物理科

一. 光的色彩世界：（一）光的三原色 :觀察紅光、藍光、綠光疊加一起，形成的彩色世界。（二）三原色下的影子色彩世界 :分別將物體擋在紅光、藍光、綠光之前，觀察影子在不同色光組合下的顏色。（三）玻璃紙下的世界 ：將學校建築，分別以景物本色，加上紅、藍、綠色玻璃紙，觀察其呈現的景象。（四）自製轉輪色彩的世界 ：自製轉輪，在圓形厚紙板上塗上不同顏色，快速旋轉下觀察呈現的顏色。（五）陽光下的彩色世界：陽光經過寶特瓶、三稜鏡及肥皂泡泡後，觀察呈現的顏色。二. 顏料的色彩世界：（一）顏料混合的色彩：將粉筆、彩色筆、廣告顏料、水彩的顏料三原色混合後，觀察混合後的顏色。（二）顏料在水中的擴散情形：分別將奇異筆、粉筆、彩色筆、廣告顏料、水彩塗在宣紙上，分別放入水中，觀察顏料在水中擴散情形。（三）玻璃紙下的世界：將白紙上塗上紅、橙、黃、綠、藍、紫、咖啡色及黑色顏料呈圓點狀，分別放在紅色、藍色、綠色、黃色玻璃紙組合下，觀察呈現顏色情形。三. 自製酸鹼指示劑的色彩世界：（一）找出適合當指示劑的植物或蔬菜 ：在校園中找尋適合當指示劑的植物或蔬菜。（二）觀察自製指示劑在不同 pH 值下呈現的顏色：利用指示劑在溶液不同 pH 值下，觀察呈現不同顏色的色彩世界。

「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰「桿擺」 是我們這學期才接觸到的一種新奇、充滿挑戰。也是一種結構看似簡單，但 也是一種結構看似簡單，但 也是一種結構看似簡單，但其實機制頗為複雜的裝置 。它不同於自由運動的單擺以及彈簧振子 ，但卻有一些和它們共通的特質。在實驗中我們確認了桿擺運動的本質 —是一種藉由摩擦力能量所引發的受迫振動， 而其週期運動的形成則由接觸面 摩擦力所產生的｢振源 —阻尼｣間的轉換、平衡機制所控。我們也試圖 進一步 探究 它的物理特性 ，發現它的擺動週期和滾輪轉速 、滾輪距離 、接觸面摩擦力 、橫桿重量之間有 著密切關聯 。而影響其擺動幅度的變因則有 ：橫桿的釋放位置 、接觸面摩擦力 、橫桿長度 、橫桿重量 以及 橫桿 重心的分布情形 。此外 ，我們也發現 ：利用 重阻尼桿擺 能迅速回復到平衡位置的特性 ，它也可以成為一種 「重心探測裝置」 ，廣泛應用在球棒 、球桿 、釣竿等製造流程上 。

最初是對星球運動的好奇，隨後不服輸的心理一直驅使著我。三年來在這兩種心情交互支持下，逐項突破主要困難問題，並持續進行探討與研究。

水結冰的過程為什麼體積會膨脹？雖然課本都有寫，但卻沒有說明真正的原因。我想知道的是水結冰時若是遇到其他物質的抵抗，是否能用明顯的巨觀結果來證實我的推論與預測？冰芯的形成又與奈米冰晶的多寡有何關係？ 透過比較不同水質的結冰結果，進而探討各種溶質的冰芯差異，期間發現容器的形狀與材質對形成冰芯的影響，特別是有無包覆可以用來控制冰芯的形狀。證實形成「奈米冰晶結構」時擴大版圖的「純化作用」的確存在。 透過探究水結冰時和其他物質的交互作用以及冷卻環境差異所造成奈米冰晶結構強弱，經拉曼光譜儀的掃描分析，形成「純化作用梯度力」的物理解釋模型，希望未來能進一步製作能結出創意冰芯形狀的製冰容器。

本實驗希望可以從我們實驗室裡面的儀器，測量出雨水的大小，以及雨水落到地面附近時的速度有多快，不過因為雨水太小了，實驗室的儀器並沒有辦法直接測量出雨水的大小和雨水的速度，因此我們先測量一些比較大的水滴的體積與終端速度，製成圖表之後，找出其中的關係，然後從我們找出的關係之中，推論出雨水的體積以及速度。首先以麵粉球法，做出水滴體積與水滴滴在麵粉上所形成的麵粉球質量兩者之間的對照圖。我們先試著以實驗室裡頭的普通滴管出發，自行設計出另外兩種口徑不同的滴管，另外也找來兩支粗細不同的針頭，因此一共有五支口徑不同的滴管，可以滴出五種體積大小不同的水滴。分別以這五支口徑不同的滴管滴水到麵粉裡，每一種體積的水滴都會形成相對應質量的麵粉球，我們把水滴體積與對應的麵粉球質量製成(水滴體積與麵粉球質量關係圖)，結果發現是一個正比的圖形。其次，以光電計時器測量各種體積不同的水滴落下不同距離所耗費的時間，並做出五種水滴落下的距離對時間關係圖，並從五支滴管的距離對時間關係圖找出五種大小水滴的終端速度，以及水滴體積與終端速度之間的關係。我們先從高度五公分開始，以普通滴管滴出的水滴測量水滴落下五公分時所需要的時間，重複多次之後取平均數，然後把距離拉開到十公分再重複測量一次，一直到看得出水滴達到終端速度為止，五支口徑不同滴管都測量完之後，把數據作成圖表。我們發現，落下距離在拉開到 80~100 公分時，水滴落下的速度會達到固定，並不是像自由落體一樣越來越快，查證後發現是空氣阻力造成的結果，這個固定的速度就叫做「終端速度」。後來從高中課本找出了計算終端速度的公式，從公式中推導出終端速度的六次方與水滴體積成正比，並做出(終端速度六次方與水滴體積關係圖)。最後，在下雨的時候，直接拿麵粉到戶外去接一些雨水，測量出麵粉球的平均質量，然後把數據拿到(水滴體積與麵粉球質量關係圖)對照，可以得到雨滴的體積，再把雨滴體積拿到(終端速度六次方與水滴體積關係圖)上對照，經過計算之後就可以得到雨滴的終端速度了。

蠟燭是清明掃墓時必備的物品之一，但清明節前後天氣常常不穩定。本實驗目的主要是探討如何讓蠟燭在戶外持續燃燒，不受天氣影響。實驗中，我們試圖用挖洞的瓶子蓋住蠟燭，以孔洞的數量、孔洞的位置、孔洞的直徑為變因，經過一連串的實驗與改良後，發現就材質而言，紙盒最能符合需求，而開了上下、左右相對的四個洞，孔洞直徑為1cm時，可以讓整支蠟燭燒完；以電風扇模擬風吹的情形做驗證，盒中蠟燭的燃燒時間可達到預期目標。

(一)雖然在國中物理課程力學篇，牛頓運動定律沒有談到碰撞觀念，但是運動定律及作用力和反作用力，已經給我們碰撞的一些概念和啟示，升上三年級漸漸的對於高中組全國優勝作品第25屆處理碰撞跳動問題更加了解作者的實驗設計1.作者處理鋼球第一次碰撞至第二次碰撞的時間方法：利用麥克風收到碰撞時所產生的聲音，觸發IC，同時產生一個脈波……，讀入資料記錄到電腦中，再由電腦加以處理。2.作者並未處理碰撞接觸時煙，因為鋼球碰撞時間非常短促，不易測得，而把碰撞時間忽略。 (二)利用電子電路，裝置出較新穎的測量方法，用來測量1.碰撞接觸時間2.第一次碰撞至第二次碰撞所需的時間

1.濃度越小，泡泡維持時間越短，但發現金屬離子雜質越多以及加酸皆會破壞Marangoni效應而降低泡泡維持時間。 2.對於最大直徑，可以發現加入酸、鹼電解質會降低最大直徑，且濃度越大越明顯，非電解質則會增加直徑，而鹽類則有不一樣的表現，例如硫酸鎂與碘化鉀反而會增加最大直徑。 3.電解質中的酸容易破壞Marangoni效應而降低泡泡維持時間，且強酸降低的效果比弱酸佳；而對於縮小泡泡直徑，添加電解質濃度越大效果越好。 4.對於厚度來說，可發現隨著添加酸、鹼的莫耳濃度越大，起始厚度越薄，同時也發現隨著時間過去，Marangoni效應會變慢。 5.添加溶質的保濕度越差，維持的時間越短。 6.濕度與溫度越低可以降低泡泡最大直徑與維持時間。

炎炎夏日常為了兼顧舒適與節能，會將窗戶及氣窗全部開啟，而窗戶及氣窗的開口位置及大小均影響著室內通風效果，因此我們製作與教室等比例的壓克力模型，拍攝線香通過模型的軌跡，觀察開口對氣流的影響，並將它放置在均勻穩定的風洞之中，以模擬教室的通風狀況。實驗結果，在兩隔板開口對稱時，室內通風率隨隔板距離增大、隨入口風速減小；若在後隔板開了氣窗，其通風率會隨隔板距離減小、不隨入口風速變化，顯示開氣窗將讓室內通風率更加穩定。再者流體在進入開口處時會有加速的現象，其速度變化率會隨入口風速有遞增的趨勢，且隨兩隔板距離增加漸趨明顯；而風速變化率卻與兩隔板距離成指數遞減關係。

使用馬赫‧曾特爾干涉儀，它可以利用光波微小波長（可見光400 ~ 700奈米，1奈米 = 1nm = 10-9 m）的特性，來進行微小的長度變化的測量。在干涉圖形中每一個環或圈數的變化都是一個光波長λ，透過觀察圈束的變化ΔN，算出真正金屬所膨脹的厚度。最後，利用熱學中的長度增加量ΔL=L0×α×Δt，得到我們要的：金屬的熱膨脹係數α。