物理科

Domino是一門學問，其中「推推樂」只是多數人對骨牌的刻板印象。其實它有著「物理」碰撞和「數學」推砌的多樣變化，而本研究在探討骨牌效應及極速下的物理現象。研究分別就 速度實驗、因子實驗與「Taguchi－田口法」實驗三階段進行。在經多次實驗記錄、討論，提出結論如下：一、骨牌間傳遞速度呈現暫態週期性，不同因子呈現不同變化週期。二、骨牌效應下發現，骨牌間距小、質量輕、重心於中心趨前及擺錘質量大、撞擊角度大，速度效應最佳。 三、極速最佳因子研究中，經分析因子實驗數據，依照田口 法最佳化實驗，並經驗證後發現，最佳因子組合是：骨牌間距小（2cm）、骨牌重心中心趨前、擺錘質量重（22.24g）以及撞擊角度大（90°）。與單一因子實驗呈現高度相依。

國中物理課本第三冊第十四章介紹液體表面張力的特性，以及影響液體表面張力的變因；化學課本第一冊第六章利用表面張力的變化，來估計硬脂酸分子的大小。底下設計兩種實驗裝置，不但可用來測量不同液體表面張力的大小，而且可直接顯示液體表面張力的特性，以及測量不同狀況下的表力張面。另外介紹液體表面張力在數學上的特殊應用。

學校之自動馬達，最初係以浮球式之開關所控制，由於開關置於水塔內部，常因受潮而生故障；後改為電子式之自動控制電路，亦因線路複雜，產生維護上之困難，囚此乃思自研一簡單有效之電路以為應用。

在影片【三個傻瓜】中的大學教授有一枝在任何角度或無重力都可寫出來的太空筆。真有這枝筆嗎？可DIY嗎？ 結果顯示：(1)市售原子筆平均筆芯內徑及倒立書寫長度：水性筆 > 油性筆 (2)書寫傾角與書寫長度呈負相關，書寫傾角 > 90度任何性質的筆都會斷水 (3)環境溫度與書寫長度呈正相關 (4)油及水性原子筆在水中書寫效果不佳 (5)筆倒立書寫長度和筆芯內徑呈負相關。毛細上升高度：自來水 > 水性墨汁 > 油性墨汁。水性筆芯內徑 < 0.15mm，油性 < 0.05mm，墨汁會毛細上升5cm效果佳 (6)筆芯尾部隔絕空氣書寫長度大為縮短 (7)筆芯尾部加砂效果差 (8)筆芯尾部加水效果佳，加壓8-11cm水頭高為最佳 (9)筆尾部加氣壓效果佳 (10)永不斷水原子筆構想可以達成。或許結果能給同好參考依據及具科學價值。

波動現象是所有物理現象中最為奇妙與可愛的一種，在一般的實驗中，如水波糟實驗，楊氏雙狹縫實驗， …… 等。我們可以很清楚地看見“橫波 ”的干涉或繞射現象；我們可曾見過縱波（聲波即是縱波）所其有之波動現象？似乎很少聽過能證明縱波亦具有所有光波之波動性質（偏極化特性為例外）的實驗，這引起我很濃厚的興趣，便設法找一方式能證明縱波亦具所與光波相同之波動性質。下面是悉心研究之結果，在此願拋磚引玉，供大家參考，希望有興趣的人士能夠加以改進創造，做出更完美的實驗以驗證縱波（聲波）之波動性質。

透過小小水珠的結冰，我們發現令人驚奇的神奇現象！加蓋的水珠結冰時，底部與側邊會先結凍，內部的水最後結冰時只好往上頂出，因此形成像桃子狀的可愛冰尖凸。其結冰的過程，通常會有過冷現象，只要加入其他物質使其溶於水，就不會形成冰尖凸了。在有出風口的傳統冰箱下結冰，不加蓋比較不容易形成冰尖凸，冰尖凸的形成與否，深受風向干擾。而水珠的結冰，若是有冰尖凸的，高度的變形比大約為一點多倍，寬度則接近一倍，表示底部與側邊先行結冰時，底面積不會擴張，而是將水往水珠中央頂部推擠，才會形成冰尖凸。若沒有冰尖凸的，則高度與寬度會同步進行膨脹，但高度還是略比寬度多一些。另外，我們也嘗試尋找形成冰釘的條件，並與冰尖凸做比較。

氣體壓力是讓氣體動力車行進的主要因素，我們企圖了解多少的氣體壓力可以讓自製寶特瓶動力車行進多少距離，因此我們在研究中探討氣體壓力、氣體體積、動力車的噴口孔徑與行進距離的關係。我們發現氣體體積、壓力或噴口孔徑較大時，能把車子推動的距離較遠，但是在一定的噴口孔徑以上呈現不穩定的狀態。我們也從實驗數據預測壓力及噴氣孔徑與氣體動力車的行進距離，並且獲得驗證。因此我們藉實驗結果推論控制壓力及調整噴氣孔徑，可以使氣體推動車子移動到預定的位置。

一、高中組參展作品無論在實驗設計、測量方法上，或是理論處理上，比往年有明顯的進步，具有創意的作品甚多。 二、國中組參展件數比往年大幅成長，亦多具創意。學生的企圖心亦甚強，顯示國民中學的理化教育普遍受到重視，亦相當成功。 三、國小組的展品方面和往年一樣維持相當的高水準，不但表現生動，在選題方面也 多與生活密切相關，舉凡地震、通風及各類童玩的研究均有。在數據處理方面也多能 符合科學方法的要求。

槓桿原理的運用廣泛，但在物理學鮮少和聲音聯結在一起。至少在國中生很少人會將兩者聯想在一起。我們卻從人耳的生理結構，突發奇想，想打造一套能傳遞聲音的槓桿結構，並研究其特性。在克服了重重困難後，我們果真成功從零到有自製出獨一無二的實驗系統，藉由不同支點、不同抗力臂、不同施力臂的調整以及不同平衡質量的調校，我們在仿生的世界，發掘未知的奧秘並享受實驗的樂趣。很多生理學的教科書都說人耳的三小聽骨類似槓桿結構有放大作用，但我們的研究卻發現槓桿結構對聲音的傳遞並無明顯放大作用，反而是過濾作用。欲知其詳，且看我們的研究分析。

有一次，我在家中看電視時，剛好轉台到日本的電視台。它正巧在報導「遊日本東京系列」，內容是有關「磁浮列車」。主持人介紹磁浮列車的製作，還親自上車去體驗。這個影片讓我對磁浮列車的動力感到興趣，好奇它如何靠著磁鐵就可以漂浮、行進，於是我請教學校的老師。 老師請學校裡幾位熱心的家長，我召集幾位對科學有興趣的同學，一起開座談會，討論如何製作磁浮列車的模型，及收集相關的資料。上網查資料時，發現亞洲的中國大陸、日本及德國磁浮列車已經開動。台灣國科會已委託清華大學研究磁浮列車實驗一號。科學讓人類“會飛的汽車”夢想有了希望，我也躍躍欲試，讓我的磁浮列車駛進我的科學夢想