物理科

聽說窗簾可能有吸音及隔音效果，但真的嗎？ 研究顯示：(1)窗簾材料：吸+隔音效果為棉質>麻質>塑膠質>厚棉>紗質>海報紙>雙面質 (2)窗簾厚度與吸音呈正相關與隔音呈負相關 (3)窗簾孔隙面積與吸、隔音都呈負相關 (4)牆面的窗簾數與吸、隔音都呈正相關 (5)對稱H型擺設雙牆窗簾吸、隔音都比連續L型好 (6)窗簾波折高度與吸、隔音都呈正相關，波折高度≥10cm吸音效果好 (7)窗簾波折間距6~7cm吸+隔音效果好 (8)窗簾到牆距離與吸音呈正相關與隔音呈負相關；到牆距離3cm處有最佳吸音效果 (9)多層窗簾有吸、隔音效果，以2層為最佳 (10)窗簾含水量與吸、隔音量折減率呈正相關，棉質窗簾含水量168％為最佳吸音含水量。 窗簾改善噪音是有效，理想吸音可減42 dBA及隔音可減139 dBA。

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。

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。

隨著物理、化學、生物等各學科的成熟，使得新興的復合學科成了當今炙手可熱的焦點，例如：生化科技(生物+化學)、奈米技術(物理+化學+生物)等，當然，它們也帶動了人類世界相當大的進步。因此，生活中看似理所當然的現象，若從不同學科的角度觀察，或許也能得到意外的收穫。本研究主要是以「物理光學的角度」分析「昆蟲複眼的視覺感受」研究的現象從「驅趕蒼蠅的清水袋」出發，試圖找出影響蒼蠅視覺最敏感的水袋顏色。然後，再以此種色光為主要，配合物理光學的成像知識與製作昆蟲複眼的巧思，分析「不同結構的複眼」在接收該色光後，其視網膜「成像的偏異情形」研究結果的發現有二；第一，複眼對紫光最為敏感，這樣的結果與「某些昆蟲複眼僅能看到短波長色光」的說法不謀而合。第二，從物理光學的角度亦能證實生命科學的說法，即「昆蟲的複眼曲度越大，對光線越為敏感」、「昆蟲複眼中小眼越多，對光線越敏感」等等。因此，本研究成功地用物理的方法解釋了昆蟲複眼的視神經感受，如此微妙結果，到底是意外呢？還是科學的神奇之處？一切的一切，將在以下的內容中說清楚、講明白....

本研究利用自然課所學過的「力與運動」與「簡單機械」來探討飛行筒的飛行現象與原理，探討方法分別為：一、自製不同形狀的飛行筒，找出飛行距離最遠的飛行筒，並觀察飛行筒的飛行現象，探討飛行筒的飛行原理；二、自製飛行筒發射器找出最佳發射條件。 本研究發現：一、在飛行筒部分，飛行筒最佳形狀為圓形、最佳直徑大小為8公分、最佳飛行筒長度為4.5公分、飛行筒最佳前端厚度為一層；二、在發射條件部分，飛行筒發射時厚端朝前發射、發射角度為5度、橡皮筋彈力設定為往後拉30公分、橡皮筋旋轉角度為90度。

現代的建築物均往上空發展，學校新建教室、公寓、醫院均在數層樓。小兒麻痺症的學生上下樓上教室，老人、病人上下公寓或醫院樓梯非常不便，所以引起我們研究設計一種可以上下樓梯又能在室內（平地）推動的兩用輸椅，解決這些殘疾的人「行」的困難。

在我們日常生活中時常玩各式各樣的模型飛機，因此發現我們的飛機在作某些動作時（例如急速爬升或下降），會發生俯衝失速摔落，或旋轉下降的現象。檢討結果發現操縱裝置並沒有問題，所以不難使我們想到是否機翼並不適合此類的活動，為了要檢討機翼效應，就把此翼形的切面放入這簡易風洞中作試驗。經過一個多學期的創新與突破，我們一直著重在風洞中翅膀的壓力討論及隨攻角的變化氣流對高速運動物體的壓力曲線。回溯起這一段披星載月的日子，真叫人苦不堪言，但是隨著展出日期的逼近，我們愈感出物理科學的博大精深與絲毫不苟的本質，研究小組一直以我們自己微薄的知識，憑藉著一股對科學的熱愛，大膽提出實驗失敗的可能原因，而小心去求證而改進。我們研究小組通力合作，解決了許多技術上的困難，人人均學會了一身的好本事。相信憑借著我們的智慧加上我們精巧的手藝，在以後進入高深物理研究方向，均有良好的基礎。而今天展出的結果，也只是對於今天教育界栽培我們的師長們一點獻禮而巳。當然我們研究小組更會努力的充實自己，往後對科學界貢獻一己的力量，而使中國的科技日益精進，與歐美並驅，甚通之。

所有的物質都跟人們一樣喜歡最安穩舒適的休息，表面張力正是水溶液中扮演使水安穩的角色，它的存在能使水面平靜盡可能不被影響。影響表面張力的因素很多，包含溫度、溶液酸鹼性、瓶子的口徑大小、添加不同物質的水溶液都是影響表面張力的原因，意味著會間接影響到整杯水溶液的平靜，故到底各個情況對表面張力的影響為何，將是我們致力想了解的目標。

利用雷射的干射與繞射來測量頭髮直徑，從中觀察雷射的繞射與干射的現象。我們除了對光線的波動性質要加以了解之外，也要瞭解雷射產生繞射與干射現象的條件與異同。這些都是我們要挑戰的部分。首先我們利用簡單的雷射筆就可以得到圓孔繞射的圖形，進而將頭髮置於圓孔之間，來形成雙圓孔的繞射與干射雙重效應的合成效果。得到了多美麗的圖案。在這些迷眩的圖案之中，我們知道大自然的奧祕就在這裏面。為了捕捉這些圖案，我們花了不少代價來學習如何在暗室中攝影，如何控制長時間曝光技巧。其次，我們雖然掌握了數據取得的技巧，但是我們對數據解釋的方式較弱，所以估計而得的頭髮直徑是令人沮喪的。最後，我們回到單狹縫的繞射現象，終於得到比較令人滿意的數據。