物理科

水為我們生存所必需，舉凡人畜飲用、洗滌、工業製 造、農田灌溉及魚蛤養殖是否會影響生物之生長？這 些都是我們關切的，也是我們所想了解的。每常上班 途中，看到路旁，水井林立，但都未見其充分利用。 甚至有些都荒廢不用，實在非常可惜。若有人利用也 均以灌溉為主，未能加以推廣與普及，再加上本地區 地處貧瘠，且又皆以農為主，農民收益不佳，因此造 成人口外流的現象。若能充分的利用地下水源，實行 土質改良，有計劃的來經營生產，那將使地區農民收 益提高，生活獲得改善，並促進地區繁榮，防止人口 外流進而達到「富康金門」的目標。金寧地區可以說是金門的心臟地帶，在軍事上及經濟 上也佔著極重要的地位。近年來，山於政府不斷的推 展農業，補助農民貸款，提高農民收益，使用地下水 的方法也日漸改善。我們也欣聞縣府為推行 70 年度 合作農場計州特於 69 年 11 月 8-11 日分別在各村 里召開農民座談會，且率先在占寧頭附近的沙崗地帶 經營合作農場，決定於 70 年 4 月 30日前在金寧地 區增開 14 口淺水井，由以上一連串的報導及實施， 實在令人可喜，同時也使我們覺得淺水井對本地區農 業發展是非常重要的，因此引起我們探討本地區地下 水之興趣，便擬定計劃，進行各項調查與研究。

本實驗的目的是探討氣膜在流體中減少表面摩擦阻力的效應。本實驗利用兩個直立圓筒間的環狀空間注入流體，然後讓內筒旋轉使流體流動，再加入氣泡，測量電壓及電流，藉由P=IV 算出功率，消耗功率越多，則代表所受阻力越大。我們比較空轉、注入流體、加入氣泡之間的功率消耗關係，並以黏滯係數不同的流體，水與甘油，進行實驗。實驗結果顯示加入氣泡所消耗的功率可節省約30%~65%，在高轉速時效果益彰。

液體在滴定時，會產生浮於液面的液珠，液面上的液珠會出現振盪、碰撞、互溶(水平及垂直)、撕裂分解的現象，透過實驗可驗證使液珠浮於液面的力確為液體與輸液管摩擦後所產生的靜電力。各項數據顯示靜電力大小與液體流速、輸液管長度、液溫高低及輸液管粗細息息相關且靜電力的產生與大小受溫濕度影響甚鉅。此外，並非僅有水，極性溶液、非極性溶液、電解質水溶液、非電質水溶液、稀薄水溶液…等，皆能摩擦帶電，產生液珠，我們也嘗試確認液珠的電性並以不同方式影響液珠於液面的行為。為使靜電力的大小量化，我們自行發展出可求出測量靜電力及靜電量大小的方法以取代昂貴的測量儀器，更進一步將實驗結合生活，滴定各清潔劑，並以實驗數據評斷各牌清潔劑的效果。

本研究運用電鍋加熱過程中之冷凝物理機制來操控水煮蛋熟度，既節能又可同時蒸製多種熟度水煮蛋。研究分析電鍋內溫度變化、斷電時間、盛裝容器內之冷凝水量、水煮蛋熟度等資訊發現：電鍋容量和外鍋水量會決定鍋內升溫速率和加熱時間，進而影響水煮蛋熟度。此外，雞蛋數量會影響水蒸氣之冷凝循環利用，因而延長加熱時間和提高熟度；若將雞蛋以容器盛裝，則會因容器大小和雞蛋堆疊方式阻礙部分冷凝水之循環利用，縮短加熱時間和降低熟度。若要節省電能和時間來蒸製同熟度水煮蛋，可選用小電鍋、減少外鍋水量、以燜鍋替代。最後，以不同方式堆疊雞蛋、包覆鋁箔，再搭配適當外鍋水量和燜鍋時間，可以同時蒸製出多種熟度水煮蛋，進而達到智慧化之效果。

雙十節晚上，淡水河畔萬頭鑽動，人人仰首望天，期待那目眩神迷的一刻。突然，清脆的爆聲一響，但見星星點點的火花，爭先恐後地四處奔竄，一剎時，黑茫茫的夜空，竟變得那般綺麗動人。觀眾看得眼花撩亂，歡聲與掌聲轟然雷動。但是，爆破時能量與動量又該如何測得呢？吾人是不是可以設計一種簡單的爆破裝置，藉實驗測得爆破時的能量與動量？

在六上自然課 【 地球的運動 】 單元課程中，有同學發問 『 同步衝星的運動週期與地球相同，所以同步衝星會靜止在地球上空？ 』 老師說： 『 同步衝星就是地球靜止衛星，這個論點可能有錯，同學應動手做實驗，以求甚解 』 ；剛好學校配合自然教學課程，安排了一次天文館之旅，段們意外發現衛星軌道的奧妙，就這樣我們展開了一連串的研究學習活動。

在國二理化課程裡，我們學到了重力加速度與其計算上的應用，但一直僅限於理論值的代入，所以，我們就想到是否能夠設計一個簡單實驗裝置，用簡單的實驗來測知本地的重力加速度量值。因此，我們就設計了以下的實驗。

利用水柱發生全反射傳遞光線，形成水光導，本研究探討水光導的發生機制、最佳傳遞條件與導光率大小，最後再與固態光纖進行比較。研究中發現，流速慢、射程過近的水流，易受壁流現象而提高臨界高度，提早消失光點；水流射程過遠，只要超過破裂點，光線損耗加快，光導效果變差。由軌跡方程式求出噴流軌跡長，並測量光點面積，以求出導光率，發現傳播越遠，損耗係數越大，水光導與固態光纖的指數損耗模式不同，其為2階多項式的損耗模式，可由方程式算出最大導光距離。三種光源中，以長波長的紅光有較佳導光效果，藍光較易散射而縮短傳遞距離。利用雨水產生光導效果，可利用在綠建築或太陽光傳輸系統上，深具應用價值。

學期末老師為獎勵大家表現不錯，特別帶我們到十八閘水源頭郊遊。一些同學忙著起火，一些同學則老練般的烤肉著。另一些不知做什麼的同學便在河邊戲水，比賽打水漂兒，看誰跳得遠，彈得次數多，是不是打水漂兒需要技巧，不單憑力氣的大小呢？引起大家研究的興趣，在老師的指導下，設計多種的實驗開始進行研究 ─ 打水漂兒。

本實驗主要探討水滴自由落體的過程，首先我們嘗試設計不同方法測量自由落體水滴速度，並試著改進設計實驗，以達較理想結果。我們發現水滴落下加速度穩定但逐漸變小，但落下距離超過一公尺後，加速度變動大，針對此點，我們進一步研究。我們以直接照相的方式，探究水滴形變，看一看形變的過程，發現有規律性，並對距離的規律性與時間的規律性做探討；發現形變果然影響加速度。我們並翻查理論資料，嘗試解釋實驗並比對異同。我們模擬水滴振動做研究，比較結果，再嘗試在水滴中加入界面活性劑降低表面張力，研究表面張力的影響。我們考慮水滴 “形變比率” = 橢圓水滴垂直長度/水平寬度，發現以形變比分析水滴確實能發現更多水滴特性，真是一有趣的發現。最後我們提出實驗改進的方向，並對實驗過程一些疑點，嘗試研究發現。