物理科

物體在水中的倒影是光經水面反射後所形成的虛像，水面平靜無波時，倒影的長度等於物長，水面有微波時，水中倒影的長度會隨著水波的振幅改變。實驗觀察和數學推導倒影的位置，知：物長愈大倒影長度愈大，觀察者所在位置愈高，倒影長度愈短；人和物的距離愈遠，倒影長度愈大，波動振幅愈大，倒影長度愈大；物體底部的倒影明亮清晰，頂部暗淡稀疏。水波的振幅大小會影響倒影的數目以及倒影的亮度。用簡單的三角函數，可以算出不同的振幅下倒影的數目。

棒球投手的變化球有伯努利定律的曲球、下墜球、上飄球和卡門渦列的蝴蝶球，其差異就在轉與不轉；若轉的話，會因轉的方向不同而得不同的飛行效果。據了解，棒球曲球是繞著垂直於前進方向的軸旋轉，美式橄欖球繞著前進方向旋轉，全都像陀螺般旋轉，這三者旋轉作用是否相同？為何要旋轉？不轉會怎樣？旋轉球類與陀螺有何關連？為何陀螺旋轉後會站立不倒？有何特質？有沒有其他類似的現象？都很有趣，值得探討。

給予金屬圓盤初速度，記錄其在空轉下之煞車過程，可得空轉角加速度，此角加速度為慣性與摩擦力共同作用產生，於本實驗中為極小定值；再進行實驗通上磁場，使金屬圓盤產生渦電流，並配合磁場方向，依安培右手開掌定則，可得和運動方向相反之阻力，產生煞車角加速度，進而使金屬圓盤停止轉動；扣除空轉下即存有之角加速度，即為渦電流效應下產生之煞車作用。由公式推導加以實驗數據的映證，可得下列結論：一、煞車力矩正比於轉速二、煞車常數Kt 與金屬圓盤材質和結構有關三、煞車力矩與電磁鐵輸入電流平方成正比四、高導磁率金屬之煞車力矩與氣隙厚度平方乘積為一定值並根據討論和結論部分，加以探究電磁煞車未來應用與發展。

有一次爸爸買了乾電池回來，看到隨貨附贈一個神奇測電條，我發現這測電條還真有趣呢！將電池放上，就能以線條來區別電池的好壞，方便之餘，在我內心卻浮起許多問號，測電條為什麼能測電池？什麼樣的電池能使測電條升得高呢？ …… 帶到班上去找同學討論看看，越談越神奇，於是大家便利用課餘時間，徹底研究這神奇測電條。

實驗課本中的動量守恒實驗，一度空間是使用滑車碰撞，二度空間是用一球從軌道上滑下來撞擊放在軌道前支架上的球。前者有相當大的摩擦力作用，後者則很難使兩球碰撞時不受支架的影響”於是我們就探討能否設計新實驗予以改進。並且課本也無三度空間碰撞的實驗，所以我們又想到：「我們的實驗能否不僅只改進一度和二度空問的碰撞，而且也能包容三度空間碰撞實驗？」我們相信設計出一個實驗，能將幾個在課本裹被割開的實驗，重新結合為一體，是倘得我們努力的方向，便開始了研究過程。但由於二球在碰撞期間，仍受「重力」這一外力作用，使我們又設計實驗測量碰撞時間，來估計重力的影響程度。並發現碰撞時間受甚多因素影響，便決定控制變因，研究它和速度及質量的關係。並且由於碰撞時間甚短，而兩球落地時間也不易精確量得，我們也需要一線路來控制電磁鐵的電源，因此便想到利用數位系統這一新方法來控制整個實驗。就在這一步又一步的改進當中，我們成功地做出了整個實驗。

用自製風洞測試台灣欒樹蒴果，以白努利原理找出構造如何影響移動情形。發現：單邊易受氣流影響，移動距離遠；上反角的角度愈大，距離愈遠。而果皮寬與長的比是展弦比，越大的移動距離越長。表皮越平滑移動距離越長。而且種子的位置會影響重心，愈後方重心偏後移動距離愈長，而偏前，會出現飄動。當氣流通過蒴果表面，上反角大小會影響翼間渦流數量和擺動次數，造成翼面穩定度不同。

緣起老師的示範演示－迴力鏢飛行演示（國中理化課本第一冊第六章），展開艱辛的路程。首先是迴力鏢投擲器的設計，利用蘆筍的特性使迴力鏢和投擲器分離是我們得意之作。利用投擲器，我們可以研究迴力鏢飛行軌跡和投擲力、旋轉速度、仰角、傾斜度、葉面弧度都有密切關係。為了解釋飛行軌跡的變化，我們著手設計風洞，以測出迴力鏢在飛行過程受力的變化。我們利用菜市場廢棄的方形保麗龍盒加上麵包店的生日蛋糕盒蓋，就組成了簡易而實用的風洞。這又是我們就地取材的傑作。利用風洞裝置我們可以測出抬昇力的大小和風洞、葉面弧度及旋轉速度都有著密切的關聯。最後我們利用風洞所得的數據，合理解釋飛行軌跡的變化。

磁鐵真好玩，可以吸住好多東西。上自然課時，我們比賽誰的磁鐵磁力最強，後來宜青一不小心把宏毅的摔破了，她急著接回去，沒想到斷裂的磁鐵不止接不回去，而且還會排斥，於是我們決定好好的一探究竟。

在高中物理第三冊“波動篇”中提到兩圓形波干涉產生節腹線的情形，再加上老師利用投影片生動地示範節腹線位置變換，使我們對節腹線位置改變產生濃厚的興趣，而想對它作更深入的探討。

本研究以改善竹蜻蜓翼面為目的，藉由不同翼面變因，我們發現竹蜻蜓翼面長度與桿軸長成1：1比例較佳，轉軸寬與葉面長呈1：10較佳。而且竹蜻蜓翼面寬度要寬、傾斜角度要小、翼型要頭尾皆窄。我們發現改良後之竹蜻蜓比起原本的對照組，能飛地更高、更久、更穩定。對於白努力原理的意義，我們了解得更深入了。