10度時，所形成之圖形類似。 由此可知，磁鐵會影響單擺的運動軌跡，但不會影響其單擺週期。