物理科

有一個科學小遊戲，將濾油網對向光源可看到美麗的光譜。我們對此現象感到好奇。國中自然課本中有一個色光的實驗，將白光透過玻璃紙的濾光和色紙的反射，可看到不同的顏色，我們的實驗結果卻不符合課本內容。於是想用光柵片來分析色光，探討實驗的問題。我們實驗的結論如下。雷射光是單色光，其它的光源如太陽光、日光燈和LED燈都不是單色光。玻璃紙的濾光功效不完全。色紙反射白光的功效和角度有關。以兩條上下並行的狹縫和光柵片所產生的光譜進行混色，得到與課本相同的結果。利用光柵繞射方法，可以求出蒸餾水的折射率，對照利用入射角與折射角求折射率的傳統方法，所得到的結果相當一致。

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等材料，以自製的簡易風洞測試單片翼的升力與水平推力，進而探討不同變因對雙滑管、連結雙支架之翼片爬升力量的影響，成功使用三滑管連結兩組雙支架製成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的M型毛毛蟲翼片。我們又改變M型毛毛蟲的大小比例，在不同的風速下分別測試其爬升速率，發現毛毛蟲越大隻，其爬升平均速率受風速變化的影響越明顯（爬升速率變化趨勢線斜率越大）。最後我們嘗試增加背腹翼的寬度，以增大翼片面積提高升力，成功做成一隻能伸縮爬升的雙M型(三節式)毛毛蟲。

我們在生活中發現了太陽光照射到物體的時候，物體的受光背面所形成的黑影的長短，與陽光的斜度及物體的高度有密切的闕係。好像所形成的影長短很有規律性的，因此想到我們利用影長是不是可以測量出物體的實高，所以去請教了老師。我們在老師的輔導下做了一個標準竿影盤及各種斜度的燈光盤，開始做了下面幾個實驗。

在高中物理課程的實驗中，有一個是利用空氣共嗚儀測量聲音在氣體中的速度，因而引發我們對固體、液體中音速的好奇，進而研究測量的方法。

探討家電用品所產生的低頻電磁波是否對人體造成威脅，經過觀念的澄清後從四個方向來討論。1.將綠豆放置在不同電器用品旁；2.將綠豆放在同一種家電用品旁但是改變家電用品的數量；3.將綠豆放在家電用品旁，但是改變他們之間的距離。以觀察綠豆的發芽及生長情形。4.利用自製的防磁材料，看能不能有效隔離磁場。實驗結果發現磁場越強，綠豆的生長越不盡理想。但是在某個磁場臨界點以下，綠豆的生長將不受影響。自製的防磁材料以烤肉用鋁箔紙、鐵絲籠效果最佳，其中鐵絲籠網目越小，防磁效果越佳。

飲水機的說明中常宣稱磁化水有神奇功效，使我們好奇。我們由實驗室發展出的同步攝影法，與水滴微觀測量法，設計出可精密測量水滴接觸角的儀器，觀察水磁處理後表面張力的改變。在4150Oe 的磁場下，為磁場降低水表面張力的極值。我們發現若要製造一杯高效能的磁化水需要高均勻度、強磁場強度、30秒之磁化時間。磁化水有效時間與水滴角度成正比。磁處理現象是因為水是極性分子，外加磁場下分子排列整齊改變其表面張力。我們將磁化水的特性應用於生活中。電解磁化水可增加43%的反應速率，可用於氫能源之製造。我們用磁化水的特性製作磁化動力船，在一安培的電流下船的前進速率為3cm/min。檢測市售磁化水發現表面張力並無降低，建議可將表面張力列入檢測項目中。

在學習電磁學時，書上有學到磁場的計算，但卻沒有相關實驗，便想自行設計實驗來求得地磁，而在實驗過程中發現，測地磁時可以同時求得磁鐵塊的磁矩和磁極強度，並可進一步驗證兩磁極間的磁力是否符合庫倫定律。

本實驗的目的是探討鋼球在磁鐵作用下的效應。本實驗利用「測量臺」與「射出端初速測量裝置」兩個實驗裝置，測量出磁力與距離關係、入射鋼球能量與射出鋼球能量之間的關係。我們以不同的顆數測出射出鋼球所擁有之能量，用不同的固定磁鐵方式比較其能量轉換差異。實驗結果顯示，在經過多組磁鐵加速裝置的實驗後，我們發現射出的鋼球每經過一組加速器，其能量便會等比例增加，這也說明了射出鋼球的能量是具有累加性的。

課堂上介紹到彩虹形成的原理是透過水珠的色散、折射與反射，而我們平時可以看到的虹和霓分別是反射一次與兩次所造成，本研究便欲探討更高階的彩虹。我們開發出電腦模擬程式，由「光線追蹤法」繪出一到十階的彩虹，研究光在水珠內反射次數、光的入射角與總偏向角之關係，發現反射次數越多，入射角要越大才會產生總偏向角的最小極限。此外我們也計算出每一條光線在各階彩虹中的能量，以及各階射出光當中每單位角度的光線數目與每單位角度的能量，結果發現能量最大、光線數目最多及總偏向角最小這三者的方向相同。並由以上數據的分析，成功設計出能呈現第三道彩虹的實驗。推廣研究：電腦模擬圖形中高階彩虹內部反射線所形成的包絡線。

我們的研究包括兩部份，第一部份是實地調查訪問。瞭解地震成因、傷害及現有防震方法，並調查坊間各種建築物類型，及常見私自改變建築物結構現象，做為研究的基礎。第二部份為建築物抗震實驗。研究發現：牆面挖空、頂樓加蓋、樓層挑高，建築物會在該處產生弱點，由此斷裂。柱子數量相同下，散開時支撐力較弱。不對稱建築物遇震時會不自然扭轉且易倒。隔震素材恰當，能有效提高耐震力，本實驗以滑軌、彈珠最好。樓頂加裝消能設施亦能減震，但設計極其不易。