物理科

在觀察班上同學搖呼拉圈時，發現每個人搖呼拉圈的感覺不同，於是決定設計儀器來試試看，經過不同變因的實驗：呼拉圈的重量、大小、粗細、材質以及人偶的高矮、胖瘦和旋轉軸的不同，發現真的會有不同的結果。在實驗中，發現馬達轉動使呼拉圈在人偶的腰部上產生了離心力和摩擦力，所以呼拉圈不易掉下來；也從真實搖呼拉圈到實驗模擬搖呼拉圈，我們建議想要搖呼拉圈時，不容易掉落的方法是：穿的衣服不要太光滑，最好有凹陷紋路、粗糙布料；呼拉圈的選擇不要太小、太光滑、接觸面積多一些；搖動時，旋轉的弧度大一些，這樣應該可以搖得久些。也創作出容易攜帶、折疊式的呼拉圈，可以幫助媽媽們，在騎機車時，安全的帶著呼拉圈到戶外運動。

我到荷花池旁玩時，老愛捧水往荷葉上潑，看一粒粒透明的水珠在荷葉上滾來滾去，真好玩。但為什麼會有這麼奇妙的現象呢？有一次我逮著了機會請教老師，老師回答說這是由於表面張力的關係，同時也介紹我看一些有關表面張力的書，我愈看愈覺有趣，便決心好好研究這個問題。

學校的停車場停了十幾輛的轎車，其中有幾輛轎車的後車廂蓋上多裝上一片顏色和車子一樣的橫桿，我覺得很奇怪，請教老師，老師說這個東西叫做擾流板，它可以減少氣流對行駛中的車尾的干擾力量，也可以使行駛中的車子更為下沈，我聽了以後滿腹的疑問：流經車體的氣流怎會對車尾有干擾的力量呢？擾流板真能減少干擾的力量嗎？還有擾流板真能使行駛中的車體更下沈嗎？如果可以，那麼，怎樣安排方式的擾流板，才是最有效果呢？多寬？多高？什麼角度？什麼位置最恰當呢？為解決這些疑問，我們在老師的指導下，做了這一個研究。

水與人息息相關，當然到處也都有水的蹤跡，但是經過搜集，我們發現水的性質十分特 別。本研究的目的就是在測試不同的溫度下，水的流動情形。實驗結果發現：水在大於4℃ 的溫度下，溫度越高，密度越小，因此水會上升；水在小於4℃的溫度下，溫度越低，密度 越小，因此水會往上升；而水等於4℃時，密度呈現最大的狀態，因此水會下沉。我們又發 現若兩邊水槽裡溫度都是大於4℃的水，而右邊水槽的水溫大於左邊水槽的水溫下，水的流 動方向則會呈現逆時針狀態；如果兩邊水槽裡溫度都是小於的水，而右邊水槽的水溫又大於 左邊水槽的水溫下，水的流動方向則會呈現順時針狀態。而如果一邊水槽的水溫度低於4℃， 一邊水槽的水溫度高於4℃，水則會呈現雙向的狀態。經過這次實驗，讓我對水的認知更廣 博，而且也讓我們清楚的記下水的流動，永遠不會忘記。

我曾經在電視上看過睡針床的表演很是懷疑。一個人躺在針床上，並且在人的腹部上放一把椅子，教一位女子爬上椅子上跳舞，難道尖銳的針不角刺破他的皮膚嗎？如終想不出所以然，這是我想探究的問題，於果請教師指導開始研究它。

學校中之物理實驗，其測凹透鏡焦距時，僅用一種“視差法”。我們認為“視差法”並非良好的測焦距的方法，因此，考慮到何不應用凹透鏡發散光線的性質，進行測焦距的實驗呢？因此，我們開始研究這種測定凹透鏡焦距的方法。

看到網路上有人利用不同顆磁鐵間的磁浮擺盪，玩起了磁鐵的律動操，從磁鐵間此起彼落，看似不規則的律動中有著一股無形的默契，形成相互擺盪的有趣現象。為一探究竟於是針對形狀、距離數量與角度等變因，從自製儀器進行研究後發現： 1.改變夾角的不對稱偏斜，可以調整磁鐵擺盪頻率 2.增加磁鐵數量、縮短外圍間距與降低中央厚度，可延長磁力傳遞的效果 3.從震盪頻率平衡過程中的時間差，可推算力來源方向與強度 過程中利用磁力震盪的特性，設計並製做出實驗所需的測量器具，再由磁力震盪變項的相互影響，可歸納傳遞磁力效能最佳的變項組合，最後利用磁力震盪的特性，設計出光感式磁力震盪的測震儀，可說是從小東西玩出大道理來！

在微波爐內，微波經由內壁的反射，和原來的波形成干涉的現象。有資料指出：藉由此特性，我們可利用微波爐來測量光速。本實驗旨在探討微波在微波爐中的干涉形式，利用巧克力及氯化亞鈷，測量爐內微波振幅強弱的分佈。實驗發現：微波加熱後巧克力上的熱點以及塗有氯化亞鈷溶液紙巾上的條紋，皆顯示微波在其中有穩定的干涉現象。雖然其形式頗為複雜，但是利用虛擬鏡像波源的探討，可得到和結果相近的分析。

根據實驗，彭巴效應發生在35度以上。當兩杯溫差在10℃以內，初始溫度較高的水會較早結冰。另外，兩者溫差為5℃時，彭巴效應最明顯。推斷此效應主因為：初始溫度較高的水有較旺盛的蒸發，帶動其後續較強烈的對流，使得熱水在冷卻時，容器內部較高溫的水會因對流翻轉至外層，形成更好的冷卻效果。此立論可由另一組實驗所驗證：在表層添加一層油脂，抑制蒸發後，彭巴效應不再發生。顯示蒸發本身或其所附帶的現象造成了此效應。然而若只考慮蒸發帶走的溫度，並不足以解釋添加油脂後所產生的變化，因而認為蒸發所附帶的對流也影響了冷卻速率。 過冷效應：主因為添加油脂後造成對流趨緩，使水中的擾動減少，進而降低水分子間結冰的有效碰撞，造成過冷現象。

放洗澡水時，偶然間見到旋轉中的液面呈現下凹現象，做化學實驗調配藥品攪拌溶液時，亦可看到液面下凹的現象，十分有趣。而數學正學到拋物線的我們，靈機一動，心想：「這下凹的液面，會不會是「拋物面」呢？ 因此我們將整個容器旋轉，觀察其中之液體所形成之凹面，並設計實驗及利用電腦計算、繪圖，二者配合，加以比較、證明。若我們能在實驗室中以簡易的方式將拋物面製造成功，並設法產生鏡面，即可利用此結果，自製各式的光學儀器。