物理科

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。

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。

國中理化有水的體積對應溫度的圖形，若將其轉換成密度對應溫度的圖形應該是如圖所示。若要繪出正確的實驗結果，密度至少需測量至104g/ml的等級，而且要有恆溫的加熱冷卻系統。在不斷實驗改良下，我與同學們共同發展出一套磁力懸浮系統來測量液體密度，其實驗結果已初步達到預設的目標，以下是整個研究及測量的過程。

在國中物理課本的第三冊第十五章第一、二節波動的現象和性質裏，課本內所用水波槽的裝置是投影在桌面上，效果欠佳，想改用配合投影機，投影在銀幕上是否更加清楚，在教學上亦能讓多數學生同時看到，以便增進學習效果。有些實驗例如干涉作用，總是做不到預期的結果。同時希望能更探入地研究波動的其他特性，以作為自我進修及增進教學上的效果。

人類為了方便製造出可以當作填充物的保麗龍，但這一項發明卻變成生活中普遍使用的東西，但如果每個人一年用一次，哇！那數量可真是驚人。我們為了找到可以取代保麗龍這種千年都分解不掉的大垃圾，於是我們決定把外型長的很像保麗龍的爆米花拿來跟保麗龍做比較，經過了22 個實驗，發現爆米花有19 項都能達到跟保麗龍功能一樣好的標準，甚至有過之而無不及。如此一來，不但可以減少保麗龍的使用量，爆米花更是容易分解、易再生的天然材質，百利而無一害。

本實驗用音頻分析軟體測定容器共振頻率，探討各變因對腔體共振的影響。同時，我們將探討不同形狀容器所符合的共振理論（駐波理論、腔體共振理論），並對現有理論進行修正。

我們發現手套能拍打泡泡，進一步探討原因和變因。研究過程中，我們自製拍打泡泡檢測裝置，延伸研究全反射和泡泡接觸角。經過實驗得出下列結論： 1. 泡泡拍打變因有「布料材質；布料毛的長短、角度、平整、密度、濕度」。 2. 泡泡拍打主要原因推論是「泡泡疏水性」（泡泡接觸可拍打布料時內聚力＞附著力，使泡泡維持接觸面積最小的「球形」，便容易脫離布料）。 3. 「可拍打布料上的球狀水珠，底部有白色痕跡」，命名為「水珠白色現象」，是全反射造成！推論布料上有空氣層，能減少泡泡和布料接觸，幫助拍打泡泡。 4. 可藉由泡泡接觸角判斷泡泡拍打狀況。泡泡接觸角越大，拍打效果越好。 5. 泡泡拍打可應用於檢測拍打泡泡效果、泡泡拍、代替空氣壓縮實驗。

本研究以濾藍光鏡片為研究主軸；測量各色光在不同鏡片下的光譜以及光強度是否有所變化，利用「imageJ」分析手機為光源的光譜中各波長的強度以及光譜顏色的飽和度和在濾藍光鏡片下波長強度的變化。利用「DataStudio」和「光感應器」記錄三原色LED經濾藍光鏡片、一般鏡片與無鏡片情況下的光強度差異，計算兩種濾藍光鏡片及一般鏡片的穿透率。研究結果顯示濾藍光鏡片是將光線的穿透率降低，尤其是藍光的穿透率降低最多，證明濾藍光鏡片確實有「濾藍光」的效果，而紅光的穿透率增加可能是因鏡片鍍膜的材質所造成的。

我們對飛機的機型、機種、功用或遙控飛機都非常有興趣，下課常在一起研究飛機，並且常到有飛機類書的書局尋找我們想得到的答案，對書上的幾個問題想用實驗找答案即觀測風洞中葉片浮力情形。 問題一：對遙控飛機入門這本書的P23，提到「由於翼的迎角加大，揚力和阻力也會增加，但是，迎角在某一角度，使揚力達到頂點，超過這個角度，揚力又開始減少。」對飛機迎角幾度時浮力最大，超過幾度則浮力減少？ 問題二：對航空這本書的P114，圖片顯示727客機在起飛和降落時，機翼的前後緣襟翼都會降下，增加機翼的弧度，究竟增加機翼的弧度和浮力有什麼關係？ 問題三：對航空世界這本書的P61、84翼剖面的進步，對翼剖面形狀不同所產生的浮力又怎樣呢？

將水加入溶液上方，將造成溶質向上擴散，這期間造成濃度和濃度梯度的變化。我們使用簡易的實驗儀器，利用高中物理所學的折射定律，將實驗結果推算出不同時間各位置的濃度和梯度變化。一般書上所寫，大多假設濃度梯度成鐘型曲線分佈的簡單模型來描述擴散過程，但只能用在擴散係數為定值的情況，從實驗或參考資料顯示，擴散係數會隨濃度而變，書上的模型雖簡單，只適在極稀濃度溶液。溶液的濃度大小直接影響到溶質的擴散行為，因此擴散現象經常呈現非高斯之分佈，我們捨棄簡單的理論假設，以我們自己設計的實驗來分析溶液在較高濃度時的「非高斯型擴散」，直接測量並計算不同濃度下的擴散速率、擴散係數。並比較分子水溶液、強電解質、弱電解質的差異，並討論簡單模型可能的缺失。研究分子擴散行為的理論未完全建立，所以擴散目前屬於半實驗的科學，此實驗設計與分析方式可提供作為擴散理論發展的參考。