全國中小學科展

物理科

轉角遇到光

本實驗對光纖的導光特性進行研究,證實太陽光可透過光纖引導,進行照明之利用。由 於教室內的人工照明需求量很高,台灣四季雖有充足日光,學校建築物本身受限於環境,無 法以綠建築概念建造,若開發太陽光纖照明技術,就可節省大量電能耗費,減少二氧化碳的 排放量。本實驗量測教室內自然採光及人工照明下的空間照度,以評估太陽光纖照明的需求 性,並研究日光燈的等照度圖及模擬方法,可以評估室內的照度分佈及需要補充照明的位置。 經實驗發現,教室內人工照明的照度略不足,且搭配自然採光的燈具配置與控制也不完善。 本實驗最後以模型屋的光纖導光實驗,模擬光纖照明應用的可行性,發現太陽光經聚光後再 經光纖傳導,其能量使用效率相當高。希望藉由創意的實驗設計,對太陽光纖照明科技能有 進一步的了解,並為地球環保盡一份力量!

天上掉下來的禮物-善變的流星

焊錫經由焊槍加熱,達到高溫時熔化成液態,此時表面張力作用使其外形呈現球體,而焊錫滴與焊槍又因附著力的作用,焊錫不會馬上滴落。當熔化的焊錫滴達一定程度大小,重力大於表面張力造成之拉力而滴落。偶然的機會,我們將焊錫滴入水中,而滴落的焊錫在不同的條件下會再度凝固成各種形狀,我們探討各種不同的條件下(高度、深度、液體種類、溫度…等),焊錫再度凝固為各種形狀過程的機制與其物理原理。

水塔超人震得住-液體阻尼器的防震研究

本實驗研究結果發現:(1)以不同形狀容器來實驗,以圓柱體容器阻尼效果最好。當容器固定為圓柱體且改變容器內液體高度來實驗則發現,有控制重量時以液面高度6.5公分阻尼效果最好,當無控制重量時以液面高度為8公分阻尼效果最好;若以不同直徑且液面高度相同圓柱體來實驗,則直徑15公分阻尼效果最好。(2)以不同大小孔洞及不同層次來實驗,即在圓柱體容器內加裝不同層次的孔洞隔間,則以孔洞0.2公分×0.2公分的三層隔間阻尼效果最好。(3)若在建物上方懸吊不同長度,相同重量的懸吊質塊來實驗,擺長的週期越接近震盪器的週期阻尼效果最好;但若擺長固定,改變懸吊質塊的重量,則以質塊越重的阻尼效果最好。

台中地區噪音現況的調查及其防治之道

坐在屋內讀書,對面鐵工廠不斷傳來敲鐵的聲音及機器轉動的聲音,有時吵得使人無法念書。難道沒有辦法能使它們小聲些嗎?難道我們不能隔絕這些噪音嗎?基於這方面的刺激下,又配合政府72年 5月公佈的噪音管制法及 71 年12月公佈的嗓音管制施行細則,我們決心向噪音宣戰,探討噪音的現況及其對應之道。

樹叉為什麼不會飛--回旋鏢的飛行研究

「為什麼樹叉不會飛?」我們是標準的卡通迷,每天下午回家第一件事情就是先看卡通影片,前些時候有一部「科學小飛俠」的卡通影片裡面的小飛俠用一種武器,很像注音符號中的「ㄑ」,但是威力無窮一丟出去小但惡魔黨壞人死光,而且武器還會自動的飛回來呢!於是我就自己鋸下一個取哪武器一模一樣的樹叉用力一丟,咦!它只會往前飛,卻不會回來呀!請教老師這們奇怪的問題後,老師說那武器「回旋鏢」是澳洲土人用來殺獵物用的:「但是為什麼會飛而且會回來呢?」其中的道理只好大家來研究了。

擺的共振與能的轉移

物理第三冊;波動單元,我們用音叉作"拍"的實驗。拍是同一方向進行的兩波,其頻率相差不多時由於干涉作用,聲響而增強,時而減弱,彼此互有規律的變化。但課本未提起,兩音叉振動頻率相同而引起的共嗚(共振)問題。頻率相同的兩音叉,若鼓動一音叉,其振動能夠傳播另一音叉引起振動而嗚響。由物體若無受外力作用,靜止的是永久靜止的「慣性定律」可知另一音叉必受外力作用,其外力如何傳播而來呢?我們利用擺的共振,探討其過程。

免電冰箱-汽化熱的研究

一則「四年零電費」的新聞引起我們對免電冰箱的好奇,透過探討水、組成材質、盆外環境等因素與盆內溫度的關係,了解(1)水的汽化熱是免電冰箱降溫的主因,但水太多或太少,降溫效果反而不好(2)水溫並不影響最後的降溫效果(3)保水性佳且達到最大含水量的填充物有利於降溫(4)內盆材質的差異未有顯著影響(5)外盆材質具有孔隙降溫效果較佳(6)使用的液體避免含有顆粒雜質,以酒精最佳、純水次之,考量成本,建議使用純水(7)高溫度、低濕度、通風及較大的空氣接觸面積有利於降溫(8)照射太陽不利降溫。「水」有強的氫鍵,汽化熱相當高,應用於免電冰箱有良好的降溫效果,對蔬果保存,具有環保、節能、簡易的實用價值。

金屬導線或面板上交流電產生怪現象之研究及計時應用

白紙上的硫粉,不經意地用手去擦拭意外地發現硫粉產生疏密條紋 〝 是不是實驗室交流電壓 220電場內所引起的“展開研究。

環狀泡泡產生機制之探討

形成泡泡環的主要因素為:外圍液體由氣泡底部衝入氣泡內貫穿氣泡而形成泡泡環。 起始孔徑的形狀不會影響泡泡環的形成。 在雙孔的實驗中,若孔重疊,則可視為單孔;而不重疊孔氣泡混合後會產生壓力大的混合區,造成中間破裂而不成環。 在相同孔徑下,泡泡環離開時間與外加壓力及外力時間無關。 由連續方程式可推知孔徑越小的氣泡成長所需時間越短。 當泡泡達到離開噴射孔的時間,即使外力繼續作用,還是無法增加氣泡的體積,所以會有達到飽和值的趨勢。 使用球型氣泡模型來解釋外加壓力增加,氣泡體積亦增加的趨勢。 利用離開噴射孔氣體體積等於氣體進入氣泡的體積,可解釋外力時間與體積成正向增加關係。而氣泡在成長過程中,體積膨脹率隨時間而增大。

彈珠與溶液

晚餐時哥哥把喜歡把肉或菜沾醬油「露」吃,弟弟卻喜歡沾醬油「膏」吃,妹妹覺得很奇怪就問媽媽說:「醬油露和醬油膏到氏有何不同?」媽媽說:「醬油露比較稀,醬油膏比較濃”」什麼叫「濃」或「稀」?妹妹簡直分不清楚,媽媽要我替妹妹說明,於是引起了我研究的興趣。