物理科

有一天老師在上課時播放一段泡泡研究的影片，下課時間跟同學玩吹泡泡\r 時，就比賽誰吹得大，誰吹的泡泡最晚破裂。但是無論我們怎麼吹，泡泡總是那\r 麼小，而且又很快就破了。我跟同學感到很疑惑，就決定要探個究竟，要添加什\r 麼東西，才能使泡泡吹得大又可維持很較久的時間。於是我們一起去找老師，請\r 教如何吹泡泡。於是我們在老師指導下，利用課餘及閒暇時間從事一連串的觀察\r 與研究工作。

非牛頓流體的膨性流體有一現象稱為『擴溶現象』（當粉漿急速受到外力時，粉漿顆粒相吸卡住彼此，形成堅硬固體狀表面，但未受力部分則是產生波動的液體），所受衝力因波動而減少。實驗發現濃度50%~58.5%的玉米粉漿與濃度20%~58.5%的太白粉漿符合膨性流體的特性，且玉米與太白粉漿的濃度越大吸收彈珠撞擊衝量越大。糯米粉漿則不符合膨性流體。將實驗結果運用於安全氣囊的設計，發現雙層安全氣囊：以58.8%玉米粉漿填裝面向車頭的氣囊，防止車體形變對人體的傷害；面對人體方向的氣囊則灌入氣體，利用氣體的可壓縮性減少人體的衝撞力。此裝置在車輛下滑急停時，人體所受衝撞力最小。能有效的減少人體因衝撞所受的傷害。

我們從網路上發現一種很有趣的陀螺，這種陀螺旋轉一段時間後，會快速翻轉過來並倒立旋轉。因此我們分成三部份來分析及探討其原理：一、對原型陀螺的基本物理性質分析 二、自製陀螺模型模擬分析陀螺倒立的原理 三、以自製倒立陀螺模型驗證倒轉陀螺理論。我們利用市面上賣的倒轉陀螺、乒乓球、黏土和馬達來進行下列實驗。第一，將買來的原型陀螺割開，並分析其重心位置、上下比例等構造。第二，用乒乓球和黏土模擬原型陀螺，改變其上下比例、重量、開口大小和中間段位置來分析陀螺的各種特性。第三，將乒乓球製成的原型陀螺，放置在馬達上，減少底部之摩擦力以便驗證上述結果。最後發現陀螺的倒轉和其重心偏移的角度有關。分析的結果顯示：陀螺重心偏下方，所以倒轉後，重心移到上面，會使重心到陀螺旋轉支點的連線與中心線的夾角角度變小，因此倒立的陀螺晃動會比較小，比較穩定；而陀螺正轉時，因重心到支點的連線與中心線的夾角角度較大，造成陀螺旋轉時的晃動也大，因此產生動摩擦力的時間也較長，這正是推動陀螺翻轉的力量來源。而倒立後，重心到支點的角度較小，不易晃動所以陀螺自然就翻轉過來了。

1.在物理教學時，對於聲波折射現象的解釋是：〔聲波進行時向速率小的一方偏折，且聲速的大小決定於溫度的高低，傳波介質的種類〕。根據物理文獻記載，空氣中聲速＝ 331 + 0.6t,t ：溫度，在水中速率約 1450m / sec （約為空氣中聲速的 4 倍），很明顯的，高溼度時，空氣中的水分子應該會影響聲速，但定量的關係呢？2.水具有特佳的傳音性，但雷達的電波不能在水中傳遞，因此通常水中探測用聲納，空氣中的探測則用雷達，由此可知當空氣中的溼度過高時，雷達探測的精確性及可測範圍也受相當影響，因此這時我們仍可以聲速測量距離，那麼就須要有聲速與溼度的定量關係或圖表。

以氧化還原法處理實驗室重金屬離子廢棄物時，意外地在插了纏繞著棉線玻棒的量筒口發現了硫酸亞鐵鹽的攀晶現象，讓我們想了解與攀晶有關的物理條件─【表面張力與接觸角】，研究中我們獨創設計了幾種便宜、簡便、能精確測量及普遍推廣的裝置： 1.成本不到30元的懸吊式等臂輕量天平，左臂懸吊自製的銅漆包線金屬環，右側則以1/2冰袋集中承載逆滲透水滴當成液態砝碼。可測出液滴數與查表標準表面張力之間呈線性關係：T(dyne/cm)=2.4834X-12.673，相關係數高達0.9985。 2.第二代不等臂微量天平及配合擺動角度所需的弧形曲線板，可利用吊掛不同的圓環數來操控不同的承載物以落在更大的弧形角度範圍內，以提高測量的準確度。以10滴、15滴、20滴或25滴液滴數所對應的角度與查表標準張力之間呈線性關係：T(dyne/cm)=1.0507 X – 3.7771(10~20滴平均值)，相關係數也高達0.9998。 3.設計支撐Dino-Lite顯微鏡頭的八爪可調式角架，成功地組裝側照液滴接觸角的裝置，以MB-Ruler電腦角度板準確地測出不同液滴在不同的承載接觸面的接觸角。

開學的第一堂美勞課，老師要我們帶幾種不同材質的紙張及迥紋針到學校，當時我們很好奇的想知道紙張和迥紋針究竟可以做出那些有趣的玩具呢？於是就去請教老師，與老師一起發現紙蜻蜓遊戲了！

學生對於光學的各種問題，不大瞭解其意，因此製作各種器具使學生自己操作，增加學生的知識。

摘要：根據原子游離能的實驗數據，發現同電子原子”(Isoe -lectronic atoms)的游離能有下列兩個規律性。第一同電子原子的游離能為原子序的二次函數，可用下列公式表之，其游離能 l=an 2+bn+c其中 n 表原子序，即核電荷數。對同電子原子而言 a、b、c 為一常數。第二、當電子填充在同一量子數時，二次項係數 a 之值相等。利用這一經驗公式，可以推測原子的電子親和能（ Electron affinity ) ，其值與實驗值非常接近。而且對於無法接受電子成為陰離子的原子，如氮、鈹等原子，依公式推測其電子親和觸負值。當核電荷比電子數大很多時，電子的遮蔽效應（ Sheilding ）也可以用游離能公式說明之。

在家中的陽台或庭院種些植物可以綠化環境，令人賞心悅目，可是照顧起來很麻煩。有時候一、兩天忘了澆水，或是上學來不及、或是晚上回家太晚，錯過了最佳澆水的時間，植物就會變得奄奄一息。為了解決這個問題，我們決定以「環保節能」為考量，希望能夠利用取得方便的回收資源做為材料，應用自然課所學的虹吸現象及毛細現象，設計出環保又實用的自動澆花器，讓家裡種的花兒可以一直保持活潑生氣。

星期天兩位同學到我家來，一起做科學遊戲。他們拿兩個同樣的玻璃杯做橋座，上面鋪上一張紙，把錢幣擺在中間時，紙張承載不了，馬上塌了下去。又把紙摺成波浪型，擺在兩個杯口上，這時候把錢幣一個一個往上加，卻能承載很多個錢幣而不塌。我想，紙張既然能載重，那麼利用紙張做成各種形狀來做實驗，了解它的特徵一定是有趣的事，於是我們就做了這個有趣的實驗。