物理科

插尺入水，易呈彎曲現象；另以銅幣置於水中，亦有浮升之感，此皆因光山某一介質（水）進入另一介質（空氣）時，進行速度不同而改變其方向所致。然此折射現象是否與水深有關？如何可測知水中物體之折射率？凡此種種疑問，不時榮繞心頭，乃決定作「折射率測定裝置」之研究。

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。

(一) 在“物理馬戲團-Q&A”一書中，有一實驗「渦旋管」為何利用簡單的裝置即可產生溫差頗大的冷熱空氣？應該不會有小人躲在管子裡，很勤奮地將室溫下的空氣分離成冷、熱空氣吧？還是與所吹入的氣體壓力有關呢？\r (二) 在物理課本中有介紹“流體力學”及“熱力學”兩單元，更吸引了我們去探討其中的奧秘，但為何此設計並沒有繼續研發？是否有其它難以克服的障礙？還是和其它的變因有關呢？\r

1.本校素以提倡科學教育為主旨，擬在學校各適當地方逐步佈置成二個科學環境( 如氣象設備，栽種植物等) 2.本校興建大樓時即擬定在大樓屋頂上設置一個新的風向器和風力器，經過大家的研究、思考，前後將近一年，大樓完成時才整理研究資料，著手創作，設置於五樓頂上。3.為使老師和學生們隨時觀察對照方便起見，特在樓下玄關進口處同時設立一個風向風力指示牌。

實際去觀察及測量旋轉中的圓盤，會發現黑白相間的圓盤在高速旋轉時，轉速到達某些速率時會出現彩色的圖案，這並非視覺疲勞的結果，而是實際出現的色光。而且，使用的光源不同，出現的顏色也會有變化，特別是使用螢光燈會格外明顯。在光的合成，一般認為白光可以分解為多種色光；但是，實驗的結果，產生彩色的位置是在黑色部分而非白色部分，我們以光度計實際測量照度，結果確實十分特別，證明了色光是確實存在的而非以往所認定的視覺的錯覺或互補色。而有另外一種圖案的圓盤，可以在太陽光底下看出有彩色的圖案出現，那又是另一組不同的現象了。

用非牛頓流體做實驗時，由於落下流體較高的剪切速率，會造成所接觸流體的黏滯度減少，當流體落下的高度夠高時，擊中平面時所受反作用力的影響大於黏滯力的影響，而使流體彈跳出去，稱為Kayeeffect。本次實驗結果，發現當斜面角度越大時，恢復係數越接近1，當角度大於某一值後，幾為彈性碰撞。原因為角度大時液體被流體擊中時產生的凹陷越淺，受黏滯力的影響越少。而當流體下落的高度不足時，其剪切速率不夠，所以流體黏度大於正向力的影響，並不會產生彈跳效應。當變換不同黏滯性的液體所產生的恢復係數e1、e2，差異並不大。原因是非牛頓流體下落時擁有較高的剪切速率，造成黏滯度減小。又因市售洗髮精黏滯度差異不大，造成實驗中黏度影響力不顯著。

高中光學用三稜鏡或光柵分光，用肉眼判讀每條光譜對應特定波長，但誤差很大，很難客觀描述光譜顏色。偶然發現，透過光柵，可在夜間看到汽車頭燈為連續光譜、水銀燈為亮點光譜(Pic.1)，從光柵看世界竟是如此奇妙。 我們只使用攝影腳架、相機、凸透鏡、刻度圓盤、1200條/㎜光柵便組裝「攝譜儀」 (Pic.2)，不但成功鑑別鈉雙線，也可靈活拍攝遠方光源的光譜。 天文攝影常使用紅、藍、綠3種濾鏡，利用電腦影像疊合得到彩色的星雲照片，提供我們將「光譜影像數位化」的靈感，因為電腦不但可靈活放大影像，至少可鑑別3 萬 2 千種顏色，將各種顏色的光譜線轉成數位座標，不但可測量未知光源的光譜線所對應的波長、顏色，也成功鑑別5890、5896Å相差6 Å鈉雙線，深具實用價值。

最近學校很流行玩飛盤，飛盤是一種很有趣的玩具，他長得很奇怪，像一個裝菜的盤子翻過來一樣，可是我覺得很奇怪，它為什麼會飛呢？它為什麼能在空中繼前進而不會很快的掉落呢？這個問題迷惑著我，也使我對它產生了好奇心，於是在老師的指導和同學的幫助下展開了連串的研究工作。

現在我們地球能源已經所剩無幾，根據能源研究報告顯示，我們的石油能源只能再使用四十年，台灣能源的資源也不足，於是需要新的能源來替代已有的能源，因此我們用火、水、光等物質來研究新的替代能源。可是以我們小學程度研究的題目實在太廣了，因此我們以「水」做研究主軸，並且想將水轉換成動力，這樣不僅能節省能源，而且水是取之不盡，用之不竭，也可以維護台灣的自然資源不受汙染、破壞，挽救地球能源。所以我們利用水來產量物理變化，轉成能源做為本次科展的研究主軸。

在高中物理實驗中，尤其力學部分，使用電鈴計時器的機會很多，短時間的測量，物體運動的速度，加速度的求法，牛頓運動定律的驗證等...，皆須借助電鈴計時計。這些電鈴計時器，都是以紙帶經過電鈴計時器的擊錘，或毛筆尖繪出痕跡，以測定的。紙帶與擊錘或毛筆尖的摩擦力很大，影響實驗結果甚巨，因此我們想辦法把摩擦力消除，而提出了下列的改良方法。