物理科

在偶然的機會中，觀察到輻射計轉動的方向與我們預測的方向相反，本以為輻射計上的亮面所受到的推力該大於黑色面，但事實卻相反，因此引起我們對它作更深入探討之興趣。

在高中物理第四冊的實驗課本中有一個以6AF6 真空管測量電子荷質比的實驗，在真空管中使電子由管中央之陰(負)極射出，在螺線管內磁場的作用下，電子以彎曲的路徑向陽(正)極運動，最後投射在塗有螢光物質的漏斗狀陽極板上。測量螢光屏上亮點軌跡之曲率半徑，進一步推算出電子之荷質比。但是陽極板上電子所打出來的曲線恰好是電子的運動軌跡嗎？若否，其投影點連線之曲率半徑又有何意義呢？基於這個疑問，想要探討以這個實驗求取電子的荷質比是否有原理上的問題。

所謂麻雀雖小，五臟俱全，我今天總算在「粉筆」身上見識到了。本研究是探討浸泡不同種類的溶液或不同溶質的水溶液粉筆來測量其硬度的變化，像是粉筆浸泡在水中時，粉筆會漸漸變軟；浸泡在甘油中，則粉筆會變硬。我們也嘗試利用日常生活常見的水溶液來對粉筆進行測試，發現只要是水溶液都會使粉筆變軟。也發現所有實驗中使用的用油皆會使粉筆變硬，但橄欖油卻會因為浸泡時間越長而使粉筆越變越軟。除此之外，我們還利用浸泡在不同種類溶液與不同溶質水溶液的粉筆，進行書寫的程度及消耗量的多寡比較，發現浸泡過鹽水的粉筆書寫效果較佳，但容易剝落，不易保存。

浮沈子慢慢下沈至液體表面時，可能受到液體表面張力的影響，而使這時侯浮沈子頂端低於水面，我們的實驗就是利用浮沈子從浮到下沈的過程中，受到浮沈子系統內空氣體積的影響，分析體積與它下沈的關係，並進而比較浮沈子受到液體表面張力的大小，並以不同溫度的水來驗證溫度影響因素，以及不同濃度的鹽水溶液、酒精、沙拉油做比較，找出這個力量與系統體積的關係。

本研究以蓮霧為題材，探討非均質圓錐形浮體(蓮霧)的平衡與穩定。結果發現，蓮霧浮在水面上具有雙浮態，分別是直立式浮態(鈍端朝上)與橫臥式浮態。並透過自製蓮霧模型發現此類浮體的浮態與重心位置高低有關，重心越低則會產生直立式浮態。實驗選用蓮霧為非均質圓錐體，重心位置經測量為5/12h，較一般均質圓錐體1/4h高，且浮於水面時因重心低於浮心，使二種浮態呈現穩定平衡。並透過實驗證明直立式浮態穩定性較橫臥式浮態高。並進一步研究蓮霧在水面下的翻轉。最終浮態受到入水方式、初速大小的影響，並與第一次落下最低點時蓮霧是否呈現穩定平衡有關。初速大的落水，蓮霧最終浮態多為橫臥式；而初速小的落水，最終浮態則傾向較穩定的直立式。

一般教科書在處理「高處落下的彈性球彈跳問題」時，均將每次回跳的恢復係數(coefficent of restitution)視為定值。據此，影響恢復係數的變因似乎只存在於彈性球在與碰撞面之間。 上實驗課作鋼球的非彈性碰撞試驗(第一冊實驗六)時，意外地發現鋼球的恢復係數似乎隨著碰撞前的初速而改變，然而變化的規則並不甚明顯。為什麼？難道是實驗的誤差？或是另有其它未經考慮的變因存在？

太陽能電池是近?最『夯』的新興科技產業，太陽能的應用幾乎也漸漸普及到每個人的生活之中，舉凡太陽能?、太陽能熱水器、太陽能手機等，甚至在歐美已經將太陽能發電大範圍的推廣到一般家庭及工廠的供電系統。在全球一片節能減碳的呼聲中，各國無?致?於替代能源的開發，可以預?太陽能將是未?「?色能源」的明日之星。就以?門而言，已有?在少?的家庭接受政府的補助在自己家中裝設太陽能熱水器，各級學校也都有太陽能的專案補助及增置太陽能教學區，可?政府推廣能源與環保教育的概?。我們?用市面上購得的簡?太陽能板，就我們覺得疑惑及感興趣的部分設計?一系?的實驗?比較，獲得粗淺的認?，並?用太陽能板的性質找出光電?與照?之關係。

通風和隔音，是互相衝突的。在生活中，存在各種噪音，若要新鮮空氣，就得打開門窗，但噪音就傳進來，使我們不能得到安寧的生活和讀書環境。故要做此研究，解決通風和隔音的兩難問題。

在此科展實驗中，我們設計一對耦合的蠟燭火焰振盪器來觀察之間的相對距離改變與耦合相變的關係，並用iphone慢速攝影與Tracker分享軟體來分析同步振盪與振幅死亡的區域，即期導致相位翻轉分叉變化的實驗條件；實驗結果顯示相變區域發生於雙振盪器距離d=0.8~1.2公分間，且在d=0.8公分處觀察到同步振盪(IP)、振幅死亡(AD)、反向振盪(AP)和相位分叉振盪(PFB)的混合狀態，我們成功的利用簡易雙振盪器實驗來解釋此非線性物理特性，而進一步瞭解振幅死亡和相位翻轉分叉之間的這種轉換現象，在未來，此成果將有助於我們避免其他的不適現象發生，例如神經元和腦細胞中的振幅死亡、捕食者系統中的振盪狀態、振盪傳播、或傳染性疾病傳遞等現象。

(一)暑假參加科學研習，教授讓我們實地操作，來暸解一些物理現象，讓我們感到興趣的是有關波動（振動）現象，如( 1 )藉由示波器而瞭解聲音振動的週期性和二維簡諧振動。( 2 )梅爾得實驗：藉電振音叉與繩的振動而瞭解駐波與共振原理，其中波速的計算還是由一個我們不瞭解的公式 而得。因為我們只瞭解 v = fλ以求波速。 (二)在物理課本分子模型中讀過一個模型：粒子周圍都有 6 個粒子，且其間引力以彈簧相連接示意，我們想知道該粒子到底是作何種運動？ (三)由以上研習營的活動和設計實驗，我們決心自行設計一個新的機械式的振源，又能改變振動的振幅，又能改變振動頻率的振源，又能直接測量頻率，來進行一連串的振動實驗。