物理科

我們的研究是針對現今流行的3D眼鏡(偏光片)進行相關探究，進而瞭解各種光穿透偏光片後的變化情形。研究結果發現：光源起始亮度相同的條件下，各色光LED穿透一片偏光片的透光率相近；而穿透兩片疊合的偏光片時，透光率會隨著偏光片疊合角度改變而有規律的起伏變化，紅光的透光率較藍光和綠光約高10%，但是藍光的透光率起伏差異最大，紅光的起伏差異最小。若是在兩片偏光片中間黏貼一層角度不同的透明膠帶，並將偏光片疊合成不同角度時，各色光的透光率起伏差異和最大值皆會產生程度不同但有規律的角度位移現象，表示膠帶具有旋光性。若改變透明膠帶黏貼的層數，透光率的起伏差異和最大值的疊合角度也會改變，但是沒有明顯的規律性。

利用含有「界面活性劑」洗衣粉、沐浴乳、洗髮精、洗碗精和肥皂，調配成水溶液後可降低水的表面張力而形成泡泡。當溶液溫度改變，生成泡泡的成功次數受影響，代表表面張力的大小受溫度高低影響，溶液的濃度和外在環境的度也會影響泡泡的持久度。一般而言，濃度大、溼度大皆可延長持久秒數，但在濃度方面，我們要加以考慮過飽和溶液所造成的影響。而「非表面活性物質」NaCl、NaOH 加入溶液，會使表面張力升高而無法形成泡泡。當兩個泡泡接觸時，如果兩個泡泡的內壓力差超過其相黏膜張力所能承受的範圍時，就會因相黏膜破裂而使泡泡結合。酸鹼程度的不同，對生成泡泡的高度也有影響，大致上，接近中性的溶液泡泡高度就較高。利用自己製作的內壓測定器，觀察泡泡生成時兩端水位改變後的差異，得知泡泡的內壓力大於大氣壓力，也就是產生泡泡時要提供足夠的壓力差（過量壓力）。

有一天我們在操場上體育課時，無意中發現正在興建中的體館外邊，有許多工人在很高的方形支架上工作，覺得很新奇；又有一次老師帶我們到校外參觀，走到正在與建中的高樓，看到撐在外邊的支架，卻是用交又形的桿子所做，工人在其上工作也能活動自如，引起了我們的好奇心，因此我們就去請林老師指導。

一般汽車玻璃上貼的隔熱紙，對光線的反射現象很特別，從某一角度觀察可看清楚車內景物，換一角度卻感覺強烈反光無法直視，這種現象引起我濃厚的研究興趣。

我們由百科全書上看到風洞的介紹，和汽車外形不斷在改變——漸趨流線型而引起我們的興趣，便參考資料著手製作小型的汽車風洞模型，再利用此風洞模型探討不同造型的模型汽車，對風阻的影響以及模型所受水平風壓的研究。一、製作小型的汽車風洞模型原先的汽車風洞模型為抽氣裝置，但由於風扇太小，且氣流不甚穩定，後來在拆船貨中找到一個強力風扇，且找到一個0 V ~ 260V 的變壓器來控制風速的快慢，於是製成第二個吹氣裝置的汽車風洞模型。後來又為了研究水平風壓又改良製作了第三種風洞。二、測試不同造型的汽車模型在風洞中的情形1. 我們將電子天平置入風洞模型的測試段中，當風扇開始運轉時才歸零，我們測試了6 輛模型汽車，分別在車頭、車尾和側面迎風時，所受的阻力大小，阻力的測量方法，是以在風洞中所測得的重量減去原始的重量，由其重量變化的百分比，來說明風阻的大小。2. 但可能由於車子重量太重，故重量變化的百分比亦不大。三、改採小台(重量較輕)的汽車模型在風洞中來測試雖然車子的重量減輕，但也因其受風力的面積減小，所以，車子重量變化的百分比亦不大。於是著手進行用保麗龍製作模型車。四、將不同形狀的物體吊於風洞中，測試水平風壓的大小將保麗龍球、蛋的模型、正立方體盒子和自製三台漸趨流線形的保麗龍模型車以進行水平風壓的實驗。五、製作一概念車根據水平風壓的實驗數據，找出哪些形狀風壓最小，再進行製作概念車，實驗結果發現自行製作的概念車無論風速為何，風壓都能夠很穩定。

以理論分析現今國中學生所製作之微量天平，並加以合理的改良，所得的數學式中，若能適當選取常數，則得下式：△ml={△m2a+[tan0-tan(0+△0)]△ m3d} b其中 △m1為待測質量，△m2，△m3，△0均為變數，其餘符號為常數。以此式為依據，我們開始製作天平，而完成此一作品，其中該改良之處尚多，只是花蓮缺乏我們所需之材料與儀器。所以這然件工作之完成，還有賴先進之士繼續努力。

我們購買了數枚真、假龍銀作為實驗樣本，並以鋼(ss400)及白鐵（304）兩種材質訂製多種不同形狀條件的圓型金屬板，以圓心為支撐點，以定力裝置敲擊樣品圓周，藉由筆記型電腦、麥克風以及數位音樂編輯軟體 Cool Edit Pro 2.1 的協助，紀錄樣品所發出的聲音強度與頻率，再以軟體將原始訊號轉譯成聲音的頻譜；最後使用 MATLAB 軟體進行曲線擬合，以探討圓形金屬板的直徑、厚度對自然頻率的關係。經過多次的敲擊實驗與分析，我們發現：「圓形金屬板的直徑、厚度會大約分別以平方反比以及正比的關係影響其自然頻率。」同時，根據實驗觀測所得的資料及相關理論則顯示：「以圓心為支撐點，輕擊金屬板圓周的施力方式，在眾多圓形板的共振模態之中，以十字交錯的馬鞍形振動為主要的振動模式。」真龍銀的敲擊聲音在聽覺上似乎較清亮，這個現象也反映在真、假龍銀以及一般金屬樣品的訊號差異方面，我們發現：「真龍銀的音量強度衰減時間比假龍銀久，龍銀的頻譜圖則比金屬樣品複雜，能夠出現更多的共振模態。」

(一)在我們所學的國中物理課本中，直接用來測定重力加速度的儀器與實驗是物理第二冊P111所提示的多次曝光照相機及照片，玆錄原文如下：如圖 (一)「質量不相同的兩個球同時開始落下時的情形 這圖是利用每 30 分之一秒閃光一次的照相裝置所拍攝的”利用這張照片試算出重力加速度 g的值」1.圖(一)簡介，有大小二球同時下落合攝於一張照片中，第一球為靜止位於標尺 0.0cm，其餘各球的位置如圖(一)所標示。2.計算例一：依據S=1/2gt 2.....1 1. 此處 S18=162.0cm 而 t 為 l / 30 秒的 17 倍，所以 t=0.567sec 代入 1 式則162=1/2gt 2 g=1078cm/sec 2 3.計算例二:依據 a=V-Vo/t-to....2因為g還未確定，不能用Vt 2=2gs來求Vt，均以平均值為準，則互相抵消之結果，仍為正確若V=S18-S17/t18-t17=162-144/1/30=540cm/sec Vo=S11-S10/t11-t10=309cm/sec t=7x1/30=0.23sec to=0 a=g=540-309/0.23-0=1004.35cm/sec 2 4.由以上兩種不同方式的計算例來看，應以例二較正確，但與標準值比較仍相差甚鉅，且1004.35>980 的結果更不能作令人滿意的解釋，因為1.台灣省是低緯度省份，其重力加速度應小於 980cm ／sec 2才合理。2.2.空氣有阻力及浮力，所以其實際的：應小於98Ocm/sec 2才對基於以上理由，我們就請老師解釋，老師的答覆是一同作「實驗研究」。(二)在以往的國中物理課本中有 T=2 √ 1/g…… 3 一式，我們可以設計一個比較精密的單擺能自動追查出 T來，作為與動機(一)研究結果比較，這樣我們所求得的 g 值不是更較正確嗎？

前些時候，媽媽買了一個燜燒鍋，只看到媽媽在瓦斯爐上把蹄膀煮沸二十分鐘，然後就放到燜燒鍋裹面，不去管它了。結果，到了晚上吃飯的時候，媽媽端出一槃香噴噴的蹄膀，吃得我們讚不絕口。可是，我很納悶！以前，媽媽燉蹄膀的時候，總是需要在瓦斯爐上用小火燉上一、二個鐘頭，而燜燒鍋既不插電也不用瓦斯，為什麼也能達到同樣的效果呢？於是我去問爸爸，爸爸回答我說：「因為燜燒鍋是一種良好的保溫裝置。」我又問他：「如果煮沸的蹄膀一直擺在裹面，是不是溫度都不會改變呢？」爸爸笑著說：「為什麼不去找有關的書籍查一查，順便做一下實驗呢？」 於是，我邀請班上的同學，在老師的指導下，展開了一連串的實驗。

透過研究漩渦的構造，並建立一個裝置來模擬縮小的漩渦，實驗當我們遇到漩渦時該如何自處才能提高獲救的機會？以及有沒有穿救生衣對我們遇到漩渦時脫離的時間有沒有什麼影響。