物理科

當你站到一面鏡子前面時，會照出一個像來，那麼兩面鏡子是不是會照出二個像呢？或是不止兩個呢？它們的方向、大小以及距難的遠近關係又怎麼樣呢？(一)兩面鏡于的夾角度和影像的大小與個數有什麼關係？(二)實物的大小和影像的大小有關係嗎？(三)右面鏡子和左面鏡子的影像個數、方向、大小有什麼關係？(四)實物到鏡面的距離和影像的大小有關係嗎？

本研究在於探討不同的力作用於一點，當力成平衡狀態時，不同力的大小與力之間的角度關係，以及施力點至力平衡點的距離總和，並深入探究此一力平衡點的特殊意義與應用。將三條繩子的一端綁在一起，另一端則往平面上三角形Ａ、Ｂ、Ｃ三個定點方向上施力，調整三股力大小以及三角形三個邊長，觀察三股力成平衡狀時，任兩力之間的角度關係，以及此力平衡點到Ａ、Ｂ、Ｃ三頂點之距離跟這三股力大小的關係。並將研究結果加以設計成一個實用的工具－「小心定位儀」。

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。

理化課談到「靜電」，我們玩了很多靜電的遊戲，我們再開創「電浮」…等等有趣的靜電實驗；也利用雷射與磁片對話的「放大」作用，測量出微弱的靜電力，並進而測量磁鐵的磁力且證明磁鐵的磁力和距離平方成反比。

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。

現實生活中難免少不了摩擦力，但流體－尤其是氣體─所造成的摩擦阻力卻往往被忽略。丹麥物理學家斯托克（Stokes）推導出當「球體」在高黏滯性流體中均勻運動且滿足低雷諾耳數(Reynolds Number)的條件時小球所受的阻力為 6πrηv。我們由此實驗獲得靈感，希望找到「圓柱體」在穩定流體中所受的阻力關係式。我們以圓柱體當待測物，並假設兩種可能的變因，分別為圓柱體底面半徑和圓柱體長度。然後設計實驗將條件不同的圓柱體以棉線連接，吊在壓克力中空管中，另一端繞過阿特午機，綁上砝碼，置於有防風櫥（防止氣流干擾）的電子秤上(電子秤須先歸零)，以固定的風速從壓克力管下方吹送，穩定之後，紀錄電子秤上所增加的讀數。該讀數即為該金屬圓柱所受的阻力。另外取同樣的金屬球數顆，假設兩種可能的阻力變因，改變兩球的間距以及固定間距時球的數目。然後依照上述步驟測定金屬球所受的總阻力。經多次的實驗，分析所測量的資料，我們可觀察出待測物所受的阻力與某些變因有關。

每當教授”運動定律”此一單元，總覺得速度、速率、等速度、等加速度，永遠靜止，永遠作等速運動……等抽象概念，難以令學生了解，雖作實驗學生仍不能徹底領悟。此章實驗固屬難作，實驗器材未臻理想也是一大原因。例如水鐘車測量加速度時學生就產生了下列問題。(一)滴水是否定時？(二) 滴水的快慢與水量是否有關？(三)水鏡車的機械摩擦有多少？由於學生這一系列的問題，引起我們作深入的研究，改進實驗裝置，增進教學效果。

我們因為「崖上的波妞」這部動畫電影而開始了對「蒸氣噗噗船」的研究，經過資料搜尋後，發現不用昂貴的銅管也可以製作噗噗船，於是開始了我們對「鋁片」噗噗船的一連串研究與改良。經過實驗後，我們成功改良鋁片蒸氣室的製造過程，使我們可以大量製造動力強又穩定的蒸氣室。接著我們也發現「直吸管」引擎設計比絕大部分人的「彎吸管」引擎更優良，搭配大小適中的蒸氣室以及二根細的吸管，可以做出最理想的鋁片蒸氣引擎。此外我們也自行打造了「迷你酒精燈」，提供穩定又強大的火源；最後更進一步把原本極不環保的保麗龍船體，改成資源回收物做成的「雙體船」船體，得到更穩定、阻力更小、結構更簡單的「噗噗雙體船」。

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？

每見飛機翱翔於天際，便對飛機飛行產生無比之關注與興趣，為何能飛行？飛機的機翼又為何如此多種？飛行中由於飛行的角度不同，在潮濕的天空中，機翼及機尾會產生許多的渦流，在不斷地觀察中令我沈迷不已！也試著製作機翼，產生各種煙霧，探討飛機在飛行中相對運動、渦流是否會造成飛機之阻力或升力、失速或災難等。藉由一連串之實驗、設計、測試與改良，我們獲得許多寶貴之經驗及紀錄。希冀對物體運動學有所助冀，且對飛機機翼的未來發展有所助益。