物理科

每回到超市，總是提著那大大小小的塑膠袋回來，家堛漫U圾中，塑膠袋總是佔了很大的比率。為什麼商家不提供較環保的紙袋呢？教師節那天跟媽媽去逛 SOGO 百貨公司，終於被提供了一個看來不錯的紙袋，後來我們又到地下樓超市買了一些罐頭食品，我建議就用這個紙袋裝裝看，沒想到才上到一樓紙袋提手斷裂，紙袋也破了。我在想，如何提高紙袋的承受力？讓大家安心的使用紙袋，既合乎環保觀念又方便使用。

星期日，我和媽媽坐汽車到外婆家，車子在馬路上，忽然上、下顛動幾下，回頭一看，原來是路面壞了。我想：「好好的柏油路為什麼會破裂呢？」回到學校，我和幾位同學去請教老師，老師為我們說明一些有關柏油路的間題，並希望我們去實驗尋求答案。我們就著手收集一些資料、器材，並請教老師指導方法，開始我們的實驗工作。

火車錯車時，常聽到來車的汽笛聲音靠近而顯得較高，相遇時即急速下降，遠離時頻率已變低。根據教科書解釋，當聲源靠近時，都卜勒效應的視頻 f 為 f = f0 (V+v) / (V-v) 其中 V :聲速，v:聽者速度，u:波源速度，f0:實際聲頻，因此視頻變高;當聲源遠離時，視頻f為 f = f0(V-v) /(V+u) 因此視頻變低。上述解釋說明:靠近時視頻為一定值的較高頻，遠離時為一定值的較低頻。然而實情卻是:相遇時聲音由高降低做連續的變化。何以會有這樣的差異? 由此推測:除了波源速度、觀測者速度會影響都卜勒效應的視頻外，一定尚有變因會對其產生影響！這些變因為何?

本主題由一本科學雜誌中提及的各種紙玩具，發覺「紙蜻蜓」造型的玩具能夠在空中停留最久的時間；並進一步探相同大小、重量的紙蜻蜓，如何藉由改良各部位的特徵而延長在空中停留的時間。經探討螺旋槳的長度、機身兩側往內摺的寬度、機尾翹起的長度以及螺旋槳的造型變化，實驗螺旋槳長度8 公分、機身左右兩側向內摺0.9 公分、機尾往外翹起1 公分的情況下，發現紙蜻蜓能夠在空中停留的時間最久。

「動量」是高中物理力學篇的重點之一，有關動量守恆性常以「火箭」為例當作解說，火箭固然是我中國先民的智慧結晶，然因未善加研究方展，反為西方世界所用，令人痛惜。國內的高中生，甚或大學生，除了在節日慶典能見到娛樂性的火箭之外，就只能在電視、電影裹看看外國火箭的發射紀錄片斷，問或有些許學校組織「火的研究社團」能身歷其境外，鮮少有較實際的體驗，因此常會造成火箭的推進係與空氣間的作用和反作用所造成，與噴射機之飛行概念混淆不清，為了澄清這種誤解，更為了說明上的便利，故而設計這套模擬實驗，以做為示範教學或學生實驗之用。文內提及之「火箭」實際上若以「水箭」名之應更為妥切，但為了方便，仍沿用「火箭」之名。

吃晚飯時，大家談著一天來的趣事。我一面吃，一面笑，一不留紳，噴得滿桌是飯。媽媽看了，說：「你別小看這一小粒飯，它是農夫辛辛苦苦種出來的，你把桌上收拾一下吧！」我數了數，竟有二十幾粒飯。於是，我心中有個念頭：我一餐吃掉多少米？一粒米又有多重？一杯米要放多少水，才能責山像電視廣告中所說的香噴噴， Q QQ 的飯來。 · · · · 這些間題直在我腦中盤旋，但又不好意思開口，後來我實在彆不住了，終於鼓起勇氣把心中的疑問告訴老師。老師看了我一下，微笑著說：「你能在最平凡的事裹發現問題，思考疑問，實在有研究精神，但老師也不知道這些問題的答案」。於是我便請了許多同學，共同探討「米飯」的問題。

我們利用水的升溫或降溫曲線求得本實驗儀器的高溫散熱率和低溫吸熱率。並利用散熱率或吸熱率得到作比熱實驗和冰熔化熱實驗時的散熱或吸熱，考慮到所列的公式內，而求出較準確的實驗值。

雷射光碟（ＣＤ）的鋁層用刀片刮除後，在月異丙醇清洗，可成為透光式光柵，用來做六項高中物理實驗。１.利用雷射光的繞射測量半徑４公分的ＣＤ的槽距。２.利用ＣＤ測量照明燈的可見光波長。３.拍攝照明燈的光譜。４.測量研究發光二極體的光譜。５.量太陽光的可見光波長。６.觀測光的散射和吸收光譜。

我們希望能製作長時間不會破掉的肥皂泡泡，使得垂直懸掛的肥皂薄膜能一直流動到很薄的狀態 --- 希望能薄到幾十個奈米。然後從肥皂薄膜的光學干涉條紋變化，測量其厚度，並且研究肥皂薄膜流動的現象。研究結果顯示：我們可以作出能持續流動60秒以上不會破掉的肥皂薄膜，其中可以準確量測的最薄處大約117奈米，由外插法得出其頂端的厚度小於50奈米，用測量電阻的方法得出該處厚度大約為15奈米。而且我們還發現在薄膜厚度大於350 nm時，薄膜的電阻和厚度成很像反比的線性關係，但是在薄膜厚度小於200 nm時，薄膜的電阻和厚度的平方成反比。我們也由各層干涉條紋的流動，了解了肥皂薄膜流動的過程，並且觀察到可能是液晶層狀流動的現象。

我們承襲一般坊間製作天燈的材料、方式製作天燈，由各種不同因素來探討，為何相同的條件下天燈飛行的結果會不一樣，其中包括沙拉油及煤油的不同混和比例、金紙不同摺法燃燒的方式、金紙數量、沾油金紙放置日數;進而探討天燈飛行時的浮力變化與天燈內部各位置溫度的變化情形，最後研究不同尺寸的小天燈，探討多小的天燈可以不被燒掉而飛上天空，以及天燈究竟可飛多高多遠。在實驗中我們發現天燈能成功飛行的關鍵，在於燃燒的金紙能充分獲得空氣，因此將天燈金紙攤開折成蓮花狀，來增加空氣的接觸面積是天燈施放成功的關鍵，天燈燃料採用 5：5 或 4：6 之比例混合較合適，但天燈施放用的沾油金紙，由於揮發的關係不宜擺放過久；金紙數量跟天燈能否飛行無絕對關係，燃燒少量（即使只有兩張）的金紙張數，也可使天燈升起；只是燃燒張數的多寡，關係天燈停留空中的時間長短；我們發現製作天燈，它的尺寸大小不宜小於一般天燈大小的七成（約高 105 公分、直徑寬 63 公分），否則難以起飛，且易焚燬，在研究飛行多高、多遠時，因為要考量因素太多，僅知可飛高約三百公尺，時間約三分鐘，再考慮當時風向、風速便可推算多遠。