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物理科

神奇的變色花

本實驗主要在探討與研究,花瓣染色程度與不同花材、染料,不同染料溫度,浸泡時間長短,吸收速度快慢,染料酸鹼值,各式染色方法,染出來的成果有何異同,及對人類日常生活中的影響,如果研究成功將可對相關產業的業者有很大的幫助,更可以讓消費者買到許多奇花異卉將使我們的生活多采多姿。

都是駐波,為什麼差這麼多?

高中課本中關於駐波所教授的只限於繩波,而且只談兩種情況:兩端皆為固定端 頻率f=nv/2L 時會形成駐波;一端為固定端、一端為自由端時 頻率f=(2n-1)v/4L 時會形成駐波。但我們實際做實驗的結果,無論是直線駐波或是平面駐波,給予一強迫振動,則不管其頻率為何,均可找到節點或節線。另外在課本上亦提到同一介質各點張力相同,傳波速度亦相同,但我們在實驗室發現,弦線可滿足上列描述,但金屬板則否。當外加振源的頻率越大,板的波速亦越大,板的表面張力亦越大。

透鏡白皮書 ( 透鏡焦距測量與其成像關係)

擬定實驗部分一、量凸透鏡與凹透鏡的焦距。二、測量物距與像距的關係。三、鏡片焦距與近視度數的關係。

單擺週期的疑惑-不同重力下單擺週期的改變

緣自於康軒版自然與生活科技第3 冊第一章的活動1-4,有關單擺週期的介紹,也因老師的提問---將單擺裝置移至月球上,週期會如何改變?因此展開此次的研究:首先,我們利用定滑輪及鐵塊設計了可以改變加速度的裝置,以便單擺能在不同加速度系統下擺動。我們以高速閃光燈及單眼照相機拍下在加速度系統下擺動的乒乓球,以便分析加速度及週期之間的關係,為了測量快速運動物體移動的時間,我們將電子碼錶拆解,並分析它的計時是如何運作,因此我們從電子碼錶內接出三條電線,利用這三條電線的通電與否,可以開始及結束計時,就如同光電計時器般,利用這個裝置,我們可測出加速度的大小。

航向未來-羅倫茲力電磁船

電磁船是一種性能優異的未來船艦。在各個先進國家陸續展開電磁船研究的同時,我們也嘗試利用自己動手做的實驗模型、裝置來進行電磁船動力性能的探究、分析。實驗發現:電極材質的種類會造成電磁船推進力和電極損耗的差異。各種實驗材質中以鋁‐銅電極的推進力最為理想;石墨‐銅電極在損耗方面最具優勢。實驗變因中,電流、電極表面積、磁鐵數量都和推進力呈正相關;電極間距、電極寬∕長比值和電磁推進力則呈負相關。其他的環境變因如海水鹽度、溫度以及船本身的推進角度對於電磁船的動力性能也都有一定程度的影響。

維納斯的惡作劇—偏光形成的色彩現象

利用起偏片固定光偏振方向,通過膠帶後,光產生偏極化現象,經由檢偏片觀察,可看見色彩變化。我們探討顏色和厚度及角度的關係,發現當兩偏振片不垂直時,在夾角外會出現另一組顏色,同時發現灰階可由角度加以控制,以及顏色為何如此單調甚至是無色,經光譜儀分析波長透射率,證實兩者為互補色,此結果與光波在雙折射材料傳播,造成相位延遲的分析一致。1888年Michel-Levy發現這個現象,這是由於材料的雙折射作用偏轉了光的偏極方向,不同波長的光穿透率不同,因而出現色彩,這個現象目前相關應用於偏光顯微鏡和光學應力測試儀,卻無人詳述原理及檢測方式,目前使用的是查表的方式,故提出新的方法,在未來可用於改進檢測材料應力及光纖傳感器的領域上。

變頻磁場的研究

本實驗利用函數產生器、功率放大器及電源供應器,組成自製可變頻率交流電源,探討頻率 f 對螺線管磁場的影響,得知磁場倒數 1/B 與交流電源的頻率 f成線性關係。我們也提出 1/B 對 f 的正比係數的理論值2πn?/Vo,並獲得實驗數據的驗證。

水是否有彈性?水在碰撞中的彈性研究

本實驗室以探討剛體碰撞運動的方式來探討水碰撞後的彈性係數(coefficient of restitution)以及碰撞後的速度計算;以雷射光進行準直校準;數位攝影機進行拍攝,最後,以拋體運動、碰撞理論與及流體性質作為分析的依據。 計算出: 1.水和剛體以及水與水碰撞的彈性細數皆≒0.47,並推測當超過單一水分子所組成的水和自然界中大部分物體碰撞時彈性係數皆等於水與水碰撞時所的的數值。 2.入射水柱初速與排開速率的比值≒3.48 3.歸納出理論計算水與水碰撞後初速計算式V理論初速 = 2‧Vs‧cosβ+ΔV 即理論上碰撞後速度等於兩倍的入射速度的水平投影加上鉛直投影所造成的水平排開速度,利用此事可理論上計算水的彈性係數。 4.利用彈性係數以及結論三的關係式可在理論上計算出碰撞後速度以及碰撞後反彈水滴的反彈角。

水流慣性與槓桿平衡的應用

本校四年級教室分配到後山上課,雖然遠了一些,但是我們很快的在這裡到了樂趣,下課後,大家常到山溝裡抓螃蟹,青蛙和蝌蚪等....真的很好玩。老師帶我們上自然課:生活在水裡的生物 槓桿平衡原理,老師說:水裡既然有螃蟹,這條山溝應該經常有水,水資源可貴,所以我們決定好好利用自然科學的原理,做個具有創意的水資源探討和運用。

管狀泡膜之研究

本研究,從如何吹出又長又持久的管狀泡膜開始,設計一套可以穩定控制吹氣的裝置,以兩段式吹氣的方式易吹出管狀泡膜,分析其生成過程、外形,發現穩定的矛頭(管狀泡膜前端)有一特定的形狀。以 Laplace 公式算出各位置的壓力,由連續方程式算出通過各位置之空氣流速,並探討兩者之間的關係。由吹出管狀泡膜的臨界條件算出清潔劑溶液的表面張力為 0.018 N/m。另外,在拉環實驗之中發現,管狀泡膜可以穩定的存在。