物理科

我們是一群喜歡蒐集車、玩車的伙伴，對各種車的造型加了不同的導流板感到好奇，利用參加團體活動自然組的機會，提出了好多有關車的問題，並深入的去了解它。

經過使用DVD來自製光譜儀儀器不斷的設計改良，本實驗得到很好的分光效果，病應用自由軟體Image-J畫素分析得到光譜數據。另外，探究以日光燈、固定波長的紅光雷射、綠光雷射作為光譜數據分析校正(自訂校正公式)，誤差率僅為標準光照的千分之1.5~1.8之間。最後，使用自製DVD光譜儀觀察不同濃度的硫酸銅，硫酸鋅及硫酸、氯化亞鈷的水溶液吸收光譜。結果發現硫酸銅在紅光的區域有吸收，但是硫酸鋅及硫酸並無明顯的吸收。最後驗證此自製便宜的光譜儀可以觀測到硫酸銅吸光度有隨濃度變化，雖然方法較為繁複，但可為節省經費的分光度計設計與應用。

本研究首先探討井字型、田字型、沙漏型與雙三角型等四種冰棒棍骨牌結構的彈開效果(音量、彈開高度和反應時間)。發現井字結構效果最好，且骨牌彈開高度會呈現遞增到一定高度後不再增加。接著研究井字型結構的疏密度、厚度、在不同材質上彈開以及兩端為起點等變因，對彈開效果的影響，結果顯示：(1)骨牌的疏密度1.40公分時，彎曲高度最高，彈開效果最好；(2)厚度2.0mm骨牌的彎曲高度大，彈開效果較好；(3)地面材質平坦且堅硬時，骨牌彈開效果較佳；(4)以兩端為起點施放骨牌，能量的釋放具有方向性。我們並首創了「彈力點分析法」，可以有效的解析彈開效果。最後研究骨牌結構間的銜接，讓骨牌可以做到轉彎、分岔等動作，也製作了兩組環保鞭炮。

釣魚的時候看到浮標在淡水中與海水中浮出水面的部分長短不一樣，在淡水中浮出較短而在海水中浮出較長，這是什麼原因呢？海水中所含的食鹽是不是可以利用浮標浮出水面的長短來測量它的濃度呢？我們為了要探求問題的答案，於是我們製作各種形狀的浮標並作下列的實驗。

我們發現各地纜車握臂形式大部分是彎曲的，這是為了美觀？還是有其他目的呢？我們模擬纜車的形式，試做直握臂纜車及彎曲握臂纜車，發現當纜索張力越大時，兩種纜車受到側向力(風)影響後，擺動的時間縮的越短。彎曲握臂纜車受到側向力(風)影響後，擺動的時間比直握臂纜車短，直握臂纜車會產生「單擺運動」，但是彎曲握臂纜車擺動「非單擺運動」。增加纜車的重量，直握臂纜車擺動仍然是一種「單擺運動」，彎曲握臂纜車擺動時間隨重量增加而減少，有穩定的效果。改變握臂形式，當「ㄑ」、「?」、「I」、「L」四種握臂形式纜車，受到側向力(風)影響後，「L」形握臂纜車從晃動到靜止所需的時間最短，「ㄑ」形握臂纜車所需的時間最長。

本研究分析布農族與邵族的杵音，發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si)，我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度)，對於杵音響度及頻率的影響，並且利用科學化分析，成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音，可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差，並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』，來計算杵音頻率的理論值，結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值，有正相關；同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音，來增加原住民音樂的多元性，達到推廣原住民文化的目標。

量測液體黏滯係數的方法有很多種，各有其優缺點。本研究旨在提出一新方法，由定義推導出轉動情況中的數學關係式，並利用自製漂浮法實驗裝置測量液體的黏滯係數，同時探討液體介面與黏滯力之關係。本研究利用一壓克力圓盤置於待測液體之液面上，使其轉動後，量測其角速度隨時間之變化，透過理論分析，求得其黏滯係數。研究結果顯示，圓盤受液體黏滯力作用後之轉動現象與理論分析甚為吻合，所得之黏滯係數亦與公認值接近。本研究不失為是量測黏滯係數之一簡易可行的方法。

「 × × 奶粉快溶大競賽開始！」「ㄆ一ㄆ一ㄆㄚㄆㄚ」螢光幕又映出沖泡奶粉的廣告了。古裝的 、牛仔的、紳士、紅番、黑人、白人 … … 每人手上一杯牛奶，搖搖幌幌的泡著，看了這些小朋 友可愛的動作，我也就跟著如法泡製一番，很不 幸，效果並不好。因此，我把心中的疑問告訴老 師。老師說：「沖泡奶粉是 『 家常便飯 』 的 小事，但肯以科學的方法去研究它，倒是少有人 在，我們找幾位同學一起來研究吧！」於是我們便開始了實驗工作。

理化 25-3 地球磁場中有提及磁偏角，除了到當地測量之外，是否還有其他方法可以找出理想磁場的磁偏角，因此成立了研究小組，研究是否可把磁偏角加以公式化。

海市蜃樓的景象是由於地面溫度高於氣溫時，使下層空氣受熱膨脹，密度比上層小，光線通過這個區域時產生光線的折射，使得物與像的位置錯位而產生錯覺。首先，我們利用加熱鐵板模擬太陽加熱的地面，地面的空氣受熱造成局部密度的差異分布，雷射光源由不同的高度平行通過時會向上偏折，也發現光源與鐵板距離越小偏折越大，飄移率也越小(也就是影像越清晰)；實驗發現熱空氣的對流現象會使實驗觀察困難，所以改採加壓及減壓的方式改變空心稜鏡中空氣的壓力，得到的壓力值分別以理想氣體方程及凡得瓦耳方程換算成空氣的密度，再測量光源角度偏折量以折射定律推算出空氣密度與折射率為線性關係；最後我們得知福衛三號利用全球衛星定位系統發射的電磁波穿過地表面的大氣層時，電磁波會因空氣密度差異產生不同的偏折現象，如此作為分析氣象的一個依據。我們以燈泡模擬球型的大氣結構，雷射光源以離燈泡表面不同的距離入射，發現光源向外偏折，燈泡表面距離越小偏折越大，小於約0.4cm 後，會有明顯的全反射的現象，這個結論可以作為福衛三號接收到全反射訊號時，即代表此時GPS 衛星訊號通過的地表面時，若這個區域地面(或海面)的溫度高於氣溫時，也會有類似的現象發生，如此就可以推估該地區溫度的垂直分布。