物理科

記得理化課中，有個利用滑車來證明“牛頓第二運動定律”的實驗。實驗中我們發現：由於滑車速度太快，使我們無法測量到精確的時問，各組求出的加速度也差異很大，繪圖更浪費了很多時間，而且也歪七扭八，與課本說的完全不同。三年級的資訊課中，我們了解了電腦的功用，便想結合理化與電腦，以最普遍的現代科技來輔助時間的測量、幫忙整理資料，改善這個實驗。

有一個題目是“愛因斯坦曾發現：茶水在杯中攪動時茶葉向中央移動，其解答為：茶水在杯中攪動時，茶水比茶葉重(按：“重”應是“比重大”的誤植)，受力較大，因而在杯邊緣，茶葉較輕，所以被擠到杯中央。”照此說法，砂子密度比水大，應向杯緣移動，但事實上砂子也會集中到中央，這一奇怪事實引起我們研究旋轉流體的興趣。

立可拍相機的發明，雖使人類更方便的捕捉畫面，但也因「用了即丟」的觀念和行為，無形中製造許多垃圾。在愛惜地球的心情下，收集各品牌的立可拍相機，研究他們鏡頭再利用的可能性。另外，我們也發現一種手電筒的燈泡，前方的小圓球，有聚光效果，運用光學原理，設計測量焦距的裝置，再依據牛頓光學公式，算出放大倍數，居然有約100 倍的效果，真不可思議。於是，我們利用上述兩種丟棄物品中所取出的凸透鏡，再加上生活中可用的回收物，製作出環保、實用的顯微鏡。進而配合自然課程中，觀察昆蟲、植物、微生物……等單元。與實驗室100 倍複式顯微鏡，對照觀察，呈現的畫面幾乎一致。我們的環保顯微鏡，操作簡便，希望能推廣給每位同學使用。

我們主要是在研究絲與水之間的相互關係，我們分別觀察蠶絲、蜘蛛絲對水的附著情況，並比較兩者之間的蒸散速率，我們發現兩絲分別測量時，蜘蛛絲上所附著的水珠較多並也較大顆；而蠶絲則較小且較少，蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲慢。之後我們再將蠶絲、蜘蛛絲放置在一起做水的蒸散實驗，並比較放在一起測量時的附著位置、水珠的大小、蒸散的速率和分開做實驗有什麼區別，我們發現蠶絲和蜘蛛絲放在一起時，附著在兩絲上的水滴都較易被蠶絲給吸附去，但蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲來的慢，如果不只有附著力對其在作用，那又有甚麼原因會導致如此的現象呢?我們發現蜘蛛絲對水的附著力比蠶絲來的大，但絲的附著力對水的的影響有一定的作用範圍。

我們先利用灑水方式尋找自然界不易觀察到的現象－複虹（SupernumeraryRainbows）。當確定複虹真的存在後，再利用雷射光束射入小水滴，從屏幕上的亮紋來研究複虹的成因，並且進一步探討於複虹干涉條紋與水滴大小關係。我們利用不同折射率的液體驗證虹出現的位置，並且利用此方法反過來測量不同濃度液體的折射率。再以Excel模擬光線於水滴折射、反射的情形，並從模擬數據及圖形中發現複虹條紋產生的原因。最後以自行拉製的細玻璃棒，再次驗證我們的理論，並在實驗室中嘗試尋找太陽光中的複虹。

在玩聲光科學組合套件"動動腦"玩具時，我們看到許多形狀、大小不同的電容器，使我們想研究這些電溶器的性質、功用及所儲存的能量問題，故設計此實驗，以求其能量與電壓及電容的關係。

一個星期六的晚上，我們一家人都在客廳看電視。爸爸也在一旁，邊看電視，邊燒開水，準備泡茶。常壺嘴直冒水蒸氣的時候，懸掛在半空的紙鶴，忽然飛躍起來，我說：「奇怪！客廳裹又沒有風，為什麼紙鶴會跳動？」弟弟說：「我做得妙呀！」爸爸說：「那是因為茶壺受熱，周圍的空氣上昇，上面的冷空氣跑到下面，由於空氣有了流動，所以紙鶴就飛起來。」於是上自然科的時候，我告訴老師，我們家所做的紙鶴遊戲，老師聽了以後說：「還有許多好玩的紙片遊戲，你們想做嗎？」我們聽了都非常高興。

本實驗使用寶特瓶及其他生活中隨手可得的素材製作寶特瓶動力車，藉由改變輪子設計，如輪子寬窄、車輪紋路及路面材質設計等，來了解車輪與路面對動力車行進快慢的影響。再改變動力風扇葉片的構造設計，以改變風扇大小、葉片數量、葉片彎折角度以及葉片造型等方式，來探討風扇葉片對動力車行進距離與速度的效果。實驗結果發現：使用窄輪子的行駛距離比寬輪子長；加裝橡皮筋在輪子上時，胎紋為1條橡皮筋的行駛距離最長；路面部分，動力車行駛在美耐板路面上的距離表現較佳；風扇部分，則以直徑13.5公分、8片葉片、葉片呈現80度彎折角度以及裙子型的風扇葉片組合，能使寶特瓶動力車行進更遠，速度更快。

現在國民小學的速讀教學，於速讀測驗時主數字板上逐一劃去數字、無數字板時則採取教師於粉筆板上板書「1~60」，然後教師逐一劃去數字，以表示「秒數」的進行。然而此法缺點頗多，最明顯的是製作一塊數字板耗費約需五、六百元以上，另外教師憑「心側」劃去秒數下僅時間上有所誤差，且教師手臂亦感酸痛，不勝其煩！因此本校乃有改進缺點之構想，逐研究製作出「速讀計秒器」來，俾便解決目前一般速讀測驗所採方式的缺點，從而達到速讀教學的最大功效，而符合「自製教具」改進教學。

在理化課本第三冊十七章波動中曾提到：波在相同介質中傳播是作等速度運動，且波速的快慢和介質的種類有關，但課本並無實驗證明，因此，為了找出測量波速的方法及影響快慢的變因，特別設計此實驗加以求證。